AlN模板、AlN模板的制备方法及AlN模板上的半导体器件

摘要

本发明公开了一种AlN模板、AlN模板的制备方法及AlN模板上的半导体器件，属于半导体技术领域。AlN模板包括：衬底和在衬底上沉积的AlN薄膜，所述AlN薄膜包括在衬底上沉积的第一AlN层，第一AlN层中掺有氧，且从第一AlN层与衬底界面到第一AlN层的表面的方向，第一AlN层中的氧的含量是逐渐增多的。半导体器件包括：AlN模板和氮化物半导体层，所述AlN模板包括衬底和在所述衬底上沉积的AlN薄膜，所述氮化物半导体层沉积在所述AlN薄膜上，AlN模板为前述AlN模板。方法包括：提供衬底；在衬底上沉积AlN薄膜；所述AlN薄膜包括在衬底上沉积的第一AlN层，第一AlN层中掺有氧，且从第一AlN层与衬底界面到第一AlN层的表面的方向，第一AlN层中的氧的含量是逐渐增多的。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种AlN模板、AlN模板的制备方 法及AlN模板上的半导体器件。

背景技术

目前，大部分GaN基蓝光发光二极管(英文：lightemittingdiode，缩写： LED)与GaN基白光LED采用蓝宝石衬底。由于蓝宝石和GaN材料一直存在 晶格失配和热失配问题，而AlN材料与GaN材料、蓝宝石衬底间仅有较小的晶 格不匹配，因此将AlN作为缓冲层置入到蓝宝石衬底和GaN之间。具体地，先 在蓝宝石衬底上生长一AlN缓冲层，制成AlN模板，再在AlN模板上生长GaN 外延，制成LED外延片。

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：

AlN缓冲层的晶格常数小于GaN和蓝宝石，在AlN模板上生长GaN外延 时，将导致后续GaN外延积累较大的压应力，在生长GaN外延中的量子阱结构 时外延片处于翘曲状态，使得量子阱结构的生长温度不均匀，外延片波长均匀 性较差，从而导致无法进行高良率的外延片的量产。图1示出了基于4英寸AlN 模板的LED外延片的光致发光(英文：photoluminescence，缩写：PL)波长分 布(英文：mapping)图，从图1可以看到，外延片边缘(A点)波长为458nm， 外延片中心(B点)波长为468nm，中心和边缘的波长差达10nm，整片的波长 标准方差达4.18nm，而合格的外延片要求波长标准方差为2nm，因此该外延片 未达到合格要求。

发明内容

为了解决在现有的AlN模板上生长GaN外延时，导致GaN外延中压应力 过大，外延片出现较大的翘曲，外延片波长均匀性较差的问题，本发明实施例 提供了一种AlN模板、AlN模板的制备方法及AlN模板上的半导体器件。所述 技术方案如下：

第一方面，提供了一种AlN模板，包括衬底和在所述衬底上沉积的AlN薄 膜，

所述AlN薄膜包括在所述衬底上沉积的第一AlN层，所述第一AlN层中掺 有氧，且从所述第一AlN层与所述衬底界面到所述第一AlN层的表面的方向， 所述第一AlN层中的氧的含量是逐渐增多的。

在第一方面的第一实施方式中，所述第一AlN层由若干AlN子层层叠而成， 且从所述第一AlN层与所述衬底界面到所述第一AlN层的表面的方向，所述若 干AlN子层中的氧的含量是逐层增多的；单个所述AlN子层中的氧是均匀分布 的，或者，单个所述AlN子层中的氧是不均匀分布的。

在第一方面的第二实施方式中，所述AlN子层的数量为1～50，所述AlN 子层的厚度为1～10nm。

在第一方面的第三实施方式中，所述AlN薄膜的厚度为1nm～1000nm；在 所述AlN薄膜中，氧原子和氮原子的摩尔比不大于50％。

在第一方面的第四实施方式中，所述AlN薄膜还包括在所述第一AlN层上 沉积的第二AlN层，所述第二AlN层中掺有氧，所述第二AlN层中的氧是均匀 分布的；且从所述第一AlN层到所述第二AlN层，氧的含量逐渐增多；所述第 二AlN层的厚度大于1nm。

在第一方面的第五实施方式中，所述第二AlN层的厚度为3nm～5nm。

第二方面，提供了一种AlN模板上的半导体器件，包括AlN模板和氮化物 半导体层，所述AlN模板包括衬底和在所述衬底上沉积的AlN薄膜，所述氮化 物半导体层沉积在所述AlN薄膜上，所述AlN模板为前述AlN模板。

第三方面，提供了一种AlN模板的制备方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上沉积AlN薄膜；所述AlN薄膜包括在所述衬底上沉积的第一 AlN层，所述第一AlN层中掺有氧，且从所述第一AlN层与所述衬底界面到所 述第一AlN层的表面的方向，所述第一AlN层中的氧的含量是逐渐增多的。

在第三方面的第一实施方式中，在所述衬底上沉积AlN薄膜，包括：

将所述衬底布置在真空环境中，并对所述衬底进行烘烤；烘烤时间为1～15 分钟，烘烤温度为300～900摄氏度，烘烤压力小于10^-7Torr；

完成烘烤后，在混合了Ar、N₂和O₂的气体氛围或者混合了Ar、N₂和含氧 气体的气体氛围下，对Al靶材进行溅射，以在所述衬底上沉积所述AlN薄膜； 同时，在沉积过程中，逐渐增多所述O₂或所述含氧气体的流量；沉积温度为400～ 800摄氏度，沉积压力为在1～10mTorr，溅射功率为1KW～10KW，溅射时长为 10秒～1000秒。

在第三方面的第二实施方式中，所述方法还包括：

当通入的O₂或含氧气体的流量达到指定流量时，保持当前时间通入的O₂或含氧气体的流量不变，直到沉积结束。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在第一AlN层中掺入O原子，一部分O原子会替代AlN中N原子， 另一部分O原子会形成填隙原子。由于O原子半径比N原子大，这部分替位O 原子和填隙O原子，都会使AlN晶格产生一定的畸变，增加AlN薄膜的晶格常 数，这将使AlN薄膜和后续GaN外延薄膜的晶格常数更接近，从而有利于减小 GaN材料中的压应力，改善生长量子阱时外延片的翘曲，进而改善基于AlN模 板上外延层的波长均匀性。试验表明，掺入的O越多，波长均匀性越好，但是， 在AlN薄膜中掺入过多的O会使得AlN薄膜本身的晶体质量出现下降，进而影 响后续GaN外延薄膜的晶体质量，不能体现AlN模板晶体质量佳的优势。而通 过从第一AlN层与衬底界面到第一AlN层的表面的方向，第一AlN层中的氧的 含量逐渐增多，这样，先在AlN薄膜中掺入较少的氧，再逐渐增多掺入氧的含 量，前面较少的掺氧量能使AlN薄膜保有较好的晶体质量，从而体现AlN模板 上GaN外延薄膜晶体质量佳的优势；后面较多的掺氧量将使AlN薄膜的晶格常 数同后续GaN外延薄膜更加接近，减小后续GaN外延薄膜中的压应力，从而提 高LED外延片的波长均匀性。

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是本发明提供的基于现有的4英寸AlN模板制备的LED外延片的PL 波长mapping图；

图2是本发明第一实施例提供的一种AlN模板的结构示意图；

图3是本发明第二实施例提供的一种AlN模板的结构示意图；

图4是本发明第三实施例提供的一种AlN模板的结构示意图；

图5是本发明第四实施例提供的一种AlN模板的制备方法的流程图；

图6是本发明第五实施例提供的一种AlN模板上的半导体器件的结构示意 图；

图7是本发明第五实施例提供的4英寸LED外延片的PL波长mapping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2示出了本发明第一实施例提供的一种AlN模板，如图2所示，该AlN 模板包括衬底10和在衬底10上沉积的AlN薄膜。其中，该AlN薄膜包括在衬 底10上沉积的第一AlN层11，第一AlN层11中掺有氧(O)。且从第一AlN 层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，第一AlN层11中的氧的 含量是逐渐增多的。

其中，衬底10包括但不限于Si、SiC、蓝宝石、ZnO、GaAs、GaP、MgO、 Cu和W衬底。

第一AlN层11中掺入的O原子，一部分会替代AlN中N原子，另一部分 会形成填隙原子。由于O原子半径比N原子大，这部分替位O原子和填隙O原 子，都会使AlN晶格产生一定的畸变，增加AlN薄膜的晶格常数，这将使AlN 薄膜和后续GaN外延薄膜的晶格常数更接近，从而有利于减小GaN材料中的压 应力，改善生长量子阱时外延片的翘曲，进而改善基于AlN模板上外延层的波 长均匀性。试验表明，掺入的O越多，波长均匀性越好，但是，在AlN薄膜中 掺入过多的O会使得AlN薄膜本身的晶体质量出现下降，进而影响后续GaN外 延薄膜的晶体质量，不能体现AlN模板晶体质量佳的优势。而通过从第一AlN 层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，第一AlN层11中的氧的 含量逐渐增多，这样，先在AlN薄膜中掺入较少的氧，再逐渐增多掺入氧的含 量，前面较少的掺氧量能使AlN薄膜保有较好的晶体质量，从而体现AlN模板 上GaN外延薄膜晶体质量佳的优势；后面较多的掺氧量将使AlN薄膜的晶格常 数同后续GaN外延薄膜更加接近，减小后续GaN外延薄膜中的压应力，从而提 高LED外延片的波长均匀性。

并且，在AlN薄膜中采用掺杂氧逐渐增多的方式，制备的AlN模板表面氧 组分最高，这样能提高AlN模板长期存放的抗氧化能力，提高量产中AlN模板 的稳定性和一致性。

具体地，可以采用物理气相沉积(英文：PhysicalVaporDeposition，缩写： PVD)工艺或电子束蒸发工艺在衬底10上沉积AlN薄膜。AlN薄膜中掺的氧可 以来源于在AlN薄膜的成膜过程中掺入的氧气或含氧气体。含氧气体包括但不 限于氧化氢(H₂O)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、一氧化二氮(N₂O)、 一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂O₃)、四氧化二氮(N₂O₄) 和五氧化二氮(N₂O₅)。

其中，从第一AlN层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，第 一AlN层11中的氧的含量可以是以连续变化的方式增多，也可以是以间隔变化 的方式增多，还可以是以将连续变化和间隔变化两种方式结合的方式增多。

实现时，可以在AlN薄膜的成膜过程中，控制掺入的氧气或含氧气体的流 量随时间递增，比如随时间线性递增，这样，第一AlN层11中的氧的含量是以 连续变化的方式增多。类似的，可以在AlN薄膜的成膜过程中，每间隔一定时 间增多掺入的氧气或含氧气体的流量，这样，第一AlN层11中的氧的含量是以 间隔变化的方式增多。类似的，可以在AlN薄膜的成膜过程中，一段时间内控 制掺入的氧气或含氧气体的流量随时间递增，另一段时间内控制掺入的氧气或 含氧气体的流量每间隔一定时间增多，这样，第一AlN层11中的氧的含量是以 将连续变化和间隔变化两种方式结合的方式增多。

其中，AlN薄膜的厚度可以为1nm～1000nm。在AlN薄膜中，氧原子和氮 原子的摩尔比不大于50％。

通过控制AlN薄膜中的氧的含量和氧的含量的增多方式，可以和后续的 GaN外延生长工艺灵活搭配互补，可以在不同GaN外延生长工艺上都实现较佳 的LED外延片波长均匀性。

在实现时，该AlN模板适用于生长GaN外延，例如制成GaN基LED。

图3示出了本发明第二实施例提供的一种AlN模板。在本实施例中，将对 第一实施例中的第一AlN层11进行介绍。如图3所示，第一AlN层11由若干 AlN子层31层叠而成，且从第一AlN层11与衬底10界面到第一AlN层11的 表面的方向，若干AlN子层31中的氧的含量是逐层增多的。

其中，从第一AlN层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，单 个AlN子层31中的氧的含量是不变的，即单个AlN子层31中的氧是均匀分布 的，这时，第一AlN层11中的氧的含量是以间隔变化的方式增多。或者，从第 一AlN层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，单个AlN子层31 中的氧的含量是渐变的(比如递增)，即单个AlN子层31中的氧是不均匀分布 的，这时，第一AlN层11中的氧的含量是以连续变化的方式增多。或者，从第 一AlN层11与衬底10界面到第一AlN层11的表面的方向，若干AlN子层31 中，一部分AlN子层31中的氧的含量是不变的，另一部分AlN子层31中的氧 的含量是递增的，这时，第一AlN层11中的氧的含量是以将连续变化和间隔变 化两种方式结合的方式增多。

其中，任意两个AlN子层31的厚度可以相同，也可以不同。

可选的，AlN子层31的数量为1～50，AlN子层31的厚度为1～10nm。

优选的，AlN子层31的数量为5～10，AlN子层31的厚度为2～5nm。

作为优选的实施方式，单个AlN子层31中的氧是均匀分布的。当单个AlN 子层31中的氧是均匀分布时，将使每一AlN子层31具有一定的厚度，每层厚 度在1-10nm较好，较优的为2-5nm。一定厚度的掺氧AlN子层31，将使AlN 薄膜有充分的时间和厚度释放氧原子带来的应力，同时实现较好的AlN结晶膜 层晶体质量。

图4示出了本发明第三实施例提供的一种AlN模板。如图4所示，该AlN 模板包括衬底10和在衬底10上沉积的AlN薄膜。其中，AlN薄膜包括顺次层 叠在衬底上的第一AlN层11和第二AlN层12。

其中，第一AlN层11的结构与第一实施例或第二实施例描述的第一AlN 层11的结构相同，在此不再赘述。

其中，第二AlN层12中掺有氧，第二AlN层12中的氧是均匀分布的，且 从第一AlN层11到第二AlN层12，氧的含量逐渐增多。第二AlN层12的厚度 大于1nm。

优选的，第二AlN层12的厚度为3nm～5nm。

通过将AlN薄膜的表层设置为厚度大于1nm的第二AlN层12，第二AlN 层12中的氧是均匀分布的，这能使得AlN模板表层的应力状况保持最大限度的 稳定和一致，确保不同批次生产出来的AlN模板应力稳定可控，在批量生产中 有利于实现后续GaN外延层中应力的稳定，从而最大限度的实现批量生长中波 长均匀性的稳定控制。

图5示出了本发明第四实施例提供的一种AlN模板的制备方法，适用于第 一至第三实施例中任一实施例提供的AlN模板。如图5所示，该方法包括如下 步骤。

步骤501、提供衬底。

该衬底可以是Si、SiC、蓝宝石、ZnO、GaAs、GaP、MgO、Cu和W衬底。 优选的，该衬底为蓝宝石衬底。

步骤502、在衬底上沉积AlN薄膜。

其中，AlN薄膜包括在衬底上沉积的第一AlN层，第一AlN层中掺有氧， 且从第一AlN层与衬底界面到第一AlN层的表面的方向，第一AlN层中的氧的 含量是逐渐增多的。

以采用PVD工艺在衬底10上沉积AlN薄膜为例，介绍一下AlN薄膜的沉 积过程，该沉积过程包括步骤5021和步骤5022。

步骤5021、将衬底布置在真空环境中，并对衬底进行烘烤；烘烤时间为1～ 15分钟，烘烤温度为300～900摄氏度，烘烤压力小于10^-7Torr。

具体地，首先，将衬底放置于SiC材质的托盘上，并将托盘放入PVD溅射 机台，并传送至机台沉积腔室。其次，在衬底放入后，对沉积腔室进行抽真空， 抽真空的同时开始对衬底进行加热升温。本底真空抽至低于10^-7Torr时，将加热 温度稳定在300～900摄氏度，对衬底进行烘烤，烘烤时间为1～15分钟。

步骤5022、完成烘烤后，在混合了Ar、N₂和O₂的气体氛围或者混合了Ar、 N₂和含氧气体的气体氛围下，对Al靶材进行溅射，以在衬底上沉积AlN薄膜； 同时，在沉积过程中，逐渐增多O₂或含氧气体的流量；沉积温度为400～800 摄氏度，沉积压力为1～10mTorr，溅射功率为1KW～10KW，溅射时长为10秒～ 1000秒。

其中，该溅射时长为AlN薄膜的沉积时间。溅射功率和溅射时长影响AlN 薄膜的厚度，当溅射功率为1KW～10KW，溅射时长为10秒～1000秒时，AlN 薄膜的厚度为1～1000nm。

具体地，完成烘烤后，通入Ar、N₂和O₂(O₂可以由含氧气体替代)。其中， Ar：N₂的流量比可以为1：3～1：10，初始时间通入的O₂的流量可以为Ar和 N₂两者流量和的0.1％、0.2％或者0.5％。在沉积过程中，Ar、N₂和O₂三者的总 气体流量将PVD沉积腔室压力维持在1～10mTorr为佳。同时，将衬底加热温 度设定到沉积温度，较好的沉积温度范围为400～800摄氏度之间。在沉积温度 稳定10～60秒之后，开通溅射电源，对Al靶材进行溅射，此时将在衬底上沉 积掺有氧的AlN结晶薄膜。其中，溅射功率视沉积速率的要求可设定为1KW～ 10KW，溅射时长视AlN结晶薄膜厚度的不同设定为10秒～1000秒。同时，在 AlN结晶薄膜的沉积过程中，逐渐增多通入的O₂的流量。通入的O₂的流量的增 多方式可以是连续增多，比如线性递增，这样，沉积的AlN薄膜中的氧的含量 是连续变化的。该增多方式也可以是间隔增多，比如阶梯递增，这样，沉积的 AlN薄膜为层叠结构，且AlN薄膜中的氧的含量是间隔变化的。该增多方式还 可以是将连续增多和间隔增多结合起来增多，比如先线性递增再阶梯递增。

假设沉积的AlN薄膜中的氧的含量从衬底/AlN薄膜界面到AlN薄膜的表面 的方向阶梯递增，那么，在沉积AlN薄膜时，可以将AlN薄膜分5～10层生长， 每层中氧均匀分布，5～10层中的氧的含量逐层渐变。以AlN薄膜包括6个AlN 子层为例，在沉积AlN薄膜时，可以设定Al靶材的溅射功率为3KW；第1个 AlN子层到第6个AlN子层，每个AlN子层的沉积时长为10秒，这样每个AlN 子层的沉积厚度约为4nm。并且，生长第1个AlN子层时通入的O₂流量为Ar、 N₂流量和的0.5％，生长其后的第2至6个AlN子层时通入的氧气流量依次调整 为Ar和N₂流量和的1％、3％、5％、10％、15％。这样就制备出了总厚度为24nm 厚，分6层进行氧掺杂量分层渐变的AlN模板。

假设沉积的AlN薄膜是中的氧的含量从衬底/AlN薄膜界面到AlN薄膜的表 面的方向线性递增，那么，在沉积AlN薄膜时，可以线性增多通入的氧气或含 氧气体的流量。比如，在AlN结晶薄膜的沉积过程中，可以设定Al靶材的溅射 功率为2KW，溅射时长为100秒，此时AlN结晶薄膜的厚度约为25nm。同时， 在这100秒内，将O₂流量由Ar和N₂两者流量和的10％线性递增到Ar和N₂两 者流量和的12％。

可选的，AlN薄膜还包括在第一AlN层上沉积的第二AlN层，第二AlN层 中掺有氧，第二AlN层中的氧是均匀分布的；且从第一AlN层到第二AlN层， 氧的含量逐渐增多；第二AlN层的厚度大于1nm。则，该沉积过程还包括步骤 5023。

步骤5023、当通入的O₂或含氧气体的流量达到指定流量时，保持当前时间 通入的O₂或含氧气体的流量不变，直到沉积结束。

通过本步骤5023，可以沉积第二AlN层，该第二AlN层的厚度至少大于 1nm。可选的，该第二AlN层的厚度是3至5nm。例如，假设整个沉积过程维 持300秒(溅射时长)；溅射功率为4KW，初始时间通入的O₂流量为Ar、N₂流量和的0.2％。在前285秒内，将通入的O₂流量为Ar、N₂流量和的12％线性 递增到10％，在后15秒内，保持O₂流量为Ar和N₂流量和的10％不变，继续 溅射15秒钟，将得到表层为约3nm掺氧量保持稳定的第二AlN层的AlN模板。

该第二AlN层将使得AlN模板表层的应力状况保持最大限度的稳定和一 致，确保不同批次生产出来的AlN模板应力稳定可控，在批量生产中有利于实 现后续GaN外延层中应力的稳定，从而最大限度的实现批量生长中波长均匀性 的稳定控制。

沉积完毕后，将托盘传出沉积腔室，对样品冷却后，即得到所需的AlN模 板。

图6示出了本发明第五实施例提供的一种AlN模板上的半导体器件，如图 6所示，该半导体器件包括AlN模板61和氮化物半导体层62。AlN模板61包 括衬底611和在衬底上沉积的AlN薄膜612，氮化物半导体层62沉积在AlN薄 膜612上。

其中，该AlN模板61可以是第一实施例、第二实施例或第三实施例提供的 AlN模板，在此不再赘述。该AlN模板61的制备方法可以参见第四实施例。

其中，该氮化物半导体层62可以包括顺次层叠在AlN薄膜612上的单层或 多层n型氮化物层621、单层或多层氮化物多量子阱有源层622、单层或多层p 型氮化物层623以及氮化物接触层(图未示出)。其中，氮化物多量子阱有源层 622中的量子垒层包含In；p型氮化物层623包括一层或多层包含Al的电子阻 挡层；氮化物接触层包括n型和p型氮化物接触层，n型氮化物接触层用于形成 n电极，n型氮化物接触层位于单层或多层n型氮化物层621上；p型氮化物接 触层用于形成p电极，p型氮化物接触层位于单层或多层p型氮化物层623上。

可选的，该氮化物半导体层62可以是GaN基LED外延层。优选的，GaN 基LED外延层包括依次层叠在AlN薄膜上的第一高温GaN层、第二高温GaN 层、n型GaN层、多量子阱有源层、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层和p 型InGaN接触层。

实现时，该GaN基LED外延层可以采用金属有机化合物化学气相沉淀(英 文：Metal-organicChemicalVaporDeposition，缩写：MOCVD)工艺生长。

具体地，第一高温GaN层的生长温度为950～1050摄氏度，较好的为1000 摄氏度，生长压力为50～600Torr，第一高温GaN层的厚度为0.5～3微米。

第二高温GaN层的生长温度为1020-1100摄氏度，较好的为1060摄氏度， 生长压力为50～600Torr，第二高温GaN层的厚度0.2～3微米。其中，第二高温 GaN层中可不掺Si或轻掺Si。掺杂Si时，Si掺杂浓度不大于2×10¹⁸cm^-3，较 好的Si掺杂浓度为8×10¹⁷cm^-3。

n型GaN层的生长温度为1020-1100摄氏度，较好的为1060摄氏度，生长 压力为50～600Torr，n型GaN层的厚度为0.5～3微米，n型通过掺入Si实现， Si掺杂浓度为2×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3，较好的Si掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。

多量子阱有源层中，量子阱为InGaN量子阱，其中In含量视不同波长的需 要可控制在1～30％，如波长为390nm的紫光LED中In含量控制在3％，波长为 450nm的蓝光LED中In含量控制在13％，而波长为520nm的绿光LED中In 含量控制在20％。量子阱的厚度为1～5nm，较好的量子阱的厚度为3nm。量子 垒的材料为AlGaN，Al含量可控制在不大于30％，量子垒的厚度为3～50nm， 较好的量子垒的厚度为12nm。量子阱对的数量为1～20个，较好的为10个量子 阱对。

p型AlGaN电子阻挡层的生长温度为800～950摄氏度，Al含量可控制在 10～30％，p型AlGaN电子阻挡层的厚度为10～50nm，较好的p型AlGaN电子 阻挡层的厚度为25nm。p型通过掺入Mg实现，Mg的掺杂浓度为1×10¹⁸～1 ×10²⁰cm^-3。

P型GaN层的生长温度为800～950摄氏度，P型GaN层的厚度为20～500nm， 较好的P型GaN层的厚度为70nm。p型通过掺入Mg实现，Mg的掺杂浓度为 1×10¹⁸～1×10²⁰cm^-3。

P型InGaN接触层中，In含量可控制在不大于20％，P型InGaN接触层的 厚度为0.5～10nm。p型通过掺入Mg实现，P型掺杂浓度较高，以利于后续芯片 加工形成欧姆接触，Mg掺杂浓度为5×10¹⁹～1×10²²cm^-3。

实现时，可以通过第四实施例提供的方法制备出4英寸或6英寸AlN模板， 再采用上述MOCVD工艺在4英寸或6英寸AlN模板上生长GaN基LED外延 层，得到4英寸或6英寸LED外延片。图7示出了4英寸LED外延片的PL波 长mapping图，从图7可以看出，该外延片的中心(E点)波长接近460nm，外 延片的边缘(F点)波长接近462nm，中心和边缘波长差为2nm左右，整片的 波长标准方差为1.71nm，与基于现有的AlN模板制备的LED外延片(波长标 准方差为4.18nm)相比，波长标准方差降低了接近2.5nm，波长均匀性得到根 本性的改善。

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。