CN109671813A - 一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法，属于GaN基发光二极管技术领域。所述发光二极管外延片包括：衬底、在所述衬底上顺次沉积的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层，所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，靠近所述电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与所述电子阻挡层接触，所述发光阱保护层包括AlInN层，所述InGaN发光阱层为低温InGaN发光阱层，所述发光阱保护层为中温发光阱保护层，所述GaN垒层为高温GaN垒层。

Description

一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法

技术领域

本发明涉及GaN基发光二极管领域，特别涉及一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

GaN(氮化镓)基LED(Light Emitting Diode，发光二极管)一般包括外延片和在外延片上制备的电极。外延片通常包括：衬底、以及顺次层叠在衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)层、电子阻挡层、P型GaN层和欧姆接触层。当有电流通过时，N型GaN层等N型区的电子和P型GaN层等P型区的空穴进入MQW有源区并且复合，发出可见光。MQW层的常规结构为InGaN量子阱/GaN量子垒构成的超晶格结构。

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：InGaN量子阱的生长温度比GaN量子垒的生长温度低100℃左右，一方面，InGaN量子阱与GaN量子垒之间的较大温度差异，使得阱垒之间因为晶体质量差异存在明显的界面，影响载流子快速穿过该界面迁移至量子阱；另一方面，GaN量子垒的生长温度较高，使得InGaN量子阱中的In大量析出，降低了量子阱中In组分的并入质量，而In组分含量的减少，将影响载流子的复合效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法，能够提高阱垒之间界面的晶体质量，且减少InGaN量子阱中的In大量析出。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种GaN基发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括：

衬底、在所述衬底上顺次沉积的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层，所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，靠近所述电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与所述电子阻挡层接触，所述发光阱保护层包括AlInN层，所述InGaN发光阱层为低温InGaN发光阱层，所述发光阱保护层为中温发光阱保护层，所述GaN垒层为高温GaN垒层。

可选地，所述AlInN层为Al_1-xIn_xN层，0.1<x<0.5。

可选地，所述InGaN发光阱层的厚度为2～4nm，所述AlInN层的厚度为0.5～2nm，所述GaN垒层的厚度为6～12nm。

可选地，所述发光阱保护层还包括AlN层，所述AlN层位于所述AlInN层与所述GaN垒层之间，所述AlN层为中温AlN层。

可选地，所述AlN层的厚度为0.5～2nm。

可选地，所述阱垒层还包括发光阱过渡层，所述InGaN发光阱层位于所述发光阱过渡层和所述发光阱保护层之间，靠近所述低温应力释放层的阱垒层中的发光阱过渡层与所述低温应力释放层接触，所述发光阱过渡层为GaN发光阱过渡层或者AlInN发光阱过渡层。

可选地，当所述发光阱过渡层为AlInN发光阱过渡层时，所述发光阱过渡层为Al_{1- y}In_yN层，0.1<y<0.5。

可选地，所述发光阱过渡层的生长厚度为0.5～2nm。

第二方面，提供了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上顺次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层；

所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，靠近所述电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与所述电子阻挡层接触，所述发光阱保护层包括AlInN层，所述InGaN发光阱层的生长温度低于所述发光阱保护层的生长温度，所述发光阱保护层的生长温度低于所述GaN垒层的生长温度。

可选地，所述InGaN发光阱层的生长温度为700℃～800℃，所述AlInN层的生长温度为750℃～850℃，所述GaN垒层的生长温度为850℃～950℃。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，由于InGaN发光阱层为低温InGaN发光阱层，发光阱保护层为中温发光阱保护层，GaN垒层为高温GaN垒层，即InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度，这样发光阱保护层的生长温度介于InGaN发光阱层与GaN垒层的生长温度之间，在生长过程中，能够从InGaN发光阱层的低温度逐渐过渡到GaN垒层的高温度，又由于发光阱保护层包括AlInN层，AlInN的晶格常数介于InGaN和GaN的晶格常数之间，且AlInN能在较低的生长温度下得到较高的晶体质量，因此，这有利于提高阱垒之间的界面的晶体质量；并且，在发光阱保护层的保护下，能够减少或者避免InGaN量子阱中的In被析出，提高了量子阱中In组分的并入含量，提高载流子的复合效率。

附图说明

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。

图1是本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片的制备方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一种结构的阱垒层的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二种结构的阱垒层的结构示意图。

具体实施方式

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。

图1示出了本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片的制备方法。参见图1，该方法流程包括如下步骤。

步骤101、提供衬底。

步骤102、在衬底上顺次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层。

其中，多量子阱层包括若干层叠的阱垒层。阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层。靠近电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与电子阻挡层接触。发光阱保护层包括AlInN层。InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度。

本发明实施例通过多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，由于InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度，这样发光阱保护层的生长温度介于InGaN发光阱层与GaN垒层的生长温度之间，在生长过程中，能够从InGaN发光阱层的低温度逐渐过渡到GaN垒层的高温度，又由于发光阱保护层包括AlInN层，AlInN的晶格常数介于InGaN和GaN的晶格常数之间，且AlInN能在较低的生长温度下得到较高的晶体质量，因此，这有利于提高阱垒之间的界面的晶体质量；并且，在发光阱保护层的保护下，能够减少或者避免InGaN量子阱中的In被析出，提高了量子阱中In组分的并入含量，提高载流子的复合效率。

图2示出了本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片的制备方法。参见图2，该方法流程包括如下步骤。

步骤201、提供衬底。

示例性地，衬底可以是(0001)晶向蓝宝石衬底(Al₂O₃)。

步骤202、对衬底进行退火处理。

其中，退火处理方式取决于缓冲层的生长方式。当采用PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)方法沉积缓冲层时，退火处理方式包括：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蓝宝石衬底进行加热升温。当本底真空抽至低于1*10^-7Torr时，将加热温度稳定在350～750℃，对蓝宝石衬底进行烘烤，烘烤时间为2～12分钟。当采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)方法沉积缓冲层时，退火处理方式包括：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1200℃之间，然后进行氮化处理。

步骤203、在衬底上沉积缓冲层。

其中，缓冲层可以是GaN缓冲层，也可以是AlN缓冲层。

当缓冲层是GaN缓冲层时，采用MOCVD方法生长缓冲层，包括：首先，将MOCVD设备的反应腔内温度调整至400℃-600℃，生长15至35nm厚的GaN缓冲层，生长压力区间为200Torr-600Torr。其次，缓冲层原位退火处理，温度在1000℃-1200℃，时间在5分钟至10分钟之间，压力为200Torr-600Torr。

当缓冲层是AlN缓冲层时，采用PVD方法生长缓冲层，包括：将PVD设备的反应腔内温度调整至400-700℃，调整溅射功率为3000～5000W，调整压力为1～10torr，生长15至35nm厚的AlN缓冲层。

需要说明的是，外延层中的非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层均可以采用MOCVD方法生长。

步骤204、在缓冲层上沉积非掺杂GaN层。

示例性地，非掺杂GaN层的生长温度为1000℃-1100℃，生长厚度在0.8至1.2微米之间，生长压力在100Torr至450Torr之间。

步骤205、在非掺杂GaN层上沉积N型GaN层。

示例性地，N型GaN层的厚度在1-3微米之间，生长温度在1000℃-1200℃，生长压力在100Torr至300Torr之间，Si掺杂浓度在10¹⁸cm^-3-10¹⁹cm^-3之间。

步骤206、在N型GaN层上沉积低温应力释放层。

示例性地，低温应力释放层可以为***InGaN的GaN层，低温应力释放层的厚度为150-300nm，生长温度为800～900℃，生长压力为200～400Torr。

步骤207、在低温应力释放层上沉积多量子阱层。

其中，多量子阱层包括若干层叠的阱垒层。本发明实施例提供两种结构的阱垒层。

第一种结构中，阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层。靠近低温应力释放层的阱垒层中的InGaN发光阱层与低温应力释放层接触。靠近电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与电子阻挡层接触。InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度。

第二种结构中，阱垒层包括顺次层叠的发光阱过渡层、InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层。靠近低温应力释放层的阱垒层中的发光阱过渡层与低温应力释放层接触。靠近电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与电子阻挡层接触。InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度。

第二种结构的阱垒层比第一种结构的阱垒层增加了发光阱过渡层。发光阱过渡层用于从垒层到阱层之间的应力过渡，利于发光阱层中In的并入。示例性地，发光阱过渡层为GaN发光阱过渡层或者AlInN发光阱过渡层。

示例性地，当发光阱过渡层为AlInN发光阱过渡层时，发光阱过渡层为Al_1-yIn_yN层，0.1<y<0.5。

其中，发光阱保护层包括AlInN层。由于InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度，这样发光阱保护层的生长温度介于InGaN发光阱层与GaN垒层的生长温度之间，在生长过程中，能够从InGaN发光阱层的低温度逐渐过渡到GaN垒层的高温度，又由于发光阱保护层包括AlInN层，AlInN的晶格常数介于InGaN和GaN的晶格常数之间，且AlInN能在较低的生长温度下得到较高的晶体质量，因此，这有利于提高阱垒之间的界面的晶体质量；并且，在发光阱保护层的保护下，能够减少或者避免InGaN量子阱中的In被析出，提高了量子阱中In组分的并入含量，提高载流子的复合效率。

示例性地，本发明实施例提供两种结构的发光阱保护层。第一种结构的发光阱保护层为AlInN层；第二种结构的发光阱保护层包括AlInN层和AlN层，AlN层位于AlInN层与GaN垒层之间。

发光阱保护层仅包括AlInN层时，具有较好的晶体质量和一定含量的Al组分，Al组分可以用于提高该层的晶体质量和调整能带宽度。相比于第一种结构的发光阱保护层，第二种结构的发光阱保护层中增加了AlN层，AlN层可以提供更高Al组分的含量，能够进一步增强多量子阱界面质量。

示例性地，发光阱保护层中，AlInN层为Al_1-xIn_xN层，0.1<x<0.5。进一步地，x的范围为0.1～0.2。特别是当x＝0.13时，得到Al_0.87In_0.13N的晶格常数和GaN完全匹配，此时该层晶体质量最佳。

由于N-P掺杂效率和电子-空穴迁移率的明显差异，生长于发光阱层两边的发光阱过渡层和发光阱保护层，由于AlInN和AlN层的存在，即Al组分的并入，能够提高发光阱层两侧的禁带宽度，在LED电流驱动下可以更好的将电子局限于发光阱层参与光复合。

关于生长温度，示例性地，发光阱过渡层的生长温度为750℃～900℃，InGaN发光阱层的生长温度为700℃～800℃，AlInN层的生长温度为750℃～850℃，AlN层的生长温度为800℃～900℃，GaN垒层的生长温度为850℃～950℃。

关于生长压力，示例性地，发光阱过渡层的生长压力为100torr～500tor，InGaN发光阱层的生长压力为100torr～500torr，AlInN层的生长压力为50torr～00torr，AlN层的生长压力为50torr～500torr，GaN垒层的生长压力为100torr～500torr。

关于厚度，示例性地，发光阱过渡层的生长厚度为0.5～2nm，InGaN发光阱层的厚度为2～4nm，AlInN层的厚度为0.5～2nm，AlN层的厚度为0.5～2nm，GaN垒层的厚度为6～12nm。

示例性地，发光阱保护层的总厚度可以小于或等于2nm，阱垒层的总厚度为10nm～18nm。

步骤208、在多量子阱层上沉积电子阻挡层。

示例性地，电子阻挡层为P型AlGaN层，电子阻挡层的生长温度在850℃与1050℃之间，生长压力为100Torr与500Torr之间。电子阻挡层的厚度在20nm至100nm之间。

步骤209、在电子阻挡层上沉积P型GaN层。

示例性地，P型GaN层的生长温度在750℃与1080℃之间，生长压力为200Torr与600Torr之间，生长厚度在50nm至200nm之间。

步骤210、在P型GaN层上沉积P型欧姆接触层。

示例性地，P型欧姆接触层的厚度为0.5nm至10nm之间，生长温度区间为850℃-1050℃，生长压力区间为100Torr-600Torr。

示例性地，P型欧姆接触层生长结束后，将MOCVD设备的反应腔内温度降低，在氮气气氛中退火处理，退火温度区间为650℃-850℃，退火处理5到15分钟，降至室温，完成外延生长。

图3示出了本发明实施例提供的一种GaN基发光二极管外延片，该发光二极管外延片可以通过图1或图2示出的方法制备得到。参见图3，该发光二极管外延片包括：衬底1、以及在衬底1上顺次沉积的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型掺杂GaN层4、低温应力释放层5、多量子阱层6、电子阻挡层7、P型GaN层8和P型欧姆接触层9。多量子阱层6包括若干层叠的阱垒层60，阱垒层60包括顺次层叠的InGaN发光阱层62、发光阱保护层63、以及GaN垒层64。靠近电子阻挡层7的阱垒层60中的GaN垒层63与电子阻挡层7接触。发光阱保护层63包括AlInN层631，InGaN发光阱层62为低温InGaN发光阱层，发光阱保护层63为中温发光阱保护层，GaN垒层64为高温GaN垒层。

示例性地，本发明实施例提供两种结构的阱垒层60。

第一种结构中，参见图4，阱垒层60包括顺次层叠的InGaN发光阱层62、发光阱保护层63、以及GaN垒层64。靠近低温应力释放层5的阱垒层60中的InGaN发光阱层62与低温应力释放层5接触。靠近电子阻挡层7的阱垒层60中的GaN垒层64与电子阻挡层7接触。InGaN发光阱层62的生长温度低于发光阱保护层63的生长温度，发光阱保护层63的生长温度低于GaN垒层64的生长温度。

第二种结构中，参见图5，阱垒层60包括顺次层叠的发光阱过渡层61、InGaN发光阱层62、发光阱保护层63、以及GaN垒层64。靠近低温应力释放层5的阱垒层60中的发光阱过渡层61与低温应力释放层5接触。靠近电子阻挡层7的阱垒层60中的GaN垒层64与电子阻挡层7接触。InGaN发光阱层62的生长温度低于发光阱保护层63的生长温度，发光阱保护层63的生长温度低于GaN垒层64的生长温度。

第二种结构的阱垒层60比第一种结构的阱垒层60增加了发光阱过渡层61。发光阱过渡层61用于从垒层到阱层之间的应力过渡，利于发光阱层中In的并入。示例性地，发光阱过渡层61为GaN发光阱过渡层或者AlInN发光阱过渡层。

示例性地，当发光阱过渡层61为AlInN发光阱过渡层时，发光阱过渡层61为Al_{1- y}In_yN层，0.1<y<0.5。比如y＝0.2。

其中，发光阱保护层63包括AlInN层631。由于InGaN发光阱层62的生长温度低于发光阱保护层63的生长温度，发光阱保护层63的生长温度低于GaN垒层64的生长温度，这样发光阱保护层63的生长温度介于InGaN发光阱层62与GaN垒层64的生长温度之间，在生长过程中，能够从InGaN发光阱层62的低温度逐渐过渡到GaN垒层64的高温度，又由于发光阱保护层63包括AlInN层631，AlInN的晶格常数介于InGaN和GaN的晶格常数之间，且AlInN能在较低的生长温度下得到较高的晶体质量，因此，这有利于提高阱垒之间的界面的晶体质量；并且，在发光阱保护层63的保护下，能够减少或者避免InGaN量子阱62中的In被析出，提高了量子阱中In组分的并入含量，提高载流子的复合效率。

示例性地，本发明实施例提供两种结构的发光阱保护层63。参见图3，第一种结构的发光阱保护层63为AlInN层631；参见图5，第二种结构的发光阱保护层63包括AlInN层631和AlN层632，AlN层632位于AlInN层631与GaN垒层64之间。AlN层632和AlInN层631分别为中温AlN层和中温AlInN层。

发光阱保护层63仅包括AlInN层631时，具有较好的晶体质量和一定含量的Al组分，Al组分可以用于提高该层的晶体质量和调整能带宽度。相比于第一种结构的发光阱保护层63，第二种结构的发光阱保护层63中增加了AlN层632，AlN层632可以提供更高Al组分的含量，能够进一步增强多量子阱界面质量。

示例性地，发光阱保护层63中，AlInN层631为Al_1-xIn_xN层，0.1<x<0.5。比如x＝0.2。进一步地，x的范围为0.1～0.2。特别是当x＝0.13时，得到Al_0.87In_0.13N的晶格常数和GaN完全匹配，此时该层晶体质量最佳。

由于N-P掺杂效率和电子-空穴迁移率的明显差异，生长于发光阱层两边的发光阱过渡层和发光阱保护层，由于AlInN和AlN层的存在，即Al组分的并入，能够提高发光阱层两侧的禁带宽度，在LED电流驱动下可以更好的将电子局限于发光阱层参与光复合。

关于生长温度，示例性地，发光阱过渡层61的生长温度为750℃～900℃，InGaN发光阱层62的生长温度为700℃～800℃，AlInN层631的生长温度为750℃～850℃，AlN层632的生长温度为800℃～900℃，GaN垒层64的生长温度为850℃～950℃。

关于厚度，示例性地，发光阱过渡层61的生长厚度为0.5～2nm，InGaN发光阱层62的厚度为2～4nm，AlInN层631的厚度为0.5～2nm，AlN层632的厚度为0.5～2nm，GaN垒层64的厚度为6～12nm。

由于发光阱保护层63的禁带宽度高于GaN垒层64的禁带宽度，因此，发光阱保护层63太厚会降低多量子阱的电子和空穴的注入效率，发光阱保护层63太薄则对阱层的覆盖不够。示例性地，发光阱保护层63的总厚度可以小于或等于2nm。

示例性地，阱垒层60的总厚度为10nm～18nm。比如，发光阱过渡层61的厚度为1.0nm，InGaN发光阱层62的厚度可以为3.0nm，发光阱保护层63中AlInN层631的厚度为1.5nm，AlN层632的厚度为1.0nm，GaN垒层64的厚度为8nm。

本发明实施例通过多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，由于InGaN发光阱层为低温InGaN发光阱层，发光阱保护层为中温发光阱保护层，GaN垒层为高温GaN垒层，即InGaN发光阱层的生长温度低于发光阱保护层的生长温度，发光阱保护层的生长温度低于GaN垒层的生长温度，这样发光阱保护层的生长温度介于InGaN发光阱层与GaN垒层的生长温度之间，在生长过程中，能够从InGaN发光阱层的低温度逐渐过渡到GaN垒层的高温度，又由于发光阱保护层包括AlInN层，AlInN的晶格常数介于InGaN和GaN的晶格常数之间，且AlInN能在较低的生长温度下得到较高的晶体质量，因此，这有利于提高阱垒之间的界面的晶体质量；并且，在发光阱保护层的保护下，能够减少或者避免InGaN量子阱中的In被析出，提高了量子阱中In组分的并入含量，提高载流子的复合效率。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括：

衬底、在所述衬底上顺次沉积的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层，所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，靠近所述电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与所述电子阻挡层接触，所述发光阱保护层包括AlInN层，所述InGaN发光阱层为低温InGaN发光阱层，所述发光阱保护层为中温发光阱保护层，所述GaN垒层为高温GaN垒层。

2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlInN层为Al_1-xIn_xN层，0.1<x<0.5。

3.根据权利要求2所述的外延片，其特征在于，所述InGaN发光阱层的厚度为2～4nm，所述AlInN层的厚度为0.5～2nm，所述GaN垒层的厚度为6～12nm。

4.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述发光阱保护层还包括AlN层，所述AlN层位于所述AlInN层与所述GaN垒层之间，所述AlN层为中温AlN层。

5.根据权利要求4所述的外延片，其特征在于，所述AlN层的厚度为0.5～2nm。

6.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述阱垒层还包括发光阱过渡层，所述InGaN发光阱层位于所述发光阱过渡层和所述发光阱保护层之间，靠近所述低温应力释放层的阱垒层中的发光阱过渡层与所述低温应力释放层接触，所述发光阱过渡层为GaN发光阱过渡层或者AlInN发光阱过渡层。

7.根据权利要求6所述的外延片，其特征在于，当所述发光阱过渡层为AlInN发光阱过渡层时，所述发光阱过渡层为Al_1-yIn_yN层，0.1<y<0.5。

8.根据权利要求7所述的外延片，其特征在于，所述发光阱过渡层的生长厚度为0.5～2nm。

9.一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上顺次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型欧姆接触层；

所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括顺次层叠的InGaN发光阱层、发光阱保护层、以及GaN垒层，靠近所述电子阻挡层的阱垒层中的GaN垒层与所述电子阻挡层接触，所述发光阱保护层包括AlInN层，所述InGaN发光阱层的生长温度低于所述发光阱保护层的生长温度，所述发光阱保护层的生长温度低于所述GaN垒层的生长温度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述InGaN发光阱层的生长温度为700℃～800℃，所述AlInN层的生长温度为750℃～850℃，所述GaN垒层的生长温度为850℃～950℃。