CN117352611A - 深紫外发光二极管及其外延生长方法 - Google Patents

深紫外发光二极管及其外延生长方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种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势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括AlGaN材料，其中，每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN。本发明通过在每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置半导体覆盖层，且半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN，可以实现深紫外发光二极管的光输出效率的提升。

Description

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。
目前基于AlGaN材料的深紫外发光二极管的发光效率仍然较低，一个主要原因是势阱层有源区的界面不陡峭，且势垒层中的杂质容易进入到势阱层中，造成非辐射复合。同时，势阱层有源区通常是在低温下生长以防止AlGaN分解，然而这会导致AlGaN的Al组分不可控，无法做到对出射光波长的准确控制。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种深紫外发光二极管，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势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括AlGaN材料；
其中，每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN。
优选地，量子阱有源层的周期数大于等于2且小于等于50，周期数为正整数。
优选地，势阱层的材料为Alx1Gay1N，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；势阱层的厚度范围为1nm～3nm。
优选地，势垒层的材料为Alx2Gay2N，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；势垒层的厚度范围为2nm～20nm。
优选地，半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
优选地，半导体覆盖层以及势阱层均为非故意掺杂层，势垒层为N型掺杂层。
优选地，势垒层中N型掺杂剂的掺杂浓度范围为1E17cm-3～1E20cm-3。
相应地，本发明还提供一种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势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括AlGaN材料；每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN。
优选地，半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
优选地，势阱层的生长温度大于AlGaN材料的分解温度，势阱层的生长速率不超过0.5nm/s。
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势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括AlGaN材料，其中，每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN。本发明通过在每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置半导体覆盖层，且半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为AlGaN，半导体覆盖层可以防止高温下势阱层中的Ga组分分解，使势阱层的生长速率可以降低，同时使势阱层的Al组分可控，使势阱层及势垒层间的界面陡峭；另外半导体覆盖层的存在，也可以防止势垒层中的N型掺杂剂向势阱层中扩散，降低非辐射复合几率，进而实现了深紫外发光二极管的光输出效率的提升。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的深紫外发光二极管的截面结构示意图；
图2是图1中量子阱有源层的一个周期结构的截面结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的深紫外发光二极管的外延生长方法工艺流程图。
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以及图2，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；图2是图1中量子阱有源层的一个周期结构的截面结构示意图；本发明提供了一种深紫外发光二极管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势阱层141和至少两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；
其中，每个势阱层141与其相邻的势垒层142之间设置有半导体覆盖层143，半导体覆盖层143的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层143的材料为AlGaN。
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800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设置于电子注入层13上，量子阱有源层14的生长温度范围在700摄氏度至1150摄氏度之间。
具体地，量子阱有源层14包括交替设置的至少一个势阱层141和至少两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间；其中，势阱层141以及势垒层142均包括AlGaN材料，且每一层势阱层141的铝组分总含量比每一层势垒层142的铝组分含量低，这样是为了确保量子阱有源层14中的载流子被限制在势阱层141内。
进一步地，势阱层141的材料为Alx1Gay1N，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；势阱层141的厚度范围为1nm～3nm。势垒层142的材料为Alx2Gay2N，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；势垒层142的厚度范围为2nm～20nm。
在本发明实施例中，每个势阱层141与其相邻的势垒层142之间设置有半导体覆盖层143，半导体覆盖层143的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层143的材料为AlGaN；其中，半导体覆盖层143的生长温度小于AlGaN材料的分解温度可以防止高温下势阱层141中的Ga组分分解，使势阱层141的生长速率可以降低，同时使势阱层141的Al组分可控，使势阱层141及势垒层142间的界面陡峭。
具体地，半导体覆盖层143的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
进一步地，量子阱有源层14由下至上至少包括第一势阱层、第一半导体覆盖层、势垒层142、第二半导体覆盖层以及第二势阱层，其中，第二半导体覆盖层的Al组分大于第二半导体覆盖层的Al组分含量；这主要是由于第一半导体覆盖层用于覆盖第一势阱层，第二半导体覆盖层用于覆盖势垒层142，且势垒层142的Al组分含量大于第一势阱层的Al组分含量，从而使得第二半导体覆盖层的Al组分大于第二半导体覆盖层的Al组分含量，进而使第一势阱层和势垒层142的Al组分含量可控。
请参阅图2，量子阱有源层14具有多个周期结构，每个周期结构包括交替设置的一个势阱层141和两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间，每个势阱层141与其相邻的势垒层142之间均设置有半导体覆盖层143。
具体地，量子阱有源层14的周期数大于等于2且小于等于50，周期数为正整数。
优选地，势阱层141以及势垒层142的生长温度范围为700摄氏度至1150摄氏度，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；其中，势垒层142掺杂SiH4主要是为了提供少量的载流电子，以供电子空穴对在势阱层141中复合发光。
进一步地，势阱层141的生长温度大于AlGaN材料的分解温度，势阱层141的生长速率不超过0.5nm/s。这样设计是为了控制势阱层141的生长速率。
进一步地，半导体覆盖层143以及势阱层141均为非故意掺杂层，势垒层142为N型掺杂层；
其中，势垒层142中N型掺杂剂的掺杂浓度范围为1E17cm-3～1E20cm-3。
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50％～100％，厚度为0.1nm～200nm。
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50nm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深紫外发光二极管100的外延生长方法；请参阅图1至图3，图3为本发明实施例所提供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，将MOCVD(金属有机化合物化学气相沉淀)设备中的反应腔温度调整至400摄氏度～800摄氏度之间，并将衬底11放置于反应腔内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800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上外延生长量子阱有源层14。
具体的，S30还包括：
首先，将生长温度降低至700摄氏度至1150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势阱层141和至少两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间。
具体地，量子阱有源层14的外延生长过程具体如下：
S301，将生长温度降低至700摄氏度至1150摄氏度之间，在电子注入层13上外延生长势垒层142；
S302，将生长温度降低至500摄氏度至1000摄氏度之间，在势垒层142上外延生长第一半导体覆盖层；
S303，将生长温度升温至700摄氏度至1150摄氏度之间，升温时间不超过5min；
S304，在第一半导体覆盖层上外延生长势阱层141；
S305，将生长温度降低至500摄氏度至1000摄氏度之间，在势阱层141上外延生长第二半导体覆盖层；
S306，将生长温度降低至700摄氏度至1150摄氏度之间，在第二半导体覆盖层上外延生长势垒层142；
S307，重复步骤S301至步骤S306，重复次数为2～50次，最终获得量子阱有源层14。
具体地，步骤S301以及步骤S303中，升温时间不超过5min是为了避免高温环境下AlGaN材料中的Ga组分分解。
具体地，量子阱有源层14具有多个周期结构(周期数为2～50)，每个周期结构包括交替设置的一个势阱层141和两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间，每个势阱层141与其相邻的一个势垒层142之间设置有第一半导体覆盖层，每个势阱层141与其相邻的另一个势垒层142之间设置有第二半导体覆盖层。
具体地，势阱层141的材料为Alx1Gay1N，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；势阱层141的厚度范围为1nm～3nm。势垒层142的材料为Alx2Gay2N，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；势垒层142的厚度范围为2nm～20nm。第一半导体覆盖层以及第二半导体覆盖层的材料均为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
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50％至100％之间，电子阻挡层15厚度范围在0.1nm至200nm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50nm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摄氏度至900摄氏度之间，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在相同驱动电压(V)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)。
实施例1：
本发明实施例1提供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的质量百分含量为50％，厚度为2500nm；
量子阱有源层14中，具有20个周期结构，每个周期结构包括交替设置的一个势阱层141和两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间，每个势阱层141与的一个势垒层142之间设置有第一半导体覆盖层，每个势阱层141与其相邻的另一个势垒层142之间设置有第二半导体覆盖层，第一半导体覆盖层靠近电子注入层13设置，第二半导体覆盖层远离电子注入层13设置；
其中，势阱层141的材料为AlGaN，Al组分含量为30％，势阱层141的厚度为2nm；势垒层142的材料为AlGaN，Al组分含量为80％，势垒层142的厚度为10nm；第一半导体覆盖层的材料为AlGaN，Al组分含量为40％，第一半导体覆盖层的厚度为0.5nm；第二半导体覆盖层的材料为AlGaN，Al组分含量为60％，第二半导体覆盖层的厚度为0.2nm；
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包括常规势垒层以及常规势阱层，常规势垒层的材料为氮化铝镓，Al组分的质量百分含量为80％，常规势垒层的厚度为10nm；常规势阱层的材料为氮化铝镓，Al组分含量为30％，常规势阱层的厚度为2nm；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。
进一步地，将本发明实施例1制备的深紫外发光二极管100与对比例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在相同驱动电压(V)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)，如下表1所示：
样品 电压 光输出功率
实施例1 5.9V 31.5mW
对比例 5.9V 27.2mW
表1
其中，通过对比可知，当驱动电压为5.9V时，对比例提供的深紫外发光二极管100的光输出功率为27.2mW，而实施例1提供的深紫外发光二极管100的光输出功率为31.5mW，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15.8％。这是由于半导体覆盖层143可以防止高温下势阱层141中的Ga组分分解，使势阱层141的生长速率可以降低，同时使势阱层141的Al组分可控，使势阱层141及势垒层142间的界面陡峭；另外半导体覆盖层143的存在，也可以防止势垒层142中的N型掺杂剂向势阱层141中扩散，降低非辐射复合几率，进而实现了深紫外发光二极管100的光输出效率的提升。
综上，区别于现有技术的情况，本发明提供了一种深紫外发光二极管100及其制备方法，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势阱层141和至少两个势垒层142，每个势阱层141插入在两个相邻的势垒层142之间，势阱层141以及势垒层142均包括AlGaN材料，其中，每个势阱层141与其相邻的势垒层142之间设置有半导体覆盖层143，半导体覆盖层143的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层143的材料为AlGaN。本发明通过在每个势阱层141与其相邻的势垒层142之间设置半导体覆盖层143，且半导体覆盖层143的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，半导体覆盖层143的材料为AlGaN，半导体覆盖层143可以防止高温下势阱层141中的Ga组分分解，使势阱层141的生长速率可以降低，同时使势阱层141的Al组分可控，使势阱层141及势垒层142间的界面陡峭；另外半导体覆盖层141的存在，也可以防止势垒层142中的N型掺杂剂向势阱层141中扩散，降低非辐射复合几率，进而实现了深紫外发光二极管100的光输出效率的提升。
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势阱层和至少两个势垒层，每个所述势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间，所述势阱层以及所述势垒层均包括AlGaN材料；
其中，每个所述势阱层与其相邻的所述势垒层之间设置有半导体覆盖层，所述半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，所述半导体覆盖层的材料为AlGaN。
2.根据权利要求1所述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2且小于等于50，所述周期数为正整数。
3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势阱层的材料为Alx1Gay1N，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；所述势阱层的厚度范围为1nm～3nm。
4.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层的材料为Alx2Gay2N，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；所述势垒层的厚度范围为2nm～20nm。
5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；所述半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
6.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述半导体覆盖层以及所述势阱层均为非故意掺杂层，所述势垒层为N型掺杂层。
7.根据权利要求6所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层中N型掺杂剂的掺杂浓度范围为1E17cm-3～1E20cm-3。
8.一种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势阱层和至少两个势垒层，每个所述势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间，所述势阱层以及所述势垒层均包括AlGaN材料；每个所述势阱层与其相邻的所述势垒层之间设置有半导体覆盖层，所述半导体覆盖层的生长温度小于AlGaN材料的分解温度，所述半导体覆盖层的材料为AlGaN。
9.根据权利要求8所述的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；所述半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
10.根据权利要求8所述的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述势阱层的生长温度大于AlGaN材料的分解温度，所述势阱层的生长速率不超过0.5nm/s。
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