CN116111015B - 一种多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法，其中，多量子阱发光层包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构；其中，x的取值范围为0‑0.6，y的取值范围为0‑0.4。本申请通过利用Ga极性氮化物与N极性氮化物的极化电场方向相反，减弱多量子阱发光层中因极化电场而导致的能带弯曲现象，从而提高多量子阱发光层中的辐射复合效率，进而提高发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法。
背景技术
发光二极管（Light Emitting Diode)简称LED，是一种将电能直接转化为光能的半导体发光器件，具有较高的转换效率。作为一种节能环保的新型光源，LED 近年来受到了很大的关注。
半导体照明取得的这些成就主要得益于GaN基LED相关技术的进步，相对于其它的材料体系，无论是在效率上还是在可靠性上，GaN基LED都有着明显的优势。随着生产规模化和发光效率的提高，成本在不断下降，因此，GaN基LED具有广泛的应用前景和很高的商业价值，当然，也存在诸多的技术瓶颈急需解决。
GaN基LED其外延薄膜主要是Ga极性（Ga-Poalr）GaN薄膜，由于GaN基LED的量子阱中存在压电极化电场和自发极化电场，致使量子阱的能带发生弯曲和倾斜，从而减少了量子阱中电子和空穴的波函数交叠，降低了电子和空穴的辐射复合效率，进而降低了发光二极管的发光效率。因此，为了提高发光二极管的发光效率，减弱量子阱的能带弯曲程度是十分必要的。
现有技术中，发光二极管其外延薄膜主要是Ga极性（Ga-Poalr）GaN薄膜，由于传统发光二极管的量子阱中存在压电极化电场和自发极化电场，致使量子阱的能带发生弯曲和倾斜，从而减少了量子阱中电子和空穴的波函数交叠，降低了电子和空穴的辐射复合效率，进而降低了发光二极管的发光效率。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法，用于解决现有技术中由于传统发光二极管的量子阱中存在压电极化电场和自发极化电场，致使量子阱的能带发生弯曲和倾斜，从而减少了量子阱中电子和空穴的波函数交叠，降低了电子和空穴的辐射复合效率，进而降低了发光二极管的发光效率的技术问题。
本发明一方面提供一种多量子阱发光层，包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；所述第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构；
其中，x的取值范围为0-0.6，y的取值范围为0-0.4。
另外，根据本发明上述的多量子阱发光层，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述第一Ga极性垒层为Alx1Iny1GaN层，所述Ga极性阱层为Alx2Iny2GaN层，所述第二Ga极性垒层为Alx3Iny3GaN层，所述N极性垒层为Alx4Iny4GaN层；
其中，x2＜x1=x 3，x2＜x4； y1=y3＜y2，y4＜y2。
进一步地，0≤x1≤0.6，0≤y1≤0.2；0≤x2≤0.4，0≤y2≤0.4；0≤x3≤0.6，0≤y3≤0.2；0≤x4≤0.6，0≤y4≤0.2。
进一步地，所述第一Ga极性垒层的厚度为2nm~5nm；所述Ga极性阱层的厚度为2.5nm~4nm；所述第二Ga极性垒层的厚度为0.5nm~2nm；所述N极性垒层的厚度为4nm~10nm。
进一步地，所述多量子阱发光层的周期范围为4-16。
本发明一方面还提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层，所述多量子阱发光层为上述具有混合极性的AlxInyGaN多层结构的多量子阱发光层。
本发明另一方面提供一种发光二极管外延片制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，所述方法包括：
获取一衬底；
在所述衬底上依次生长N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层以及P型半导体层；
其中，生长所述多量子阱发光层的方法包括：
依次周期交替生长第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层以形成混合极性多量子阱；
其中，在生长所述N极性垒层后，所述发光二极管外延片制备方法还包括：
对所述N极性垒层进行NH3处理以形成粗糙的N极性面。
进一步地，所述第一Ga极性垒层的生长温度为：760-960℃；
所述Ga极性阱层的生长温度为：700-880℃；
所述第二Ga极性垒层的生长温度为：760-960℃；
所述N极性垒层的生长温度为：760-960℃。
进一步地，所述多量子阱发光层的生长压力为：50-500torr。
本发明另一方面还提供一种发光二极管，所述发光二极管包括上述的发光二极管外延片。
上述多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法，通过利用Ga极性氮化物与N极性氮化物的极化电场方向相反，减弱多量子阱发光层中因极化电场而导致的能带弯曲现象，从而提高多量子阱发光层中的辐射复合效率，进而提高发光二极管的发光效率。具体的，第一Ga极性垒层主要用于填平经过NH3处理形成的粗糙N极性垒层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量阱层的生长。同理，第二Ga极性垒层主要用于填平相对粗糙的量子阱层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量N极性垒层的生长。N极性垒层进行NH3气处理形成粗糙的N极性面，可减少量子阱中的面内全反射更有利于出光。
附图说明
图1为本发明实施例中发光二极管外延片的结构示意图；
图2为本发明实施例中多量子阱发光层的结构示意图；
主要结构符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决现有技术中由于传统发光二极管的量子阱中存在压电极化电场和自发极化电场，致使量子阱的能带发生弯曲和倾斜，从而减少了量子阱中电子和空穴的波函数交叠，降低了电子和空穴的辐射复合效率，进而降低了发光二极管的发光效率的技术问题；本申请提供了一种多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法，如图1所示，所述发光二极管外延片包括衬底100、以及依次生长在所述衬底100上的N型半导体层200、低温应力释放层300、多量子阱发光层400、电子阻挡层500、P型半导体层600；
其中，如图2所示，所述多量子阱发光层包括第一Ga极性垒层401、Ga极性阱层402、第二Ga极性垒层403、以及N极性垒层404；所述第一Ga极性垒层401、Ga极性阱层402、第二Ga极性垒层403、以及N极性垒层404由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构，其中，x的取值范围为0-0.6，y的取值范围为0-0.4。
在一种实施方式中，所述第一Ga极性垒层为Alx1Iny1GaN层，所述Ga极性阱层为Alx2Iny2GaN层，所述第二Ga极性垒层为Alx3Iny3GaN层，所述N极性垒层为Alx4Iny4GaN层；其中，x2＜x1=x 3，x2＜x4； y1=y3＜y2，y4＜y2。具体的，在一种实施方式中，所述第一Ga极性垒层为Alx1Iny1GaN层，其中0≤x1≤0.6，0≤y1≤0.2，厚度为2nm~5nm；所述Ga极性阱层为Alx2Iny2GaN层，其中0≤x2≤0.4，0≤y2≤0.4，厚度为2.5nm~4nm；所述第二Ga极性垒层为Alx3Iny3GaN层，其中0≤x3≤0.6，0≤y3≤0.2，厚度为0.5nm~2nm；所述N极性垒层为Alx4Iny4GaN层，其中0≤x4≤0.6，0≤y4≤0.2，厚度为4nm~10nm。
在一种实施方式中，所述多量子阱发光层的周期范围为4-16。
最后，需要说明的是，本发明提供的多量子阱发光层的各组成层之间存在相互协同的作用关系，具体如下：
第一Ga极性垒层主要用于填平经过NH3处理形成的粗糙N极性垒层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量阱层的生长。同理，第二Ga极性垒层主要用于填平相对粗糙的量子阱层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量N极性垒层的生长。N极性垒层进行NH3气处理形成粗糙的N极性面，可减少量子阱中的面内全反射更有利于出光。
除了上述多量子阱发光层外，本发明的其他层状结构的特点如下：
在一些实施方式中，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、氮化铝、氮化镓或者氧化镓等衬底中的任意一种。
在一些实施方式中，所述N型半导体层的材料为掺杂Si元素的AlxInyGaN单层或多层结构，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.2，厚度为0.5μm~10μm，Si浓度为1×1018/cm³~1×1020/cm³。
在一些实施方式中，所述低温应力释放层材料为掺杂Si元素的AlxInyGaN单层或多层结构，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.2，厚度为20nm~500nm，Si浓度为2×1015/cm³~5×1017/cm³，生长温度范围为800-950℃。
在一些实施方式中，所述电子阻挡层的材料为Al组分梯形递减的AlxInyGaN多层结构，其中0.2≤x≤1，0≤y≤0.3，厚度为20nm~500nm。
在一些实施方式中，所述P型半导体层材料为掺杂Mg元素的AlxInyGaN单层或多层结构，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.2，厚度为20nm~2μm，Mg浓度为2×1018/cm³~5×1021/cm³。
相应地，本发明还提供了上述发光二极管外延片制备方法，包括以下步骤：
S1、准备衬底；
S2、在所述衬底上依次生长N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层以及P型半导体层；
其中，多量子阱发光层，包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；所述第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构，x的取值范围为0-0.6，y的取值范围为0-0.4。
在一种实施例中，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、采用下述方法完成在所述衬底的正面沉积所述N型半导体层；
通入Si掺杂源，于衬底上生长N型半导体层，所述N型半导体层的材料为掺杂Si元素的AlxInyGaN单层或多层结构，其中0≤x≤0.6，0≤y≤0.2，厚度为0.5μm~10μm，Si浓度为1×1018/cm³~1×1020/cm³。
S22、采用下述方法完成在所述N型半导体层上沉积所述低温应力释放层；
将反应室温度控制在1000至1200℃，压力控制在20至300 torr，通入H2，完成沉积。
S23、采用下述方法完成在所述低温应力释放层上沉积所述多量子阱发光层；
具体的，在所述低温应力释放层上依次周期交替生长第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层以形成混合极性多量子阱；
进一步地，在生长所述N极性垒层后，对所述N极性垒层进行NH3处理以形成粗糙的N极性面。
在一种实施方式中，采用下述方法完成第一Ga极性垒层的沉积；
将反应室温度控制在760至960℃，压力控制在50至500torr，通入N2/H2，完成沉积。
在一种实施方式中，采用下述方法完成Ga极性阱层的沉积；
将反应室温度控制在700至880℃，压力控制在50至500torr，通入N2，完成沉积。
在一种实施方式中，采用下述方法完成第二Ga极性垒层的沉积；
将反应室温度控制在760至960℃，压力控制在50至500torr，通入N2/H2，完成沉积。
在一种实施方式中，采用下述方法完成N极性垒层的沉积。
将反应室温度控制在760至960℃，压力控制在50至500torr，通入N2/H2，完成沉积。
S24、采用下述方法完成在所述多量子阱发光层上沉积所述电子阻挡层。
将反应室温度控制在900至1050℃，压力控制在10至250torr，通入N2，完成沉积。
S25、采用下述方法完成在所述电子阻挡层上沉积所述P型半导体层。
相应地，本发明还提供一种发光二极管，所述发光二极管包括上文所述的发光二极管外延片。
以上，采用MOCVD设备、CVD设备或PVD设备完成沉积过程，本发明对沉积方法不作限定。并且以上Si源、N源等为示范性说明，不限于上述列举。
为了便于理解本发明，下面将给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
本实施例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
所述多量子阱发光层，包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；所述第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构，其中，第一Ga极性垒层为Ga极性GaN材料，Ga极性阱层为Ga极性In0.25Ga0.75N材料，第二Ga极性垒层为Ga极性GaN材料，N极性垒层为N极性GaN材料。
上述发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
S1、准备衬底；所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、氮化铝、氮化镓或者氧化镓等衬底中的任意一种。
S2、在所述衬底上依次生长N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层以及P型半导体层。
具体的，S2包括以下步骤：
S21、采用下述方法完成在所述衬底的正面沉积所述N型半导体层；
通入Si掺杂源，于衬底上生长N型半导体层，所述N型半导体层的材料为掺杂Si元素的GaN单层或多层结构，厚度为1.2μm~4.8μm，Si浓度为2×1018/cm³~5×1019/cm³。
S22、采用下述方法完成在所述N型半导体层上沉积所述低温应力释放层；
将反应室温度控制在1100℃，压力控制在120torr，通入H2，完成沉积并控制沉积厚度为4.6μm。
S23、采用下述方法完成在所述低温应力释放层上沉积所述多量子阱发光层；
具体的，在所述低温应力释放层上依次周期交替生长第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层以形成混合极性多量子阱发光层；在本实施例中，形成的多量子阱发光层的周期为10；
采用下述方法完成第一Ga极性垒层的沉积；
将反应室温度控制在880℃，压力控制在160torr，通入N2/H2，完成沉积并控制沉积厚度为3nm。
采用下述方法完成Ga极性阱层的沉积；
将反应室温度控制在728℃，压力控制在160torr，通入N2，完成沉积并控制沉积厚度为4nm。
采用下述方法完成第二Ga极性垒层的沉积；
将反应室温度控制在880℃，压力控制在160torr，通入N2/H2，完成沉积并控制沉积厚度为2nm。
采用下述方法完成N极性垒层的沉积。
将反应室温度控制在840℃，压力控制在160torr，通入N2/H2，完成沉积并控制沉积厚度为7nm。
进一步地，在生长所述N极性垒层后，对所述N极性垒层进行NH3处理以形成粗糙的N极性面。
S24、采用下述方法完成在所述多量子阱发光层上沉积所述电子阻挡层。
将反应室温度控制在985℃，压力控制在80torr，通入N2，完成沉积并控制沉积厚度为120nm。
S25、采用下述方法完成在所述电子阻挡层上沉积所述P型半导体层。
将反应室温度控制在998℃，压力控制在160torr，通入N2/H2，完成沉积并控制沉积厚度为200nm。
实施例2
本实施例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
所述多量子阱发光层，包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；所述第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构，其中，第一Ga极性垒层为Ga极性GaN材料，Ga极性阱层为Ga极性In0.25Ga0.75N材料，第二Ga极性垒层为Ga极性GaN材料，N极性垒层为N极性GaN材料。
本实施例当中的发光二极管外延片制备方法与第一实施例当中的发光二极管外延片制备方法的不同之处在于：
在第二Ga极性垒层上生长所述N极性垒层后，未对所述N极性垒层进行NH3处理。
对比例1
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为常规的Ga极性垒层12nm+Ga极性阱层4nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
对比例2
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为N极性垒层12nm+Ga极性阱层4nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
对比例3
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为Ga极性阱层4nm+N极性垒层12nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
对比例4
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为Ga极性垒层3nm+Ga极性阱层4nm+N极性垒层9nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
对比例5
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为Ga极性阱层4nm+ Ga极性垒层3nm+N极性垒层9nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
对比例6
本对比例提供一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层；
与实施例1不同之处在于，本对比例的多量子阱发光层为Ga极性垒层3nm+N极性阱层4nm+ Ga极性垒层2nm+N极性垒层7nm。
上述发光二极管外延片的制备方法，参照实施例1。
以实施例1、实施例2和对比例1-对比例6制得发光二极管外延片制作芯片进行性能测试，其中，将实施例1、实施例2和对比例1-对比例6制得的外延片制成芯片，进行亮度测试。具体的测试结果如表1所示。
表1
测试了实施例1、实施例2、对比例1-对比例6芯片在常温下的电致发光光谱，并统计了各实施例对比例从0.01A/cm2至1A/cm2电流密度下峰值波长的波长蓝移以及电光转换效率（WPE），具体如表1所示。由表1可得，通过本申请的发光二极管外延片的制备方法制备得到的发光二极管，其波长蓝移、电光转换效率（WPE）以及光效均有提升，具体可参照对比例1，对比例1为传统工艺芯片，波长蓝移为7.88nm，WPE为35.66%，对比例的波长蓝移以及电光转换效率（WPE）均不及实施例1和实施例2。
由上述结果可知，使用本发明提出的发光二极管外延片，例如实施例1，其具有特定结构的多量子阱发光层，相比传统工艺芯片，例如对比例1，能够使得发光二极管从0.01A/cm2至1A/cm2电流密度下峰值波长的波长蓝移明显减小，即量子阱的能带弯曲程度减小，量子阱中电子和空穴的波函数交叠增大，电子和空穴的辐射复合效率明显提升，发光二极管的发光效率得到极大提升。而对比例2-对比例6在0.01A/cm2至1A/cm2电流密度下峰值波长的波长蓝移虽然相对实施例1更小，说明对比例中量子阱的能带弯曲程度相对更小，但发光二极管的发光效率却明显下降，其主要原因是对比例量子阱中N极性材料占比（厚度）增加，量子阱质量下降，量子阱中缺陷的非辐射复合增加，从而降低了发光二极管的光效。故本申请实施例中的芯片，其发光效率均优于现有技术对比例中的芯片。
综上，本发明上述实施例当中的多量子阱发光层、发光二极管外延片及其制备方法，通过利用Ga极性氮化物与N极性氮化物的极化电场方向相反，减弱多量子阱发光层中因极化电场而导致的能带弯曲现象，从而提高多量子阱发光层中的辐射复合效率，进而提高发光二极管的发光效率。具体的，第一Ga极性垒层主要用于填平经过NH3处理形成的粗糙N极性垒层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量阱层的生长。同理，第二Ga极性垒层主要用于填平相对粗糙的量子阱层表面，获取表面平整的Ga极性垒层，有利于后续高质量N极性垒层的生长。N极性垒层进行NH3气处理形成粗糙的N极性面，可减少量子阱中的面内全反射更有利于出光。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种多量子阱发光层，其特征在于，包括第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层；所述第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层由下至上依次周期交替层叠形成混合极性的AlxInyGaN多层结构；其中，x的取值范围为0-0.6，y的取值范围为0-0.4；
所述第一Ga极性垒层用于填平经过NH3处理形成的粗糙N极性垒层表面，以获取表面平整的Ga极性垒层，有利于生长高质量阱层；所述第二Ga极性垒层用于填平相对粗糙的量子阱层表面，以获取表面平整的Ga极性垒层，有利于生长高质量N极性垒层；所述N极性垒层进行NH3气处理形成粗糙的N极性面，以减少量子阱中的面内全反射更有利于出光。
2.根据权利要求1所述的多量子阱发光层，其特征在于，所述第一Ga极性垒层为Alx1Iny1GaN层，所述Ga极性阱层为Alx2Iny2GaN层，所述第二Ga极性垒层为Alx3Iny3GaN层，所述N极性垒层为Alx4Iny4GaN层；
其中，x2＜x1=x 3，x2＜x4； y1=y3＜y2，y4＜y2。
3.根据权利要求2所述的多量子阱发光层，其特征在于，
0≤x1≤0.6，0≤y1≤0.2；0≤x2≤0.4，0≤y2≤0.4；
0≤x3≤0.6，0≤y3≤0.2；0≤x4≤0.6，0≤y4≤0.2。
4.根据权利要求1所述的多量子阱发光层，其特征在于，
所述第一Ga极性垒层的厚度为2nm~5nm；
所述Ga极性阱层的厚度为2.5nm~4nm；
所述第二Ga极性垒层的厚度为0.5nm~2nm；
所述N极性垒层的厚度为4nm~10nm。
5.根据权利要求1所述的多量子阱发光层，其特征在于，
所述多量子阱发光层的周期范围为4-16。
6.一种发光二极管外延片，包括衬底、以及依次生长在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型半导体层，其特征在于，所述多量子阱发光层为上述权利要求1-5任意一项所述的多量子阱发光层。
7.一种发光二极管外延片制备方法，其特征在于，用于制备上述权利要求6所述的发光二极管外延片，所述方法包括：
获取一衬底；
在所述衬底上依次生长N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层以及P型半导体层；
其中，生长所述多量子阱发光层的方法包括：
依次周期交替生长第一Ga极性垒层、Ga极性阱层、第二Ga极性垒层、以及N极性垒层以形成混合极性多量子阱；
其中，在生长所述N极性垒层后，所述发光二极管外延片制备方法还包括：
对所述N极性垒层进行NH3处理以形成粗糙的N极性面。
8.根据权利要求7所述的发光二极管外延片制备方法，其特征在于，
所述第一Ga极性垒层的生长温度为：760-960℃；
所述Ga极性阱层的生长温度为：700-880℃；
所述第二Ga极性垒层的生长温度为：760-960℃；
所述N极性垒层的生长温度为：760-960℃。
9.根据权利要求7所述的发光二极管外延片制备方法，其特征在于，
所述多量子阱发光层的生长压力为：50-500torr。
10.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括如上述权利要求6所述的发光二极管外延片。
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