CN116093223B - 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。发光二极管外延片包括衬底和依次设于衬底上的形核层、本征GaN层、N‑GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P‑GaN层，多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括量子阱层和量子垒层，其周期数为n1或n2，其中，n1为偶数，n2为奇数；靠近所述N‑GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层中，在量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；所述第一插入层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的MgInN量子点层和MgGaN层，周期数≥1。实施本发明，可提升发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。
背景技术
目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引越来越多的人关注。在发光二极管中，N-GaN层提供电子，P-GaN层提供空穴。由于电子迁移率远高于空穴，并且P型掺杂激活率低，导致多量子阱层存在电子空穴分布不均匀的现象。并且，在靠近N-GaN层的一部分多量子阱中，空穴浓度远低于电子浓度，电子和空穴不平衡，引起二极管发光效率降低。
此外，靠近P-GaN层的多量子阱中，空穴浓度会高于电子浓度，虽然电子迁移率大于空穴，但是其迁移率过快导致进入量子阱层的电子很多并未参与辐射复合就“逃逸”，实际参与辐射复合的电子比例很低，这一现象严重影响发光二极管的发光效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，其可提升发光二极管的发光效率。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高。
为了解决上述问题，本发明公开了一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、本征GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括量子阱层和量子垒层，其周期数为n1或n2，其中，n1为偶数，n2为奇数；靠近所述N-GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；
所述第一插入层为周期性结构，每个周期均包括MgInN量子点层和MgGaN层，周期数≥1。
作为上述技术方案的改进，所述MgInN量子点层中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3，所述MgGaN层中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3-1×1016cm-3；
所述MgInN量子点层的厚度为0.1nm-0.5nm，所述MgGaN层的厚度为0.5nm-1nm；
所述第一插入层的周期数为1-5。
作为上述技术方案的改进，靠近所述P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层之前还设有第二插入层；
所述第二插入层为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层和SiGaN层，周期数≥1。
作为上述技术方案的改进，所述SiInN量子点层中Si的掺杂浓度为1×1017cm-3-1×1018cm-3，所述SiGaN层中Si的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3；
所述SiInN量子点层的厚度为0.1nm-0.5nm，所述SiGaN层的厚度为0.5nm-1nm；
所述第二插入层的周期数为1-5。
相应的，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长形核层、本征GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层；所述多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括量子阱层和量子垒层，其周期数为n1或n2，其中，n1为偶数，n2为奇数；靠近所述N-GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；
所述第一插入层为周期性结构，每个周期均包括MgInN量子点层和MgGaN层，周期数≥1。
作为上述技术方案的改进，所述MgInN量子点层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr；
所述MgGaN层的生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。
作为上述技术方案的改进，所述第一插入层生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
作为上述技术方案的改进，靠近所述P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层之前还设有第二插入层；
所述第二插入层为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层和SiGaN层，周期数≥1；
所述SiInN量子点层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr；
所述SiGaN层的生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。
作为上述技术方案的改进，所述第二插入层生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
相应的，本发明还公开了一种发光二极管，其包括上述的发光二极管外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
1. 本发明的发光二极管外延片中，在靠近N-GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层的量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；第一插入层为周期性结构，每个周期均包括MgInN量子点层和MgGaN层。首先，第一插入层引入Mg作为P型掺杂，可提供空穴，增加前面量子阱层中的空穴，且MgInN量子点层和MgGaN层的异质结构可形成二维空穴气，增加空穴的移动速率和扩展能力，持续提供进入量子阱层中的空穴，增加电子和空穴的复合，增加发光效率；其次，MgInN量子点层为量子点态，MgGaN层为连续薄膜态，两种材料交替生长，保证晶体质量，同时In的扩散可以增加Mg的激活率，增加空穴浓度，使得进入多量子阱区的空穴更多，提高发光效率；再次，MgInN和MgGaN两种材料与量子阱层InGaN材料的晶格常数接近，减少了极化效应，避免了晶格不匹配造成的缺陷，提高发光效率；此外，MgInN材料的势能较低，可对通过的电子造成一定的减速和消耗，减缓电子的移动速率，使得前面量子阱层的电子和空穴更加平衡，提高发光效率。
2. 本发明的发光二极管外延片中，靠近P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层的量子阱层之前还设有第二插入层；第二插入层为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层和SiGaN层。首先，第二插入层引入Si作为N型掺杂，可提供电子，且SiInN量子点层和SiGaN层的异质结构可形成二维电子气，增加电子的扩展能力，增加电子和空穴的复合，增加发光效率；其次，SiInN能阶很低，SiInN量子点层可以作为电子储存层，能为量子阱层提供源源不断的电子，保证发光层的电子具有足够的浓度，使电子与空穴更多地进行复合，减少电子因移动速率过快而来不及与空穴复合导致“逃逸”现象，增加实际参与辐射复合的电子数量，并且实现电子缓慢迁移，增加电子扩展，提高靠近P-GaN层的量子阱层的空穴和电子的复合效率，提高发光效率；再次，SiInN和SiGaN两种材料与量子阱层InGaN材料的晶格常数接近，减少了极化效应，避免了晶格不匹配造成的缺陷，提高发光效率；此外，SiInN为量子点态，SiGaN为连续薄膜态，两种材料交替生长，保证晶体质量，提高发光效率。
附图说明
图1是本发明一实施例中发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中多量子阱层的结构示意图；
图3是本发明一实施例中第一插入层的结构示意图；
图4是本发明另一实施例中多量子阱层的结构示意图；
图5是本发明一实施例中第二插入层的结构示意图；
图6是本发明一实施例中发光二极管外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
参考图1-图3，本发明公开了一种发光二极管外延片，包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，多量子阱层5为周期性结构，每个周期均包括量子阱层51和量子垒层52，其周期数为n1或n2。其中，n1为偶数，n2为奇数，2≤n1≤14，3≤n2≤15；靠近N-GaN层4的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层5中，量子阱层51和量子垒层52之间设有第一插入层53；第一插入层53为周期性结构，每个周期均包括MgInN量子点层531和MgGaN层532，周期数≥1。基于这种设置，首先，第一插入层53引入Mg作为P型掺杂，可提供空穴，增加前面量子阱层51中的空穴，且MgInN量子点层531和MgGaN层532的异质结构可形成二维空穴气，增加空穴的移动速率和扩展能力，持续提供进入量子阱层51中的空穴，增加电子和空穴的复合，增加发光效率；其次，MgInN量子点层531为量子点态，MgGaN层532为连续薄膜态，两种材料交替生长，保证晶体质量，同时In的扩散可以增加Mg的激活率，增加空穴浓度，使得进入多量子阱区的空穴更多，提高发光效率；再次，MgInN和MgGaN两种材料与量子阱层51的InGaN材料的晶格常数接近，减少了极化效应，避免了晶格不匹配造成的缺陷，提高发光效率；此外，MgInN材料的势能较低，可对通过的电子造成一定的减速和消耗，减缓电子的移动速率，使得前面量子阱层51的电子和空穴更加平衡，提高发光效率。
具体的，MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为5×1015cm-3-5×1017cm-3，当Mg的掺杂浓度＜5×1015cm-3，难以提供足够的空穴浓度；当Mg的掺杂浓度＞5×1017cm-3，会带来过多的缺陷，造成晶格质量变差，发光效率降低。示例性的，MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为7×1015cm-3、9×1015cm-3、3×1016cm-3、5×1016cm-3、7×1016cm-3、9×1016cm-3或3×1017cm-3，但不限于此。优选的，MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3。
MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为5×1014cm-3-5×1016cm-3，当Mg的掺杂浓度＜5×1014cm-3，难以提供足够的空穴浓度；当Mg的掺杂浓度＞5×1016cm-3，会带来过多的缺陷，造成晶格质量变差，发光效率降低。示例性的，MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为7×1014cm-3、9×1014cm-3、3×1015cm-3、5×1015cm-3、7×1015cm-3、9×1015cm-3或3×1016cm-3。优选的，MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3-1×1016cm-3。
MgInN量子点层531的厚度为0.1nm-1nm，当其厚度＜0.1nm，难以提供足够的空穴；当其厚度＞1nm，会带来过多的缺陷。示例性的，MgInN量子点层531的厚度为0.2nm、0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm或0.9nm，但不限于此。优选的，MgInN量子点层531的厚度为0.1nm-0.5nm。
MgGaN层532的厚度为0.2nm-1.5nm，当其厚度＜0.2nm，难以提供足够的空穴；当其厚度＞1.5nm，会带来过多的缺陷。示例性的，MgGaN层532的厚度为0.4nm、0.6nm、0.8nm、1nm、1.2nm，但不限于此。优选的，MgGaN层532的厚度为0.5nm-1nm。
第一插入层53的周期数为1-5，周期数过多或过少都无法良好的提高空穴浓度、增加空穴的移动速率和扩展能力。示例性的，第一插入层53的周期数为2、3或4，但不限于此。
优选的，参考图4和图5，在本发明的另一个实施例中，靠近P-GaN层7的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层5中，量子阱层51之前还设有第二插入层54，第二插入层54为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层541和SiGaN层542，周期数≥1。首先，第二插入层54引入Si作为N型掺杂，可提供电子，且SiInN量子点层541和SiGaN层542的异质结构可形成二维电子气，增加电子的扩展能力，增加电子和空穴的复合，增加发光效率；其次，SiInN能阶很低，SiInN量子点层541可以作为电子储存层，能为量子阱层51提供源源不断的电子，保证发光层的电子具有足够的浓度，使电子与空穴更多地进行复合，减少电子因移动速率过快而来不及与空穴复合导致“逃逸”的现象，增加实际参与辐射复合的电子数量，并且实现电子缓慢迁移，增加电子扩展，提高靠近P-GaN层7的量子阱层51的空穴和电子的复合效率，提高发光效率；再次，SiInN和SiGaN两种材料与量子阱层51的InGaN材料的晶格常数接近，减少了极化效应，避免了晶格不匹配造成的缺陷，提高发光效率；此外，SiInN为量子点态，SiGaN为连续薄膜态，两种材料交替生长，保证晶体质量，提高发光效率。
具体的，SiInN量子点层541中Si的掺杂浓度为5×1016cm-3-5×1018cm-3，当Si的掺杂浓度＜5×1016cm-3，难以提供足够的电子；当Si的掺杂浓度＞5×1018cm-3，会带来过多的缺陷。示例性的，Si的掺杂浓度为7×1016cm-3、9×1016cm-3、1×1017cm-3、3×1017cm-3、5×1017cm-3、7×1017cm-3、9×1017cm-3、1×1018cm-3或3×1018cm-3，但不限于此。优选的，SiInN量子点层541中Si的掺杂浓度为1×1017cm-3-1×1018cm-3。
SiGaN层542中Si的掺杂浓度为5×1015cm-3-5×1017cm-3，当Si的掺杂浓度＜5×1015cm-3，难以提供足够的电子；当Si的掺杂浓度＞5×1017cm-3，会带来过多的缺陷。示例性的，Si的掺杂浓度为7×1015cm-3、9×1015cm-3、1×1016cm-3、3×1016cm-3、5×1016cm-3、7×1016cm-3、9×1016cm-3、1×1017cm-3或3×1017cm-3，但不限于此。优选的，SiGaN层542中Si的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3。
SiInN量子点层541的厚度为0.1nm-1nm，当其厚度＜0.1nm，难以提供足够的电子；当其厚度＞1nm，会带来过多的缺陷。示例性的，SiInN量子点层541的厚度为0.2nm、0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm或0.9nm，但不限于此。优选的，SiInN量子点层541的厚度为0.1nm-0.5nm。
SiGaN层542的厚度为0.2nm-1.5nm，当其厚度＜0.2nm，难以提供足够的空穴；当其厚度＞1.5nm，会带来过多的缺陷。示例性的，SiGaN层542的厚度为0.4nm、0.6nm、0.8nm、1nm、1.2nm，但不限于此。优选的，SiGaN层542的厚度为0.5nm-1nm。
第二插入层54的周期数为1-5。周期数过多或过少都无法良好的提高电子浓度、增加电子的扩展能力。示例性的，第二插入层54的周期数为2、3或4，但不限于此。
其中，量子阱层51为InGaN层，但不限于此。量子阱层51的厚度为2nm-5nm，示例性的为2.5nm、3nm、3.5nm、4nm或4.5nm，但不限于此。
其中，量子垒层52为GaN层，但不限于此。量子垒层52的厚度为6nm-15nm，示例性的为8nm、10nm、12nm或14nm，但不限于此。
其中，衬底1可为蓝宝石衬底或硅衬底，但不限于此。
其中，形核层2可为AlN层和/或AlGaN层，但不限于此。形核层2的厚度为20nm-100nm，示例性的为30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm，但不限于此。
其中，本征GaN层3的厚度300nm-800nm，示例性的为350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm或750nm，但不限于此。
其中，N-GaN层4的掺杂元素为Si，但不限于此。N-GaN层4的掺杂浓度为5×1018cm-3-1×1019cm-3，厚度为1μm-3μm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层交替生长的周期性结构，周期数为3-15；其中，a为0.05-0.2，b为0.1-0.5。电子阻挡层6的厚度为20nm-100nm。
其中，P-GaN层7的掺杂元素为Mg，但不限于此。P-GaN层7中Mg的掺杂浓度为5×1017cm-3-1×1020cm-3。P-GaN层7的厚度为200nm-300nm。
相应的，参考图6，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括以下步骤：
S100：提供衬底；
优选的，在本发明的一个实施例之中，将衬底加载至MOCVD中，在1000℃-1200℃、200torr-600torr、氢气气氛下退火5min-8min，以去除衬底表面的颗粒、氧化物等杂质。
S200：在衬底上生长形核层；
具体的，可采用MOCVD生长AlGaN层作为形核层，或采用PVD生长AlN层作为形核层，但不限于此。优选的，采用MOCVD生长AlGaN层，其生长温度为500℃-700℃，生长压力为200torr-400torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
S300：在形核层上生长本征GaN层；
具体地，在MOCVD中生长本征GaN层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S400：在本征GaN层上生长N-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长N-GaN层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S500：在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，生长多量子阱层包括以下步骤：
S510：在N-GaN层上生长前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层，包括以下步骤：
S511：生长量子阱层；
具体的，在MOCVD中生长量子阱层，生长温度为700℃-800℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2或Ar作为载气。
S512：在量子阱层上生长第一插入层；
具体的，在MOCVD中周期性生长MgInN量子点层和MgGaN层，作为第一插入层。具体的，生长MgInN量子点层时，生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。生长MgGaN层时，生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
MgInN量子点层采用较低的生长温度，有利于In组分的并入；MgGaN层采用较高的生长温度，有利于晶格质量提升。第一插入层采用H2和N2作为载气，一方面混合气可提高晶格质量，另一方面，较低的H2含量可避免H2对In组分的脱附，保护量子阱层中的In组分。
S513：在第一插入层上生长量子垒层；
具体的，在MOCVD中生长量子垒层，生长温度为800℃-900℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
S514：周期性重复步骤S511~S513，得到前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层；
S520：生长靠近P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，周期性生长量子阱层和量子垒层，直至得到后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层。
优选的，在本发明的一个实施例之中，S520包括以下步骤：
S521：生长第二插入层；
具体的，在MOCVD中周期性生长SiInN量子点层和SiGaN层，作为第二插入层。具体的，生长SiInN量子点层时，生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。生长SiGaN层时，生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
SiInN量子点层采用较低的生长温度，有利于In组分的并入；SiGaN层采用较高的生长温度，有利于晶格质量提升。第二插入层采用H2和N2作为载气，一方面混合气可提高晶格质量，另一方面，较低的H2含量可避免H2对In组分的脱附，保护量子阱层中的In组分。
S522：在第二插入层上生长量子阱层；
具体的，在MOCVD中生长量子阱层，生长温度为700℃-800℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。
S523：在量子阱层上生长量子垒层；
具体的，在MOCVD中生长量子垒层，生长温度为800℃-900℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
S524：周期性重复步骤S521~S523，得到后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层；
S600：在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
S700：在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为800℃-1000℃，生长压力为100torr-300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1-图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，形核层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm，N-GaN层4的厚度为2μm，掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为7×1018cm-3。
其中，多量子阱层5为周期性结构，周期数为10。靠近N-GaN层4的前5个周期的多量子阱层5中，每个周期均包括依次层叠的量子阱层51、第一插入层53和量子垒层52；靠近P-GaN层7的后5个周期的多量子阱层5中，每个周期为依次层叠的量子阱层51和量子垒层52。量子阱层51的厚度为3nm，量子垒层52的厚度为10nm。
其中，第一插入层53包括MgInN量子点层531和MgGaN层532。MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.2nm；MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3，其厚度为0.7nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长形核层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在形核层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长前5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层、第一插入层和量子垒层。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。
其中，第一插入层中MgInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。第一插入层中MgGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
其中，量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
（6）生长后5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层。量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3），作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（8）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例2
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1-图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，形核层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm，N-GaN层4的厚度为2μm，掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为7×1018cm-3。
其中，多量子阱层5为周期性结构，周期数为10。靠近N-GaN层4的前5个周期的多量子阱层5中，每个周期均包括依次层叠的量子阱层51、第一插入层53和量子垒层52；靠近P-GaN层7的后5个周期的多量子阱层5中，每个周期为依次层叠的量子阱层51和量子垒层52。量子阱层51的厚度为3nm，量子垒层52的厚度为10nm。
其中，第一插入层53包括周期性层叠的MgInN量子点层531和MgGaN层532，周期数为3。MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.2nm；MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3，其厚度为0.7nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长形核层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在形核层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长前5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层、第一插入层和量子垒层。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。
其中，量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
其中，每个第一插入层的生长方法均包括以下步骤：
（I）在量子阱层上生长MgInN量子点层；
具体的，MgInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅱ）在MgInN量子点层上生长MgGaN层；
具体的，MgGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅲ）周期性重复步骤（I）和（Ⅱ），得到第一插入层。
（6）生长后5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层。量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3），作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（8）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例3
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1、图3、图4和图5，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，形核层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm，N-GaN层4的厚度为2μm，掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为7×1018cm-3。
其中，多量子阱层5为周期性结构，周期数为10。靠近N-GaN层4的前5个周期的多量子阱层5中，每个周期均包括依次层叠的量子阱层51、第一插入层53和量子垒层52；靠近P-GaN层7的后5个周期的多量子阱层5中，每个周期为依次层叠的第二插入层54、量子阱层51和量子垒层52。量子阱层51的厚度为3nm，量子垒层52的厚度为10nm。
其中，第一插入层53包括周期性层叠的MgInN量子点层531和MgGaN层532，周期数为3。MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.2nm；MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3，其厚度为0.7nm。
第二插入层54包括SiInN量子点层541和SiGaN层542。SiInN量子点层541中Si的掺杂浓度为5×1017cm-3，其厚度为0.2nm；SiGaN层542中Si的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.7nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长形核层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在形核层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长前5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层、第一插入层和量子垒层。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。
其中，量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
其中，每个第一插入层的生长方法均包括以下步骤：
（I）在量子阱层上生长MgInN量子点层；
具体的，MgInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅱ）在MgInN量子点层上生长MgGaN层；
具体的，MgGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅲ）周期性重复步骤（I）和（Ⅱ），得到第一插入层。
（6）生长后5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长第二插入层、量子阱层和量子垒层。
其中，第二插入层中SiInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。第二插入层中SiGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3），作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（8）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例4
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1、图3、图4和图5，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，形核层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm，N-GaN层4的厚度为2μm，掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为7×1018cm-3。
其中，多量子阱层5为周期性结构，周期数为10。靠近N-GaN层4的前5个周期的多量子阱层5中，每个周期均包括依次层叠的量子阱层51、第一插入层53和量子垒层52；靠近P-GaN层7的后5个周期的多量子阱层5中，每个周期为依次层叠的第二插入层54、量子阱层51和量子垒层52。量子阱层51的厚度为3nm，量子垒层52的厚度为10nm。
其中，第一插入层53包括周期性层叠的MgInN量子点层531和MgGaN层532，周期数为3。MgInN量子点层531中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.2nm；MgGaN层532中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3，其厚度为0.7nm。
第二插入层54包括周期性层叠的SiInN量子点层541和SiGaN层542，周期数为3。SiInN量子点层541中Si的掺杂浓度为5×1017cm-3，其厚度为0.2nm；SiGaN层542中Si的掺杂浓度为1×1016cm-3，其厚度为0.7nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长形核层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在形核层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长前5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层、第一插入层和量子垒层。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。
其中，量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
其中，每个第一插入层的生长方法均包括以下步骤：
（I）在量子阱层上生长MgInN量子点层；
具体的，MgInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅱ）在MgInN量子点层上生长MgGaN层；
具体的，MgGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（Ⅲ）周期性重复步骤（I）和（Ⅱ），得到第一插入层。
（6）生长后5个周期的多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长第二插入层、量子阱层和量子垒层。
其中，第二插入层中SiInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。第二插入层中SiGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以N2作为载气。量子垒层的生长温度为850℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气。
其中，每个第二插入层的生长方法均包括以下步骤：
（i）在量子垒层上生长SiInN量子点层；
具体的，SiInN量子点层的生长温度为780℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（ii）在SiInN量子点层上生长SiGaN层；
具体的，SiGaN层的生长温度为830℃，生长压力为300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源，以H2和N2作为载气，其中N2和H2的体积比为25:1。
（iii）周期性重复步骤（i）和（ii），得到第二插入层。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3），作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（8）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
对比例1
本对比例提供一种发光二极管外延片，其与实施例1的区别在于，多量子阱层5中不包括第一插入层，相应的，在制备方法中，也不设置该层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种发光二极管外延片，其与实施例1的区别在于，第一插入层53中不包括MgGaN层532，相应的，在制备方法中，也不设置该层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种发光二极管外延片，其与实施例1的区别在于，第一插入层53中不包括MgInN量子点层531，相应的，在制备方法中，也不设置该层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
将实施例1-4，对比例1-3所得的发光二极管外延片制备成10mil×24mil的垂直结构的芯片，测试其发光亮度，具体结果如下：
由表中可以看出，一者，当将传统的多量子阱层（对比例1）变更为本发明中的多量子阱层结构时，亮度由192.8mW提升至194.3mW，表明本发明中的多量子阱层可提高发光效率。
此外，通过实施例1与对比例2-3的对比可以看出，当变更本发明中的多量子阱层结构时，难以有效起到提升亮度的效果。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、本征GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层为周期性结构，其特征在于，每个周期均包括量子阱层和量子垒层，其周期数为n1或n2，其中，n1为偶数，n2为奇数；靠近所述N-GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层中，在量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；
所述第一插入层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的MgInN量子点层和MgGaN层，周期数为1-5；
其中，所述MgInN量子点层中Mg的掺杂浓度为5×1015cm-3-5×1017cm-3，所述MgGaN层中Mg的掺杂浓度为5×1014cm-3-5×1016cm-3；
所述MgInN量子点层的厚度为0.1nm-1nm，所述MgGaN层的厚度为0.2nm-1.5nm。
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述MgInN量子点层中Mg的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3，所述MgGaN层中Mg的掺杂浓度为1×1015cm-3-1×1016cm-3；
所述MgInN量子点层的厚度为0.1nm-0.5nm，所述MgGaN层的厚度为0.5nm-1nm。
3.如权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，靠近所述P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层之前还设有第二插入层；
所述第二插入层为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层和SiGaN层，周期数≥1。
4.如权利要求3所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiInN量子点层中Si的掺杂浓度为1×1017cm-3-1×1018cm-3，所述SiGaN层中Si的掺杂浓度为1×1016cm-3-1×1017cm-3；
所述SiInN量子点层的厚度为0.1nm-0.5nm，所述SiGaN层的厚度为0.5nm-1nm；
所述第二插入层的周期数为1-5。
5.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1-4任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长形核层、本征GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括量子阱层和量子垒层，其周期数为n1或n2，其中，n1为偶数，n2为奇数；靠近所述N-GaN层的前n1/2或（n2+1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层和量子垒层之间设有第一插入层；
所述第一插入层为周期性结构，每个周期均包括MgInN量子点层和MgGaN层，周期数为1-5；
其中，所述MgInN量子点层中Mg的掺杂浓度为5×1015cm-3-5×1017cm-3，所述MgGaN层中Mg的掺杂浓度为5×1014cm-3-5×1016cm-3；
所述MgInN量子点层的厚度为0.1nm-1nm，所述MgGaN层的厚度为0.2nm-1.5nm。
6.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述MgInN量子点层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr；
所述MgGaN层的生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。
7.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述第一插入层生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
8.如权利要求5-7任一项所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，靠近所述P-GaN层的后n1/2或（n2-1）/2个周期的多量子阱层中，所述量子阱层之前还设有第二插入层；
所述第二插入层为周期性结构，每个周期均包括SiInN量子点层和SiGaN层，周期数≥1；
所述SiInN量子点层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为100torr-500torr；
所述SiGaN层的生长温度为800℃-850℃，生长压力为100torr-500torr。
9.如权利要求8所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述第二插入层生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为10:1-40:1。
10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的发光二极管外延片。
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