本发明涉及半导体材料的，尤其涉及一种蓝光micro-led的外延片及其制备方法。
背景技术：
1、随着新兴的可穿戴和便携技术的蓬勃发展，微米级尺寸的led芯片（micro-led）由于其在显示、可见光通信和生物医学等领域的应用前景，获得了科研机构和企业的巨大关注与研究。micro-led显示具有纳秒（ns）级别高速响应，无机材料的稳定特性，高光效，高可靠性，高色纯度和对比度，可透明等优异的性能，这些特性的综合是液晶显示（lcd）和有机led（oled）所无法达到的。
2、虽然micro-led具有诸多优异的特性，但也面临着制造技术和材料器件物理等方面的挑战，如仍并未完全解决随芯片尺寸减小，器件峰值外部量子效率（eqe）下降和对应的电流密度增大的问题，工作电流密度处于0.01a/cm2~0.5a/cm2区间的micro-led效率仍明显偏低。而事实上，即使是通用照明和背光显示应用的常规尺寸芯片，处于此电流密度下的效率也相对较低，原因为常规尺寸芯片为了兼顾效率和成本因素，其工作电流密度在20a/cm2~40a/cm2之间，相应的外延结构设计和材料生长的目标也是提升大电流密度下的效率，其峰值eqe通常处于1a/cm2~4a/cm²电流密度区间，而没有关注低电流密度下的器件效率。
3、不同电流密度下，led器件的发光机理的主导原因存在差异，相应外延层结构也应有所变化。例如，在micro-led工作区间的0.01a/cm2~0.5a/cm2小电流密度下，量子阱中载流子浓度相对较低，俄歇复合占比少，相应量子阱复合体积可以降低，即可减少量子阱个数，减少缺陷数量，提升低电流密度下器件的eqe；同时，低电流密度下电子泄露尚未发生或比例很低，电子阻挡层结构不仅没有阻挡电子的作用，反而会阻挡空穴的注入，降低器件的量子效率。因此，针对micro-led低电流密度工作条件下的led外延层结构进行深入的机理研究、设计和生长，是研发低工作电流密度驱动下高光效micro-led器件的一项必要关键技术。
4、传统的可见光led的外延结构设计都是基于大芯片、大电流、大功率的传统应用场景，而micro-led的显示应用要求小尺寸、低电流密度以及低功率，使用传统外延结构设计的led已经无法满足micro-led的应用要求。因此，重新设计适用于小尺寸、低电流密度以及低功率的micro-led的外延结构，提高其电光转换效率，是目前学术界和产业界都面临的重要难题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种蓝光micro-led的外延片及其制备方法，提高多量子阱发光层的晶体质量，提高p型半导体层的空穴注入效率，从而提高micro-led在低工作电流密度下的光效、良率。
2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了蓝光micro-led的外延片，包括衬底，在所述衬底上依次层叠的缓冲层，n型半导体层，低温应力释放层，多量子阱发光层，电子阻挡层和p型半导体层；
3、所述多量子阱发光层包括由下至上依次层叠生长的第一浅蓝光多量子阱层，第二浅蓝光多量子阱层，第三蓝光多量子阱层和第四浅蓝光多量子阱层；
4、其中，所述第一浅蓝光多量子阱层为由下至上依次周期性交替生长的第一ingan多量子阱层与第一多量子阱复合垒层的超晶格结构，周期数为2~6；
5、所述第二浅蓝光多量子阱层为由下至上依次周期性交替生长的第二ingan多量子阱层与第二多量子阱复合垒层的超晶格结构，周期数为1~5；
6、所述第三蓝光多量子阱层为由下至上依次周期性交替生长的第三ingan多量子阱层与si掺gan多量子垒层的超晶格结构；周期数为2~8；
7、所述第四浅蓝光多量子阱层为由下至上依次周期性交替生长的第四ingan多量子阱层与gan多量子垒层的超晶格结构，周期数为1~5。
8、作为上述方案的改进，所述第一ingan多量子阱层为非掺杂的单层结构或多层结构，in组分为x1，0.08≤x1≤0.15；
9、所述第二ingan多量子阱层为非掺杂的单层结构或多层结构，in组分占比为x2，0.1≤x2≤0.18；
10、所述第三ingan多量子阱层为非掺杂的单层结构或多层结构，in组分占比为x3，0.13≤x3≤0.21；
11、所述第四ingan多量子阱层为非掺杂的单层结构或多层结构，in组分为x4，0.08≤x4≤0.18。
12、作为上述方案的改进，所述多量子阱发光层中，x1≤x2≤x3，x3≥x4；
13、所述第一ingan多量子阱层的厚度为2.2nm~3.8nm；
14、所述第二ingan多量子阱层的厚度为2.2nm~3.8nm；
15、所述第三ingan多量子阱层的厚度为2.5nm~4.2nm；
16、所述第四ingan多量子阱层的厚度为2.2nm~3.8nm。
17、作为上述方案的改进，所述第一多量子阱复合垒层的厚度大于所述si掺gan多量子垒层的厚度；
18、所述第一多量子阱复合垒层的厚度大于所述gan多量子垒层的厚度；
19、所述第二多量子阱复合垒层的厚度大于所述si掺gan多量子垒层的厚度；
20、所述第二多量子阱复合垒层的厚度大于所述gan多量子垒层的厚度。
21、作为上述方案的改进，所述第一多量子阱复合垒层包括由下至上依次层叠生长的第一si掺gan垒层，第一ingan/algan垒层和第一gan垒层；所述第一多量子阱复合垒层的总厚度为7.5nm~16nm；
22、所述第二多量子阱复合垒层包括由下至上依次层叠生长的第二si掺gan垒层，第二ingan/algan垒层和第二gan垒层；所述第二多量子阱复合垒层的总厚度为7.5nm~16nm。
23、作为上述方案的改进，所述第一si掺gan垒层中，si的掺杂浓度为1.8×1017/cm3~5.6×1018/cm3；所述第一si掺gan垒层的厚度为1nm~5nm；
24、所述第一ingan/algan垒层为第一ingan层和第一algan层交替层叠形成的超晶格结构，交替周期数为2~5，所述第一ingan层中in组分为0.02~0.1，厚度为0.5nm~2nm；所述第一algan层中掺杂有si，掺杂浓度为1.5×1017/cm3~3.2×1018/cm3，al组分为0.03~0.16，厚度为0.5nm~2nm；
25、所述第一gan垒层的厚度为1nm~5nm；
26、所述第二si掺gan垒层的厚度为1nm~5nm，si的掺杂浓度为1.8×1017/cm3~5.6×1018/cm3；
27、所述第二ingan/algan垒层为第二ingan层和第二algan层交替层叠形成的超晶格结构，交替周期数为2~5，所述第二ingan层中in组分为0.02~0.1，厚度为0.5nm~2nm；所述第二algan层中掺杂有si，掺杂浓度为1.5×1017/cm3~3.2×1018/cm3；al组分为0.03~0.16，厚度为0.5nm~2nm；
28、所述第二gan垒层的厚度为1nm~5nm。
29、作为上述方案的改进，所述si掺gan多量子垒层的厚度为6nm~12nm；
30、所述gan多量子垒层的厚度为6nm~12nm。
31、作为上述方案的改进，所述si掺gan多量子垒层为掺杂有si元素的单层结构或多层结构，si的掺杂浓度为1.2×1017/cm3~8.6×1017/cm3；
32、所述gan多量子垒层为非掺杂的单层结构或多层结构。
33、作为上述方案的改进，所述第一ingan多量子阱层的生长温度为t1，所述第二ingan多量子阱层的生长温度为t2，所述第三ingan多量子阱层的生长温度为t3，所述第四ingan多量子阱层的生长温度为t4，t1≥t2≥t3，t3≤t4。
34、本发明第二方面还提供了一种所述的蓝光micro-led的外延片的制备方法，包括：
35、提供一衬底；
36、在衬底上生长缓冲层；
37、在缓冲层上生长n型半导体层；
38、在n型半导体层上生长低温应力释放层；
39、在低温应力释放层上生长多量子阱发光层；
40、在多量子阱发光层上生长电子阻挡层；
41、在电子阻挡层上生长p型半导体层；
42、其中，所述多量子阱发光层包括由下至上依次层叠生长的第一浅蓝光多量子阱层，第二浅蓝光多量子阱层，第三蓝光多量子阱层和第四浅蓝光多量子阱层。
43、实施本发明，具有如下有益效果：
44、本发明中所述多量子阱发光层包括由下至上依次层叠生长的第一浅蓝光多量子阱层，第二浅蓝光多量子阱层，第三蓝光多量子阱层和第四浅蓝光多量子阱层，且对第一浅蓝光多量子阱层，第二浅蓝光多量子阱层，第三蓝光多量子阱层和第四浅蓝光多量子阱层的结构进行调整设计，可降低生长ingan量子阱时的应力，显著改善多量子阱发光层的晶体质量，同时提高p型半导体层的空穴注入效率，从而提高micro-led芯片在低工作电流密度下的光效、良率等性能，使其适用于小尺寸、低电流以及低功率的蓝光micro-led。
1.一种蓝光micro-led的外延片，其特征在于，包括衬底，在所述衬底上依次层叠的缓冲层，n型半导体层，低温应力释放层，多量子阱发光层，电子阻挡层和p型半导体层；
2.如权利要求1所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述第一ingan多量子阱层为非掺杂的单层结构或多层结构，in组分为x1，0.08≤x1≤0.15；
3.如权利要求2所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述多量子阱发光层中，x1≤x2≤x3，x3≥x4；
4.如权利要求1所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述第一多量子阱复合垒层的厚度大于所述si掺gan多量子垒层的厚度；
5.如权利要求1或4所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述第一多量子阱复合垒层包括由下至上依次层叠生长的第一si掺gan垒层，第一ingan/algan垒层和第一gan垒层；所述第一多量子阱复合垒层的总厚度为7.5nm~16nm；
6.如权利要求5所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述第一si掺gan垒层中，si的掺杂浓度为1.8×1017/cm3~5.6×1018/cm3；所述第一si掺gan垒层的厚度为1nm~5nm；
7.如权利要求5所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述si掺gan多量子垒层的厚度为6nm~12nm；
8.如权利要求1所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述si掺gan多量子垒层为掺杂有si元素的单层结构或多层结构，si的掺杂浓度为1.2×1017/cm3~8.6×1017/cm3；
9.如权利要求2所述的蓝光micro-led的外延片，其特征在于，所述第一ingan多量子阱层的生长温度为t1，所述第二ingan多量子阱层的生长温度为t2，所述第三ingan多量子阱层的生长温度为t3，所述第四ingan多量子阱层的生长温度为t4，t1≥t2≥t3，t3≤t4。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的蓝光micro-led的外延片的制备方法，其特征在于，包括：
