CN117334798A - 一种紫外发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外发光二极管外延片，包括衬底，依次生长于衬底之上的AlN层、AlGaN过渡层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，还包括超晶格应力释放层，具体包括第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层，第一超晶格插入层生长于AlN层和AlGaN过渡层之间，第二超晶格插入层生长于N型半导体层和有源层之间，第三超晶格插入层生长于有源层和电子阻挡层之间；第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层均为交替层叠的BN层和GaN层组成的超晶格结构。本发明将超晶格应力释放层插入深紫外结构中，既可以调控应力，也可以起到湮灭位错的效果，进而提高晶体质量、提高内量子。

Description

一种紫外发光二极管外延片及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体材料的技术领域，尤其涉及一种紫外发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

紫外发光二极管(紫外LED)是指可发出紫外光的发光二极管，可被广泛用于医疗杀菌、生物科技、防伪鉴定、水及空气等的净化领域、计算机数据存储和军事等方面。而且随着技术的发展，新的应用会不断出现以替代原有的技术和产品，紫外LED有着广阔的市场应用前景，如紫外LED光疗仪是未来很受欢迎的医疗器械，但是技术还处于成长期。

紫外LED通常选用AlGaN基掺杂，而与GaN基蓝光LED相比，紫外LED的研制面临着许多独特的技术困难，不论N型掺杂还是P型掺杂。一方面，高Al组分AlGaN的材料的外延生长困难，一般而言，Al组分越高，晶体质量越低，位错密度普遍在10⁹～10¹⁰/cm²乃至更高；另一方面，随着Al组分的增加，外延层的电导率均迅速降低，尤其是P型AlGaN的掺杂，掺杂剂Mg受主的激活能随着Al组分增加而线性增大，使其激活效率低下，导致空穴不足，导电性和发光效率锐降。此外，AlGaN生长过程中应力大，也会导致晶体表面尤其是边缘出现龟裂现象，进而可用面积减少，产出率降低，而且AlN、AlGaN各层之间晶格数存在差异，晶体结构中原子间距不匹配，会导致包括空洞、突起在内的缺陷等现象发生，最终降低LED芯片的内量子效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种紫外发光二极管外延片及其制备方法，其能够降低位错密度并释放应力，晶体质量高，且具有较高的内量子效率和良率。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种紫外发光二极管外延片，包括衬底，依次生长于所述衬底之上的AlN层、AlGaN过渡层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，

还包括超晶格应力释放层，所述超晶格应力释放层包括第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层，所述第一超晶格插入层生长于所述AlN层和所述AlGaN过渡层之间，所述第二超晶格插入层生长于所述N型半导体层和所述有源层之间，所述第三超晶格插入层生长于所述有源层和所述电子阻挡层之间；

所述第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层均为交替层叠的BN层和GaN层组成的超晶格结构。

作为上述方案的改进，所述第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层的生长循环周期数均≥10。

作为上述方案的改进，所述第一超晶格插入层的生长循环周期数为30～70；

所述第二超晶格插入层的生长循环周期数为15～30；

所述第三超晶格插入层中生长的循环周期数为10～25。

作为上述方案的改进，所述BN层的厚度为0.3～3nm；所述GaN层的厚度为0.3～3nm。

作为上述方案的改进，所述BN层的厚度与所述GaN层的厚度相同或不同。

作为上述方案的改进，所述第一超晶格插入层的厚度＞所述第二超晶格插入层的厚度＞所述第三超晶格插入层的厚度；

作为上述方案的改进，所述超晶格应力释放层的生长温度为950～1100℃，压力为150～250mbar。

作为上述方案的改进，所述第一超晶格插入层的总厚度为100～150nm；所述第二超晶格插入层的总厚度为30～60nm；所述第三超晶格插入层的总厚度为30～60nm。

作为上述方案的改进，所述有源层为周期性结构，周期数为3～10；每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层、Mg掺GaN层和AlGaN量子垒层；

其中，所述Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm。

作为上述方案的改进，所述有源层为周期性结构，周期数为3～10；每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层、第一Mg掺GaN层、AlGaN量子垒层和第二Mg掺GaN层；

其中，所述第一Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm；所述第二Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm。

作为上述方案的改进，所述第一Mg掺GaN层的生长温度为980～1050℃；所述第二Mg掺GaN层的生长温度为980～1050℃；所述AlGaN量子阱层的生长温度为1080～1100℃；所述AlGaN量子垒层的生长温度为1080～1100℃。

作为上述方案的改进，所述AlGaN量子阱层的厚度为1～5nm；所述AlGaN量子垒层的厚度为5～20nm。

作为上述方案的改进，所述AlGaN量子阱层中Al组分为30～40％，所述AlGaN量子垒层中Al组分为45～55％。

本发明第二发明还提供了一种紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括：

S1.准备衬底；

S2.在所述衬底上高温生长AlN层；

S3.在所述AlN层上依次生长第一超晶格插入层、AlGaN过渡层、N型半导体层、第二超晶格插入层、有源层、第三超晶格插入层、电子阻挡层和P型半导体层。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明通过中的紫外发光二极管外延设置有新型的BN/GaN超晶格插入层作为超晶格应力释放层，采用小晶格的BN和大晶格的GaN的超晶格结构生长，可以插入在深紫外的结构中，具体设置于AlN层和AlGaN过渡层之间、N型半导体层和有源层之间以及有源层和电子阻挡层之间，既可以起到调控应力的作用，同时也可以起到湮灭位错的效果，从而在生长有源层的时候，可以有效的降低QCSE效应，提高量子阱内部电子和空穴的波函数重叠率，从而达到提高内量子的目的，增强发光强度。

此外，BN/GaN超晶格插入层在不同生长过程中作为插入层插入，与其他层协同作用，还可以尽可能降低工作电压，避免晶体边缘出现龟裂、出现空洞、凹陷等现象，进而进一步提高晶体质量和外延片的良率。

附图说明

图1：本发明实施例1提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；

图2：本发明实施例1提供的一种紫外发光二极管外延片中有源层的结构示意图；

图3：本发明对比例1提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图。

附图说明：

100-衬底；200-AlN层；300-AlGaN过渡层；400-N型半导体层；500-有源层；510-AlGaN量子阱层；520-AlGaN量子垒层；530-Mg掺GaN层(第一Mg掺GaN层)；540-第二Mg掺GaN层；600-电子阻挡层；700-P型半导体层；800-超晶格应力释放层；810-第一超晶格插入层；820-第二超晶格插入层；830-第三超晶格插入层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

为解决上述问题，请参阅图1和图2，本发明提供了一种紫外发光二极管外延片，包括衬底100，依次生长于衬底100之上的AlN层200、AlGaN过渡层300、N型半导体层400、有源层500、电子阻挡层600和P型半导体层700，

还包括超晶格应力释放层800，超晶格应力释放层800包括第一超晶格插入层810、第二超晶格插入层820和第三超晶格插入层830，第一超晶格插入层810生长于AlN层200和AlGaN过渡层300之间，第二超晶格插入层820生长于N型半导体层400和有源层500之间，第三超晶格插入层830生长于有源层500和电子阻挡层600之间；

第一超晶格插入层810、第二超晶格插入层820和第三超晶格插入层830均为交替层叠的BN层和GaN层组成的超晶格结构，主要的作用是为了湮灭位错延伸和调控应力，促进P层型半导体层700的杂质扩散，从而提高复合效率。

在生长过程中，可以在不同的阶段插入BN/GaN的超晶格结构，主要是插入在ALN层200后，N型半导体层400后，有源层500后，既可以起到调控应力的作用，同时也可以起到湮灭位错的效果，从而在生长有源层500的时候，可以有效的降低QCSE效应，提高AlGaN量子阱层510内部电子和空穴的波函数重叠率，进而提高内量子，增加LED芯片的发光强度。

进一步的，第一超晶格插入层810、第二超晶格插入层820和第三超晶格插入层830的生长循环周期数均≥10，可以起到更好的作用。同时释放应力的过程和周期数有对应关系，应力越大，周期生长的数量越多。

在一些优选的实施方式中，第一超晶格插入层810的生长循环周期数为30～70；示例性的为30、35、40、45、50、55、60、65、70，但不限于此；更佳的为48～52。第二超晶格插入层820的生长循环周期数为15～30，示例性的为15、20、25、30，但不限于此；更佳的为18～23。第三超晶格插入层830中生长的循环周期数为10～25，示例性的为10、15、20、25，但不限于此；更佳的为10～15。

优选的，BN层的厚度为0.3～3nm，示例性的为0.3nm、0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm，但不限于此；更佳的为0.5～2nm。GaN层的厚度为0.3～3nm，示例性的为0.3nm、0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm，但不限于此；更佳的为0.5～2nm。

进一步的，BN层的厚度与GaN层的厚度相同或不同。一般情况下，控制BN的厚度＜GaN的厚度，用于缓冲释放张应力；控制BN的厚度＞GaN的厚度，用于缓冲释放压应力。更佳的，在第一超晶格插入层810和第二超晶格插入层820中BN的厚度＜GaN的厚度，在第三超晶格插入层830中BN的厚度＞GaN的厚度。

优选的，第一超晶格插入层810的总厚度为100～150nm，示例性的为100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm、150nm，但不限于此；更佳的为100～130nm。第二超晶格插入层820的总厚度为30～60nm，示例性的为30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm，但不限于此；更佳的为45～55nm。第三超晶格插入层830的总厚度为30～60nm，示例性的为20～40nm，示例性的为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm，但不限于此；更佳的为25～35nm。

本发明中超晶格应力释放层800的生长温度为950～1100℃，示例性的为950℃、1000℃、1050℃、1100℃，但不限于此；更佳的生长温度为980～1050℃。超晶格应力释放层800的生长压力为150～250mbar，示例性的为150mbar、160mbar、170mbar、180mbar、190mbar、200mbar、210mbar、220mbar、230mbar、240mbar、250mbar、但不限于此；更佳的生长压力为190～210mbar。

本发明中的有源层500为周期性结构，周期数为3～10；示例性的为3、4、5、6、7、8、9、10，更佳的为4～6。每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层510、Mg掺GaN层530和AlGaN量子垒层520；其中，Mg掺GaN层530中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm。本发明中在有源层500和电子阻挡层600之间设置有第三超晶格插入层830，具体为交替层叠的BN层和GaN层组成的超晶格结构，而其中的BN具有较高的晶胞参数，会阻碍P型半导体层700中的空穴进入有源层500内，进而降低有源层500内的空穴浓度，导致发光效率降低。因此，在有源层500内设置Mg掺GaN层530能够提高有源层内500的空穴浓度，降低第三超晶格插入层830中BN层的存在对空穴传输的影响。

在一些具体的实施方式中，Mg掺GaN层530的生长温度为980～1050℃，示例性的为980℃、1000℃、1020℃、1050℃，但不限于此；更佳的为1000～1030℃。Mg掺GaN层530的厚度为1～2nm，示例性的为1nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm、2nm，但不限于此。

进一步的，有源层500有源层500为周期性结构，周期数为3～10；每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层510、第一Mg掺GaN层530、AlGaN量子垒层520和第二Mg掺GaN层540(如图2所示)，能够更进一步降低P型半导体层700中空穴传输到有源层500过程中的阻力。其中，第一Mg掺GaN层530中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm；所述第二Mg掺GaN层540中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm。

在一些具体的实施方式中，第一Mg掺GaN层530的生长温度为980～1050℃；更佳的为1000～1030℃；第二Mg掺GaN层540的生长温度为980～1050℃；更佳的为1000～1030℃。

AlGaN量子阱层510中的Al组分会影响外延片的发光波长，需要控制AlGaN量子阱层510中的Al组分低于AlGaN量子垒层520中的Al组分，AlGaN量子垒层520的能带高于AlGaN量子阱层510。优选的，AlGaN量子阱层510中Al组分为30～40％，优选为34～36％，AlGaN量子垒层520中Al组分为45～55％，优选为49～51％。

有源层500中AlGaN量子阱层510和AlGaN量子垒层520的生长温度为1080～1100℃，示例性的为1080℃、1090℃、1100℃，但不限于此；更佳的为1080～1090℃。

AlGaN量子阱层510的厚度为1～5nm，示例性的为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm，但不限于此；更佳的为1.5～2.5nm。AlGaN量子垒层520的厚度为5～20nm，示例性的为5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm、20nm，但不限于此；更佳的为11～13nm。

相应的，本发明还提供了一种紫外发光二极管外延片的制备方法，包括：

S1.准备衬底100

本发明中对衬底100不作具体限定。优选的，衬底100可以包括蓝宝石，SiC，Si基，GaN等，更佳的为Si基衬底100。Si基衬底100具有导热性好，成本低，工艺成熟，容易剥离等优势，可以改善LED外延片的导热性能，降低制备成本。

S2.在衬底100上高温生长AlN层200

本发明中ALN层200需要高温条件下生长，主要是为了释放衬底100与AlGaN材料之间的晶格失配和热失配，降低位错密度。

在生长过程中，将衬底100放在MOCVD反应腔中，向反应腔内通入TMAl和NH₃，通过化学气相沉积法制备AlN层200，但这样常规的生长方式会出现裂纹。因此，本申请中在低压高温的环境下采用NH₃脉冲通入制备，即持续通入MO源(TMAl)，但是NH₃气采用脉冲的方式断续地通入反应腔，这样可以得到晶体质量较优的AlN层200。

优选的，在MOCVD高温反应腔中，控制高温生长温度为1100～1300℃，压力为40～60mbar；更佳的，控制温度为1200～1300℃，压力为45～55mbar。而过程中NH₃以开30s关10s的方式断续通入反应腔中。

优选的，AlN层200的厚度为1～4μm；示例性的为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm，但不限于此，更佳的为1～2μm。

S3.在AlN层200上依次生长第一超晶格插入层810、AlGaN过渡层300、N型半导体层400、第二超晶格插入层820、有源层500、第三超晶格插入层830、电子阻挡层600和P型半导体层700

本发明中的N型半导体层400为N型掺杂的AlGaN层，掺杂剂可以是硅烷，作为电子提供层，掺杂浓度为5×10¹⁸～1×10²⁰atoms/cm³，Al组分一般为40％～60％。

进一步的，N型半导体层400的生长温度为1000～1200℃，优选为1050～1150℃。

本发明中电子阻挡层600材料为AlGaN，其中Al组分高于有源层500中AlGaN量子阱层510和AlGaN量子垒层520中的Al组分，一般控制在60％～70％，主要是阻挡电子溢流的作用。

本发明中的P型半导体层700为P型掺杂的AlGaN层，掺杂剂可以是Mg，也可以是复合型的P型半导体层700，其中P型AlGaN层的Al组分要高于AlGaN量子阱层510中的Al组分，Mg掺杂浓度一般在5×10¹⁹～5×10²⁰atoms/cm³。

下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

本实施例提供一种紫外发光二接管外延片，包括衬底100，依次生长于衬底100之上的AlN层200、第一超晶格插入层810、AlGaN过渡层300、N型半导体层400、第二超晶格插入层820、有源层500、第三超晶格插入层830、电子阻挡层600和P型半导体层700。由以下步骤制备得到：

(1)在Si基衬底100上高温生长AlN层200：

将衬底100放在MOCVD反应腔中，温度为1250℃，压力为50mbar，向反应腔内通入TMAl和NH₃，NH₃通过NH₃脉冲通入制备开30s关10s断续通入反应腔，生长厚度为3.5μm。

(2)在AlN层200上生长BN/GaN超晶格插入层810：

生长温度为1000℃，压力为200mbar，BN层单个子层的厚度为0.5nm，GaN层单个子层的厚度为2nm，共计生长50个周期，总厚度125nm。

(3)在BN/GaN超晶格插入层810上生长AlGaN过渡层300：

生长温度为950℃，厚度为20nm。

(4)在AlGaN过渡层300上生长N型半导体层400：

N型半导体层400为N型掺杂的AlGaN层，Al组分50％，掺杂剂为Si，掺杂浓度为1×10¹⁹atoms/cm³，生长温度为1100℃，厚度为2μm。

(5)在N型半导体层400上生长BN/GaN超晶格插入层820：

生长温度为1000℃，压力为200mbar，BN单个子层的厚度为0.5nm，GaN单个子层的厚度为2nm，共计生长20个周期，总厚度50nm。

(6)在BN/GaN超晶格插入层820上生长有源层500：

AlGaN量子阱层510的厚度为2nm，Al组分为35％；AlGaN量子垒层520的厚度为12nm，Al组分为50％；

AlGaN量子阱层510、AlGaN量子垒层520的生长温度均为1080℃，周期数为5，总厚度为70nm。

(7)在有源层500上生长BN/GaN超晶格插入层830：

生长温度为1000℃，压力为200mbar，BN单个子层的厚度为2.0nm，GaN单个子层的厚度为0.5nm，共计生长10个周期，总厚度25nm。

(8)在BN/GaN超晶格插入层830上生长电子阻挡层600：

电子阻挡层600为AlGaN层，Al组分为65％。生长温度为1100℃，厚度为25nm。

(9)在电子阻挡层600上生长P型半导体层700：

P型半导体层700为P型掺杂的AlGaN层，Al组分为38％，Mg的掺杂浓度为5×10¹⁹atoms/cm³，厚度为200nm。

本案例实施实现时以三甲基镓(TMGa)作为镓源，高纯氨气(NH₃)作为氮源，高纯H₂为载气，三甲基铝(TMAl)作为铝源，三甲基硼(TMB)作为硼源，N型掺杂剂选用硅烷，P型掺杂剂选用二茂镁。

实施例2

本实施例提供一种紫外发光二接管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

在AlN层200上生长BN/GaN超晶格插入层810：共计生长30个周期，总厚度为75nm；

在N型半导体层400上生长BN/GaN超晶格插入层820：共计生长15个周期，总厚度62.5nm；

在有源层500上生长BN/GaN超晶格插入层830：共计生长10个周期，总厚度32.5nm。

实施例3

本实施例提供一种紫外发光二接管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

在AlN层200上生长BN/GaN超晶格插入层810：共计生长70个周期，总厚度为175nm；

在N型半导体层400上生长BN/GaN超晶格插入层820：共计生长30个周期，总厚度75nm；

在有源层500上生长BN/GaN超晶格插入层830：共计生长25个周期，总厚度55nm。

实施例4

本实施例提供一种紫外发光二接管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

(6)在BN/GaN超晶格插入层820上生长有源层500：

有源层500包括依次层叠的AlGaN量子阱层510、第一Mg掺GaN层530、AlGaN量子垒层520和第二Mg掺GaN层540；

其中AlGaN量子阱层510的厚度为2nm，Al组分为35％；AlGaN量子垒层520厚度为12nm，Al组分为50％；第一Mg掺GaN层530和第二Mg掺GaN层540中Mg掺杂浓度均为5×10¹⁸atoms/cm³，厚度均为2nm，周期数为5，总厚度为80nm。

具体地，在BN/GaN超晶格插入层820上先生长AlGaN量子阱层510，生长温度为1080℃，通过20s的时间温度从1080℃降低到1000℃，然后关闭Al源，通入Mg源，生长5s后，接着升高温度到1080℃，生长AlGaN量子垒层520，同时打开Al源，关闭Mg源，AlGaN量子垒层520生长完毕后采用相同的工艺条件生长第二Mg掺GaN层540。经过5次循环后结束有源层500的生长。

对比例1

本对比例提供一种紫外发光二极管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

不包括超晶格应力释放层800，请参阅图3，具体结构为：包括衬底100，依次生长于衬底100之上的AlN层200、AlGaN过渡层300、N型半导体层400、有源层500、电子阻挡层600和P型半导体层700。

对比例2

本对比例提供一种紫外发光二极管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

仅包括第一超晶格插入层810，生长于AlN层200和AlGaN过渡层300之间，且生长循环周期数为20。

对比例3

本对比例提供一种紫外发光二极管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

仅包括第一超晶格插入层810，生长于AlN层200和AlGaN过渡层300之间。

对比例4

本对比例提供一种紫外发光二极管外延片，与实施例1中的紫外发光二极管外延片基本相同，不同之处在于：

仅包括第一超晶格插入层810和第二超晶格插入层820，第一超晶格插入层810生长于AlN层200和AlGaN过渡层300之间；第二超晶格插入层820生长于N型半导体层400和有源层500之间。

将实施例及对比例所得外延片制得芯片并进行正向电压(VF1)、发光强度(IV)、发光波长(Wd)、良率、XRD 002/102的性能测定，测试条件为版图12*20，测试电流100mA，结果如表1所示。

表1实施例及对比例性能测试结果

由上述实验数据可知，本发明实施例1-4在AlN层后、N型半导体层后和有源层后均生长BN/GaN超晶格插入层，得到的紫外发光二极管性能明显优于只设置一层或者二层BN/GaN超晶格插入层的对比例2和对比例3，说明在不同的阶段插入BN/GaN的超晶格结构，既可以起到调控应力的作用，同时也可以起到湮灭位错的效果，从而在生长有源层的时候，可以有效的降低QCSE效应，提高量子阱内部电子和空穴的波函数重叠率，从而提高内量子，提高芯片的发光效率和良率。而通过实施例1、4也可以说明，Mg掺GaN层在有源层中的设置能够很好地提高有源层中的空穴浓度，降低BN层对空穴传输的影响。此外通过对比例2和对比例3也可以证明在AlN层后设置的第一超晶格插入层的循环生长的周期数达到50的效果更好，说明周期数生长越多越能够起到更多的作用，促进P型半导体层的杂质扩散，从而提高复合效率，提升晶体质量。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种紫外发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，依次生长于所述衬底之上的AlN层、AlGaN过渡层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，

还包括超晶格应力释放层，所述超晶格应力释放层包括第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层，所述第一超晶格插入层生长于所述AlN层和所述AlGaN过渡层之间，所述第二超晶格插入层生长于所述N型半导体层和所述有源层之间，所述第三超晶格插入层生长于所述有源层和所述电子阻挡层之间；

所述第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层均为交替层叠的BN层和GaN层组成的超晶格结构。

2.如权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述第一超晶格插入层、第二超晶格插入层和第三超晶格插入层的生长循环周期数均≥10。

3.如权利要求2所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述第一超晶格插入层的生长循环周期数为30～70；

所述第二超晶格插入层的生长循环周期数为15～30；

所述第三超晶格插入层中生长的循环周期数为10～25。

4.如权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述BN层的厚度为0.3～3nm；所述GaN层的厚度为0.3～3nm。

5.如权利要求4所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述BN层的厚度与所述GaN层的厚度相同或不同。

6.如权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述第一超晶格插入层的厚度＞所述第二超晶格插入层的厚度＞所述第三超晶格插入层的厚度；

和/或，所述超晶格应力释放层的生长温度为950～1100℃，压力为150～250mbar。

7.如权利要求6所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述第一超晶格插入层的总厚度为100～150nm；所述第二超晶格插入层的总厚度为30～60nm；所述第三超晶格插入层的总厚度为30～60nm。

8.如权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述有源层为周期性结构，周期数为3～10；每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层、Mg掺GaN层和AlGaN量子垒层；

其中，所述Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm。

9.如权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述有源层为周期性结构，周期数为3～10；每个周期均包括依次层叠的AlGaN量子阱层、第一Mg掺GaN层、AlGaN量子垒层和第二Mg掺GaN层；

其中，所述第一Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm；所述第二Mg掺GaN层中Mg的掺杂浓度是1×10¹⁸～5×10¹⁸atoms/cm³，厚度为1～2nm；

所述第一Mg掺GaN层的生长温度为980～1050℃；所述第二Mg掺GaN层的生长温度为980～1050℃；所述AlGaN量子阱层的生长温度为1080～1100℃；所述AlGaN量子垒层的生长温度为1080～1100℃；

所述AlGaN量子阱层的厚度为1～5nm；所述AlGaN量子垒层的厚度为5～20nm；

所述AlGaN量子阱层中Al组分为30～40％，所述AlGaN量子垒层中Al组分为45～55％。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括：

S1.准备衬底；

S2.在所述衬底上高温生长AlN层；

S3.在所述AlN层上依次生长第一超晶格插入层、AlGaN过渡层、N型半导体层、第二超晶格插入层、有源层、第三超晶格插入层、电子阻挡层和P型半导体层。