CN117153967A - 具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其外延生长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其制备方法，深紫外发光二极管包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个混合势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，其中，混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点，且第二子层的外延生长方式为Stranski‑Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm‑25nm；本发明在AlGaN基量子点材料形成的过程中，可以对AlGaN材料产生的压应力进行弛豫，缓解了量子限制斯塔克效应。

Description

具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其外延生长方法
技术领域
本发明涉及半导体光电领域，尤其涉及一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其外延生长方法。
背景技术
深紫外发光二极管中，AlGaN是一种直接带隙宽禁带半导体材料，其禁带宽度可通过改变Al元素的掺入量(从禁带宽度为3.4eV的GaN到禁带宽度为6.2eV的AlN连续可调)，以实现365nm到200nm光谱范围内的发光，且具有物理化学性质稳定、耐高温、抗辐照等优异性能，是当前制备半导体深紫外光源器件的最佳候选材料。而且，AlGaN基的深紫外发光二极管相比于传统汞灯具有体积小、功耗低、环保安全和集成度高等诸多优势，将有望在未来几年取得突破性进展以及巨大应用，近年来受到越来越多的关注和重视。
然而，目前AlGaN基的深紫外发光二极管的发光效率仍然较低，这是由于AlGaN材料为纤锌矿结构，此结构沿着c方向的垂直晶格存在着自发极化和压电极化，极化会在材料内部形成较大的极化电场。极化产生的电场会使得电子和空穴的波函数分离，降低波函数的重叠率，从而降低紫外发光二极管的光输出功率。此外，AlGaN基的深紫外发光二极管一般异质外延生长在蓝宝石衬底上，在有源区存在着大量的位错，这些位错会作为非辐射复合中心，降低紫外发光二极管的光输出功率。
因此，亟需一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其外延生长方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其外延生长方法，用于改善现有技术的深紫外发光二极管的光输出功率较低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个混合势阱层插入在两个相邻的势垒层之间；
其中，混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点，且第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm。
优选地，势垒层的材料为AlGaN，势垒层的厚度范围为5nm至15nm；势垒层中Al组分的质量百分浓度为x，且30％＜x＜80％。
优选地，混合势阱层的厚度范围为1nm至8nm；混合势阱层中Al组分的质量百分浓度为y，且20％＜y＜70％。
优选地，势垒层的生长温度为T1，混合势阱层的生长温度为T2；
其中，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。
优选地，量子阱有源层的周期数大于等于1且小于等于10，周期数为正整数。
优选地，势垒层中掺杂有n型掺杂剂，势垒层的生长压力范围为20torr-100torr；混合势阱层中不掺杂n型掺杂剂。
相应地，本发明还提供一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法，方法包括：
在一衬底上外延生长本征层；
在本征层上外延生长电子注入层；
在电子注入层上外延生长具备混合势阱结构的量子阱有源层；
在量子阱有源层上外延生长电子阻挡层；
在电子阻挡层上外延生长空穴注入层；
其中，量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个混合势阱层插入在两个相邻的势垒层之间；混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层，第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点。
优选地，势垒层的生长温度为T1，混合势阱层的生长温度为T2，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。
优选地，第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm。
优选地，混合势阱层的厚度范围为1nm至8nm；所述混合势阱层中Al组分的质量百分浓度为y，且20％＜y＜70％。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管及其制备方法，深紫外发光二极管包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个混合势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，其中，混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点，且第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm；本发明通过在电子注入层与电子阻挡层之间设置具备混合势阱结构的量子阱有源层，且量子阱有源层中混合势阱层包括通过Stranski-Krastanov生长模式制成的AlGaN基量子点材料，且AlGaN基量子点材料的直径范围为2nm-25nm，AlGaN基量子点材料一方面能够在三个维度上实现对电子的限制，从而可以有效的限制载流子向缺陷处的输运，进而降低非辐射复合发光，同时另一方面在AlGaN基量子点材料形成的过程中，可以对AlGaN材料产生的压应力进行弛豫，从而可以降低AlGaN材料内部的压电极化强度，缓解了量子限制斯塔克效应，进而提高了电子和空穴的波函数重叠率，更进一步提高了深紫外发光二极管的发光效率。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的截面结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法工艺流程图；
图3是本发明实施例1所提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管中AlGaN基量子点材料的原子力显微镜示意图；
图4为两种不同结构的深紫外发光二极管的光输出功率随电流的变化曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的深紫外发光二极管100的截面结构示意图；本发明提供了一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100，包括由下至上层叠设置的衬底11、本征层12、电子注入层13、量子阱有源层14、电子阻挡层15以及空穴注入层16，量子阱有源层14包括交替设置的至少一个混合势阱层141和至少两个势垒层142，每个混合势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；
其中，混合势阱层141包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点，且第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm。
在本发明实施例中，衬底11为蓝宝石材料；蓝宝石材料有许多的优点：首先，蓝宝石材料的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底11。
在本发明实施例中，本征层12包括设置于衬底11上的低温缓冲层以及设置于低温缓冲层上的氮化铝本征层；其中，低温缓冲层的材料为氮化铝，其生长温度的范围在400摄氏度至800摄氏度之间，其厚度范围在10nm至50nm之间；氮化铝本征层为氮化铝，其生长温度的范围在1200摄氏度至1400摄氏度之间，其厚度范围在500nm至4000nm之间。
在本发明实施例中，电子注入层13的材料为硅掺杂的氮化铝镓材料，掺杂剂为SiH4；其中，电子注入层13中铝元素的组分范围在20％至90％之间，电子注入层13厚度范围在500nm至4000nm之间，电子注入层13的生长温度的范围在900摄氏度至1200摄氏度之间。
在本发明实施例中，量子阱有源层14设置于载流子分布改善层15上，量子阱有源层14的生长温度范围在900摄氏度至1200摄氏度之间。
具体地，具备复合势垒结构的量子阱有源层14包括交替设置的至少一个混合势阱层141和至少两个势垒层142，每个混合势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；其中，混合势阱层141以及势垒层142均包括AlGaN材料，且每一层混合势阱层141的铝组分总含量比每一层势垒层142的铝组分总含量低，这样是为了确保量子阱有源层14中的载流子被限制在混合势阱层141内。
进一步地，势垒层142的材料为AlGaN，势垒层142的厚度范围为5nm至15nm；势垒层142中Al组分的质量百分浓度为x，且30％＜x＜80％。
优选地，混合势阱层141的厚度范围为1nm至8nm；混合势阱层141中Al组分的质量百分浓度为y，且20％＜y＜70％。
在本发明实施例中，量子阱有源层14的周期数大于等于1且小于等于10，周期数为正整数。
具体地，势垒层142中掺杂有n型掺杂剂，n型掺杂剂选用SiH4，势垒层142的生长压力范围为20torr-100torr，且混合势阱层141不掺杂n型掺杂剂；其中，势垒层142掺杂SiH4主要是为了提供少量的载流电子，以供电子空穴对在混合势阱层141中复合发光。
在本发明实施例中，混合势阱层141包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点。
具体地，第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov(斯特兰斯基-克拉斯坦诺夫)生长模式。
进一步地，量子点的Stranski-Krastanov生长模式是指利用晶格失配产生的应变应力作用下呈岛状方式的异质外延生长方法；这种量子点的生长过程一般分为以下3个步骤：
(1)，量子点初期阶段，晶格应变能较小，将形成具有最小表面自由能的二维平面，其外延层为二维平面生长。
(2)，此后随着外延层厚度的增加，一般只有几个原子层的厚度，此时的外延层平面被称为浸润层。在应变应力的作用下，浸润层的应变能将随着浸润层厚度的增加而增加。当浸润层的厚度增加到临界厚度之前，浸润层的二维表面仍然保持平整。这时晶格应变能仍在继续增加，但在平整的二维表面上的整个体系的能量应是最小的。
(3)，当浸润层的生长速度超过某一临界厚度，也就是完成生长一个浸润层之后，外延生长则由二维平面生长向三维岛状生长过渡，晶格应变能开始减少，整个体系的能量开始降低。
具体地，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm；其中，第二子层中量子点的尺寸大小影响着具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的发光波长，当第二子层中量子点的直径为2nm时，具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的发光波长为200nm；当第二子层中量子点的直径为25nm时，具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的发光波长为350nm。
进一步地，由于混合势阱层141包括AlGaN基量子点材料，AlGaN基量子点材料在三个维度上都能实现对载流子的限制，可以有效的限制载流子向缺陷处的输运，降低非辐射复合发光。此外在AlGaN基量子点材料的形成过程中，应力得到了弛豫，这显著降低了极化强度，缓解了量子限制斯塔克效应，从而增加了电子和空穴的波函数重叠率，进一步提高了具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的发光效率。
在本发明实施例中，势垒层142的生长温度为T1，混合势阱层141的生长温度为T2；其中，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。这是由于Stranski-Krastanov生长模式制备得到的AlGaN基量子点材料相比势垒层142采用常规外延生长方法得到的AlGaN材料需要更低的生长温度。
在本发明实施例中，电子阻挡层15设置于量子阱有源层14上，电子阻挡层15的生长温度范围在700摄氏度至1100摄氏度之间；其中，电子阻挡层15为单层AlGaN结构或者AlGaN/AlGaN组成的超晶格结构，其平均Al组分为45％～100％，厚度为1nm～100nm。
在本发明实施例中，空穴注入层16设置于电子阻挡层15上，空穴注入层16的生长温度范围在700摄氏度至1100摄氏度之间；其中，空穴注入层16的材料为P型掺杂的AlGaN材料，空穴注入层16中铝组分含量的百分数范围在0至100％之间，空穴注入层16的厚度范围在1nm至100nm之间，空穴注入层16采用二茂镁作为掺杂剂。
进一步地，本发明的深紫外发光二极管100还包括欧姆接触层17，欧姆接触层17设置于空穴注入层16上，欧姆接触层17的生长温度范围在400摄氏度至900摄氏度之间；其中，欧姆接触层17的材料为P型掺杂的GaN材料，欧姆接触层17中铝组分含量的百分数范围在0至100％之间，欧姆接触层17的厚度范围在1nm至20nm之间，欧姆接触层17采用二茂镁作为掺杂剂。
进一步地，在本发明实施例中，深紫外发光二极管100还包括N型电极18和P型电极19；
其中，量子阱有源层14与电子注入层13之间形成台阶状结构，且量子阱有源层14的面积小于电子注入层13的面积，P型电极19设置于欧姆接触层17上，N型电极18设置于电子注入层13的台阶结构处。
相应地，本发明实施例还提供一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的外延生长方法；请参阅图1以及图2，图2为本发明实施例所提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的外延生长方法工艺流程图，具体地，上述外延生长方法主要在VeecoK465i型号的MOCVD(金属有机化学气相沉积)设备中实现，其中，采用高纯H2或高纯N2或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，MOCVD设备中反应腔的压力控制在20～100torr。
进一步地，上述外延生长方法具体包括：
S10，在一衬底11上外延生长本征层12。
具体地，S10还包括：
首先，提供一衬底11，衬底11为蓝宝石材料；之后，在400摄氏度～800摄氏度下，在衬底11上低温生长低温缓冲层，低温缓冲层的厚度范围在10nm至50nm之间；最后，将生长温度升温至1200摄氏度至1400摄氏度之间，在低温缓冲层上生长氮化铝本征层，氮化铝本征层的厚度范围在500nm至4000nm之间。其中，低温缓冲层以及氮化铝本征层构成本征层12，低温缓冲层以及氮化铝本征层12的材料均为氮化铝。
S20，在本征层12上外延生长电子注入层13。
具体的，S20还包括：
首先，将生长温度降低至900摄氏度至1200摄氏度之间；之后，在本征层12外延生长电子注入层13。其中，电子注入层13的材料为硅掺杂的氮化铝镓材料；其中，铝元素的组分范围在20％至90％之间，硅掺杂剂为SiH4。
S30，在电子注入层13上外延生长具备复合势垒结构的量子阱有源层14。
具体的，S30还包括：
首先，将生长温度降低至900摄氏度至1200摄氏度之间，在电子注入层13上外延生长量子阱有源层14；其中，量子阱有源层14包括交替设置的至少一个混合势阱层141和至少两个势垒层142，每个混合势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；
其中，混合势阱层141包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点。
具体地，第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov(斯特兰斯基-克拉斯坦诺夫)生长模式，量子点的直径范围为2nm-25nm。
具体地，势垒层142的生长温度为T1，混合势阱层141的生长温度为T2；其中，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。
S40，在量子阱有源层14上外延生长电子阻挡层15。
具体的，S40还包括：
首先，维持反应腔的温度范围在700摄氏度至1100摄氏度之间，在量子阱有源层14上外延生长电子阻挡层15；其中，电子阻挡层15为单层AlGaN结构或者AlGaN/AlGaN组成的超晶格结构。
具体地，电子阻挡层15铝组分含量的百分比范围在45％至100％之间，电子阻挡层15厚度范围在1nm至100nm之间。
S50，在电子阻挡层15上外延生长空穴注入层16。
具体地，S50还包括：
将生长温度维持到700摄氏度至1100摄氏度之间，在电子阻挡层15上外延生长空穴注入层16。其中，空穴注入层16的材料为P型掺杂的氮化铝镓材料，空穴注入层16中铝组分的百分数范围在0至100％之间，空穴注入层16的厚度范围在1nm至100nm之间，空穴注入层16采用二茂镁作为P型掺杂剂。
之后，将生长温度降温到400至900之间，在空穴注入层16上外延生长欧姆接触层17；其中，欧姆接触层17的材料为P型掺杂的氮化镓材料，欧姆接触层17的厚度范围在1nm至20nm之间，欧姆接触层17采用二茂镁作为p型掺杂剂。
之后，在电子注入层13的台阶结构处设置N型电极18，N型电极18与电流扩展层14相对且间隔设置；最后，在欧姆接触层17上形成P型电极19。
具体地，通过上述方法制备一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100，并与现有技术的深紫外发光二极管100进行对比，上述两种深紫外发光二极管100在不同驱动电流(mA)的作用下，分别测试上述两种深紫外发光二极管100对应的光输出功率(mW)，如图4所示。
实施例1：
本发明实施例1提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的膜层结构由下至上依次如下所示：
衬底11，材料为蓝宝石材料；
本征层12，材料为氮化铝，其厚度为2000nm；
电子注入层13，材料为Si掺杂的氮化铝镓材料，其中，电子注入层13中的Al组分占电子注入层13的质量百分浓度为50％，厚度为2500nm；
量子阱有源层14中，包括5个有源周期结构，每一个有源周期结构均包括交替设置的一个混合势阱层141和两个势垒层142，且混合势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；
其中，势垒层142的材料为掺杂有Si的AlGaN材料，势垒层142的厚度为10nm，势垒层142中Al组分的质量百分浓度为55％；
其中，混合势阱层141包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层，第一子层和第三子层的材料均为非掺杂的AlGaN材料，第一子层和第三子层的厚度均为0.5nm，第一子层和第三子层中Al组分的质量百分浓度均为45％；第二子层的材料为AlGaN基量子点材料，第二子层的厚度为1.5nm，第二子层中Al组分的质量百分浓度为45％，第二子层中量子点的直径为20nm，如图3所示。图3是本发明实施例1所提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管中AlGaN基量子点材料的原子力显微镜示意图。
电子阻挡层15，材质为单层AlGaN结构，厚度为50nm，Al组分的质量百分数为60％；
空穴注入层16，材质为P型掺杂的氮化铝镓材料，空穴注入层16中铝组分的质量百分数为40％，厚度为20nm，采用二茂镁作为P型掺杂剂；
欧姆接触层17，材料为P型掺杂的氮化镓材料，欧姆接触层17的厚度为10nm，欧姆接触层17采用二茂镁作为P型掺杂剂。
进一步地，采用常规方法在电子注入层13上均设置相同材料的N型电极18，并在欧姆接触层17上均设置相同材料的P型电极19，以构成完整的外延芯片结构，具体工艺在此不做赘述。其中，N型电极18以及P型电极19均为多层复合金属材料。
对比例：
常规工艺制备的深紫外发光二极管100，对比例提供的深紫外发光二极管100的膜层结构与实施例1的结构和材料大致相同，不同之处仅在于量子阱有源层14的结构不同。
在常规工艺制备的深紫外发光二极管100中，量子阱有源层14包括5个有源周期结构，每一个有源周期结构均包括交替设置的一个常规势阱层和两个常规势垒层，且常规势阱层插入在两个相邻的常规势垒层之间；
其中，常规势垒层的材料为氮化铝镓，Al组分的质量百分浓度为55％，常规势垒层的厚度为10nm；常规势阱层的材料为氮化铝镓，Al组分的质量百分浓度为45％，常规势阱层的厚度为2.5nm；对比例的其他膜层结构与本发明实施例的其他膜层结构相同。
请参阅图4，图4为两种不同结构的深紫外发光二极管100的光输出功率随电流的变化曲线图；其中，在不同驱动电流(mA)的作用下，分别测试上述两种深紫外发光二极管100的光输出功率(mW)随驱动电流的变化曲线图，如图4所示。
具体地，当注入电流为100mA时，对比例提供的深紫外发光二极管100的光输出功率为15.4mW，而实施例1提供的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100的光输出功率为19.3mW，相比对比例提供的深紫外发光二极管100的光输出功率提升了25.3％。这是由于有混合势阱结构缓解了量子限制斯塔克效应，提高了载流子的辐射复合效率，从而实现了深紫外发光二极管100的光输出功率的提升。
综上，区别于现有技术的情况，本发明提供了一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管100及其外延生长方法，深紫外发光二极管100包括由下至上层叠设置的衬底11、本征层12、电子注入层13、量子阱有源层14、电子阻挡层15以及空穴注入层16，量子阱有源层14包括交替设置的至少一个混合势阱层141和至少两个势垒层142，每个混合势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间，其中，混合势阱层141包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；第一子层和第三子层的材料均为AlGaN，第二子层的材料为AlGaN基量子点，且第二子层的外延生长模式为Stranski-Krastanov生长模式，第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm；本发明通过在电子注入层13与电子阻挡层15之间设置具备混合势阱结构的量子阱有源层14，且量子阱有源层14中混合势阱层141包括通过Stranski-Krastanov生长模式制成的AlGaN基量子点材料，AlGaN基量子点材料一方面能够在三个维度上实现对电子的限制，从而可以有效的限制载流子向缺陷处的输运，进而降低非辐射复合发光，同时另一方面在AlGaN基量子点材料形成的过程中，可以对AlGaN材料产生的压应力进行弛豫，从而可以降低AlGaN材料内部的压电极化强度，缓解了量子限制斯塔克效应，进而提高了电子和空穴的波函数重叠率，更进一步提高了深紫外发光二极管100的发光效率。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，所述量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个所述混合势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间；
其中，所述混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；所述第一子层和所述第三子层的材料均为AlGaN，所述第二子层的材料为AlGaN基量子点，且所述第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，所述第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm。
2.根据权利要求1所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层的材料为AlGaN，所述势垒层的厚度范围为5nm至15nm；所述势垒层中Al组分的质量百分浓度为x，且30％＜x＜80％。
3.根据权利要求1所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，所述混合势阱层的厚度范围为1nm至8nm；所述混合势阱层中Al组分的质量百分浓度为y，且20％＜y＜70％。
4.根据权利要求1所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层的生长温度为T1，所述混合势阱层的生长温度为T2；
其中，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。
5.根据权利要求1所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱有源层的周期数大于等于1且小于等于10，所述周期数为正整数。
6.根据权利要求1所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层中掺杂有n型掺杂剂，所述势垒层的生长压力范围为20torr-100torr；所述混合势阱层中不掺杂所述n型掺杂剂。
7.一种具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述方法包括：
在一衬底上外延生长本征层；
在所述本征层上外延生长电子注入层；
在所述电子注入层上外延生长具备混合势阱结构的量子阱有源层；
在所述量子阱有源层上外延生长电子阻挡层；
在所述电子阻挡层上外延生长空穴注入层；
其中，所述量子阱有源层包括交替设置的至少一个混合势阱层和至少两个势垒层，每个所述混合势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间；所述混合势阱层包括依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层和所述第三子层的材料均为AlGaN，所述第二子层的材料为AlGaN基量子点。
8.根据权利要求7所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述势垒层的生长温度为T1，所述混合势阱层的生长温度为T2；
其中，T1与T2之间的关系满足50℃<T1-T2＜100℃。
9.根据权利要求7所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法，所述第二子层的外延生长方式为Stranski-Krastanov生长模式，所述第二子层中量子点的直径范围为2nm-25nm。
10.根据权利要求7所述的具备混合势阱结构的深紫外发光二极管的外延生长方法，所述混合势阱层的厚度范围为1nm至8nm；所述混合势阱层中Al组分的质量百分浓度为y，且20％＜y＜70％。
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