CN113284994B - 深紫外发光二极管的外延片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该外延片包括衬底和依次形成在所述衬底上的应力释放层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其中，所述应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，所述多孔AlN层分布有孔洞，且沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层中的孔洞分布的密度逐层减小。这样分布的孔洞能够促进AlN材料的横向外延生长，使得AlN材料中的位错缺陷合并或者弯曲湮灭，还能够释放异质外延产生的应力，进一步降低AlN中的位错密度，提高晶体质量。孔洞还能够通过散射，提高光子沿垂直于衬底的方向射出的几率，从而提高光提取效率，提高深紫外发光二极管的发光效率。

Description

深紫外发光二极管的外延片及其制备方法
技术领域
本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。
外延片通常包括n型层、多量子阱层和p型层。深紫外发光二极管是发光波长在200nm～350nm的发光二极管，深紫外发光二极管的外延片中n型层通常为AlGaN层。
高质量的AlGaN层能够提高深紫外LED的发光效率，为了改善AlGaN层的质量，减少位错密度，在生长n型层之前，会先在衬底上生长出AlN薄膜，二元AlN材料不存在三元AlGaN材料中的组分偏析问题，AlGaN材料的晶格常数较AlN材料的大，在AlN薄膜上生长的AlGaN层会受到来自于AlN薄膜的压应力，这样可以避免AlGaN层过厚而开裂。但是即使生长了AlN薄膜，生长出来的外延片仍然存在较多的位错缺陷，发光效率无法满足需要。
发明内容
本公开实施例提供了一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，能够进一步减少位错缺陷，提高外延片的晶体质量，提高深紫外发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种深紫外发光二极管的外延片，所述发光二极管的外延片包括衬底和依次形成在所述衬底上的应力释放层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其中，所述应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，所述多孔AlN层分布有孔洞，且沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层中的孔洞分布的密度逐层减小。
可选地，所述孔洞在所述外延片生长的方向上的长度大于在垂直于外延片生长的方向上的长度。
可选地，所述应力释放层的厚度为1nm～1000nm。
可选地，所述外延片还包括AlN应力释放预备层，所述AlN应力释放预备层先于所述应力释放层形成在所述衬底上。
另一方面，本公开实施例还提供了一种深紫外发光二极管的外延片的制备方法，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次外延生长应力释放层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其中，所述应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，所述多孔AlN层分布有孔洞，且沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层中的孔洞分布的密度逐层减小。
可选地，沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层的生长温度逐层增加。
可选地，所述多孔AlN层的生长温度为1200℃～1300℃。
可选地，生长所述多孔AlN层时，以氨气和三甲基铝作为反应物，沿所述外延片生长的方向，生长各个所述多孔AlN层的Ⅴ/Ⅲ比逐层减小。
可选地，生长所述多孔AlN层的Ⅴ/Ⅲ比为2000～3500。
可选地，所述多孔AlN层的生长压力为50mbar～100mbar。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过在衬底上生长应力释放层，应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，多孔AlN层中分布的孔洞形成了空气隙，孔洞分布的密度逐层减小，这样分布的孔洞能够促进AlN材料的横向外延生长，使得AlN材料中的位错缺陷合并或者弯曲湮灭，还能够释放异质外延产生的应力，进一步降低AlN中的位错密度，提高晶体质量。孔洞还能够通过散射，提高光子沿垂直于衬底的方向射出的几率，从而提高光提取效率，提高深紫外发光二极管的发光效率。
附图说明
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。
图1是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的局部结构图；
图3是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制造方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制造方法的流程图；
图5是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图6是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图7是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图8是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图9是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图10是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图11是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图12是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图13是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图。
具体实施方式
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。
图1是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的结构示意图。如图1所示，该外延片包括衬底10和依次形成在衬底10上的应力释放层20、n型AlGaN层40、多量子阱层50和p型层60。
图2是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的局部结构图。图2为该外延片中n型AlGaN层40之前的结构的透射电子显微镜图像。
如图1和图2所示，所述应力释放层20包括层叠的至少两个多孔AlN层201，所述多孔AlN层201分布有孔洞20a，且沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层201中的孔洞20a分布的密度逐层减小。
通过在衬底上生长应力释放层，应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，多孔AlN层中分布的孔洞形成了空气隙，孔洞分布的密度逐层减小，这样分布的孔洞能够促进AlN材料的横向外延生长，使得AlN材料中的位错缺陷合并或者弯曲湮灭，还能够释放异质外延产生的应力，进一步降低AlN中的位错密度，提高晶体质量。孔洞还能够通过散射，提高光子沿垂直于衬底的方向射出的几率，从而提高光提取效率，提高深紫外发光二极管的发光效率。
可选地，衬底10为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。衬底10可以为平片衬底，也可以为图形化衬底。
作为示例，本公开实施例中，衬底10为蓝宝石衬底。由于同质衬底匮乏，因此Ⅲ族氮化物材料通常异质外延生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底为一种常用衬底，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底或蓝宝石平片衬底。
可选地，应力释放层20包括两个多孔AlN层201。通常设置两个多孔AlN层201就能够较好地降低位错密度，提高晶体质量，使深紫外发光二极管的发光效率得到明显提升，多孔AlN层201的数量过多会加大制作的难度和制作成本。
可选地，所述应力释放层20的厚度为1nm～1000nm。所述应力释放层20的厚度设置的过薄，对于位错缺陷的减少作用比较小，无法充分释放应力，对深紫外发光二极管的发光效率的提高作用不明显，应力释放层20的厚度设置的过厚，可能会增加应力释放层20对于光线的吸收，并且增加制作成本。
作为示例，本公开实施例中，应力释放层20的厚度为500nm。
在一些示例中，各个多孔AlN层201的厚度相同，例如每个多孔AlN层201的厚度均为250nm。
如图1所示，所述孔洞20a在所述外延片生长的方向上的长度大于在垂直于外延片生长的方向上的长度。孔洞20a呈长条状，并且沿着外延片生长的方向延伸，有利于位错缺陷的合并和弯曲湮灭，且有利于应力的释放，能进一步降低位错密度，提高晶体质量。
如图1所示，在应力释放层20之前，衬底10的表面还形成有第一AlN缓冲层70，第一AlN缓冲层70的厚度为1nm～100nm。作为示例，本公开实施例中，第一AlN缓冲层70的厚度为50nm。
在应力释放层20之前，在第一AlN缓冲层70上还形成有AlN应力释放预备层80，AlN应力释放预备层80的厚度为1nm～800nm。作为示例，本公开实施例中，AlN应力释放预备层80的厚度为500nm。AlN应力释放预备层80能够为应力释放层20的生长提供基础，AlN应力释放预备层80远离衬底10的表面由于不够平坦，使得在生长应力释放层20时，AlN的生长速率在纵向上会有差异，从而使得多孔AlN层201中形成孔洞20a。在生长应力释放层20的过程中，随着多孔AlN层201的层数增加，AlN的厚度逐渐增大，表面逐渐变得平坦，孔洞20a产生的数量也就越来越少，使得各个多孔AlN层201中的孔洞20a分布的密度逐层减小。
如图1所示，在应力释放层20和n型AlGaN层40之间，还生长有第二AlN缓冲层30。第二AlN缓冲层30为高温缓冲层，其生长温度比第一AlN缓冲层70高。在应力释放层20上能够生长出质量较好的第二AlN缓冲层30，为后续的生长提供良好的基础，有利于提高外延片的晶体质量。
可选地，第二AlN缓冲层30的厚度为1nm～5000nm。第二AlN缓冲层30的厚度会影响外延片的质量，若第二AlN缓冲层30的厚度过薄，则会导致第二AlN缓冲层30的表面较为疏松和粗糙，不能为后续结构的生长提供一个好的模板，在这一厚度范围中，第二AlN缓冲层30厚度的表面较为致密和平整，有利于后续结构的生长。
作为示例，本公开实施例中，第二AlN缓冲层30的厚度为3000nm。
可选地，n型AlGaN层40的厚度可以为600nm～800nm，在本公开实施例中，n型AlGaN层40的厚度为700nm。
可选地，n型AlGaN层40中Si的掺杂浓度为1017cm-3～1018cm-3。Si的掺杂浓度过高会降低晶体质量，导致缺陷的增加，Si的掺杂浓度过低会降低n型AlGaN层40的电导率。将Si的掺杂浓度控制在1017cm-3～1018cm-3，能够使n型AlGaN层40具有较好的晶体质量，同时也具有足够的电导率。
作为示例，在本公开实施例中，n型AlGaN层40中，Si的掺杂浓度为5×1017cm-3。
可选地，多量子阱层50包括3～8个AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502，其中0＜x＜y＜1。即多量子阱层50包括交替层叠的3～8个周期的AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502。
作为示例，本公开实施例中，多量子阱层50包括交替层叠的5个周期的AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层501的厚度可以为2nm～4nm。AlyGa1-yN量子垒层502的厚度可以为9～14nm。
示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层501的厚度为3nm。AlyGa1-yN量子垒层502的厚度为11nm。
需要说明的是，图1中仅示出了多量子阱层50中的部分结构，并不用于限制AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502交替层叠的周期数，此外在生长多量子阱层50时，也可以先在n型AlGaN层40上生长AlyGa1-yN量子垒层502。
在本公开实施例中，p型层60包括依次层叠在多量子阱层50上的p型阻挡层601、p型AlGaN层602和p型GaN层603。p型阻挡层601、p型AlGaN层602和p型GaN层603均为Mg掺杂。
示例性地，p型阻挡层601为p型AlGaN阻挡层。
p型AlGaN阻挡层的厚度可以为5nm～15nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN阻挡层的厚度为10nm。若p型AlGaN阻挡层的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型AlGaN阻挡层的厚度过厚，则会增加p型AlGaN阻挡层对光的吸收，从而导致LED的发光效率降低。
在一些示例中，p型AlGaN层602的厚度为20nm～30nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层602的厚度为25nm。
可选地，p型GaN层603的厚度可以为20nm～70nm。作为示例，本公开实施例中，p型GaN层603的厚度为50nm。
图3是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制造方法的流程图。该方法用于制造图1所示的外延片。如图3所示，该制造方法包括：
S11：提供一衬底10。
S12：在所述衬底10上依次外延生长应力释放层20、n型AlGaN层40、多量子阱层50和p型层60。
其中，所述应力释放层20包括层叠的至少两个多孔AlN层201。所述多孔AlN层201分布有孔洞20a，且沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层201中的孔洞20a分布的密度逐层减小。
通过在衬底上生长应力释放层，应力释放层包括层叠的至少两个多孔AlN层，多孔AlN层中分布的孔洞形成了空气隙，孔洞分布的密度逐层减小，这样分布的孔洞能够促进AlN材料的横向外延生长，使得AlN材料中的位错缺陷合并或者弯曲湮灭，还能够释放异质外延产生的应力，进一步降低AlN中的位错密度，提高晶体质量。孔洞还能够通过散射，提高光子沿垂直于衬底的方向射出的几率，从而提高光提取效率，提高深紫外发光二极管的发光效率。
图4是本公开实施例提供的一种深紫外发光二极管的外延片的制造方法的流程图，该方法用于制造图1所示的外延片。下面结合附图5～附图13对图4提供的制造方法进行详细说明：
S21：提供一衬底10。
可选地，衬底10为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。衬底10可以为平片衬底，也可以为图形化衬底。
作为示例，本公开实施例中，衬底10为蓝宝石衬底。蓝宝石衬底为一种常用衬底，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底或蓝宝石平片衬底。
在步骤S21中，可以对蓝宝石衬底进行预处理，将蓝宝石衬底置于MOCVD反应腔中，对蓝宝石衬底进行烘烤处理12分钟～18分钟。作为示例，本公开实施例中，对蓝宝石衬底进行烘烤处理15分钟。
具体地，烘烤温度可以为1000℃～1200℃，烘烤时MOCVD反应腔内的压力可以为100mbar～200mbar。
S22：在衬底10上外延生长第一AlN缓冲层70。
如图5所示，在衬底10上生长有第一AlN缓冲层70。
可选地，第一AlN缓冲层70的厚度为1nm～100nm。作为示例，本公开实施例中，第一AlN缓冲层70的厚度为50nm。
可选地，第一AlN缓冲层70的生长压力为50mbar～100mbar。在这一压力范围下能生长出质量较好的第一AlN缓冲层70。
示例性地，本公开实施例中，第一AlN缓冲层70的生长压力为60mbar。
可选地，第一AlN缓冲层70的生长温度为900℃～1000℃。示例性地，本公开实施例中，第一AlN缓冲层70的生长温度为1000℃。
可选地，在MOCVD反应腔中生长第一AlN缓冲层70时，以氨气和三甲基铝作为反应物，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为180～220。作为示例，本公开实施例中，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为200。
示例性地，第一AlN缓冲层70的生长时间为100s。
S23：在第一AlN缓冲层70上外延生长AlN应力释放预备层80。
如图6所示，在第一AlN缓冲层70上生长有AlN应力释放预备层80。
可选地，AlN应力释放预备层80的厚度为1nm～800nm。作为示例，本公开实施例中，AlN应力释放预备层80的厚度为500nm。
可选地，AlN应力释放预备层80的生长压力为50mbar～100mbar。在这一压力范围下能生长出质量较好的AlN应力释放预备层80。
可选地，AlN应力释放预备层80的生长温度为1000℃～1200℃。
可选地，在MOCVD反应腔中生长AlN应力释放预备层80时，以氨气和三甲基铝作为反应物，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为900～1100。
示例性地，本公开实施例中，AlN应力释放预备层80的生长压力为60mbar，生长温度为1100℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为1000。以该条件生长得到的AlN应力释放预备层80，远离衬底10的表面粗糙不平坦，能够为应力释放层20的生长提供基础，使得在生长应力释放层20时，AlN的生长速率在纵向上会有差异，从而使得多孔AlN层201中形成孔洞20a。
示例性地，AlN应力释放预备层80的生长时间为1000s。
S24：在AlN应力释放预备层80上外延生长应力释放层20。
如图7所示，在AlN应力释放预备层80上生长有应力释放层20。应力释放层20包括两个多孔AlN层201，所述多孔AlN层201分布有孔洞20a。在生长应力释放层20的过程中，随着多孔AlN层201的层数增加，AlN的厚度逐渐增大，表面逐渐变得平坦，孔洞20a产生的数量也就越来越少，使得各个多孔AlN层201中的孔洞20a分布的密度逐层减小。通常设置两个多孔AlN层201就能够较好地降低位错密度，提高晶体质量，使深紫外发光二极管的发光效率得到明显提升，并且通常形成两个多孔AlN层201后，AlN的表面已经比较平整，难以再形成具有孔洞20a的多孔AlN层201。
可选地，多孔AlN层201的生长压力为50mbar～100mbar。示例性地，本公开实施例中，多孔AlN层201的生长压力为60mbar，即采用与AlN应力释放预备层80相同的压力进行生长，不需要对反应腔内的压力进行调整。
可选地，多孔AlN层201的生长温度为1200℃～1300℃。不同的生长温度对于孔洞20a的密度有影响，也会影响AlN材料的晶体质量。在该温度范围下生长，得到的多孔AlN层201中孔洞20a的密度能够较好地减少位错缺陷，提高AlN材料的晶体质量。
可选地，沿所述外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层201的生长温度逐层增加。通过逐层增大生长温度，降低较后生长的多孔AlN层201中的孔洞20a的密度。示例性地，本公开实施例中，第一个多孔AlN层201的生长温度为1200℃，第二个多孔AlN层201的生长温度为1250℃。
在一些示例中，生长所述多孔AlN层201的Ⅴ/Ⅲ比为2000～3500。生长所述多孔AlN层201的Ⅴ/Ⅲ比会影响多孔AlN层201中的孔洞20a的密度，Ⅴ/Ⅲ比过小，形成的孔洞20a密度偏小，Ⅴ/Ⅲ比过大，形成的孔洞20a密度偏大，均不利于提高外延片的晶体质量。
可选地，生长所述多孔AlN层201时，以氨气和三甲基铝作为反应物。且沿所述外延片生长的方向，生长各个所述多孔AlN层201的Ⅴ/Ⅲ比逐层减小。通过逐层减小Ⅴ/Ⅲ比，降低较后生长的多孔AlN层201中的孔洞20a的密度。示例性地，本公开实施例中，生长第一个多孔AlN层201的Ⅴ/Ⅲ比为3500，生长第二个多孔AlN层201的Ⅴ/Ⅲ比为2500。
作为一种示例，生长第一个多孔AlN层201时的生长温度为1200℃，生长压力为60mbar，Ⅴ/Ⅲ比为3500，生长时间为1000s；生长第二个多孔AlN层201时的生长温度为1250℃，生长压力为60mbar，Ⅴ/Ⅲ比为2500，生长时间为1000s。
可选地，所述应力释放层20的厚度为1nm～1000nm。所述应力释放层20的厚度设置的过薄，对于位错缺陷的减少作用比较小，无法充分释放应力，对深紫外发光二极管的发光效率的提高作用不明显，应力释放层20的厚度设置的过厚，可能会增加应力释放层20对于光线的吸收，并且增加制作成本。
作为示例，本公开实施例中，应力释放层20的厚度为500nm。
在一些示例中，各个多孔AlN层201的厚度相同，例如每个多孔AlN层201的厚度均为250nm。
S25：在应力释放层20上外延生长第二AlN缓冲层30。
如图8所示，在应力释放层20上生长有第二AlN缓冲层30。
其中，第二AlN缓冲层30的厚度为1nm～5000nm。第二AlN缓冲层30的厚度会影响外延片的质量，若第二AlN缓冲层30的厚度过薄，则会导致第二AlN缓冲层30的表面较为疏松和粗糙，不能为后续结构的生长提供一个好的模板，在这一厚度范围中，第二AlN缓冲层30厚度的表面较为致密和平整，有利于后续结构的生长。
作为示例，本公开实施例中，第二AlN缓冲层30的厚度为3000nm。
第二AlN缓冲层30的生长温度比第一AlN缓冲层70高。可选地，第二AlN缓冲层30的生长温度为1200℃～1400℃。作为示例，本公开实施例中，第二AlN缓冲层30的生长温度为1300℃。
可选地，第二AlN缓冲层30的生长压力为40mbar～60mbar。作为示例，本公开实施例中，第二AlN缓冲层30的生长压力为50mbar。
第二AlN缓冲层30采用金属有机化合物化学气相沉积的方式生长，以氨气和三甲基铝作为反应物，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为200～400。作为示例，本公开实施例中，Ⅴ/Ⅲ摩尔比为350，生长时间为5000s。
S26：在第二AlN缓冲层30上生长n型AlGaN层40。
如图9所示，在过渡层30上生长有n型AlGaN层40。
可选地，n型AlGaN层40的生长温度为1000℃～1100℃。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层40的生长温度为1060℃。
可选地，n型AlGaN层40的生长压力可以为80mbar～110mbar。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层40的生长压力为100mbar。
在生长n型AlGaN层40时，进行硅烷掺杂，n型AlGaN层40中的Si掺杂浓度可以为1017cm-3～1018cm-3。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层40中的Si掺杂浓度为5×1017cm-3。
n型AlGaN层40的厚度可以为600nm～800nm，在本公开实施例中，n型AlGaN层40的厚度为700nm。
S27：在n型AlGaN层40上生长多量子阱层50。
如图10所示，在n型AlGaN层40上生长有多量子阱层50。
实现时，多量子阱层50可以包括交替层叠的多层AlxGa1-xN量子阱层501和多层AlyGa1-yN量子垒层502，其中0＜x＜y＜1。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502交替层叠的周期数可以为3～8。示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502交替层叠的周期数为5。
需要说明的是，图10中仅示出了多量子阱层50中的部分结构，并不用于限制AlxGa1-xN量子阱层501和AlyGa1-yN量子垒层502交替层叠的周期数，此外在生长多量子阱层50时，也可以先在n型AlGaN层40上生长AlyGa1-yN量子垒层502。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层501的厚度可以为2nm～4nm。AlyGa1-yN量子垒层502的厚度可以为9～14nm。
示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层501的厚度为3nm。AlyGa1-yN量子垒层502的厚度为11nm。
在生长完多量子阱层50之后，在多量子阱层50上生长p型层60，在本公开实施例中，p型层60包括依次层叠在多量子阱层50上的p型阻挡层601、p型AlGaN层602和p型GaN层603。p型阻挡层601、p型AlGaN层602和p型GaN层603均为Mg掺杂。p型层60的生长包括如下的步骤S28～S30。
S28：在多量子阱层50上生长p型阻挡层601。
如图11所示，在多量子阱层50上生长有p型阻挡层601。
可选地，p型阻挡层601可以为p型AlGaN阻挡层。
具体地，p型阻挡层601的生长温度可以为960℃～990℃，作为示例，本公开实施例中，p型阻挡层601的生长温度为980℃。
具体地，p型阻挡层601的生长压力可以为100mbar～200mbar。作为示例，本公开实施例中，p型阻挡层601的生长压力为150mbar。
可选地，p型阻挡层601的厚度可以为5nm～15nm。作为示例，本公开实施例中，p型阻挡层601的厚度为10nm。若p型阻挡层601的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型阻挡层601的厚度过厚，则会增加p型阻挡层601对光的吸收，从而导致LED的发光效率降低。
S29：在p型阻挡层601上生长p型AlGaN层602。
如图12所示，在p型阻挡层601上生长有p型AlGaN层602。
具体地，p型AlGaN层602的生长温度可以为880℃～920℃，作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层602的生长温度为900℃。
具体地，p型AlGaN层602的生长压力可以为180mbar～220mbar。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层602的生长压力为200mbar。
可选地，p型AlGaN层602的厚度可以为20nm～30nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层602的厚度为25nm。
S30：在p型AlGaN层602上生长p型GaN层603。
如图13所示，在p型AlGaN层602上生长有p型GaN层603。
可选地，p型GaN层603的生长温度可以为800℃～900℃。作为示例，本公开实施例中，p型GaN层603的生长温度为850℃。
可选地，p型GaN层603的生长压力可以为250mbar～350mbar。作为示例，本公开实施例中，p型GaN层603的生长压力为300mbar。
可选地，p型GaN层603的厚度可以为20nm～70nm。作为示例，本公开实施例中，p型GaN层603的厚度为50nm。
在生长p型阻挡层601、p型AlGaN层602和p型GaN层603时，以采用三甲基镓或三乙基镓作为镓源，采用二茂镁进行Mg掺杂。
步骤S21～S30采用一次性原位外延生长，一方面可以避免多次外延中进出反应腔室而引入杂质，另一方面无需多次升降温，有利于降低成本。
S31：对外延片进行退火。
可选地，可以在氮气氛围下进行退火30分钟，结束外延片的生长。之后关闭加热系统和给气系统，待反应腔温度降低至室温。
在具体实现时，本公开实施例可以采用高纯H2或/和N2作为载气，采用TEGa或TMGa作为Ga源，TMIn作为In源，SiH4作为n型掺杂剂，TMAl作为铝源，Cp2Mg作为p型掺杂剂。
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。

Claims (10)

1.一种深紫外发光二极管的外延片，其特征在于，所述发光二极管的外延片包括衬底(10)和依次形成在所述衬底(10)上的应力释放层(20)、n型AlGaN层(40)、多量子阱层(50)和p型层(60)，其中，所述p型层(60)包括p型AlGaN层(602)，所述应力释放层(20)包括层叠的至少两个多孔AlN层(201)，所述多孔AlN层(201)分布有孔洞(20a)，且沿外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层(201)中的孔洞(20a)分布的密度逐层减小。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的外延片，其特征在于，所述孔洞(20a)在外延片生长的方向上的长度大于在垂直于外延片生长的方向上的长度。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的外延片，其特征在于，所述应力释放层(20)的厚度为1nm～1000nm。
4.根据权利要求1所述的发光二极管的外延片，其特征在于，所述发光二极管的外延片还包括AlN应力释放预备层(80)，所述AlN应力释放预备层(80)先于所述应力释放层(20)形成在所述衬底(10)上。
5.一种深紫外发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一衬底(10)；
在所述衬底(10)上依次外延生长应力释放层(20)、n型AlGaN层(40)、多量子阱层(50)和p型层(60)，其中，所述p型层(60)包括p型AlGaN层(602)，所述应力释放层(20)包括层叠的至少两个多孔AlN层(201)，所述多孔AlN层(201)分布有孔洞(20a)，且沿外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层(201)中的孔洞(20a)分布的密度逐层减小。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，沿外延片生长的方向，各个所述多孔AlN层(201)的生长温度逐层增加。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述多孔AlN层(201)的生长温度为1200℃～1300℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，生长所述多孔AlN层(201)时，以氨气和三甲基铝作为反应物，沿外延片生长的方向，生长各个所述多孔AlN层(201)的Ⅴ/Ⅲ比逐层减小。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，生长所述多孔AlN层(201)的Ⅴ/Ⅲ比为2000～3500。
10.根据权利要求5～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔AlN层(201)的生长压力为50mbar～100mbar。
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