CN113571616B - AlGaN基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AlGaN基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AlN层、n型AlGaN层、多量子阱层、p型AlGaN层和p型欧姆接触层；所述p型欧姆接触层包括依次交替层叠的多个p型GaN层和多个六方氮化硼层，沿所述外延片生长的方向，各个所述p型GaN层的掺杂浓度逐层增加。本公开实施例能够提高p型层的导电性能，且缓解AlGaN层和p型GaN层之间的晶格失配的问题，以改善p型层的晶体质量。
Description
技术领域
本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种AlGaN基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。AlGaN基深紫外发光二极管是发光波长在200nm至350nm的发光二极管，AlGaN基深紫外发光二极管的外延片中p型层通常包括p型AlGaN层。
由于在p型AlGaN层中掺杂的难度较高，为了提高AlGaN基深紫外发光二极管的p型层的载流子浓度，以提高p型层的电导率，通常会在p型AlGaN层上生长载流子浓度更高的p型GaN层，然而，在p型AlGaN层上直接生长p型GaN层，则容易出现晶格失配的问题，产生较多的位错缺陷，影响p型层的晶体质量，从而降低电导率。
发明内容
本公开实施例提供了一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，能提高p型层的导电性能，且缓解AlGaN层和GaN层之间的晶格失配的问题，以改善p型层的晶体质量。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底和依次形成在所述衬底上的AlN层、n型AlGaN层、多量子阱层、p型AlGaN层和p型欧姆接触层；所述p型欧姆接触层包括依次交替层叠的多个p型GaN层和多个六方氮化硼层，沿所述外延片生长的方向，各个所述p型GaN层的掺杂浓度逐层增加。
可选地，所述p型GaN层的层数为2至5层，所述六方氮化硼层的层数为2至5层。
可选地，所述p型GaN层的掺杂浓度为1E19/cm-3至1E20/cm-3。
可选地，所述p型GaN层有三层，第一层所述p型GaN层的掺杂浓度为1E19/cm-3至3E19/cm-3，第二层所述p型GaN层的掺杂浓度为3E19/cm-3至6E19/cm-3，第三层所述p型GaN层的掺杂浓度为6E19/cm-3至1E20/cm-3。
可选地，各个所述p型GaN层的厚度均相同。
可选地，各个所述p型GaN层的厚度均为10nm至100nm。
可选地，所述六方氮化硼层有两层，第一层所述六方氮化硼层的厚度为30nm至100nm，第二层所述六方氮化硼层的厚度为15nm至100nm。
可选地，第一层所述六方氮化硼层的厚度与第二层所述六方氮化硼层的厚度的比值为1.2至4。
另一方面，本公开实施例还提供了一种AlGaN基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；在衬底上一次生长AlN层、n型AlGaN层、多量子阱层、p型AlGaN层和p型欧姆接触层，其中，所述p型欧姆接触层包括依次交替层叠的多个p型GaN层和多个六方氮化硼层，沿所述外延片生长的方向，各个所述p型GaN层的掺杂浓度逐层增加。
可选地，所述p型GaN层的生长温度为800℃至1000℃，所述p型GaN层的生长压力为250mbar至350mbar。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过在衬底上依次形成AlN层、n型AlGaN层、多量子阱层、p型AlGaN层和p型欧姆接触层，其中，生长在p型AlGaN层上的p型欧姆接触层包括依次交替层叠的多个p型GaN层和多个六方氮化硼层，p型GaN层可提供用于复合的空穴，而六方氮化硼层本身就具有较强的导电性能，因此，通过在p型GaN层之间穿插设置六方氮化硼层后，能加快空穴在整个p型欧姆接触层中的迁移速率，即相当于将p型GaN层划分为多层厚度更薄的膜层，并在膜层之间穿插设置六方氮化硼层，以对p型欧姆接触层中各膜层的空穴迁移速率逐个提速，来提高整个p型欧姆接触层的空穴迁移速率。并且，各个p型GaN层的掺杂浓度逐层增加，也即随着p型GaN层数量的增多，在各p型GaN层之间穿插的六方氮化硼层的数量也越多，就使p型GaN层中空穴的迁移速率也越快，所以，后续p型GaN层的掺杂浓度能设置越大，而不会影响空穴在p型欧姆接触层中的迁移效率，满足大量空穴的迁移需求，提高p型欧姆层的电导率。这样就使空穴进入多量子阱层与电子复合发光的效率也能增加，提高发光二极管的发光效率。
同时，六方氮化硼层的结构呈六边形蜂窝状，能使p型AlGaN层和p型GaN层之间通过范德华力结合，以缓解p型AlGaN层和p型GaN层之间的晶格失配，以提高p型GaN层的晶体质量。
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AlGaN基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AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图；
图5是本公开实施例提供的一种AlGaN基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AlGaN基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AlGaN基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AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备过程示意图。
图中个标记说明如下：
10-衬底；
20-AlN层；
30-n型AlGaN层；
40-多量子阱层，401-AlxGa1-xN量子阱层，402-AlyGa1-yN量子垒层；
50-p型AlGaN层；
60-p型欧姆接触层，601-GaN层，602-六方氮化硼层。
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AlGaN基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AlN层20、n型AlGaN层30、多量子阱层40、p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60。
其中，p型欧姆接触层60包括依次交替层叠的多个P型GaN层601和多个六方氮化硼层602，沿外延片生长的方向，各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加。
通过在衬底10上依次形成AlN层20、n型AlGaN层30、多量子阱层40、p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60，其中，生长在p型AlGaN层50上的p型欧姆接触层60包括依次交替层叠的多个P型GaN层601和多个六方氮化硼层602，P型GaN层601可提供用于复合的空穴，而六方氮化硼层602本身就具有较强的导电性能，因此，通过在P型GaN层601之间穿插设置六方氮化硼层602后，能加快空穴在整个p型欧姆接触层60中的迁移速率，即相当于将P型GaN层601划分为多层厚度更薄的膜层，并在膜层之间穿插设置六方氮化硼层602，以对p型欧姆接触层60中各膜层的空穴迁移速率逐个提速，来提高整个p型欧姆接触层60的空穴迁移速率。并且，各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加，也即随着P型GaN层601数量的增多，在各P型GaN层601之间穿插的六方氮化硼层602的数量也越多，就使P型GaN层601中空穴的迁移速率也越快，所以，后续P型GaN层601的掺杂浓度能设置越大，而不会影响空穴在p型欧姆接触层60中的迁移效率，满足大量空穴的迁移需求，提高p型欧姆层的电导率。这样就使空穴进入多量子阱层40与电子复合发光的效率也能增加，提高发光二极管的发光效率。
同时，六方氮化硼层602的结构呈六边形蜂窝状，能使p型AlGaN层50和P型GaN层601之间通过范德华力结合，以缓解p型AlGaN层50和P型GaN层601之间的晶格失配，以提高P型GaN层601的晶体质量。
可选地，衬底10为蓝宝石衬底10、硅衬底10或碳化硅衬底10。衬底10可以为平片衬底10，也可以为图形化衬底10。
作为示例，本公开实施例中，衬底10为蓝宝石衬底10。蓝宝石衬底10为一种常用衬底10，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底10或蓝宝石平片衬底10。
可选地，P型GaN层601的层数为2至5层，六方氮化硼层602的层数为2至5层。
由于本公开实施例中，通过将P型GaN层601划分为多层厚度更薄的膜层，并在膜层之间穿插设置六方氮化硼层602，以对p型欧姆接触层60中各膜层的空穴迁移速率逐个提速，来提高整个p型欧姆接触层60的空穴迁移速率。所以，p型欧姆接触层60中，交替层叠的P型GaN层601和六方氮化硼层602数量过少，对于提升空穴迁移速率的效果不明显，而数量过多增大了制作工艺的复杂程度，增加了制作成本。P型GaN层601的层数和六方氮化硼层602的层数设置在这一厚度范围中，p型欧姆接触层60的空穴迁移速率有较大的改善，且能提高p型欧姆接触层60的导电性能，有利于提高发光二极管的发光效率。
作为一种示例，本公开实施例中，p型欧姆接触层60包括3层P型GaN层601和2层六方氮化硼层602。如图1所示，p型欧姆接触层60包括依次层叠在p型AlGaN层50上的第一层P型GaN层601、第一层六方氮化硼层602、第二层P型GaN层601、第二层六方氮化硼层602和第三层P型GaN层601。
可选地，各个P型GaN层601的厚度均相同。各P型GaN层601的厚度设置相同，在生长时就能采用相同工艺形成，这样在需要形成多层P型GaN层601时，无需变更工艺参数，能快速完成各个P型GaN层601的生长，提高生长效率。
其中，各个P型GaN层601的厚度均为10nm至100nm。由于P型GaN层601中掺杂有p型杂质，P型GaN层601用于提供复合的空穴，P型GaN层601需要具有合适的厚度与六方氮化硼层602配合，才能改善空穴迁移速率的同时，还提供更多的空穴。通过将P型GaN层601的厚度在10nm至100nm这一范围内，能够提供适量空穴的并改善空穴迁移速率。
作为示例，本公开实施例中，各个P型GaN层601的厚度为20nm。
可选地，P型GaN层601的掺杂浓度为1E19/cm-3至1E20/cm-3。由于各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加，即随着P型GaN层601数量的增多，在各P型GaN层601之间穿插的六方氮化硼层602的数量也越多，就使P型GaN层601中空穴的迁移速率也越快。所以，后续P型GaN层601的掺杂浓度能设置越大，而不会影响空穴在p型欧姆接触层60中的迁移效率，满足大量空穴的迁移需求，提高p型欧姆层的电导率。
本公开实施例通过将P型GaN层601的掺杂浓度设置在1E19/cm-3至1E20/cm-3这一范围内，能够避免P型GaN层601的掺杂浓度过低，导致P型GaN层601可提供的空穴数量较少，而影响发光效率的问题；还能避免P型GaN层601的掺杂浓度过高，导致P型GaN层601可提供的空穴数量太多，而影响空穴迁移速率的问题。
可选地，P型GaN层601中掺杂的p型杂质为Mg。
作为一种示例，如图1所示，P型GaN层601有三层，第一层P型GaN层601的掺杂浓度为1E19/cm-3至3E19/cm-3，第二层P型GaN层601的掺杂浓度为3E19/cm-3至6E19/cm-3，第三层P型GaN层601的掺杂浓度为6E19/cm-3至1E20/cm-3。
可选地，如图1所示，六方氮化硼层602有两层，第一层六方氮化硼层602的厚度为30nm至100nm，第二层六方氮化硼层602的厚度为15nm至100nm。
其中，第一层六方氮化硼层602的厚度设置过薄，对于提升p型欧姆接触层60的导电性能的提升效果不明显，而厚度设置过厚，则增加了制作成本。通过将第一层六方氮化硼层602的厚度设置在这一范围中，提升p型欧姆接触层60的同时也不会增加制作成本。
作为一种示例，第一层六方氮化硼层602的厚度为60nm。
其中，第二层六方氮化硼层602的厚度设置过薄，对于提升p型欧姆接触层60的导电性能的提升效果不明显，而厚度设置过厚，则增加了制作成本。通过将第二层六方氮化硼层602的厚度设置在这一范围中，提升p型欧姆接触层60的同时也不会增加制作成本。
作为一种示例，第二层六方氮化硼层602的厚度为30nm。
上述实现方式中，第一层六方氮化硼层602的最小厚度要大于第二层六方氮化硼层602的最小厚度。
其中，第一层六方氮化硼层602可以起到大幅增加载流子迁移速度，并有效抑制位错移动的作用，第二层六方氮化硼层602则起着辅助作用。这样确保第一层六方氮化硼层602的厚度大于第二层六方氮化硼层602的厚度，保证p型层的晶体质量的同时，减小p型层的制备成本。
可选地，第一层六方氮化硼层602的厚度与第二层六方氮化硼层602的厚度的比值为1.2至4。通过将第一层六方氮化硼层602的厚度与第二层六方氮化硼层602的厚度的比值设置在以上范围内，可以使得多量子阱层40的发光效果得到最大限度的提高，并且不会过多增加p型层的制备成本。
作为一种示例，第一层六方氮化硼层602的厚度与第二层六方氮化硼层602的厚度的比值2。具体地，第一层六方氮化硼层602的厚度为60nm，第二层六方氮化硼层602的厚度为30nm。
可选地，在衬底10和n型AlGaN层30之间生长有AlN层20，且AlN层20作为缓冲层，便于载流子传输。
本公开实施例中，AlN层20的厚度可以是1μm至5μm。AlN层20的厚度设置的过薄，无法起到AlN层20应有的缓冲作用；而AlN层20的厚度设置过厚，则会增加AlN层20对于光线的吸收。
作为示例，本公开实施例中，AlN层20的厚度可以是2.5μm。
本公开实施例中，n型AlGaN层30的厚度为700nm。
可选地，n型AlGaN层30中硅烷的掺杂浓度为1017cm-3至1018cm-3。硅烷的掺杂浓度过高会降低晶体质量，导致缺陷的增加，硅烷的掺杂浓度过低会降低n型AlGaN层30的电导率。将硅烷的掺杂浓度控制在这一范围值内，能够使n型AlGaN层30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30中，硅烷的掺杂浓度为5×1017cm-3。
可选地，多量子阱层40包括3至8个AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402，其中0＜x＜y＜1。即多量子阱层40包括交替层叠的3至8个周期的AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402。
作为示例，本公开实施例中，多量子阱层40包括交替层叠的5个周期的AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层401的厚度可以为2nm至4nm。AlyGa1-yN量子垒层402的厚度可以为9至14nm。
示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层401的厚度为3nm。AlyGa1-yN量子垒层402的厚度为11nm。
需要说明的是，图1中仅示出了多量子阱层40中的部分结构，并不用于限制AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402交替层叠的周期数，此外在生长多量子阱层40时，也可以先在n型AlGaN层30上生长AlyGa1-yN量子垒层402。
在本公开实施例中，p型层包括依次层叠在多量子阱层40上的p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60。p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60均为Mg掺杂。
示例性地，p型AlGaN层50为阻挡层。
p型AlGaN层50的厚度可以为5nm至15nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层50的厚度为10nm。若p型AlGaN层50的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型AlGaN层50的厚度过厚，则会增加p型AlGaN层50对光的吸收，从而导致LED的发光效率降低。
图2是本公开实施例提供的一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备方法的流程图。该方法用于制备图1所示的外延片。如图2所示，该制备方法包括：
S11：提供一衬底10。
S12：在衬底10上一次生长AlN层20、n型AlGaN层30、多量子阱层40、p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60。
其中，p型欧姆接触层60包括依次交替层叠的多个P型GaN层601和多个六方氮化硼层602，沿外延片生长的方向，各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加。
通过在衬底10上依次形成AlN层20、n型AlGaN层30、多量子阱层40、p型AlGaN层50和p型欧姆接触层60，其中，生长在p型AlGaN层50上的p型欧姆接触层60包括依次交替层叠的多个P型GaN层601和多个六方氮化硼层602，P型GaN层601可提供用于复合的空穴，而六方氮化硼层602本身就具有较强的导电性能，因此，通过在P型GaN层601之间穿插设置六方氮化硼层602后，能加快空穴在整个p型欧姆接触层60中的迁移速率，即相当于将P型GaN层601划分为多层厚度更薄的膜层，并在膜层之间穿插设置六方氮化硼层602，以对p型欧姆接触层60中各膜层的空穴迁移速率逐个提速，来提高整个p型欧姆接触层60的空穴迁移速率。并且，各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加，也即随着P型GaN层601数量的增多，在各P型GaN层601之间穿插的六方氮化硼层602的数量也越多，就使P型GaN层601中空穴的迁移速率也越快，所以，后续P型GaN层601的掺杂浓度能设置越大，而不会影响空穴在p型欧姆接触层60中的迁移效率，满足大量空穴的迁移需求，提高p型欧姆层的电导率。这样就使空穴进入多量子阱层40与电子复合发光的效率也能增加，提高发光二极管的发光效率。
同时，六方氮化硼层602的结构呈六边形蜂窝状，能使p型AlGaN层50和P型GaN层601之间通过范德华力结合，以缓解p型AlGaN层50和P型GaN层601之间的晶格失配，以提高P型GaN层601的晶体质量。
图3是本公开实施例提供的一种AlGaN基深紫外发光二极管的外延片的制备方法的流程图，该方法用于制备图1所示的外延片。下面结合附图4至附图8对图3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10、硅衬底10或碳化硅衬底10。衬底10可以为平片衬底10，也可以为图形化衬底10。
作为示例，本公开实施例中，衬底10为蓝宝石衬底10。蓝宝石衬底10为一种常用衬底10，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底10或蓝宝石平片衬底10。
在步骤S21中，可以对蓝宝石衬底10进行预处理，将蓝宝石衬底10置于MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉积)反应腔中，对蓝宝石衬底10进行烘烤处理12分钟至18分钟。作为示例，本公开实施例中，对蓝宝石衬底10进行烘烤处理15分钟。
具体地，烘烤温度可以为1000℃至1200℃，烘烤时MOCVD反应腔内的压力可以为100mbar至200mbar。
S22：在衬底10上外延生长AlN层20。
如图4所示，在衬底10上生长有AlN层20。AlN层20在MOCVD反应腔中生长。
示例性地，生长AlN层20时，以氨气和三甲基铝作为反应物，且Ⅴ/Ⅲ摩尔比为100至2000，工艺时间为50s至500s，以形成AlN层20。
可选地，AlN层20的生长温度为1000℃至1500℃。生长温度会对生长的AlN薄膜产生影响，在这一温度范围下能生长出质量较好的AlN层20。
示例性地，本公开实施例中，AlN层20的生长温度为1350℃，以生长出高温AlN层20。
本公开实施例中，AlN层20的厚度可以是1μm至5μm。AlN层20的厚度设置的过薄，无法起到AlN层20应有的缓冲作用；而AlN层20的厚度设置过厚，则会增加AlN层20对于光线的吸收。
作为示例，本公开实施例中，AlN层20的厚度可以是2.5μm。
S23：在AlN层20上外延生长n型AlGaN层30。
如图5所示，在AlN层20上生长有n型AlGaN层30。
可选地，n型AlGaN层30的生长温度为1000℃至1100℃。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层30的生长温度为1060℃。
可选地，n型AlGaN层30的生长压力可以为80mbar至110mbar。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层30的生长压力为100mbar。
在生长n型AlGaN层30时，进行硅烷掺杂，n型AlGaN层30中的硅烷掺杂浓度可以为1017cm-3至1018cm-3。作为示例，本公开实施例中，n型AlGaN层30中的Si掺杂浓度为5×1017cm-3。
n型AlGaN层30的厚度可以为600nm至800nm，在本公开实施例中，n型AlGaN层30的厚度为700nm。
S24：在n型AlGaN层30上生长多量子阱层40。
如图6所示，在n型AlGaN层30上生长有多量子阱层40。
实现时，多量子阱层40可以包括交替层叠的多层AlxGa1-xN量子阱层401和多层AlyGa1-yN量子垒层402，其中0＜x＜y＜1。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402交替层叠的周期数可以为3至8。示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402交替层叠的周期数为5。
需要说明的是，图1中仅示出了多量子阱层40中的部分结构，并不用于限制AlxGa1-xN量子阱层401和AlyGa1-yN量子垒层402交替层叠的周期数，此外在生长多量子阱层40时，也可以先在n型AlGaN层30上生长AlyGa1-yN量子垒层402。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层401的厚度可以为2nm至4nm。AlyGa1-yN量子垒层402的厚度可以为9至14nm。
示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层401的厚度为3nm。AlyGa1-yN量子垒层402的厚度为11nm。
S25：在多量子阱层40上生长p型AlGaN层50。
如图7所示，在多量子阱层40上生长有p型AlGaN层50。
其中，p型AlGaN层50为阻挡层。
具体地，p型AlGaN层50的生长温度可以为960℃至990℃，作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层50的生长温度为980℃。
具体地，p型AlGaN层50的生长压力可以为100mbar至200mbar。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层50的生长压力为150mbar。
可选地，p型AlGaN层50的厚度可以为5nm至15nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层50的厚度为10nm。若p型AlGaN层50的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型AlGaN层50的厚度过厚，则会增加p型AlGaN层50对光的吸收，从而导致LED的发光效率降低。
S26：在p型AlGaN层50上生长p型欧姆接触层60。
如图8所示，在p型AlGaN层50上生长有p型欧姆接触层60。
其中，p型欧姆接触层60包括依次交替层叠的多个P型GaN层601和多个六方氮化硼层602，沿外延片生长的方向，各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加。
如图8所示，p型欧姆接触层60包括3层P型GaN层601和2层六方氮化硼层602。p型欧姆接触层60包括依次层叠在p型AlGaN层50上的第一层P型GaN层601、第一层六方氮化硼层602、第二层P型GaN层601、第二层六方氮化硼层602和第三层P型GaN层601。
可选地，各个P型GaN层601的厚度均相同。其中，各个P型GaN层601的厚度均为10nm至100nm。通过将P型GaN层601的厚度在10nm至100nm这一范围内，能够提供适量空穴的并改善空穴迁移速率。作为示例，本公开实施例中，各个P型GaN层601的厚度为20nm。
可选地，P型GaN层601的掺杂浓度为1E19/cm-3至1E20/cm-3。由于各个P型GaN层601的掺杂浓度逐层增加，即随着P型GaN层601数量的增多，在各P型GaN层601之间穿插的六方氮化硼层602的数量也越多，就使P型GaN层601中空穴的迁移速率也越快。所以，后续P型GaN层601的掺杂浓度能设置越大，而不会影响空穴在p型欧姆接触层60中的迁移效率，满足大量空穴的迁移需求，提高p型欧姆层的电导率。
可选地，P型GaN层601中掺杂的p型杂质为Mg。
作为一种示例，第一层P型GaN层601的Mg的掺杂浓度为1E19/cm-3至3E19/cm-3，第二层P型GaN层601的Mg的掺杂浓度为3E19/cm-3至6E19/cm-3，第三层P型GaN层601的Mg的掺杂浓度为6E19/cm-3至1E20/cm-3。
可选地，如图8所示，六方氮化硼层602有两层，第一层六方氮化硼层602的厚度为30nm至100nm，第二层六方氮化硼层602的厚度为15nm至100nm。作为一种示例，第一层六方氮化硼层602的厚度为60nm，第二层六方氮化硼层602的厚度为30nm。
可选地，第一层六方氮化硼层602的厚度与第二层六方氮化硼层602的厚度的比值为1.2至4。
作为一种示例，第一层六方氮化硼层602的厚度与第二层六方氮化硼层602的厚度的比值2。具体地，第一层六方氮化硼层602的厚度为60nm，第二层六方氮化硼层602的厚度为30nm。
可选地，各个P型GaN层601的生长温度可以为800℃至1000℃。作为示例，本公开实施例中，各个P型GaN层601的生长温度为900℃。
可选地，各个P型GaN层601的生长压力可以为250mbar至350mbar。作为示例，本公开实施例中，各个P型GaN层601的生长压力为300mbar。
在生长p型AlGaN层50和各个P型GaN层601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。
可选地，两层六方氮化硼层602均采用化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition，简称CVD)的方式生长。
S27：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AlGaN基深紫外发光二极管的外延片，其特征在于，所述外延片包括衬底(10)和依次形成在所述衬底(10)上的AlN层(20)、n型AlGaN层(30)、多量子阱层(40)、p型AlGaN层(50)和p型欧姆接触层(60)；
所述p型欧姆接触层(60)包括依次交替层叠的多个p型GaN层(601)和多个六方氮化硼层(602)，沿所述外延片生长的方向，各个所述p型GaN层(601)的掺杂浓度逐层增加。
2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述p型GaN层(601)的层数为2至5层，所述六方氮化硼层(602)的层数为2至5层。
3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述p型GaN层(601)的掺杂浓度为1E19/cm-3至1E20/cm-3。
4.根据权利要求3所述的外延片，其特征在于，所述p型GaN层(601)有三层，第一层所述p型GaN层(601)的掺杂浓度为1E19/cm-3至3E19/cm-3，第二层所述p型GaN层(601)的掺杂浓度为3E19/cm-3至6E19/cm-3，第三层所述p型GaN层(601)的掺杂浓度为6E19/cm-3至1E20/cm-3。
5.根据权利要求1至4任一项所述的外延片，其特征在于，各个所述p型GaN层(601)的厚度均相同。
6.根据权利要求5所述的外延片，其特征在于，各个所述p型GaN层(601)的厚度均为10nm至100nm。
7.根据权利要求1至4任一项所述的外延片，其特征在于，所述六方氮化硼层(602)有两层，第一层所述六方氮化硼层(602)的厚度为30nm至100nm，第二层所述六方氮化硼层(602)的厚度为15nm至100nm。
8.根据权利要求7所述的外延片，其特征在于，第一层所述六方氮化硼层(602)的厚度与第二层所述六方氮化硼层(602)的厚度的比值为1.2至4。
9.一种AlGaN基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；
在衬底上一次生长AlN层、n型AlGaN层、多量子阱层、p型AlGaN层和p型欧姆接触层，其中，所述p型欧姆接触层包括依次交替层叠的多个p型GaN层和多个六方氮化硼层，沿所述外延片生长的方向，各个所述p型GaN层的掺杂浓度逐层增加。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述p型GaN层的生长温度为800℃至1000℃，所述p型GaN层的生长压力为250mbar至350mbar。
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