氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法

摘要

本发明公开了一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。所述氮化镓基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低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，所述多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，每个所述量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层均为BGaN层，且所述第二子层中掺有Mg。本发明提供的发光二极管外延片可以改善电子的溢流以及空穴的注入，从而提高LED的内量子效率。

权利要求

1.一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基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低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，所述多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，其特征在于，每个所述量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层均为BGaN层，且所述第二子层中掺有Mg。

2.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述第二子层中的Mg的掺杂浓度为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述第二子层的厚度大于所述第一子层的厚度，所述第一子层的厚度和所述第三子层的厚度相等。

5.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述量子垒层的厚度为10～12nm。

6.一种氮化镓基发光二极管外延片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：提供一衬底；

在所述衬底上依次生长低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层；

在所述N型层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，每个所述量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层均为BGaN层，且所述第二子层中掺有Mg；

在所述多量子阱层上依次生长电子阻挡层和P型层。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述在所述N型层上生长多量子阱层，还包括：生长各个所述量子垒层的第二子层时，控制反应腔中通入的Mg源的流量逐渐增大，使得各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在所述N型层上生长多量子阱层，还包括：采用氮气作为载气，生长所述量子阱层；

采用氢气作为载气，生长所述量子垒层。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，生长各个所述量子垒层的第二子层时，所述反应腔中通入的氢气的通入量随着各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度的增大而增加。

10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第二子层中的Mg的掺杂浓度为

1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。

说明书

氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法。

背景技术

[0002] LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等。

[0003] 外延片是LED中的主要构成部分，现有的GaN基LED外延片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，其中，多量子阱层包括交替生长的InGaN阱层和GaN垒层。

[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

[0005] 由于InGaN阱层和GaN垒层之间存在较大的晶格失配，导致量子阱层中存着很大的压应力。压应力会产生压电极化电场，引起能带的倾斜，不利于阻挡电子向P型层溢流，同时还会影响空穴向多量子阱层注入，使得电子和空穴波函数的交叠减少，造成LED的内量子效率的下降。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法，可以改善电子的溢流以及空穴的注入，从而提高LED的内量子效率。所述技术方案如下：

[0007] 一方面，本发明提供了一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基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低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，所述多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，

[0008] 每个所述量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层均为BGaN层，且所述第二子层中掺有Mg。

[0009] 进一步地，各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。

[0010] 进一步地，所述第二子层中的Mg的掺杂浓度为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。

[0011] 进一步地，所述第二子层的厚度大于所述第一子层的厚度，所述第一子层的厚度和所述第三子层的厚度相等。

[0012] 进一步地，所述量子垒层的厚度为10～12nm。

[0013] 另一方面，本发明提供了一种氮化镓基发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

[0014] 提供一衬底；

[0015] 在所述衬底上依次生长低温缓冲层、三维成核层、二维恢复层、未掺杂的GaN层、N型层；

[0016] 在所述N型层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，每个所述量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层均为BGaN层，且所述第二子层中掺有Mg；

[0017] 在所述多量子阱层上依次生长电子阻挡层和P型层。

[0018] 进一步地，所述在所述N型层上生长多量子阱层，还包括：

[0019] 生长各个所述量子垒层的第二子层时，控制反应腔中通入的Mg源的流量逐渐增大，使得各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。

[0020] 进一步地，所述在所述N型层上生长多量子阱层，还包括：

[0021] 采用氮气作为载气，生长所述量子阱层；

[0022] 采用氢气作为载气，生长所述量子垒层。

[0023] 进一步地，生长各个所述量子垒层的第二子层时，所述反应腔中通入的氢气的通入量随着各个所述量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度的增大而增加。

[0024] 进一步地，所述第二子层中的Mg的掺杂浓度为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。

[0025] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

[0026] 通过将多量子阱层中的各个量子垒层设置成包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层。第一子层、第二子层和第三子层均为BGaN层。一方面，BGaN能带带隙较大，可以提高导带中的有效势垒高度，将电子更好地限制在各个量子阱层中；另一方面，由于B原子较In原子小很多，因此BGaN层可以提供一种反向的应力去补偿InGaN阱层内较大的压应力，改善量子阱层中的能带倾斜。进一步地，第二子层中掺有Mg，可以缓解阱垒界面的能带弯曲，有效改善量子阱层内的能级，在提高电子势垒高度的同时降低空穴的势垒高度，极大地改善了电子的溢流和空穴的注入，从而提高了LED的内量子效率。第一子层和第三子层分别设置在第二子层的两侧，可以有效防止第二子层中掺杂的Mg扩散至量子阱层中，影响量子阱层的晶体质量，进而影响LED的发光效率。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1是本发明实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图；

[0029] 图2是本发明实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的制造方法流程图。

具体实施方式

[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

[0031] 图1是本发明实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图，如图1所示，发光二极管外延片包括衬底1、以及依次生长在衬底1上的低温缓冲层2、三维成核层3、二维恢复层4、未掺杂的GaN层5、N型层6、多量子阱层8、电子阻挡层9、P型层10。

[0032] 多量子阱层8包括交替生长的多个量子阱层81和多个量子垒层82，每个量子垒层82均包括依次层叠的第一子层821、第二子层822和第三子层823，第一子层821、第二子层
822和第三子层823均为BGaN层，且第二子层822中掺有Mg。

[0033] 本发明实施例通过将多量子阱层中的各个量子垒层设置成包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层。第一子层、第二子层和第三子层均为BGaN层。一方面，BGaN能带带隙较大，可以提高导带中的有效势垒高度，将电子更好地限制在各个量子阱层中；另一方面，由于B原子较In原子小很多，因此BGaN层可以提供一种反向的应力去补偿InGaN阱层内较大的压应力，改善量子阱层中的能带倾斜。进一步地，第二子层中掺有Mg，可以缓解阱垒界面的能带弯曲，有效改善量子阱层内的能级，在提高电子势垒高度的同时降低空穴的势垒高度，极大地改善了电子的溢流和空穴的注入，从而提高了LED的内量子效率。第一子层和第三子层分别设置在第二子层的两侧，可以有效防止第二子层中掺杂的Mg扩散至量子阱层中，影响量子阱层的晶体质量，进而影响LED的发光效率。

[0034] 在本实施例中，量子垒层82的层数比量子阱层81的层数多1。则多量子阱层8中与N型层6和电子阻挡层9接触的层为量子垒层82。量子垒层82不仅可以防止电子溢流至P型层10，还可以防止空穴移动至N型层6，减小了电子和空穴发生非辐射复合的概率。

[0035] 示例性地，多量子阱层8包括n个量子阱层81和n+1个量子垒层82，4≤n≤8。若多量子阱层8的周期数过小，则可能由于复合结构的数量太少而使得电子和空穴没有进行充分的复合发光，导致降低LED的发光效率。若多量子阱层8的周期数过多，可能会使得电子和空穴的分布不集中，电子和空穴的复合效率较低，造成LED的发光效率较低。

[0036] 进一步地，各个量子垒层的第二子层822中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。一方面，由于阱垒界面的压应力会随着量子垒层的厚度的增加而逐渐增大，因此，将各个量子垒层的第二子层中Mg的掺杂浓度设置为逐层增大，可以缓解逐渐增大的能带弯曲，以达到改善电子的溢流和空穴的注入，从而提高了LED的内量子效率的效果。另一方面，最靠近电子阻挡层9的最后一个量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度最高，可以有效解决量子垒层与电子阻挡层之间由于晶格不匹配导致的电子阻挡层的能带向下倾斜的问题，从而进一步改善电子的溢流和空穴的注入，且在最后一个量子垒层和电子阻挡层之间会形成内建电场和应变电场，同样会促使最后一个量子垒层的第二子层中掺杂Mg所产生的空穴往P型层迁移，进一步提高了空穴的注入。

[0037] 可选地，第二子层822中的Mg的掺杂浓度为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。由于在第二子层中，受主MgGa是由Mg原子替位Ga原子形成的，在第二子层的生长过程中，随着Mg的掺杂浓度的增加，替位Ga原子的Mg原子相应增加，瘦猪增加，因此空穴浓度也随着增加。但当Mg的掺杂浓度继续增加，更多的Mg原子会处于晶格的间隙位置(Mgi)，而不是替位Ga原子形成受主MgGa，这将导致第二子层的晶体质量下降，使Mg的活化率降低。另外随着Mg的掺入，Mgi会和GaN材料中大量的N空位(VN)组成络合物(Mgi-VN)，同时MgGa与VN也会形成络合物(MgGa-VN)。这些络合物均表现出施主的特性，这样就会产生严重的自补偿效应。因此，本发明通过将第二子层822中的Mg的掺杂浓度设置为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3，可以防止第二子层中Mg的掺杂浓度过大，从而可以减少自补偿效应的产生，保证LED器件的发光性能。

[0038] 示例性地，多量子阱层8包括4个量子阱层81和5个量子垒层82，5个量子垒层82包括沿外延片的层叠方向依次层叠的第一量子垒层、第二量子垒层、第三量子垒层、第四量子垒层和第五量子垒层，第一量子垒层、第二量子垒层、第三量子垒层、第四量子垒层和第五量子垒层中的Mg的掺杂浓度依次为1*1017cm-3、2*1017cm-3、3*1017cm-3、4*1017cm-3和5*1017cm-3。

[0039] 进一步地，第二子层822的厚度大于第一子层821的厚度，第一子层821的厚度和第三子层823的厚度相等。将第二子层的厚度设置的较厚，可以防止第二子层中掺杂的Mg的浓度达到最大值，从而保证Mg掺杂的有益效果的有效实现。

[0040] 可选地，量子垒层82的厚度为10～12nm。若量子垒层82的厚度的厚度过薄，则可能由于量子垒层的厚度太小而造成多量子阱层8整体的晶体质量改善效果较差。若量子垒层82的厚度过厚，很容易影响到载流子正常的迁移，对电子和空穴的复合起到阻挡作用，降低LED的发光效率。

[0041] 示例性地，第二子层822的厚度为6nm，第一子层821和第三子层823的厚度均为3nm。

[0042] 可选地，量子阱层81的厚度可以为3～5nm。若量子阱层81的厚度过薄，则可能由于量子阱层81的厚度太小而影响到量子阱层81中电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。如果量子阱层81的厚度过厚，则可能由于量子阱层81的厚度太大而造成量子阱层81中产生更多的应力，影响量子阱层81的晶体质量从而影响LED的发光效率。

[0043] 可选地，衬底1可以为蓝宝石衬底。

[0044] 可选地，低温缓冲层2可以为AlN缓冲层，或者GaN缓冲层。

[0045] 可选地，三维成核层3可以为GaN层，厚度为400～600nm。

[0046] 可选地，二维恢复层4可以为GaN层，厚度为500～800nm。

[0047] 可选地，未掺杂的GaN层5的厚度为1～2um。

[0048] 可选地，N型层6可以为掺Si的GaN层，厚度为1～2um。

[0049] 可选地，发光二极管外延片还可以包括设置在N型层6和多量子阱层8之间的应力释放层7，应力释放层7可以包括依次生长的第一N型GaN子层、2～10个周期的InGaN/GaN周期性结构、以及第二N型GaN子层。其中，第一N型GaN子层可以储存电子。2～10个周期的InGaN/GaN周期性结构，可以释放外延生长过程中产生的应力和缺陷，提高多量子阱层的生长质量，进而提高LED的发光效率。第二N型GaN子层中掺有Si，不仅可以存储电子，还可以阻挡In的析出，进一步提高多量子阱层的生长质量。

[0050] 可选地，第一N型GaN子层的厚度可以为50nm，InGaN/GaN周期性结构中的InGaN层的厚度可以为2nm，InGaN/GaN周期性结构中的GaN层的厚度可以为20nm，第二N型GaN子层的厚度可以为40nm。

[0051] 可选地，电子阻挡层9的厚度可以为20～100nm。

[0052] 可选地，P型层10可以为GaN层，厚度为100～300nm。

[0053] 可选地，发光二极管外延片还可以包括设置在P型层10上的P型接触层11。P型接触层11可以为重掺Mg的GaN层，厚度为50～100nm。

[0054] 图2是本发明实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的制造方法流程图，如图2所示，该制造方法包括：

[0055] 步骤201、提供一衬底。

[0056] 其中，衬底可采用[0001]晶向的Al2O3蓝宝石衬底。

[0057] 进一步地，步骤201还可以包括：

[0058] 将衬底在氢气气氛中退火1～10min，以清洁衬底表面，然后对衬底进行氮化处理，氮化处理时的温度控制在1000～1200℃。

[0059] 其中，衬底进行退火处理的方式取决于低温缓冲层的生长方式。

[0060] 当采用PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)方法沉积低温缓冲层时，对衬底进行退火处理包括：将衬底放置到PVD设备的反应腔内，并对反应腔进行抽真空，抽真空的同时开始对衬底进行加热升温。当反应腔内的压力抽至低于1*10-7torr时，将加热温度稳定在350～750℃，对衬底进行烘烤，烘烤时间为2～12min。

[0061] 当采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)方法沉积低温缓冲层时，对衬底进行退火处理包括：将衬底放置到MOCVD设备的反应腔内，然后在氢气气氛中退火处理10分钟，清洁衬底表面，退火温度在1000℃与1100℃之间，压力在200torr～500torr之间。

[0062] 步骤202、在衬底上生长低温缓冲层。

[0063] 其中，低温缓冲层可以是GaN缓冲层，也可以是AlN缓冲层。

[0064] 当低温缓冲层是GaN缓冲层时，可以采用MOCVD法生长低温缓冲层，包括：首先，将MOCVD设备的反应腔内温度调整至400℃～600℃，压力调整至200～600torr，生长15～35nm厚的GaN缓冲层。

[0065] 当低温缓冲层是AlN缓冲层时，可以采用PVD法生长低温缓冲层，包括：将PVD设备的反应腔内温度调整至400～700℃，溅射功率调整至3000～5000W，压力调整至为1～10mtorr，生长15～35nm厚的AlN缓冲层。

[0066] 需要说明的是，外延层中的未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型层以及P型接触层均可以采用MOCVD法生长。在具体实现时，通常是将衬底放在石墨托盘上送入MOCVD设备的反应腔中进行外延材料的生长，因此上述生长过程中控制的温度和压力实际上是指反应腔内的温度和压力。具体地，采用三甲基镓或三甲基乙作为镓源，三乙基硼作为硼源，高纯氮气作为氮源，三甲基铟作为铟源，三甲基铝作为铝源，N型掺杂剂选用硅烷，P型掺杂剂选用二茂镁。

[0067] 步骤203、在低温缓冲层上生长三维成核层。

[0068] 在本实施例中，三维成核层可以为GaN层。

[0069] 示例性地，将反应室温度调节至1000～1050℃，反应室压力控制在300～600torr，生长厚度为400～600nm的三维成核层，生长时间为10～20min。

[0070] 步骤204、在三维成核层上生长二维缓冲层。

[0071] 在本实施例中，二维缓冲层可以为GaN层。

[0072] 示例性地，将反应室温度调节至1050～1150℃，反应室压力控制在100～300torr，生长厚度为500～800nm的二维缓冲层，生长时间为20～40min。

[0073] 步骤205、在二维缓冲层上生长未掺杂的GaN层。

[0074] 示例性地，将反应室温度调节至1050～1200℃，反应室压力控制在100～300torr，生长厚度为1～2um的未掺杂的GaN层。

[0075] 步骤206、在未掺杂的GaN层上生长N型层。

[0076] 在本实施例中，N型层可以为掺Si的GaN层，Si掺杂浓度可以为1018cm-3～1020cm-3。

[0077] 示例性地，将反应室温度调节至1050～1200℃，反应室压力控制在100～300torr，生长厚度为1～2um的N型层。

[0078] 步骤207、在N型层上生长应力释放层。

[0079] 在本实施例中，应力释放层可以包括依次生长的第一N型GaN子层、2～10个周期的InGaN/GaN周期性结构、以及第二N型GaN子层。其中，第一N型GaN子层可以储存电子。2～10个周期的InGaN/GaN周期性结构，可以释放外延生长过程中产生的应力和缺陷，提高多量子阱层的生长质量，进而提高LED的发光效率。第二N型GaN子层中掺有Si，不仅可以存储电子，还可以阻挡In的析出，进一步提高多量子阱层的生长质量。

[0080] 示例性地，将反应室温度调节至800～900℃，反应室压力控制在100～500torr，生长应力释放层。

[0081] 其中，第一N型GaN子层的厚度为50nm，InGaN/GaN周期性结构中的InGaN层的厚度为2nm，InGaN/GaN周期性结构中的GaN层的厚度为20nm，第二N型GaN子层的厚度为40nm。

[0082] 步骤208、在应力释放层上生长多量子阱层。

[0083] 其中，多量子阱层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，每个量子垒层均包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，第一子层、第二子层和第三子层均为BGaN层，且第二子层中掺有Mg。

[0084] 在本实施例中，量子垒层的层数比量子阱层的层数多1，即多量子阱层8中与N型层和电子阻挡层接触层为量子垒层。

[0085] 进一步地，各个量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。

[0086] 可选地，第二子层中的Mg的掺杂浓度为1*10-17cm-3～5*10-17cm-3。

[0087] 进一步地，第二子层的厚度大于第一子层的厚度，第一子层的厚度和第三子层的厚度相等。

[0088] 可选地，量子垒层的厚度为10～12nm。

[0089] 示例性地，第二子层的厚度为6nm，第一子层和第三子层的厚度均为3nm。

[0090] 可选地，量子阱层的厚度可以为3～5nm。

[0091] 示例性地，步骤208可以包括：

[0092] 采用三甲基镓或三甲基乙作为镓源，高纯氮气作为氮源，三甲基铟作为铟源，采用氮气作为载气，控制反应室温度为700～800℃，反应室压力为300～500torr，生长量子阱层。

[0093] 采用三甲基镓或三甲基乙作为镓源，三乙基硼作为硼源，高纯氮气作为氮源，二茂镁作为Mg源，采用氢气作为载气，控制反应室温度为850～900℃，反应室压力为300～500torr，生长量子垒层。

[0094] 采用氢气作为载气生长量子垒层，一方面可以去除阱垒界面处富In区聚集的In原子，改善阱垒间的晶体质量。另一方面，在生长第二子层时，氢气可以与过量的Mg原子形成Mg-H键，而Mg-H键的键能较高需要后续的退火才能断开，这大大减少了Mg的记忆效应以及Mg原子向量子阱内的扩散，避免了量子阱层的晶体质量下降。

[0095] 进一步地，生长量子垒层还包括：

[0096] 生长各个量子垒层的第二子层时，控制反应腔中通入的Mg源的流量逐渐增大，使得各个量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度沿外延片的层叠方向逐层增大。一方面，由于阱垒界面的压应力会随着量子垒层的厚度的增加而逐渐增大，因此，将各个量子垒层的第二子层中Mg的掺杂浓度设置为逐层增大，可以缓解逐渐增大的能带弯曲，以达到改善电子的溢流和空穴的注入，从而提高了LED的内量子效率的效果。另一方面，最靠近电子阻挡层9的最后一个量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度最高，可以有效解决量子垒层与电子阻挡层之间由于晶格不匹配导致的电子阻挡层的能带向下倾斜的问题，从而进一步改善电子的溢流和空穴的注入，且在最后一个量子垒层和电子阻挡层之间会形成内建电场和应变电场，同样会促使最后一个量子垒层的第二子层中掺杂Mg所产生的空穴往P型层迁移，进一步提高了空穴的注入。

[0097] 进一步地，生长各个量子垒层的第二子层时，反应腔中通入的氢气的通入量随着各个量子垒层的第二子层中的Mg的掺杂浓度的增大而增加，以防止过量的Mg影响量子阱层的晶体质量。

[0098] 进一步地，生长各个量子垒层的第一子层和第三子层时，反应腔中通入的氢气的通入量保持不变，以防止氢气过多会刻蚀阱垒的界面，进而影响多量子阱层的晶体质量。

[0099] 步骤209、在多量子阱层上生长电子阻挡层。

[0100] 在本实施例中，电子阻挡层可以为P型AlGaN层。

[0101] 示例性地，将反应室温度调节至800～1000℃，反应室压力控制在50～500torr，生长厚度为20～100nm的电子阻挡层。

[0102] 步骤210、在电子阻挡层上生长P型层。

[0103] 在本实施例中，P型层为掺Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度可以为1×1019～1×1020cm-3。

[0104] 示例性地，将反应室温度调节至850～950℃，反应室压力控制在100～300torr，生长厚度为100～300nm的P型层。

[0105] 步骤211、在P型层上生长P型接触层。

[0106] 在本实施例中，P型接触层可以为重掺Mg的GaN层。

[0107] 示例性地，将反应室温度调节至850～1000℃，反应室压力控制在100～300torr，生长厚度为50～100nm的P型接触层。

[0108] 在上述步骤完成之后，将反应室的温度降至650～850℃，在氮气气氛进行退火处理5～15min，而后逐渐降至室温，结束发光二极管的外延生长。

[0109] 本发明实施例通过将多量子阱层中的各个量子垒层设置成包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层。第一子层、第二子层和第三子层均为BGaN层。一方面，BGaN能带带隙较大，可以提高导带中的有效势垒高度，将电子更好地限制在各个量子阱层中；另一方面，由于B原子较In原子小很多，因此BGaN层可以提供一种反向的应力去补偿InGaN阱层内较大的压应力，改善量子阱层中的能带倾斜。进一步地，第二子层中掺有Mg，可以缓解阱垒界面的能带弯曲，有效改善量子阱层内的能级，在提高电子势垒高度的同时降低空穴的势垒高度，极大地改善了电子的溢流和空穴的注入，从而提高了LED的内量子效率。第一子层和第三子层分别设置在第二子层的两侧，可以有效防止第二子层中掺杂的Mg扩散至量子阱层中，影响量子阱层的晶体质量，进而影响LED的发光效率。

[0110] 以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。