发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片

摘要

本公开提供了一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片，属于半导体技术领域。所述生长方法包括：将蓝宝石衬底放入反应室内；向所述反应室内通入反应气体，在所述蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核；在所述GaN晶核上生长至少一个复合层，所述GaN晶核长大形成缓冲层，每个所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层；在所述缓冲层上依次生长N型GaN层、有源层和P型GaN层形成外延片，所述有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒。本公开通过形成体积大且稳定的GaN晶核，有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力。

权利要求

1.一种发光二极管外延片的生长方法，其特征在于，所述生长方法包括：将蓝宝石衬底放入反应室内；

向所述反应室内通入反应气体，在所述蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核；

在所述GaN晶核上生长至少一个复合层，所述GaN晶核长大形成缓冲层，每个所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层；

在所述缓冲层上依次生长N型GaN层、有源层和P型GaN层形成外延片，所述有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒。

2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述向所述反应室内通入反应气体，在所述蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核，包括：向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子在所述蓝宝石衬底的部分区域内聚集形成第一GaN晶核；

向所述反应室内通入In源，In原子吸附在所述第一GaN晶核上，所述第一GaN晶核增大为第二GaN晶核；

向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的GaN层包覆在所述第二GaN晶核上，形成包含In原子的GaN晶核。

3.根据权利要求2所述的生长方法，其特征在于，所述第一GaN晶核的高度为8nm 15nm。

~

4.根据权利要求3所述的生长方法，其特征在于，形成所述第二GaN晶核时通入In源的时长为10s 50s。

~

5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，包覆在所述第二GaN晶核上的GaN层的厚度为5nm 10nm。

~

6.根据权利要求1 5任一项所述的生长方法，其特征在于，所述在所述GaN晶核上生长~至少一个复合层，所述GaN晶核长大形成缓冲层，所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层，包括：向所述反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第一InGaN子层包覆在所述GaN晶核上；

向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第一GaN子层包覆在所述第一InGaN子层上；

向所述反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第二InGaN子层包覆在所述第一GaN子层上；

向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第二GaN子层包覆在所述第二InGaN子层上。

7.根据权利要求6所述的生长方法，其特征在于，所述第一InGaN子层的厚度、所述第一GaN子层的厚度、所述第二InGaN子层的厚度、所述第二GaN子层的厚度依次减小。

8.根据权利要求7所述的生长方法，其特征在于，所述第一InGaN子层的厚度为5nm~

10nm，所述第一GaN子层的厚度为3nm 8nm，所述第二InGaN子层的厚度为2nm 5nm，所述第二~ ~GaN子层的厚度为1nm 4nm。

~

9.根据权利要求6所述的生长方法，其特征在于，生成所述第一InGaN子层和所述第二InGaN子层时通入In源的流量为50sccm 500sccm。

~

10.一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、N型GaN层、有源层和P型GaN层，所述有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒；其特征在于，所述缓冲层包括包含In原子的GaN晶核和至少一个复合层，所述GaN晶核位于所述蓝宝石衬底的部分区域内，所述至少一个复合层位于所述GaN晶核上，每个所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层。

说明书

发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片

技术领域

[0001] 本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片。

背景技术

[0002] 发光二极管（英文：Light Emitting Diode，简称：LED）是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED是前景广阔的新一代光源，正在被迅速广泛地应用在如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、户内外显示屏和小间距显示屏等领域。

[0003] 外延片是LED制作过程中的初级成品。相关技术中，LED外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、N型GaN层、InGaN量子阱和GaN量子垒交替层叠而成的有源层、P型GaN层。其中，蓝宝石衬底用于提供外延生长的表面，GaN缓冲层用于提供外延生长的成核中心，N型GaN层用于提供复合发光的电子，P型GaN层用于提供复合发光的空穴，GaN量子垒将电子和空穴限定在InGaN量子阱中进行复合发光。

[0004] 蓝宝石衬底与GaN基材料之间存在较大的晶格失配，晶格失配产生的线缺陷会延伸到有源层，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

发明内容

[0005] 本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片，可以提高GaN晶核的稳定性，有利于减少蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的线缺陷，避免线缺陷延伸到有源层影响电子和空穴的复合发光，提高LED的发光效率。所述技术方案如下：

[0006] 一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，所述生长方法包括：

[0007] 将蓝宝石衬底放入反应室内；

[0008] 向所述反应室内通入反应气体，在所述蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核；

[0009] 在所述GaN晶核上生长至少一个复合层，所述GaN晶核长大形成缓冲层，每个所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层；

[0010] 在所述缓冲层上依次生长N型GaN层、有源层和P型GaN层形成外延片，所述有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒。

[0011] 可选地，所述向所述反应室内通入反应气体，在所述蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核，包括：

[0012] 向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子在所述蓝宝石衬底的部分区域内聚集形成第一GaN晶核；

[0013] 向所述反应室内通入In源，In原子吸附在所述第一GaN晶核上，所述第一GaN晶核增大为第二GaN晶核；

[0014] 向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的GaN层包覆在所述第二GaN晶核上，形成包含In原子的GaN晶核。

[0015] 可选地，所述第一GaN晶核的高度为8nm 15nm。~

[0016] 可选地，形成所述第二GaN晶核时通入In源的时长为10s 50s。~

[0017] 可选地，所述GaN层的厚度为5nm 10nm。~

[0018] 可选地，所述在所述GaN晶核上生长至少一个复合层，所述GaN晶核长大形成缓冲层，所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层，包括：

[0019] 向所述反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第一InGaN子层包覆在所述GaN晶核上；

[0020] 向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第一GaN子层包覆在所述第一InGaN子层上；

[0021] 向所述反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第二InGaN子层包覆在所述第一GaN子层上；

[0022] 向所述反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第二GaN子层包覆在所述第二InGaN子层上。

[0023] 可选地，所述第一InGaN子层的厚度、所述第一GaN子层的厚度、所述第二InGaN子层的厚度、所述第二GaN子层的厚度依次减小。

[0024] 可选地，所述第一InGaN子层的厚度为5nm 10nm，所述第一GaN子层的厚度为3nm~ ~8nm，所述第二InGaN子层的厚度为2nm 5nm，所述第二GaN子层的厚度为1nm 4nm。
~ ~

[0025] 可选地，生成所述第一InGaN子层和所述第二InGaN子层时通入In源的流量为50sccm 500sccm。
~

[0026] 另一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、N型GaN层、有源层和P型GaN层，所述有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒；所述缓冲层包括包含In原子的GaN晶核和至少一个复合层，所述GaN晶核位于所述蓝宝石衬底的部分区域内，所述至少一个复合层位于所述GaN晶核上，每个所述复合层包括InGaN子层和生长在所述InGaN子层上的GaN子层。

[0027] 本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

[0028] 通过先在蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核，利用In原子的体积大于Ga原子的体积，可以在一定程度上增大GaN晶核的体积，有利于形成稳定的GaN晶核。而且包含In原子的GaN晶核可以吸引复合层中的InGaN子层和GaN子层都选择生长在GaN晶核上，进一步利用In原子的体积大于Ga原子的体积增大GaN晶核的体积，最终形成体积大且稳定的GaN晶核，此时相邻两个GaN晶核之间的距离比较合适，相邻两个GaN晶核结合在一起时可以有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，避免产生延伸到有源层的线缺陷，有利于电子和空穴的复合发光，提高LED的发光效率。

附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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。

[0030] 图1是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的生长方法的流程图；

[0031] 图2是本公开实施例提供的第一步执行之后发光二极管外延片的结构示意图；

[0032] 图3是本公开实施例提供的第二步执行之后发光二极管外延片的结构示意图；

[0033] 图4是本公开实施例提供的第三步执行之后发光二极管外延片的结构示意图；

[0034] 图5是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

[0036] LED的制作过程中，先在晶体结构匹配的单晶材料上生长半导体薄膜，形成外延片；再在外延片上设置注入电流的电极，形成芯片。相关技术中，LED外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、N型GaN层、InGaN量子阱和GaN量子垒交替层叠而成的有源层、P型GaN层。其中，GaN缓冲层生长时，Ga原子和N原子在蓝宝石衬底的部分区域内逐渐长成GaN晶核，后续沉积的GaN在GaN晶核之间横向生长并结合在一起。如果缓冲的厚度较薄，则相邻两个GaN晶核之间的距离较远，相邻两个GaN晶核结合在一起时无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，产生延伸到有源层的线缺陷，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。如果缓冲层的厚度较厚，则GaN晶核的晶体结构不稳定，相邻两个GaN晶核结合在一起时也无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，产生延伸到有源层的线缺陷，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

[0037] 基于上述情况，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法。图1为本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的生长方法的流程图。参见图1，该生长方法包括：

[0038] 步骤101：将蓝宝石衬底放入反应室内。

[0039] 示例性地，反应室可以为金属有机化合物化学气相沉淀（英文：Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD）设备的反应腔，如Veeco K465i MOCVD或者Veeco C4 MOCVD。生长时以氢气、或者氮气、或者氢气和氮气的混合气体作为载气，三甲基镓或三乙基镓作为镓源，高纯氨气作为氮源，三甲基铟作为铟源，三甲基铝作为铝源，硅烷作为硅源，二茂镁作为镁源。

[0040] 可选地，在步骤101之后，该生长方法还包括：

[0041] 控制温度为1000℃ 1100℃（如1050℃），压力为200torr 500torr（如350torr），在~ ~氢气气氛中对衬底进行5分钟 6分钟（如5.5分钟）退火处理。
~

[0042] 通过上述步骤清洁衬底的表面，避免杂质掺入外延片中，有利于提高外延片的生长质量。

[0043] 步骤102：向反应室内通入反应气体，在蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核。

[0044] 可选地，该步骤102包括：

[0045] 第一步，向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子在蓝宝石衬底的部分区域内聚集形成第一GaN晶核。

[0046] 图2为本公开实施例提供的第一步执行之后发光二极管外延片的结构示意图。其中，10表示蓝宝石衬底，211表示第一GaN晶核。参见图2，多个第一GaN晶核211间隔设置在蓝宝石衬底10的同一表面上。

[0047] 在实际应用中，向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子吸附在蓝宝石衬底上，并在蓝宝石衬底的部分区域内聚集在一起，第一GaN晶核形成。

[0048] 第二步，向反应室内通入In源，In原子吸附在第一GaN晶核上，第一GaN晶核增大为第二GaN晶核。

[0049] 图3为本公开实施例提供的第二步执行之后发光二极管外延片的结构示意图。其中，10表示蓝宝石衬底，211表示第一GaN晶核，212表示In原子。参见图3，多个第一GaN晶核211间隔设置在蓝宝石衬底10的同一表面上，若干In原子212铺设在多个第一GaN晶核211上，每个第一GaN晶核211上铺设有多个In原子212。

[0050] 在实际应用中，向反应室内通入In源，In原子吸附在第一GaN晶核上，并与第一GaN晶核之间形成化学键，将第一GaN晶核的体积增大，变为第二GaN晶核。

[0051] 第三步，向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的GaN层包覆在第二GaN晶核上，形成包含In原子的GaN晶核。

[0052] 图4为本公开实施例提供的第三步执行之后发光二极管外延片的结构示意图。其中，10表示蓝宝石衬底，211表示第一GaN晶核，212表示In原子，213表示GaN层。参见图4，多个第一GaN晶核211间隔设置在蓝宝石衬底10的同一表面上，若干In原子212铺设在多个第一GaN晶核211上，GaN层213包覆在各个第一GaN晶核211上的In原子212上，与第一GaN晶核211一起将In原子212围在GaN晶核内。

[0053] 在实际应用中，向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的GaN层覆盖在In原子和In原子周围的第一GaN晶核上，与第一GaN晶核一起将In原子围在GaN晶核内，形成包含In原子的GaN晶核。

[0054] 本公开实施例通过首先向反应室内通入Ga源和N源，使Ga原子和N原子在蓝宝石衬底的部分区域内聚集形成第一GaN晶核，从而在蓝宝石衬底上播散晶种，建立GaN晶核的基础结构。再向反应室内通入In源，使In原子吸附在第一GaN晶核上，第一GaN晶核增大为第二GaN晶核，从而在不破坏GaN晶核的基础结构的情况下，将In原子混入到GaN晶核中，增大GaN晶核的体积。最后向反应室内通入Ga源和N源，使Ga原子和N原子反应生成的GaN层包覆在第二GaN晶核上，将In原子限定在GaN晶核内，确保GaN晶核的稳定性。

[0055] 示例性地，第一GaN晶核的高度为8nm 15nm。~

[0056] 如果第一GaN晶核的高度小于8nm，则可能导致晶种的结构还未完全形成，第一GaN晶核的稳定性较差，影响GaN晶核基础结构的建立，进而导致最终形成的GaN晶核不稳定，相邻两个GaN晶核结合在一起时也无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，产生延伸到有源层的线缺陷，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。如果第一GaN晶核的高度大于15nm，则会造成生长时间较长，影响生产效率。

[0057] 例如，第一GaN晶核的高度为8nm 12nm，如10nm。~

[0058] 示例性地，形成第二GaN晶核时通入In源的时长为10s 50s。~

[0059] 如果形成第二GaN晶核时通入In源的时长小于10s，则形成第二GaN晶核时通入的In源较少，In原子可能没有铺满整个GaN晶核的表面，影响InGaN子层在该区域的生成；如果形成第二GaN晶核时通入In源的时长大于50s，则形成第二GaN晶核时通入的In源较多，一方面可能会导致GaN晶核的体积过大而无法利用相邻两个GaN晶核的结合抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，另一方面也可能影响GaN晶核的晶体结构，导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

[0060] 例如，形成第二GaN晶核时通入In源的时长为20s 40s，如30s。~

[0061] 示例性地，GaN层的厚度为5nm 10nm。~

[0062] 如果GaN层的厚度小于5nm，则GaN层可能无法将In原子完全包覆，导致GaN晶核不稳定，相邻两个GaN晶核结合在一起时也无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，产生延伸到有源层的线缺陷，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率；如果GaN层的厚度大于10nm，则会造成生长时间较长，影响生产效率。

[0063] 例如，GaN层的厚度为5nm 8nm，如8nm。~

[0064] 示例性地，GaN晶核形成时，反应室内的温度为530℃ 560℃，如545℃；压力为~200torr 500torr，如350torr。
~

[0065] 步骤103：在GaN晶核上生长至少一个复合层，GaN晶核长大形成缓冲层，每个复合层包括InGaN子层和生长在InGaN子层上的GaN子层。

[0066] 可选地，该步骤103包括：

[0067] 向反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第一InGaN子层包覆在GaN晶核上；

[0068] 向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第一GaN子层包覆在第一InGaN子层上；

[0069] 向反应室内通入In源、Ga源和N源，In原子、Ga原子和N原子反应生成的第二InGaN子层包覆在第一GaN子层上；

[0070] 向反应室内通入Ga源和N源，Ga原子和N原子反应生成的第二GaN子层包覆在第二InGaN子层上。

[0071] 本公开实施例通过在GaN晶核上依次生长第一InGaN子层、第一GaN子层、第二InGaN子层和第二GaN子层，InGaN子层和GaN子层交替层叠，既可以利用In原子的体积比Ga原子的体积大增大GaN晶核的体积，也有利于维持GaN晶核的主体结构不变，从而最终形成体积大且稳定的GaN晶核，此时相邻两个GaN晶核之间的距离比较合适，相邻两个GaN晶核结合在一起时可以有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，避免产生延伸到有源层的线缺陷，有利于电子和空穴的复合发光，提高LED的发光效率。

[0072] 在上述实现方式中，第一InGaN子层的厚度、第一GaN子层的厚度、第二InGaN子层的厚度、第二GaN子层的厚度依次减小。

[0073] 在GaN晶核越来越稳定的情况下，逐渐减小半导体层的厚度，可以尽可能减少生长时间，提高生长效率。

[0074] 示例性地，第一InGaN子层的厚度为5nm 10nm。~

[0075] 如果第一InGaN子层的厚度小于5nm，则可能由于第一InGaN子层太薄而无法有效增大GaN晶核的体积，进而相邻两个GaN晶核结合在一起时无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力；如果第一InGaN子层的厚度大于10nm，则可能由于第一InGaN子层太厚而影响到GaN的晶体结构，导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

[0076] 例如，第一InGaN子层的厚度为6nm 10nm，如8nm。~

[0077] 示例性地，第一GaN子层的厚度为3nm 8nm。~

[0078] 如果第一GaN子层的厚度小于3nm，则可能由于第一GaN子层太薄而影响到GaN的晶体结构，导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率；如果第一GaN子层的厚度大于8nm，则可能由于第一GaN子层太厚而增加对光线的吸收，影响LED的出光效率。

[0079] 例如，第一GaN子层的厚度为3nm 6nm，如5nm。~

[0080] 示例性地，第二InGaN子层的厚度为2nm 5nm。~

[0081] 如果第二InGaN子层的厚度小于2nm，则可能由于第二InGaN子层的厚度太薄而无法有效增大GaN晶核的体积，进而相邻两个GaN晶核结合在一起时无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力；如果第二InGaN子层的厚度大于5nm，则可能由于第二InGaN子层太厚而影响到GaN的晶体结构，导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

[0082] 例如，第二InGaN子层的厚度为1nm 5nm，如3nm。~

[0083] 示例性地，第二GaN子层的厚度为1nm 4nm。~

[0084] 如果第二InGaN子层的厚度小于1nm，则可能由于第二InGaN子层太薄而影响到GaN的晶体结构，导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率；如果第二InGaN子层的厚度大于4nm，则可能由于第二InGaN子层太厚而增加对光线的吸收，影响LED的出光效率。

[0085] 例如，第二GaN子层的厚度为1.5nm 4nm，如2nm。~

[0086] 示例性地，生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量为50sccm~500sccm。

[0087] 如果生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量小于50sccm，则可能由于生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量较少而无法有效增大GaN晶核的体积，影响进而相邻两个GaN晶核结合在一起时无法有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力；如果生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量大于500sccm，则可能由于生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量较多而导致外延片整体的晶体质量较差，影响电子和空穴的复合发光，降低LED的发光效率。

[0088] 例如，生成第一InGaN子层和第二InGaN子层时通入In源的流量为100sccm~500sccm，如300sccm。

[0089] 示例性地，复合层生长时，反应室内的温度为530℃ 560℃，如545℃；压力为~200torr 500torr，如350torr。
~

[0090] 步骤104：在缓冲层上依次生长N型GaN层、有源层和P型GaN层形成外延片，有源层包括交替层叠的InGaN量子阱和GaN量子垒。

[0091] 本公开实施例通过先在蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核，利用In原子的体积大于Ga原子的体积，可以在一定程度上增大GaN晶核的体积，有利于形成稳定的GaN晶核。而且包含In原子的GaN晶核可以吸引复合层中的InGaN子层和GaN子层都选择生长在GaN晶核上，进一步利用In原子的体积大于Ga原子的体积增大GaN晶核的体积，最终形成体积大且稳定的GaN晶核，此时相邻两个GaN晶核之间的距离比较合适，相邻两个GaN晶核结合在一起时可以有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，避免产生延伸到有源层的线缺陷，有利于电子和空穴的复合发光，提高LED的发光效率。

[0092] 可选地，N型GaN层生长时，反应室内的温度为1000℃ 1100℃，如1050℃；压力为~200torr 300torr，如250torr。
~

[0093] InGaN量子阱生长时，反应室内的温度为760℃ 780℃，如770℃；压力为200torr。~

[0094] GaN量子垒生长时，反应室内的温度为860℃ 890℃，如875℃；压力为200torr。~

[0095] P型GaN层生长时，反应室内的温度为940℃ 980℃，如960℃；压力为200torr~ ~600torr，如400torr。

[0096] 示例性地，N型GaN层的厚度为2μm 3μm，如2.5μm；N型GaN层中N型掺杂剂的掺杂浓~度为1018/cm3 1020/cm3，如1019/cm3。InGaN量子阱的厚度为2nm 3nm，如2.5nm；InGaN量子阱~ ~
的数量为11个 13个，如12个。GaN量子垒的厚度为8nm 11nm，如9.5nm；量子垒的数量为11个~ ~
13个，如12个。P型GaN层的厚度为50nm 80nm，如65nm；P型GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度为~ ~
1018/cm3 1020/cm3，如1019/cm3。
~

[0097] 可选地，在步骤104之前，该制作方法还包括：

[0098] 在缓冲层上生长未掺杂GaN层。

[0099] 相应地，N型GaN层、有源层和P型GaN层依次生长在缓冲层上。

[0100] 未掺杂GaN层替换N型GaN层在GaN晶核之间横向生长并合并，可以减小所形成的生长平面中的杂质，有利于提高有源层的生长质量，进而提高LED的发光效率。

[0101] 示例性地，未掺杂GaN层生长时，反应室内的温度为1000℃ 1100℃，如1050℃；压~力为200torr 600torr，如400torr。
~

[0102] 示例性地，未掺杂GaN层的厚度可以为2μm 3.5μm，如2.75μm。~

[0103] 可选地，该制作方法还包括：

[0104] 在有源层上生长电子阻挡层。

[0105] 通过增设电子阻挡层避免电子跃迁到P型GaN层，有利于电子和空穴在有源层内进行复合电子发光，提高LED的发光效率。

[0106] 示例性地，电子阻挡层生长时，反应室内的温度为930℃ 970℃，如950℃；压力为~100torr。

[0107] 示例性地，电子阻挡层的材料采用掺杂Mg的AlxGa1-xN层，0.15≤x≤0.25。电子阻挡层的厚度为30nm 50nm，如40nm。~

[0108] 本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，可以采用如图1所示的生长方法形成。图5为本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。参见图5，该发光二极管外延片包括蓝宝石衬底10以及依次层叠在蓝宝石衬底10上的缓冲层20、N型GaN层30、有源层40和P型GaN层50，有源层40包括交替层叠的InGaN量子阱41和GaN量子垒42；缓冲层20包括包含In原子的GaN晶核21和至少一个复合层22，GaN晶核21位于蓝宝石衬底的部分区域内，至少一个复合层22位于GaN晶核21上，每个复合层22包括InGaN子层221和生长在InGaN子层221上的GaN子层222。

[0109] 本公开实施例通过先在蓝宝石衬底的部分区域内形成包含In原子的GaN晶核，利用In原子的体积大于Ga原子的体积，可以在一定程度上增大GaN晶核的体积，有利于形成稳定的GaN晶核。而且包含In原子的GaN晶核可以吸引复合层中的InGaN子层和GaN子层都选择生长在GaN晶核上，进一步利用In原子的体积大于Ga原子的体积增大GaN晶核的体积，最终形成体积大且稳定的GaN晶核，此时相邻两个GaN晶核之间的距离比较合适，相邻两个GaN晶核结合在一起时可以有效抵消蓝宝石衬底与GaN基材料之间晶格失配产生的应力，避免产生延伸到有源层的线缺陷，有利于电子和空穴的复合发光，提高LED的发光效率。

[0110] 可选地，该发光二极管外延片还包括未掺杂GaN层60，未掺杂GaN层60层叠在缓冲层20和N型GaN层30之间。

[0111] 以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。