CN114883460A - 发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管外延片及其制备方法，该发光二极管外延片包括：衬底，以及在所述衬底上依次沉积的缓冲层、三维成核层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层，其中，所述三维成核层包括层叠的第一三维成核子层和第二三维成核子层，所述第一三维成核子层的厚度小于所述第二三维成核子层的厚度，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层均为MgGaN层，所述第二三维成核子层生长温度比所述第一三维成核子层的生长温度高10～100℃。该发光二极管外延片可以提高V型坑密度，提高载流子的注入效率，提升发光二极管的光电性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种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 diodes，LED)是一种电致发光器件，具有节能、环保、安全、寿命长、功耗低、亮度高、防水、微型、光束集中、维护简便等优点，被广泛应用在交通信号灯、路灯以及大面积显示等领域。特别是氮化镓(GaN)基发光二极管的快速发展，以蓝光发光二极管为基础的白光照明更成为目前的研究热点。
GaN基发光二极管存在大量V型坑。目前GaN基LED通常都生长在蓝宝石、SiC和Si衬底上，因为GaN与衬底之间存在大量的晶格失配及热失配，GaN基LED器件中穿透位错密度高度达108-1010/cm2，所以这些穿透位错导致了V型坑的产生。之前人们认为GaN基发光二极管产生的V型坑对发光二极管的光电性能产生负面影响，但是最新的研究显示V型坑有助于提高载流子不被非，同时有屏蔽位错的作用。
目前GaN基发光二极管生长V型坑的主要方式，即在发二极管的外延层中生长一层低温GaN层，因低温GaN层的C含量较高可以诱V型坑生长，但是此种方式会导致V型坑在低温GaN层的不同厚度开V型坑，导致GaN基发光二极管的V型坑的密度较低，影响发光二极管的载流子注入效率，降低了发光二极管的光电性能。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种发光二极管外延片及其制备方法，以提高V型坑密度，提高载流子的注入效率，提升发光二极管的光电性能。
一种发光二极管外延片，包括：衬底，以及在所述衬底上依次沉积的缓冲层、三维成核层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层，其中，所述三维成核层包括层叠的第一三维成核子层和第二三维成核子层，所述第一三维成核子层的厚度小于所述第二三维成核子层的厚度，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层均为MgGaN层，且所述第二三维成核子层生长温度比所述第一三维成核子层的生长温度高10～100℃。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层的总厚度为0.5um～5um。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层中Mg组分总的含量为0.01～0.1。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述第一三维成核子层与所述第二三维成核子层的厚度比为1:2～1:10。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层在N2、H2和NH3的混合气氛中生长，且所述混合气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1至2:8:1。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述第一三维成核子层的生长温度的生长温度为900～1100℃
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述N型GaN层的厚度为2～3um。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述N型GaN层中Si掺杂浓度为1E19～5E19 atoms/cm3。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN，其厚度为10～40nm，其中0.005<x<0.1，0.05<y<0.2。
进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述P型GaN层厚度10～50nm，Mg掺杂浓度1E+19～1E+21atoms/cm3。
本发明还提供了一种发光二极管外延片的制备方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上沉积缓冲层；
将沉积有缓冲层的衬底在H2气氛进行预处理；
在所述缓冲层上依序沉积第一三维成核子层和第二三维成核子层，所述第一三维成核子层的厚度小于所述第二三维成核子层的厚度，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层均为MgGaN层，且所述第二三维成核子层生长温度比所述第一三维成核子层的生长温度高10～100℃；
在所述第二三维成核子层上沉积非掺杂GaN层；
在非掺杂GaN层沉积沉积N型GaN层；
在N型GaN层上沉积多量子阱层；
在多量子阱层上沉积电子阻挡层；
在电子阻挡层上沉积P型GaN层。
进一步的，上述制备方法，其中，所述第一三维成核子层的生长温度为900～1100℃。
进一步的，上述制备方法，其中，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层的生长压力为100～500torr。
进一步的，上述制备方法，其中，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层在N2、H2和NH3的混合气氛中生长，且所述混合气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1至2:8:1。
本发明中，该非掺杂层生长在该三维成核层上，该三维成核层引入Mg组分，增加了外延层穿透位错的密度，而V型坑的密度与穿透位错的密度密切相关，因此V型坑密度增加，空穴注入效率提升，提高了发光二极管的光电效率。该三维成核层包括第一三维成核子层和第二三维成核子层，二者厚度比为1:2～1:10。该第一三维成核子层上的成核岛的密度较低，可以减慢岛的合并速度，降低缺陷的密度，提高GaN外延层的晶体质量。该第二三维成核子层上的成核岛的侧向生长较快，成核岛快速长大并融合，促进了非掺杂GaN层的生长，使GaN的横向迁移率提高，促进了GaN二维生长填平三维成核层，提高GaN的晶体质量。
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为本发明实施例中发光二极管外延片的制备方法的流程图。
主要元件符号说明：
10：衬底、20：缓冲层、30：三维成核层、31：第一三维成核子层、32：第二三维成核子层、40：非Si掺杂GaN层、50：N型GaN层、60：多量子阱层、70：电子阻挡层、80：P型GaN层。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明发明。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
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。
实施例1
请参阅图1，所示为本发明实施例一中的发光二极管外延片，包括：衬底10，以及在该衬底10从下至上依次沉积的缓冲层20、三维成核层30、非掺杂GaN层40、N型GaN层50、多量子阱层60、电子阻挡层70和P型GaN层80。
该衬底10可选用蓝宝石衬底、SiO2衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底中的一种。
具体地，本实施例中，该衬底10选用蓝宝石衬底。蓝宝石衬底具有制备工艺成熟、价格较低、易于清洗和处理，高温下有很好的稳定性。
在该衬底10上沉积缓冲层20，具体在应用材料PVD中沉积AlN缓冲层。该缓冲层20的厚度可以为10～50nm。
在本实施例中，本实施例中该缓冲层20的厚度具体为15nm。采用中微A7MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition金属有机气相沉积，简称MOCVD)设备，高纯H2(氢气)、高纯N2(氮气)、高纯H2和高纯N2的气体中的至少一种作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，三甲基铝(TMAl)作为铝源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂进行外延生长。
该三维成核层30包括依次层叠在该缓冲层20上的第一三维成核子层31和第二三维成核子层32。该第一三维成核子层31和第二三维成核子层32均为MgGaN层，且该第一三维成核子层31和第二三维成核子层32中Mg组分总的含量为0.001～0.1。需要说明的是，Mg组分的含量与三维成核层的成核密度密切相关，如果Mg组分含量过低，则会导致成核中心过少，导致后续三维成核层合并产生的穿透位错密度较低，形成V型坑的密度较低。如果Mg组分含量过高，导致杂质原子含量过高会破坏GaN外延层晶体质量，导致发光二极管发光效率及电学性能下降。
进一步的，第二三维成核子层32生长温度比第一三维成核子层31的生长温度高10～100℃。第一三维成核子层31和第二三维成核子层32的生长温度不一样，得到不同性质的两个子层。第一三维成核子层31是GaN晶核沉积，第二三维成核子层32是GaN晶核继续长大成GaN岛，并且其生长方式与温度关系密切联系，温度越高，第二三维成核子层32的横向生长高于纵向生长，三维成核层的GaN岛合并。
该两个子层在该二极管外延片生长中起到作用也是不同的。其中，第一三维成核子层31主要是控制GaN成核密度，如果厚度较厚，则成核密度较低，而第二三维成核子,32控制三维成核层横向生长速度，促进成核层的小岛GaN快速长大并融合，提高GaN层的晶体质量。
进一步的，三维成核层30厚度为0.5um～5um，第一三维成核子层31与第二三维成核子层32厚度比为1:2～1:10。第一三维成核子层厚度比例越低，则三维GaN成核层的成核GaN岛的密度越高，形成穿透位错密度也就越高，后续的形成V型坑密度也就越高；第一三维成核子层厚度比例越高，则成核GaN岛密度越低，穿透位错密度也就越低，后续形成的V型坑密度也越低。第二三维成核子层厚度比例升高，则侧向及横向生长速度逐渐增加，加快三维成核层GaN岛的长大并融合，提高GaN的晶体质量。
具体地，在本实施例中，该第一三维成核子层31和第二三维成核子层32中总的Mg组分为0.05，总厚度为2um，其中第一三维成核子层31的厚度为0.4um，第二三维成核子层32厚度为1.6um。
该非掺杂GaN层40沉积在该三维成核层30上，其厚度可为1～5um。
具体地，由于GaN随着生长厚度的增加，晶体质量不断升高，但Ga源消耗较多成本高。综合考虑，本实施例中，该非掺杂GaN层40的厚度为2.5um，该厚度下，不仅GaN晶体质量较优，而且节省了Ga源，节约了生产成本。
该N型GaN层50沉积在该非掺杂GaN层40上，其厚度为2～3um，Si掺杂浓度为1E19～5E19 atoms/cm3。
具体地，本实施例中，该N型GaN层50生长厚度为2.5um，Si掺杂浓度为2.5E19atoms/cm3，在此厚度及Si掺浓度下，其N型GaN界面电阻在12Ω·cm2，和P层与ITO接触阻值相当，降低电流集聚效应，有助于电流扩展。
该多量子阱层60沉积在N型GaN层50上。该多量子阱层60为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数6～12个，其中InGaN量子阱层的厚度为2～5nm，生长压力100～300torr，AlxGa1-xN量子垒层生长温度为800～900℃，厚度为8～12nm，生长压力100～300torr，Al组分为0.01～0.1。
具体地，本实施例中，多量子阱层60中InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层的堆叠周期数为10个。且，InGaN量子阱的厚度为3.5nm，AlGaN量子垒层的厚度为9.8nm，Al组分为0.05。
该电子阻挡层70生长在该多量子阱层60上，可选地，电子阻挡层70为AlxInyGa1-x- yN厚度10～40nm，生长温度900-1000℃，压力100～300torr，其中Al组分0.005<x<0.1，In组分浓度为0.05<y<0.2。
具体地，本实施例中，该电子阻挡层70为Al0.05In0.1Ga0.85N，其厚度为15nm，该电子阻挡层70可以有效地限制电子溢流，也可以减少对空穴的阻挡。
该P型GaN层80沉积在该电子阻挡层70上，其厚度为10～50nm。该PGaN层掺杂有Mg，且Mg的掺杂浓度1E+19～1E+21atoms/cm3。
具体地，本实施例中，该P型GaN层80厚度15nm，Mg掺杂浓度2E+20atoms/cm3。
本实施例中，该非掺杂层生长在该三维成核层上，该三维成核层引入Mg组分，增加了外延层穿透位错的密度，而V型坑的密度与穿透位错的密度密切相关，因此V型坑密度增加，空穴注入效率提升，提高了发光二极管的光电效率。该三维成核层包括第一三维成核子层和第二三维成核子层，二者厚度比为1:2～1:10。该第一三维成核子层上的成核岛的密度较低，可以减慢岛的合并速度，降低缺陷的密度，提高GaN外延层的晶体质量。该第二三维成核子层上的成核岛的侧向生长较快，成核岛快速长大并融合，促进了非掺杂GaN层的生长，使GaN的横向迁移率提高，促进了GaN二维生长填平三维成核层，提高GaN的晶体质量。
请参阅图2，为本发明实施例中的发光二极管外延片的制备方法，包括步骤S01～S09。
步骤S01，提供一衬底。
衬底可选用蓝宝石衬底、SiO2衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底中的一种。
具体地，本实施例中衬底选用蓝宝石衬底，因为蓝宝石衬底具有制备工艺成熟、价格较低、易于清洗和处理，高温下有很好的稳定性。
步骤S02，在所述衬底上沉积缓冲层。
在本实施例中，在应用材料PVD中沉积AlN缓冲层，其厚度为15nm。具体实施时，采用中微A7 MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition金属有机气相沉积，简称MOCVD)设备，高纯H2和高纯N2的中的至少一种气体作为生长缓冲层的载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，三甲基铝(TMAl)作为铝源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂进行外延生长。
步骤S03，将沉积有缓冲层的衬底在H2气氛进行预处理。
具体地，将已镀完AlN缓冲层的蓝宝石衬底转入MOCVD中，在H2气氛进行预处理1～10min，处理温度为1000～1200℃，再对蓝宝石衬底进行氮化处理。
步骤S04，在所述缓冲层上依序沉积第一三维成核子层和第二三维成核子层。该第一三维成核子层与第二三维成核子层的厚度比为1:2～1:10。第一三维成核子层和第二三维成核子层均为MgGaN层，且第一三维成核子层和第二三维成核子层中Mg组分总的含量为0.001～0.1。
可选地，该第一三维成核子层的生长温度为900～1100℃，且该第二三维成核子层生长温度比第一三维成核子层的生长温度高10～100℃。
可选地，该第一三维成核子层和第二三维成核子层的生长压力为100～500torr。
可选地，该第一三维成核子层和第二三维成核子层在N2、H2和NH3的混合气氛中生长，且该混合气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1至2:8:1。
具体地，本实施例中，该第一三维成核子层和第二三维成核子层中总的Mg组分为0.05，总厚度为2um，其中，第一三维成核子层的厚度为0.4um，第二三维成核子层厚度为1.6um。该第一三维成核子层的生长温度1050℃，其中第二三维成核子层生长温度为1080℃。该三维成核层的生长压力为150torr，生长气氛N2/H2/NH3比例为2:6:1。
步骤S05，在所述第二三维成核子层上沉积非掺杂GaN层。
可选地，该非掺杂GaN层生长温度为1050℃～1200℃，压力100～600torr，厚度为1～5um。
具体地，本实施例中，该非掺杂的GaN层生长温度1100℃，生长压力150torr。GaN随着生长厚度的增加，晶体质量不断升高，但成本也在增加。本实施例中，该非掺杂GaN层的生长厚度为2.5um，不仅GaN晶体质量较优，而且节省了Ga源，节约了生产成本。
步骤S06，在非掺杂GaN层沉积沉积N型GaN层。
可选地，该N型GaN层生长温度为1050℃～1200℃，压力100～600torr，厚度为2～3um，Si掺杂浓度为1E19～5E19 atoms/cm3。
具体地，本实施例中，该N型GaN层生长温度为1120℃，生长压力100torr，生长厚度为2.5um，Si掺杂浓度为2.5E19 atoms/cm3，在此厚度及Si掺浓度下，其n型GaN界面电阻在12Ω·cm2，和P层与ITO接触阻值相当，降低电流集聚效应，有助于电流扩展。
步骤S07，在N型GaN层上沉积多量子阱层。
可选地，多量子阱层为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数6～12个，其中InGaN量子阱层生长温度为790～810℃，厚度为2～5nm，生长压力100～300torr，AlxGa1-xN量子垒层生长温度为800～900℃，厚度为8～12nm，生长压力100～300torr，Al组分为0.01～0.1。
具体地，本实施例中，InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层交替堆叠的周期数为10个，其中InGaN量子阱生长温度为795℃，厚度为3.5nm，压力200torr。AlGaN量子垒层生长温度为855℃，厚度为9.8nm，生长压力为200torr，Al组分为0.05。
步骤S08，在多量子阱层上沉积电子阻挡层。
可选地，电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN厚度10～40nm，生长温度900-1000℃，压力100～300torr，其中Al组分0.005<x<0.1，In组分浓度为0.05<y<0.2。
具体地，本实施例中，该电子阻挡层为Al0.05In0.1Ga0.85N，厚度为15nm，生长温度965℃，生长压力200torr。该电子阻挡层既可以有效地限制电子溢流，也可以减少对空穴的阻挡。
步骤S09，在电子阻挡层上沉积P型GaN层。
可选地，P型GaN层生长温度900-1050℃，厚度10～50nm，生长压力100～600torr，Mg掺杂浓度1E+19～1E+21atoms/cm3。
具体地，本实施例中，该P型GaN层生长温度985℃，厚度15nm，生长压力200torr，Mg掺杂浓度2E+20atoms/cm3。
本实施例中，在生长非掺杂层前生长三维成核层，三维成核层为MgGaN，其中Mg组分为0.01～0.1。三维成核层引入Mg组分，增加了外延层穿透位错的密度，而V型坑的密度与穿透位错的密度密切相关，因此V型坑密度增加，空穴注入效率提升，提高了发光二极管的光电效率。三维成核层的生长温度900～1100℃，其中第二三维成核子层生长温度高于第一三维成核子层生长10～100℃。第一三维成核子层生长温度较低，其成核岛的密度较低，减慢了岛的合并速度，降低缺陷的密度，提高GaN外延层的晶体质量。该第二成核层生长温度略高，成核层岛的侧向生长加快，小岛继续长大并融合。三维成核层生长压力为100～500torr，混合生长气氛中N2/H2/NH3比例为2:4:1至2:8:1。在三维成核层生长的初始阶段，降低Ⅴ/Ⅲ比可以加强3D生长，使GaN岛的尺寸增加。其中，V/III比指的NH3与Ga源的比例，NH3的比例下降，岛密度降低，岛的合并延迟，由此可以降低线缺陷的密度，提高GaN外延的晶体质量。以上三维成核层生长模式可以有效提高发光二极管的光电效率。
实施例2
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
该第一三维成核子层和第二三维成核子层的厚度比为1:2。
实施例3
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
该第一三维成核子层和第二三维成核子层的厚度比为1:10。
实施例4
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
该三维成核层的厚度为2um，即该第一三维成核子层和第二三维成核子层的总厚度为2um。
实施例5
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
三维成核层的生长气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1。
实施例6
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
三维成核层的生长气氛中N2、H2和NH3的比例为2:8:1。
实施例7
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
三维成核层中Mg组分的总含量为0.03。
实施例8
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
三维成核层中Mg组分的总含量为0.07，且三维成核层的生长气氛中N2、H2和NH3的比例为2:8:1。
对比例1
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
本实施例中三维成核层中未添加Mg。
对比例2
本实施例当中的发光二极管外延片与实施例一当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：
本实施例中三维成核层中未添加Mg，且三维成核层的生长过程中温度保持不变为1050℃，即本实施例中未形成第一三维成核子层和第二三维成核子层。
请参阅下表1，所示为本发明上述实施例1～8及对比例1-2对应的参数。
表1
将实施例1至实施例8，以及对比例1至2，使用相同芯片工艺条件制备成10mil*24mil芯片，各实施例所得的芯片分别抽取300颗LED芯片，在120mA/60mA电流下测试，测得相对于常规芯片的光效提升率如表2中所示。结合上述表1和表2的数据可以明显看出，本发明实施例中的技术方案可以显著的提升光效，相对于常规芯片，本发明实施例可以提升光效0.1％～1％，且其他项电学性能良好。
从对比例1至2可知，三维成核层中，未添加Mg时，或者没有形成第一三维成核子层和第二三维成核子层时，其光效与常规芯片相比未作任何改变，即光效没有提升。
表2
通过本发明本实施例结构的设计，该发光二极管外延片可以有效地提高V型坑密度，提高载流子的注入效率，提升了发光二极管的光电性能。
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)
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括：衬底，以及在所述衬底上依次沉积的缓冲层、三维成核层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层，其中，所述三维成核层包括层叠的第一三维成核子层和第二三维成核子层，所述第一三维成核子层的厚度小于所述第二三维成核子层的厚度，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层均为MgGaN层，所述第二三维成核子层生长温度比所述第一三维成核子层的生长温度高10～100℃。
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层的总厚度为0.5um～5um。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层中Mg组分总的含量为0.01～0.1。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一三维成核子层与所述第二三维成核子层的厚度比为1:2～1:10。
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一三维成核子层的生长温度的生长温度为900～1100℃。
6.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层在N2、H2和NH3的混合气氛中生长，且所述混合气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1至2:8:1。
7.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上沉积缓冲层；
将沉积有缓冲层的衬底在H2气氛进行预处理；
在所述缓冲层上依序沉积第一三维成核子层和第二三维成核子层，所述第一三维成核子层的厚度小于所述第二三维成核子层的厚度，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层均为MgGaN层，且所述第二三维成核子层生长温度比所述第一三维成核子层的生长温度高10～100℃；
在所述第二三维成核子层上沉积非掺杂GaN层；
在非掺杂GaN层沉积沉积N型GaN层；
在N型GaN层上沉积多量子阱层；
在多量子阱层上沉积电子阻挡层；
在电子阻挡层上沉积P型GaN层。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一三维成核子层的生长温度为900～1100℃。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层的生长压力为100～500torr。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一三维成核子层和所述第二三维成核子层在N2、H2和NH3的混合气氛中生长，且所述混合气氛中N2、H2和NH3的比例为2:4:1至2:8:1。
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