CN114220889A - 一种垂直结构的深紫外led外延片及其生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法，所述垂直结构的深紫外LED外延片包括衬底（1），衬底（1）上设有缓冲层（2），缓冲层（2）上设有非掺杂u‑GaN激光剥离层（3），非掺杂u‑GaN激光剥离层（3）上设有p‑GaN外延层（4），p‑GaN外延层（4）设有p‑AlxGa1‑xN缓冲层（5），其中x介于1%‑20%之间，p‑AlxGa1‑xN缓冲层（5）上设有p‑AlyGa1‑yN析出层（6），其中y由20%→60%渐变，p‑AlyGa1‑yN析出层（6）上设有p‑AlzGa1‑zN势垒层（7），其中z介于40%‑80%之间，p‑AlzGa1‑zN势垒层（7）上设有多量子阱层（8），多量子阱层（8）上设有n‑AlGaN层（9）。其解决了现有的深紫外LED外延结构因制作垂直结构无法实现激光剥离的问题，同时解决了传统深紫外倒装芯片出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
Description
技术领域：
本发明属于半导体外延片制备技术领域，涉及一种深紫外LED外延片及其生长方法，尤其涉及一种垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法。
背景技术：
近年来，随着全球LED行业技术的进步，LED发光波段已由可见光波段拓展到紫外、深紫外波段。深紫外LED具有光催化、医疗光线疗法、保健与空气净化、杀菌等作用。特别是2020年全球新型冠状病毒疫情的爆发，深紫外LED因具有快速杀菌、消毒的作用，迎来了广阔的市场前景。
目前，深紫外LED经过10多年研究和发展，280nm以下的深紫外LED的外量子效率已超过5%，对应发光功率大于5mW，寿命达5000h。然而与InGaN材料的蓝光LED 60%的外量子效率来讲，还是相差甚远，其原因如下：
（一）、外延材料缺陷：由于蓝宝石衬底与AlN材料的晶格常数和热膨胀系数差异较大，在蓝宝石上直接外延AlN材料存在着位错密度高，影响紫外发光二极管内量子效率的问题，还会由于生长AlN材料时应力过大导致外延片表面出现大量裂纹，影响产品良率的问题。
（二）、GaN材料与 AlN材料晶格失配大：蓝光LED外延中的GaN材料生长工艺成熟，GaN材料质量较好且表面无任何裂纹，但当在GaN材料表面直接生长高Al组分的AlGaN材料时，由于GaN材料与AlN材料存在晶格失配，外延片表面容易出现大量裂纹，影响产品良率。
（三）、目前大部分深紫外LED芯片采用倒装结构制作，n电极和p电极位于外延片同侧，电流拥堵现象仍然存在，这会导致芯片散热性差、寿命低，外量子效率低，致使大部分电能转化为热能。与蓝光的100000h比，深紫外LED的寿命只有5000h，其低寿命主要归因于材料缺陷和散热不良，以及封装材料受紫外线照射易老化。
而垂直结构的芯片电极由于出光面积大，功率高，电流扩展面积且均匀，金属电极散热性能比蓝宝石衬底好，可以解决深紫外芯片出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
然而对于深紫外LED来讲，由于常用的248nm的准分子激光穿过蓝宝石衬底无法分解禁带宽度为6.2eV的AlN材料或者高Al组分的AlGaN层，这就使得垂直结构的关键剥离技术面临严峻的挑战。
鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法。
发明内容：
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法，其解决了现有技术的深紫外LED外延片因制作垂直结构无法实现激光剥离的问题，同时解决了采用现有的深紫外LED外延片的深紫外倒装芯片存在的出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种垂直结构的深紫外LED外延片，其包括衬底，所述衬底上设有缓冲层，所述缓冲层上设有非掺杂u-GaN激光剥离层，所述非掺杂u-GaN激光剥离层上设有p-GaN外延层，其特征在于，所述p-GaN外延层设有p-AlxGa1-xN缓冲层，其中x介于1%-20%之间，所述p-AlxGa1- xN缓冲层上设有p-AlyGa1-yN析出层，其中y由20%→60%渐变，所述p-AlyGa1-yN析出层上设有p-AlzGa1-zN势垒层，其中z介于40%-80%之间，所述p-AlzGa1-zN势垒层上设有多量子阱层，所述多量子阱层上设有n-AlGaN层。
优选地，其中，所述p-AlyGa1-yN析出层的厚度为4-40nm且其最表层的铝组分为60%。
优选地，其中，所述p-GaN外延层的厚度为100nm~1000nm。
优选地，其中，所述p-GaN外延层的厚度为100nm~500nm。
此外，本发明还提供一种垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、在衬底上生长缓冲层；
2）、在所述缓冲层上生长非掺杂u-GaN激光剥离层；
3）、在所述非掺杂u-GaN激光剥离层上生长p-GaN外延层；
4）、在所述p-GaN外延层上生长p-AlxGa1-xN缓冲层，其中x介于1%-20%之间；
5）、在所述p-AlxGa1-xN缓冲层上生长p-AlyGa1-yN析出层，其中y由20%→60%渐变；
6）、在所述p-AlyGa1-yN析出层上生长p-AlzGa1-zN势垒层，其中z介于40%-80%之间；
7）、在所述p-AlzGa1-zN势垒层上生长多量子阱层；
8）、在所述多量子阱层上生长n-AlGaN层。
优选地，其中，所述步骤5）具体包括如下步骤：
5.1）、往MOCVD设备中通入三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源，其中，各种成份的通入量满足如下条件：三甲基铝/(三甲基镓+三甲基铝)的摩尔比为5％-10%、Mg/（镓+铝）的摩尔比为1*10-4至1*10-5、氮/（镓+铝）的摩尔比为300-1000；在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly1Ga1-y1N，其中，H1为1nm~10nm，y1=20%；
5.2）、保持生长温度和生长压力不变，停止通入三甲基镓和三甲基铝，只通入二茂镁和氨气，且使得二茂镁和氨气的通入量保持不变，维持T1的时间，将p-Aly1Ga1-y1N变成p-Aly2Ga1-y2N，其中，T1为5s-50s，y2介于20%-30%之间；
5.3）、继续往MOCVD设备中通入三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源，其中，二茂镁和氨气的通入量保持不变并调整三甲基镓和三甲基铝的比例，使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比为15％-20%，在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly2Ga1-y2N，其中，H1为1nm~10nm，y2介于20%-30%之间；
5.4）、重复步骤5.2）的生长条件，逐渐的将Aly2Ga1-y2N变成Aly3Ga1-y3N，其中， y3介于30%-40%之间；
5.5）、重复步骤5.3）和5.4），并且每重复一次步骤5.3）使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比增加10%，生成的p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，每重复一次步骤5.4）使得p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，直到将最表层的p-AlyGa1-yN的铝组分提升至60%。
优选地，其中，所述步骤5.1）和5.3）中，H1的厚度为2nm-5nm。
优选地，其中，所述步骤5.1）和5.3）中，生长温度为1050℃-1100℃。
优选地，其中，所述步骤5.1）和5.3）中，生长压力为100mbar-150mbar。
优选地，其中，所述步骤5.2）中，T1为10s-20s。
与现有技术相比，本发明的垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法具有如下有益技术效果中的一者或多者：
1、通过在非掺杂u-GaN激光剥离层上生长深紫外LED外延结构，能够制作垂直结构的深紫外LED芯片，解决了采用现有的深紫外LED外延片的深紫外倒装结构LED芯片存在的出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
2、针对在p-GaN材料底层上外延生长Al组分超过20%的p-AlyGa1-yN材料时，外延片表面会出现密集的裂纹，无法使用的问题，本发明采用p-AlyGa1-yN层析出技术，在生长p-AlyGa1-yN析出层的阶段，控制MOCVD的腔室条件，在p-AlyGa1-yN材料不生长的条件下，使p-AlyGa1-yN材料中的Ga原子和Al原子分解，使得Al组分不断升高，一方面获得了高Al组分的p-AlyGa1-yN材料，有利于生长后续的p-AlzGa1-zN势垒层和后面的多量子阱层，另一方面避免了在p-GaN材料上直接生长高Al组分的p-AlyGa1-yN材料而导致的裂纹。
3、所述垂直结构的深紫外LED外延片中采用了非掺杂u-GaN激光剥离层，当采用248nm激光进行剥离时，激光能量大于u-GaN材料的禁带宽度，可以采用248nm的准分子激光实现深紫外LED外延结构与蓝宝石衬底的激光剥离，解决了传统深紫外LED外延结构无法通过248nm准分子激光实现剥离的问题。
附图说明
图1是本发明的垂直结构的深紫外LED外延片的结构示意图。
图2是本发明的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法的流程图。
图3是p-AlyGa1-yN析出层生长过程中各种成份的通入量的变化图。
图4是p-AlyGa1-yN析出层生长过程中Al组分的变化图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
针对现有的适用于倒装结构电极制作的深紫外LED外延片存在的缺陷，本发明提出一种高光功率垂直结构的深紫外LED外延片及其生长方法，其可解决现有技术的深紫外LED外延片因制作垂直结构无法实现激光剥离的问题，同时解决了传统深紫外倒装结构芯片存在的出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
图1是本发明的垂直结构的深紫外LED外延片的结构示意图。如图1所示，本发明的垂直结构的深紫外LED外延片包括衬底1。优选地，所述衬底1为蓝宝石衬底。
其中，所述衬底1上设有缓冲层2。所述缓冲层2可以是采用现有技术中的任何材料制成的缓冲层。优选地，所述缓冲层2的厚度为1um-5um。
所述缓冲层2上设有非掺杂u-GaN激光剥离层3。优选地，所述非掺杂u-GaN激光剥离层3的厚度为10nm~500nm。更优选地，所述非掺杂u-GaN激光剥离层3的厚度为10nm~150nm。
由于采用了所述非掺杂u-GaN激光剥离层3，当采用248nm激光进行剥离时，激光能量大于u-GaN材料的禁带宽度，可以采用248nm的准分子激光实现深紫外LED外延结构与蓝宝石衬底的激光剥离，解决了传统深紫外LED外延结构无法通过248nm准分子激光实现剥离的问题。
所述非掺杂u-GaN激光剥离层3上设有p-GaN外延层4。优选地，所述p-GaN外延层4的厚度为100nm~1000nm。更优选地，所述p-GaN外延层4的厚度为100nm-500nm。
所述p-GaN外延层4上设有p-AlxGa1-xN缓冲层5，其中x介于1%-20%之间。
优选地，所述p-AlxGa1-xN缓冲层5的厚度1nm~50nm之间。
由此，在本发明的垂直结构的深紫外LED外延片中，可以使用p-GaN作为p型接触层，从而使得其制备工艺简单，成本低。并且，通过直接在所述p-GaN外延层4上设置所述p-AlxGa1-xN缓冲层5，有助于后续的高Al组分的p-AlyGa1-yN析出层6的生成。
并且，所述AlxGa1-xN缓冲层5上设有p-AlyGa1-yN析出层6，其中y由20%→60%渐变。
优选地，所述p-AlyGa1-yN析出层6的厚度为4-40nm且其最表层的铝组分为60%。
由此，在本发明中，所述p-AlyGa1-yN析出层6为高Al组分的p-AlGaN材料，有利于生长后续的p-AlGaN势垒层和后面的多量子阱层，并且由于所述AlxGa1-xN缓冲层5的存在，避免了在p-GaN材料上直接生长高Al组分的p-AlGaN材料而导致的裂纹。
所述p-AlyGa1-yN析出层6上设有p-AlzGa1-zN势垒层7，其中z介于40%-80%之间。
优选地，所述p-AlzGa1-zN势垒层7的厚度为20-50nm。
所述p-AlzGa1-zN势垒层7上设有多量子阱层8。
优选地，所述多量子阱层8中的量子阱的厚度为1nm-3nm，量子垒的厚度为6nm-15nm。
所述多量子阱层8上设有n-AlGaN层9。
优选地，所述n-AlGaN层9的厚度为1um-2.5um。
本发明的垂直结构的深紫外LED外延片可以采用248nm的准分子激光实现深紫外LED外延结构与蓝宝石衬底的激光剥离，解决了传统深紫外LED外延结构无法通过248nm准分子激光实现剥离的问题。
下面描述本发明的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，以便于本领域技术人员能够根据本发明的描述生长出所述垂直结构的深紫外LED外延片。
如图2所示，在本发明中，所述垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法包括如下步骤：
一、在衬底1上生长缓冲层2。
在本发明中，所述缓冲层2的生长方法与现有技术相同。因此，为了简化，在此不对其进行详细描述。
优选地，生长的所述缓冲层2的厚度为1um-5um。
二、在所述缓冲层2上生长非掺杂u-GaN激光剥离层3。
在本发明中，所述非掺杂u-GaN激光剥离层3的生长方法也与现有技术相同。因此，为了简化，在此不对其进行详细描述。
优选地，所述非掺杂u-GaN激光剥离层3的厚度为10nm~500nm。更优选地，所述非掺杂u-GaN激光剥离层3的厚度为10nm~150nm。
三、在所述非掺杂u-GaN激光剥离层3上生长p-GaN外延层4。
所述p-GaN外延层4的生长工艺与现有技术相同。因此，为了简化，在此不对其进行详细描述。
优选地，所述p-GaN外延层4的厚度为100nm~1000nm。更优选地，所述p-GaN外延层4的厚度为100nm-500nm。
在本发明的垂直结构的深紫外LED外延片中，使用p-GaN作为p型接触层，从而使得其制备工艺简单，成本低。
四、在所述p-GaN外延层4上生长p-AlxGa1-xN缓冲层5，其中x介于1%-20%之间。
由于所述p-AlxGa1-xN缓冲层5中的x介于1%-20%之间，也就是，Al组分含量比较低，因此，可以直接采用现有技术在所述p-GaN外延层4上生长所述AlxGa1-xN缓冲层5。并且，通过直接在所述p-GaN外延层4上生长所述p-AlxGa1-xN缓冲层5，进行了过渡，有助于后续的高Al组分的p-AlyGa1-yN析出层6的生成。
优选地，所述AlxGa1-xN缓冲层5的厚度1nm~50nm之间。
五、在所述AlxGa1-xN缓冲层5上生长p-AlyGa1-yN析出层6，其中y由20%→60%渐变。
为了在所述AlxGa1-xN缓冲层5上生长出Al组分由20%→60%渐变的p-AlyGa1-yN析出层6，在本发明，共包括如下步骤：
5.1、往MOCVD设备中通入三甲基镓（TMGa）、三甲基铝（TMAl）、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源。其中，三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气的通入量满足如下要求：有机金属源TMAl/(TMGa+TMAl)的摩尔比为5％-10%，也就是，三甲基铝/(三甲基镓+三甲基铝)的摩尔比为5％-10%；Mg/III的摩尔比为1.0E-4至1.0E-5，其中III代表元素周期表中的第III族元素，在此指镓和铝，因此，也就是，Mg/（镓+铝）的摩尔比为1*10-4至1*10-5；V/III的摩尔比为300-1000，其中，V代表元素周期表中的第V族元素，在此指氮，因此，也就是，氮/（镓+铝）的摩尔比为300-1000。
然后在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly1Ga1-y1N。其中，H1为1nm~10nm，y1=20%。
优选地，生长温度为1050℃-1100℃，生长压力为100mbar-150mbar。更优选地，H1的厚度为为2nm-5nm。
通过此步骤，可以在所述AlxGa1-xN缓冲层5上生长铝组分为20%的p-Aly1Ga1-y1N层。
5.2、保持生长温度和生长压力不变，停止通入三甲基镓和三甲基铝，只通入二茂镁和氨气，且使得二茂镁和氨气的通入量保持不变。维持T1的时间，将p-Aly1Ga1-y1N变成p-Aly2Ga1-y2N。其中，T1为5s-50s，y2介于20%-30%之间。
优选地，T1为10s-20s。
由此，在该步骤中，通过控制MOCVD的腔室条件，利用GaN比AlN更容易分解的特性，使得Ga原子和Al原子不断的从p-Aly1Ga1-y1N的表层析出，通过控制T1的时间，使得Ga原子析出量高于Al原子，实现铝组分的自发提高，逐渐的将铝组分提升至y2，其中y2介于20%-30%之间。
5.3、继续往MOCVD设备中通入三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源。其中，二茂镁和氨气的通入量保持不变并调整三甲基镓和三甲基铝的比例，使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比比5.1步骤增加10%，也就是，使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比为15％-20%。
也在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly2Ga1-y2N。其中，H1为1nm~10nm，y2介于20%-30%之间。
优选地，生长温度为1050℃-1100℃，生长压力为100mbar-150mbar。更优选地，H1的厚度为为2nm-5nm。
通过此步骤，可以生长铝组分为20%-30%的p-Aly2Ga1-y2N层。
5.4、重复步骤5.2的生长条件，逐渐的将Aly2Ga1-y2N变成Aly3Ga1-y3N，其中， y3介于30%-40%之间。
同理，在该步骤中，通过控制MOCVD的腔室条件，利用GaN比AlN更容易分解的特性，使得Ga原子和Al原子不断的从p-Aly2Ga1-y2N的表层析出，通过控制T1的时间，使得Ga原子析出量高于Al原子，实现铝组分的自发提高，逐渐的将铝组分提升至y3，其中y3介于30%-40%之间。
5.5、不断的重复步骤5.3）和5.4）。
其中，每重复一次步骤5.3，使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比增加10%，生成的p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，其它生长条件不变。每重复一次步骤5.4，使得p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，直到将最表层的p-AlyGa1-yN的铝组分提升至60%。
也就是，第一次重复步骤5.3时，三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比为25％-30%，生成的p-AlyGa1-yN的铝组分增加至30-40%。第一次重复步骤5.4时，使得p-AlyGa1-yN的铝组分增加至40-50%。
第二次重复步骤5.3时，三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比为35％-40%，生成的p-AlyGa1-yN的铝组分增加至40-50%。第一次重复步骤5.4时，使得p-AlyGa1-yN的铝组分增加至50-60%。
因此，大约经过四次生长和四次析出，即可使得最表层的p-AlyGa1-yN的铝组分提升至60%。
在整个步骤五的p-AlyGa1-yN析出层6的生长过程中，各种成份的通入量变化图如图3所示。由图3也可以知道，在整个生长过程中，始终通入二茂镁和氨气且它们的通入量保持不变；而三甲基铝和三甲基镓则是间断通入，也就是，在生长阶段要通入三甲基铝和三甲基镓，而在析出阶段则不通入三甲基铝和三甲基镓。
在整个步骤五的p-AlyGa1-yN析出层6的生长过程中，Al组分的变化图如图4所示。由图4也可以知道，通过析出技术，可以提升Al组分的含量。
在本发明中，采用p-AlyGa1-yN层析出技术，在生长p-AlyGa1-yN析出层的阶段，通过控制MOCVD的腔室条件，在p-AlyGa1-yN材料不生长的条件下，使p-AlyGa1-yN材料中的Ga原子和Al原子分解，利用GaN比AlN更容易分解的特性，通过控制析出时间，使得Ga原子析出量高于Al原子析出量，实现了铝组分的自发提高。由此，解决了现有技术中在GaN材料表面直接生长高Al组分的AlGaN材料时，由于GaN材料与AlN材料存在晶格失配，导致外延片表面容易出现大量裂纹从而影响产品良率的问题。
六、在所述p-AlyGa1-yN析出层6上生长p-AlzGa1-zN势垒层7，其中z介于40%-80%之间。
在最表层的所述p-AlyGa1-yN析出层6的Al组分达到60%之后，在所述p-AlyGa1-yN析出层6上生长p-AlzGa1-zN势垒层7。
由于所述p-AlyGa1-yN析出层6的Al组分已经达到了60%，因此，可以采用现有技术在其上生长Al组分介于40%-80%之间的p-AlzGa1-zN势垒层7。
优选地，所述p-AlzGa1-zN势垒层7的厚度为20nm~50nm。
七、在所述p-AlzGa1-zN势垒层7上生长多量子阱层8。
所述多量子阱层8的生长方法与现有技术相同。因此，为了简化，在此不对其进行详细描述。
优选地，生长的所述多量子阱层8中的量子阱的厚度为1nm-3nm，量子垒的厚度为6nm-15nm。
八、在所述多量子阱层8上生长n-AlGaN层9。
所述n-AlGaN层9的生长方法也与现有技术相同。因此，为了简化，在此也不对其进行详细描述。
优选地，生长的所述n-AlGaN层9的厚度为1um-2.5um。
在本发明中，通过在非掺杂u-GaN激光剥离层上生长深紫外LED外延结构，能够制作垂直结构的深紫外芯片，解决了采用现有的深紫外LED外延片的深紫外倒装结构芯片存在的出光效率低、电流拥堵、散热差、寿命低的问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员，依据本发明的思想，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种垂直结构的深紫外LED外延片，其包括衬底（1），所述衬底（1）上设有缓冲层（2），所述缓冲层（2）上设有非掺杂u-GaN激光剥离层（3），所述非掺杂u-GaN激光剥离层（3）上设有p-GaN外延层（4），其特征在于，所述p-GaN外延层（4）上设有p-AlxGa1-xN缓冲层（5），其中x介于1%-20%之间，所述p-AlxGa1-xN缓冲层（5）上设有p-AlyGa1-yN析出层（6），其中y由20%→60%渐变，所述p-AlyGa1-yN析出层（6）上设有p-AlzGa1-zN势垒层（7），其中z介于40%-80%之间，所述p-AlzGa1-zN势垒层（7）上设有多量子阱层（8），所述多量子阱层（8）上设有n-AlGaN层（9）。
2.根据权利要求1所述的垂直结构的深紫外LED外延片，其特征在于，所述p-AlyGa1-yN析出层（6）的厚度为4-40nm且其最表层的铝组分为60%。
3.根据权利要求1所述的垂直结构的深紫外LED外延片，其特征在于，所述p-GaN外延层（4）的厚度为100nm~1000nm。
4.根据权利要求3所述的垂直结构的深紫外LED外延片，其特征在于，所述p-GaN外延层（4）的厚度为100nm~500nm。
5.一种垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、在衬底（1）上生长缓冲层（2）；
2）、在所述缓冲层（2）上生长非掺杂u-GaN激光剥离层（3）；
3）、在所述非掺杂u-GaN激光剥离层（3）上生长p-GaN外延层（4）；
4）、在所述p-GaN外延层（4）生长p-AlxGa1-xN缓冲层（5），其中x介于1%-20%之间；
5）、在所述p-AlxGa1-xN缓冲层（5）上生长p-AlyGa1-yN析出层（6），其中y由20%→60%渐变；
6）、在所述p-AlyGa1-yN析出层（6）上生长p-AlzGa1-zN势垒层（7），其中z介于40%-80%之间；
7）、在所述p-AlzGa1-zN势垒层（7）上生长多量子阱层（8）；
8）、在所述多量子阱层（8）上生长n-AlGaN层（9）。
6.根据权利要求5所述的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，所述步骤5）具体包括如下步骤：
5.1）、往MOCVD设备中通入三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源，其中，各种成份的通入量满足如下条件：三甲基铝/(三甲基镓+三甲基铝)的摩尔比为5％-10%、Mg/（镓+铝）的摩尔比为1*10-4至1*10-5、氮/（镓+铝）的摩尔比为300-1000；在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly1Ga1-y1N，其中，H1为1nm~10nm，y1=20%；
5.2）、保持生长温度和生长压力不变，停止通入三甲基镓和三甲基铝，只通入二茂镁和氨气，且使得二茂镁和氨气的通入量保持不变，维持T1的时间，将p-Aly1Ga1-y1N变成p-Aly2Ga1-y2N，其中，T1为5s-50s，y2介于20%-30%之间；
5.3）、继续往MOCVD设备中通入三甲基镓、三甲基铝、二茂镁和氨气分别作为镓源、铝源、镁源和氮源，其中，二茂镁和氨气的通入量保持不变并调整三甲基镓和三甲基铝的比例，使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比为15％-20%，在生长温度为1000℃-1200℃，生长压力为50mbar-200mbar的情况下生长厚度为H1的p-Aly2Ga1-y2N，其中，H1为1nm~10nm，y2介于20%-30%之间；
5.4）、重复步骤5.2）的生长条件，逐渐的将Aly2Ga1-y2N变成Aly3Ga1-y3N，其中， y3介于30%-40%之间；
5.5）、重复步骤5.3）和5.4），并且每重复一次步骤5.3）使得三甲基铝/(三甲基铝+三甲基镓)的摩尔比增加10%，生成的p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，每重复一次步骤5.4）使得p-AlyGa1-yN的铝组分增加10%，直到将最表层的p-AlyGa1-yN的铝组分提升至60%。
7.根据权利要求6所述的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，所述步骤5.1）和5.3）中，H1的厚度为2nm-5nm。
8.根据权利要求6所述的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，所述步骤5.1）和5.3）中，生长温度为1050℃-1100℃。
9.根据权利要求6所述的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，所述步骤5.1）和5.3）中，生长压力为100mbar-150mbar。
10.根据权利要求6所述的垂直结构的深紫外LED外延片的生长方法，其特征在于，所述步骤5.2）中，T1为10s-20s。
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