一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管与流程

1.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：

2.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。外延片是发光二极管的主要构成部分，外延片生长中欧姆接触层对发光二极管的发光效率、工作电压和表面平整度有最直接的影响。欧姆接触层采用mg作为p型掺杂，其激活能高，激活效率不到1%，低的空穴浓度使其很难形成欧姆接触。
3.现阶段常用的方法是用高mg掺杂的ingan结构作为欧姆接触层，但是高的mg掺杂会带来表面平整度的下降，并且对mg的激活和空穴增加也有限。因此，现有外延片欧姆接触层需要进一步改进，以提高发光二极管的发光效率，降低工作电压。


技术实现要素：

4.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，降低工作电压，降低表面粗糙度。
5.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、工作电压低。
6.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、u-gan层、n-gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p-gan层和欧姆接触层，所述欧姆接触层包括依次层叠的mggan层、alscn层和p-ingan层；所述mggan层中mg的掺杂浓度≥4
×
10
20
cm-3
，所述p-ingan层中mg的掺杂浓度≤5
×
10
20
cm-3
。
7.作为上述技术方案的改进，所述mggan层中mg的掺杂浓度为5
×
10
20
cm-3-1
×
10
21
cm-3
；所述alscn层为alasc
1-a
n层，其中，a为0.7-0.85；所述p-ingan层中in的占比为0.05-0.15，掺杂元素为mg，mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3-1
×
10
20
cm-3
；所述mggan层的厚度为5nm-10nm；所述alscn层的厚度为2nm-10nm；所述p-ingan层的厚度为6nm-20nm。
8.作为上述技术方案的改进，所述mggan层在o2气氛下进行退火。
9.作为上述技术方案的改进，所述p-ingan层为p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层交替生长的周期性结构，周期数为1-5，x＜y，x＜0.05，0.05≤y≤0.15；其中，所述p-in
x
ga
1-x
n层中mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3-1
×
10
20
cm-3
，单层厚度为1nm-3nm；所述p-inyga
1-y
n层中mg的掺杂浓度为1
×
10
18
cm-3-5
×
10
19
cm-3
，单层厚度为0.5nm-1nm。
10.作为上述技术方案的改进，所述欧姆接触层中还设有mgn晶种层，所述mgn晶种层设于所述p-gan层和所述mggan层之间，其中，mgn晶种层中mg的占比为0.1-0.2，mgn晶种层的厚度为1nm-10nm。
11.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、u-gan层、n-gan层、多量子阱层、电子阻挡层、p-gan层和欧姆接触层；所述欧姆接触层包括依次层叠的mggan层、alscn层和p-ingan层。
12.作为上述技术方案的改进，所述mggan层的生长温度为800℃-900℃，生长压力为300torr-500torr；所述alscn层的生长温度为800℃-1000℃，生长压力为5mtorr-10mtorr；所述p-ingan层的生长温度为900℃-1000℃，生长压力为150torr-300torr。
13.作为上述技术方案的改进，所述p-ingan层为p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层交替生长的周期性结构，其中，所述p-in
x
ga
1-x
n层生长时采用的v/iii比为800-1200；所述p-inyga
1-y
n层生长时采用的v/iii比为300-600；所述欧姆接触层中还设有mgn晶种层，所述mgn晶种层设于所述p-gan层和所述mggan层之间，其生长温度为800℃-900℃，生长压力为300torr-500torr。
14.作为上述技术方案的改进，所述mggan层生长完成后，将其在o2气氛下进行退火，退火温度为400℃-800℃，退火压力为5mtorr-10mtorr，退火时间为1min-5min。
15.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。
16.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，欧姆接触层包括依次层叠的mggan层、alscn层和p-ingan层。其中，mggan层中mg的掺杂浓度≥4
×
10
20
cm-3
，这种高mg掺杂的mggan层可增加空穴浓度，提升电子空穴复合的几率，提升发光效率，并且mggan层有利于欧姆接触，降低工作电压。其中，alscn层为mggan层和p-ingan层之间的过渡层，一者可以对mggan层进行填平，提高表面平整度，减少表面缺陷，进而使得本发明可采用较高掺杂浓度的mggan层和p-ingan层，提升空穴量，提升发光效率，降低工作电压；二者，空穴在alscn层中的扩展能力更强，有利于增加空穴的扩展，提升电子空穴的复合，提升发光效率，三者，alscn材料与gan材料之间的晶格失配非常小，使用alscn层作为过渡层有利于提升晶格质量，提升发光效率。其中，p-ingan层可提高欧姆接触层中的in含量，增加欧姆接触，提高发光效率。同时，通过控制p-ingan层中mg的掺杂浓度≤5
×
10
20
cm-3
，可避免其带来的表面平整度下降。
17.2. 本发明的发光二极管外延片中，mggan层在o2气氛下进行退火，使得mggan层中形成的mg-h络合物可以与o2反应，进而使得mg-h键断裂，h原子与o原子反应生成h2o排出；此外，退火可以使得mg原子重新分布，减少缺陷，有效增加了mggan层的空穴浓度。
18.3. 本发明的发光二极管外延片中，p-ingan层为p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层交替生长的周期性结构，其中p-in
x
ga
1-x
n层为低in组分高p型掺杂，p-inyga
1-y
n层为高in组分低p型掺杂，由于p-ingan层（n极性材料）的表面不容易控制，因此mg原子和in原子相互扩散，扩散的方式在不影响表面平整度的基础上，进一步增加了in组分和mg组分的掺杂浓度，从而增加了欧姆接触和空穴浓度，降低了工作电压并提升了发光效率；此外，重复层叠的周期性结构，使得原子的扩散效果更好，避免了传统的高p型掺杂高in组分的持续生长带来的表面粗化现象。
19.4. 本发明的发光二极管外延片中，欧姆接触层中还设有mgn晶种层，mgn晶种层设于p-gan层和mggan层之间，可以使得mggan层不断长大形成均匀的小岛，小岛一致性强，形
成漫反射，破坏光线在二极管内部的全反射，从而增加出光效率。
附图说明
20.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欧姆接触层的结构示意图；图3是本发明一实施例中p-ingan层的结构示意图；图4是本发明另一实施例中欧姆接触层的结构示意图；图5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
21.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。
22.参考图1和图2，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、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、p-gan层7和欧姆接触层8；其中，欧姆接触层8包括依次层叠的mggan层81、alscn层82和p-ingan层83。
23.其中，mggan层81中mg的掺杂浓度≥4
×
10
20
cm-3
。本发明引入的alscn层82起到了填平作用，使得mggan层81中mg的掺杂浓度较传统结构的欧姆接触层中mg的掺杂浓度显著提高，增加空穴浓度，提高发光效率。并且，高掺杂浓度的mggan层有利于欧姆接触，降低工作电压。优选的，mggan层81中mg的掺杂浓度为5
×
10
20
cm-3-1
×
10
21
cm-3
。示例性的，mggan层81的掺杂浓度为5.5
×
10
20
cm-3
、6
×
10
20
cm-3
、6.5
×
10
20
cm-3
、7
×
10
20
cm-3
、7.5
×
10
20
cm-3
、8
×
10
20
cm-3
、8.5
×
10
20
cm-3
、9
×
10
20
cm-3
、9.5
×
10
20
cm-3
，但不限于此。
24.mggan层81的厚度为5nm-10nm，当其厚度＜5nm时，难以有效增加空穴浓度；当其厚度大于10nm时，会带来过多的缺陷，降低发光效率。示例性的，mggan层81的厚度为5.5nm、6nm、6.5nm、7nm、7.5nm、8nm、8.5nm、9nm、9.5nm，但不限于此。
25.其中，在本发明的一个实施例中，mggan层81在o2气氛下进行退火，使得mggan层81中形成的mg-h络合物可以与o2反应，进而使得mg-h键断裂，h原子与o原子反应生成h2o排出；此外，退火可以使得mg原子重新分布，减少缺陷，有效增加mggan层81的空穴浓度。
26.其中，alscn层82为mggan层81和p-ingan层83之间的过渡层，一者可以对mggan层进行填平，提高表面平整度，减少表面缺陷，进而使得本发明可采用较高掺杂浓度的mggan层和p-ingan层，提升空穴量，提升发光效率，降低工作电压；二者，空穴在alscn层82中的扩展能力更强，有利于增加空穴的扩展，提升电子空穴的复合，提升发光效率；三者，alscn材料与gan材料之间的晶格失配非常小，使用alscn层82作为过渡层有利于提升晶格质量，提升发光效率。
27.具体的，alscn层82为alasc
1-a
n层，其中，a为0.7-0.85，a过大或者过小都无法与mggan层81和p-ingan层83实现良好的晶格匹配。示例性的，a为0.72、0.74、0.76、0.78、0.8、0.82、0.84，但不限于此。
28.alscn层82的厚度为2nm-10nm，当其厚度＜2nm时，难以有效实现过渡作用；当其厚度＞10nm时，制备效率过低，外延片成本高。示例性的，alscn层82的厚度为3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm，但不限于此。
29.其中，p-ingan层83可提高欧姆接触层中的in含量，增加欧姆接触，提高发光效率。同时，通过控制p-ingan层中mg的掺杂浓度≤5
×
10
20
cm-3
，可避免其带来的表面平整度下降。具体的，p-ingan层83中mg的掺杂浓度≤5
×
10
20
cm-3
。优选的，mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3-1
×
10
20
cm-3
，当其掺杂浓度＜1
×
10
19
cm-3
时，无法使其实现低的欧姆接触电阻；当其掺杂浓度＞1
×
10
20
cm-3
时，容易形成非辐射复合中心，降低发光效率。示例性的，p-ingan层83中mg的掺杂浓度为2
×
10
19
cm-3
、3
×
10
19
cm-3
、4
×
10
19
cm-3
、5
×
10
19
cm-3
、6
×
10
19
cm-3
、7
×
10
19
cm-3
、8
×
10
19
cm-3
、9
×
10
19
cm-3
，但不限于此。
30.p-ingan层83中in的占比为0.05-0.15，in组分在这个范围内可有效提高欧姆接触层8中的in含量，同时不会降低欧姆接触层8的表面平整度。示例性的，p-ingan层83中in的占比为0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14，但不限于此。
31.p-ingan层83的厚度为6nm-20nm，当其厚度＜6nm时，难以有效增加欧姆接触；当其厚度＞20nm时，会带来过多的缺陷，降低发光效率。示例性的，p-ingan层83的厚度为8nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm，但不限于此。
32.优选的，参考图3，在本发明的一个实施例中，p-ingan层83为p-in
x
ga
1-x
n层831和p-inyga
1-y
n层832交替生长的周期性结构，周期数为1-5，x＜y，x＜0.05，0.05≤y≤0.15，即p-in
x
ga
1-x
n层831为低in组分高p型掺杂，p-inyga
1-y
n层832为高in组分低p型掺杂，由于p-ingan层83（n极性材料）的表面不容易控制，因此mg原子和in原子相互扩散，扩散的方式在不影响表面平整度的基础上，进一步增加了in组分和mg组分的掺杂浓度，从而增加了欧姆接触和空穴浓度，降低了工作电压并提升了发光效率；此外，重复层叠的周期性结构，使得原子的扩散效果更好，避免了传统的高p型掺杂高in组分的持续生长带来的表面粗化现象。示例性的，x为0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045，y为0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14，但不限于此。
33.具体的，采用周期性生长的方式时，p-in
x
ga
1-x
n层831中mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3-1
×
10
20
cm-3
，示例性的为2
×
10
19
cm-3
、3
×
10
19
cm-3
、4
×
10
19
cm-3
、5
×
10
19
cm-3
、6
×
10
19
cm-3
、7
×
10
19
cm-3
、8
×
10
19
cm-3
、9
×
10
19
cm-3
，但不限于此；单层厚度为1nm-3nm，示例性的为1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm、2.0nm、2.2nm、2.4nm、2.6nm、2.8nm，但不限于此；p-inyga
1-y
n层832中mg的掺杂浓度为1
×
10
18
cm-3-5
×
10
19
cm-3
，示例性的为2
×
10
18
cm-3
、4
×
10
18
cm-3
、6
×
10
18
cm-3
、8
×
10
18
cm-3
、1
×
10
19
cm-3
、2
×
10
19
cm-3
、4
×
10
19
cm-3
，但不限于此；单层厚度为0.5nm-1nm，示例性的为0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm，但不限于此。
34.其中，参考图4，在本发明的一个实施例中，欧姆接触层8中还设有mgn晶种层84，所述mgn晶种层84设于所述p-gan层7和所述mggan层81之间。mgn晶种层84作为晶种层，可以使得mggan层81不断长大形成均匀的小岛，小岛一致性强，形成漫反射，破坏光线在二极管内部的全反射，从而增加出光效率。
35.mgn晶种层84中mg的占比为0.1-0.2，在这个范围下，mgn晶种层84的晶种质量最好。示例性的，mgn晶种层84中mg的占比为0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19，但不限于此。
36.mgn晶种层84的厚度为1nm-10nm，当其厚度＜1nm时，无法提供足够的晶种；当其厚度＞10nm时，容易产生裂纹。示例性的，mgn晶种层84的厚度为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm，但不限于此。
37.其中，衬底1可为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底，但不限于此。
38.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。
39.其中，u-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。
40.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
×
10
18
cm-3-1
×
10
19
cm-3
，厚度为1μm-3μm。
41.其中，多量子阱层5为交替堆叠的in
β
ga
1-β
n量子阱层和ga
γ
n量子垒层，堆叠周期数3-15个。单个in
β
ga
1-β
n量子阱层的厚度为2nm-5nm，β为0.2-0.6。单个ga
γ
n量子垒层的厚度为6nm-15nm，γ为0.4-0.8。
42.其中，电子阻挡层6为alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层交替生长的周期性结构，周期数为3-15；其中，c为0.05-0.2，d为0.1-0.5。电子阻挡层6的厚度为20nm-100nm。
43.其中，p-gan层7中的掺杂元素为mg，但不限于此。p-gan层7中mg的掺杂浓度为5
×
10
17
cm-3-1
×
10
20
cm-3
。p-gan层7的厚度为200nm-300nm。
44.相应的，参考图5，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，其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；具体的，该衬底为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底，但不限于此。优选的为蓝宝石衬底。
45.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。
46.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。
47.s300：在形核层上生长u-gan层；具体地，在mocvd中生长u-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。
48.s400：在u-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。
49.s500：在n-gan层上生长多量子阱层；具体的，在mocvd中周期性生长量子阱层和量子垒层，以形成多量子阱层。其中，量子阱层的生长温度为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，以n2作为载气，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源。其中，量子垒层的生长温度为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，以h2和n2作为载气，通入tega作为ga源。
50.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alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层，作为电子阻挡层。其中，alcga
1-c
n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。indga
1-d
n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。
51.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。
52.s800：在p-gan层上生长欧姆接触层；具体的，在本发明的一个实施例之中，s800包括：s810：在p-gan层上生长mgn晶种层；具体的，在mocvd中生长mgn晶种层，生长温度为800℃-900℃，生长压力为300torr-500torr。生长时，在mocvd反应室中通入nh3作为n源，通入cp2mg作为mg源；以h2和n2作为载气。
53.s820：在mgn晶种层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为800℃-900℃，生长压力为300torr-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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
54.s830：mggan层在o2气氛下退火；具体的，mggan层生长完成后，可采用mocvd退火或采用pvd退火，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例中，采用pvd退火，退火温度为400℃-800℃，退火压力为5mtorr-10mtorr，退火气氛为纯o2，退火时间为1min-5min。
55.s840：在mggan层退火后生长alscn层；具体的，可采用磁控溅射法（pvd）、分子束外延法（mbe）和金属有机化学气相沉积法（mocvd）生长alscn层，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例之中，alscn层采用pvd法生长，生长温度为800℃-1000℃，生长压力为5mtorr-10mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为10%-30%的scal合金靶材。
56.s850：在alscn层上生长p-ingan层；其中，在mocvd中生长p-ingan层，生长温度为900℃-1000℃，生长压力为150torr-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。
57.优选的，在本发明的一个实施例中，s850包括：s851：在alscn层上生长p-in
x
ga
1-x
n层；具体的，在mocvd中生长p-in
x
ga
1-x
n层，生长温度为900℃-1000℃，生长压力为150torr-300torr，采用的v/iii比为800-1200。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。
58.s852：在p-in
x
ga
1-x
n层上生长p-inyga
1-y
n层；具体的，在mocvd中生长p-inyga
1-y
n层，生长温度为900℃-1000℃，生长压力为150torr-300torr，生长时采用的v/iii比为300-600。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。
59.s853：周期性重复p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层，得到p-ingan层。
60.通过采用不同的v/iii比，使得in原子和mg原子更充分的相互扩散，增加欧姆接触，降低工作电压，提升发光效率。
61.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和图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、p-gan层7和欧姆接触层8。
62.其中，衬底1为蓝宝石衬底；形核层2为algan层，其厚度为30nm；u-gan层3的厚度400nm；n-gan层4中si的掺杂浓度为7
×
10
18
cm-3
，其厚度为2μm。
63.其中，多量子阱层5为交替堆叠的in
β
ga
1-β
n量子阱层（β=0.4）和ga
γ
n量子垒层（γ=0.5），堆叠周期数为10个，单个in
β
ga
1-β
n量子阱层的厚度为3nm，单个ga
γ
n量子垒层的厚度为10nm。
64.其中，电子阻挡层6为alcga
1-c
n层（c=0.12）和indga
1-d
n层（d=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个alcga
1-c
n层的厚度为6nm，单个indga
1-d
n层的厚度为6nm。p-gan层7的掺杂元素为mg，掺杂浓度为3.5
×
10
19
cm-3
，厚度为240nm。
65.其中，欧姆接触层8包括依次层叠的mggan层81、alscn层82和p-ingan层83。其中，mggan层81中mg的掺杂浓度为8
×
10
20
cm-3
，厚度为8nm；alscn层82中al的占比为0.8，厚度为5nm；p-ingan层83中in的占比为0.1，掺杂元素为mg，mg的掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
，厚度为10nm。
66.本实施例中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。
67.（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。
68.（3）在形核层上生长u-gan层；具体地，采用mocvd生长u-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。
69.（4）在u-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。
70.（5）在n-gan层上生长多量子阱层；具体的，在mocvd中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
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，以n2作为载气，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源；其中，量子垒层的生长温度为820℃，生长压力为300torr，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tega作为ga源。
71.（6）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alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层，作为电子阻挡层。其中，alcga
1-c
n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。indga
1-d
n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。
72.（7）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。
73.（8）在p-gan层上生长欧姆接触层；每个欧姆接触层的制备方法包括：（ⅰ）在p-gan层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
74.（ⅱ）在mggan层上生长alscn层；具体的，alscn层采用pvd法生长，生长温度为900℃，生长压力为8mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为20%的scal合金靶材。
75.（ⅲ）在alscn层上生长p-ingan层；具体的，在mocvd中生长p-ingan层，生长温度为950℃，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mg源，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源，以h2和n2作为载气。
76.实施例2本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1和图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、p-gan层7和欧姆接触层8。
77.其中，衬底1为蓝宝石衬底；形核层2为algan层，其厚度为30nm；u-gan层3的厚度400nm；n-gan层4中si的掺杂浓度为7
×
10
18
cm-3
，其厚度为2μm。
78.其中，多量子阱层5为交替堆叠的in
β
ga
1-β
n量子阱层（β=0.4）和ga
γ
n量子垒层（γ=0.5），堆叠周期数为10个，单个in
β
ga
1-β
n量子阱层的厚度为3nm，单个ga
γ
n量子垒层的厚度为10nm。
79.其中，电子阻挡层6为alcga
1-c
n层（c=0.12）和indga
1-d
n层（d=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个alcga
1-c
n层的厚度为6nm，单个indga
1-d
n层的厚度为6nm。p-gan层7的掺杂元素为mg，掺杂浓度为3.5
×
10
19
cm-3
，厚度为240nm。
80.其中，欧姆接触层8包括依次层叠的mggan层81、alscn层82和p-ingan层83。其中，mggan层81中mg的掺杂浓度为8
×
10
20
cm-3
，厚度为8nm，mggan层81在o2气氛下进行退火；alscn层82中al的占比为0.8，厚度为5nm；p-ingan层83中in的占比为0.1，掺杂元素为mg，mg的掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
，厚度为10nm。
81.本实施例中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。
82.（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。
83.（3）在形核层上生长u-gan层；具体地，采用mocvd生长u-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。
84.（4）在u-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。
85.（5）在n-gan层上生长多量子阱层；具体的，在mocvd中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；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，以n2作为载气，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源；其中，量子垒层的生长温度为820℃，生长压力为300torr，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tega作为ga源。
86.（6）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alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层，作为电子阻挡层。其中，alcga
1-c
n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。indga
1-d
n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。
87.（7）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。
88.（8）在p-gan层上生长欧姆接触层；每个欧姆接触层的制备方法包括：（ⅰ）在p-gan层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
89.（ⅱ）mggan层在o2气氛下退火；具体的，采用pvd退火，退火温度为600℃，退火压力为8mtorr，退火气氛为纯o2，退火时间为2min。
90.（ⅲ）在mggan层退火后生长alscn层；具体的，alscn层采用pvd法生长，生长温度为900℃，生长压力为8mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为20%的scal合金靶材。
91.（ⅳ）在alscn层上生长p-ingan层；具体的，在mocvd中生长p-ingan层，生长温度为950℃，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mg源，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源，以h2和n2作为载气。
92.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2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、p-gan层7和欧姆接触层8。
93.其中，衬底1为蓝宝石衬底；形核层2为algan层，其厚度为30nm；u-gan层3的厚度400nm；n-gan层4中si的掺杂浓度为7
×
10
18
cm-3
，其厚度为2μm。
94.其中，多量子阱层5为交替堆叠的in
β
ga
1-β
n量子阱层（β=0.4）和ga
γ
n量子垒层（γ=0.5），堆叠周期数为10个，单个in
β
ga
1-β
n量子阱层的厚度为3nm，单个ga
γ
n量子垒层的厚度为10nm。
95.其中，电子阻挡层6为alcga
1-c
n层（c=0.12）和indga
1-d
n层（d=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个alcga
1-c
n层的厚度为6nm，单个indga
1-d
n层的厚度为6nm。p-gan层7的掺杂元素为mg，掺杂浓度为3.5
×
10
19
cm-3
，厚度为240nm。
96.其中，欧姆接触层8包括依次层叠的mggan层81、alscn层82和p-ingan层83。其中，mggan层81中mg的掺杂浓度为8
×
10
20
cm-3
，厚度为8nm，mggan层81在o2气氛下进行退火；alscn层82中al的占比为0.8，厚度为5nm；p-ingan层为p-in
x
ga
1-x
n层831和p-inyga
1-y
n层832交替生长的周期性结构，周期数为3，x为0.02，y为0.12，p-in
x
ga
1-x
n层831中mg的掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
，厚度为2nm，p-inyga
1-y
n层832中mg的掺杂浓度为5
×
10
18
cm-3
，厚度为1nm。
97.本实施例中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。
98.（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。
99.（3）在形核层上生长u-gan层；具体地，采用mocvd生长u-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。
100.（4）在u-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。
101.（5）在n-gan层上生长多量子阱层；具体的，在mocvd中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；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，以n2作为载气，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源；其中，量子垒层的生长温度为820℃，生长压力为300torr，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tega作为ga源。
102.（6）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alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层，作为电子阻挡层。其中，alcga
1-c
n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。indga
1-d
n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。
103.（7）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。
104.（8）在p-gan层上生长欧姆接触层；每个欧姆接触层的制备方法包括：（ⅰ）在p-gan层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
105.（ⅱ）mggan层在o2气氛下退火；具体的，采用pvd退火，退火温度为600℃，退火压力为8mtorr，退火气氛为纯o2，退火时间为2min。
106.（ⅲ）在mggan层退火后生长alscn层；具体的，alscn层采用pvd法生长，生长温度为900℃，生长压力为8mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为20%的scal合金靶材。
107.（ⅳ）在alscn层上生长p-ingan层；具体的，在mocvd中周期性生长p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层，作为p-ingan层。其中，p-in
x
ga
1-x
n层的生长温度为950℃，生长压力为200torr，采用的v/iii比为1000。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。p-inyga
1-y
n层的生长温度为950℃，生长压力为200torr，生长时采用的v/iii比为500。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。
108.（7）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。
109.（8）在p-gan层上生长欧姆接触层；每个欧姆接触层的制备方法包括：（ⅰ）在p-gan层上生长mgn晶种层；具体的，在mocvd中生长mgn晶种层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。生长时，在mocvd反应室中通入nh3作为n源，通入cp2mg作为mg源；以h2和n2作为载气。
110.（ⅱ）在mgn晶种层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
111.（ⅲ）mggan层在o2气氛下退火；具体的，采用pvd退火，退火温度为600℃，退火压力为8mtorr，退火气氛为纯o2，退火时间为2min。
112.（ⅳ）在mggan层退火后生长alscn层；具体的，alscn层采用pvd法生长，生长温度为900℃，生长压力为8mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为20%的scal合金靶材。
113.（
ⅴ
）在alscn层上生长p-ingan层；具体的，在mocvd中生长p-ingan层，生长温度为950℃，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mg源，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源，以h2和n2作为载气。
114.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，其包括衬底1和依次设于衬底1上的形核层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、p-gan层7和欧姆接触层8。
115.其中，衬底1为蓝宝石衬底；形核层2为algan层，其厚度为30nm；u-gan层3的厚度400nm；n-gan层4中si的掺杂浓度为7
×
10
18
cm-3
，其厚度为2μm。
116.其中，多量子阱层5为交替堆叠的in
β
ga
1-β
n量子阱层（β=0.4）和ga
γ
n量子垒层（γ=0.5），堆叠周期数为10个，单个in
β
ga
1-β
n量子阱层的厚度为3nm，单个ga
γ
n量子垒层的厚度为10nm。
117.其中，电子阻挡层6为alcga
1-c
n层（c=0.12）和indga
1-d
n层（d=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个alcga
1-c
n层的厚度为6nm，单个indga
1-d
n层的厚度为6nm。p-gan层7的掺杂元素为mg，掺杂浓度为3.5
×
10
19
cm-3
，厚度为240nm。
118.其中，欧姆接触层8包括依次层叠的mgn晶种层84、mggan层81、alscn层82和p-ingan层83。其中，mgn晶种层84中mg的占比为0.15，厚度为8nm；mggan层81中mg的掺杂浓度为8
×
10
20
cm-3
，厚度为8nm，mggan层81在o2气氛下进行退火；alscn层82中al的占比为0.8，厚度为5nm；p-ingan层为p-in
x
ga
1-x
n层831和p-inyga
1-y
n层832交替生长的周期性结构，周期数为3，x为0.02，y为0.12，p-in
x
ga
1-x
n层831中mg的掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
，厚度为2nm，p-inyga
1-y
n层832中mg的掺杂浓度为5
×
10
18
cm-3
，厚度为1nm。
119.本实施例中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。
120.（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。
121.（3）在形核层上生长u-gan层；具体地，采用mocvd生长u-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。
122.（4）在u-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。
123.（5）在n-gan层上生长多量子阱层；具体的，在mocvd中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；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，以n2作为载气，通入tega作为ga源，通入tmin作为in源；其中，量子垒层的生长温度为820℃，生长压力为300torr，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tega作为ga源。
124.（6）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alcga
1-c
n层和indga
1-d
n层，作为电子阻挡层。其中，alcga
1-c
n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。indga
1-d
n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。
125.（7）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。
126.（8）在p-gan层上生长欧姆接触层；每个欧姆接触层的制备方法包括：（ⅰ）在p-gan层上生长mgn晶种层；具体的，在mocvd中生长mgn晶种层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。生长时，在mocvd反应室中通入nh3作为n源，通入cp2mg作为mg源；以h2和n2作为载气。
127.（ⅱ）在mgn晶种层上生长mggan层；具体的，在mocvd中生长mggan层，生长温度为850℃，生长压力为400torr。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tmga作为ga源，以h2和n2作为载气。
128.（ⅲ）mggan层在o2气氛下退火；具体的，采用pvd退火，退火温度为600℃，退火压力为8mtorr，退火气氛为纯o2，退
火时间为2min。
129.（ⅳ）在mggan层退火后生长alscn层；具体的，alscn层采用pvd法生长，生长温度为900℃，生长压力为8mtorr，载气为ar，反应气为n2，溅射靶材使用sc含量为20%的scal合金靶材。
130.（
ⅴ
）在alscn层上生长p-ingan层；具体的，在mocvd中周期性生长p-in
x
ga
1-x
n层和p-inyga
1-y
n层，作为p-ingan层。其中，p-in
x
ga
1-x
n层的生长温度为950℃，生长压力为200torr，采用的v/iii比为1000。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。p-inyga
1-y
n层的生长温度为950℃，生长压力为200torr，生长时采用的v/iii比为500。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。
131.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，欧姆接触层8为p-ingan层，in组分占比为0.1，mg的掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
，其生长温度为950℃，生长压力为200torr。
132.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，欧姆接触层8中不包括mggan层81。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。
133.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，欧姆接触层8中不包括alscn层82。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。
134.将实施例1-4，对比例1-3所得的发光二极管外延片进行亮度、工作电压和表面粗糙度测试，具体测试方法如下：（1）测试其亮度；（2）使用keithley2450型数字源表进行工作电压测试；（3）使用原子力显微镜（afm，型号nanoscopemultimode）进行表面粗糙度测试。
135.具体结果如下：
由表中可以看出，当将传统的欧姆接触层（对比例1）变更为本发明中的欧姆接触层结构时，亮度由193.1mw提升至194.2mw，工作电压由3.21v降低至3.19v，表面粗糙度由0.201nm降低至0.198nm，表明本发明中的欧姆接触层可有效提升亮度、降低工作电压并降低表面粗糙度。此外，通过实施例1与对比例2-3的对比可以看出，当变更本发明中的欧姆接触层结构时，难以有效起到提升亮度、降低工作电压和降低表面粗糙度的效果。
136.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。