CN104576853A - 一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其外延结构，从下向上的顺序依次包括：蓝宝石衬底、低温GaN成核层、高温GaN缓冲层、高温u型GaN层、复合n型GaN层、复合电流扩展层、多量子阱发光层、p型AlGaN电子阻挡层、高温p型GaN层、p型GaN接触层，所述复合n型GaN层生长结束后，生长复合电流扩展层；复合电流扩展层由15-20组u-GaN/n-GaN超晶格和5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格组成；发明可以显著改善扁长型芯片的电流扩展，降低芯片局部结温，提高芯片发光亮度分布的均匀性，其整个芯片发光较均匀，没有亮度聚集现象。
Description
技术领域
本发明涉及GaN基LED制备技术领域，具体为一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法。
背景技术
半导体发光二极管(light-emission diodes,LEDS)因其具有体积小、能耗低、寿命长、环保耐用等优点，已在背光源应用领域，表现了无可替代的优势。随着手机和液晶显示等背光应用产品的不断升级，对背光用LED芯片要求也越来越高。现在背光用芯片逐渐向扁长形方向发展，但根据经验一旦芯片的长宽比超过4以后，因电极设计在芯片长边的两端，便会出现电流扩展不均匀现象，导致芯片局部结温过高，最终导致芯片电压升高、发光亮度分布不均的问题；并且这种现象还会导致芯片的提前老化，影响芯片的稳定性和使用寿命。
为了解决LED芯片在长宽比较大情况下的电流扩展差问题，必须在nGaN层和量子阱发光层之间做好电子载流子的平面扩展；所谓电流扩展是指电流在整个芯片分布较均匀；为了达到这个目的，就需要电子载流子在芯片内部横向电阻尽量小，但纵向电阻尽量大。一般可以通过增加GaN层中Si掺杂量来降低电阻，通过减少Si掺杂量来提高电阻，但是这种做法常会导致芯片漏电增加、电压升高等不良电性损失。本发明给出了较好解决以上问题的方案。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，插入设计的复合电流扩展层，以提高扁长型背光用芯片的电流扩展，降低芯片局部结温，提高芯片发光亮度分布的均匀性。以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其外延结构，从下向上的顺序依次包括：蓝宝石衬底、低温GaN成核层、高温GaN缓冲层、高温u型GaN层、复合n型GaN层、复合电流扩展层、多量子阱发光层、p型AlGaN电子阻挡层、高温p型GaN层、p型GaN接触层，其方法包括以下具体步骤：
步骤一，将蓝宝石衬底在氢气气氛里进行退火，清洁所述蓝宝石衬底表面，温度控制在1040-1080℃之间，然后进行氮化处理5-10min；
步骤二，将温度下降到500-550℃之间，生长20-40nm厚的低温GaN成核层，生长压力控制在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在60-120之间，TMGa作为Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层生长结束后，停止通入TMGa，原位退火处理；
步骤四，所述高温GaN缓冲层生长结束后，生长一层非掺杂的高温u型GaN层，生长厚度在2-2.5um之间，生长过程温度控制在1080-1100℃之间，生长压力在200-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，利用TMGa作为Ga源；
步骤五，所述高温u型GaN层4生长结束后，先生长一层复合n型GaN层；
步骤六，所述复合n型GaN层生长结束后，生长复合电流扩展层；复合电流扩展层由15-20组u-GaN/n-GaN超晶格和5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格组成；其中15-20组u-GaN/n-GaN超晶格中，生长温度在1060-1090℃之间，压力在200-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，其中u-GaN层厚度6-9nm，n-GaN层厚度9-12nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在6×1019-9×1019cm-3之间；其中5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格中，温度在1020-1050℃之间，生长压力在100-150Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，其中n-GaN层厚度3-5nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间，n-AlGaN层厚度3-5nm，其中Al掺杂浓度在20％-30％之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间；
步骤七，所述复合电流扩展层结束后，生长多量子阱发光层；
步骤八，所述多量子阱发光层结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层；
步骤九，所述p型AlGaN电子阻挡层结束后，生长高温p型GaN层；
步骤十，所述高温p型GaN层生长结束后，生长厚度5-10nm之间的p型GaN接触层，
以上外延层生长结束后，将反应室压力降到100Torr，温度降至750℃，采用纯氮气氛围进行退火处理5-8min，然后降至室温，结束生长。
所述步骤三中退火温度1020-1050℃之间，退火时间在5-10min之间；退火之后，将温度调节至980-1050℃之间，外延生长厚度为600-800nm间的高温GaN缓冲层，生长压力在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200-300之间，TMGa作为Ga源。
所述步骤五中复合n型GaN层包括从下向上包括n-GaN1/n-AlGaN/n-GaN2三层，其中n-GaN1和n-GaN2层部分生长条件相同，生长温度在1060-1090℃之间，压力在180-230Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间；n-GaN1和n-GaN2层厚度分别为1-1.5um和2.5-3.5um，Si掺杂浓度在分别为5×1018-1×1019cm-3和2×1019-5×1019cm-3间；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在1000-1030℃之间，生长压力在100-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，厚度在100-150nm之间，n-AlxGa1-xN层中X在0.2-0.3之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在1016-1017cm-3之间，利用TMGa提供Ga源。
所述步骤七中多量子阱发光层由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在8-12nm之间，InGaN/GaN阱垒层厚度比1:2-1:3之间；多量子阱层的部分生长条件相同，如：生长压力均在200-300Torr之间，Ga源均由TEGa提供；InGaN量子阱层，生长温度在770-800℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2000-2500之间；另GaN量子垒层，生长温度在880-920℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000-3500之间。
所述步骤八中p型AlGaN电子阻挡层生长温度控制在910-950℃之间，生长压力在100-150Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80-130之间，厚度在30-60nm之间，p-AlzGa1-zN层中z在0.2-0.3之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间,利用TMGa提供Ga源。
所述步骤九中高温p型GaN层生长温度控制在950-1000℃之间，压力在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200-300之间，p-GaN层生长厚度控制在40-60nm之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1017-1018cm-3之间,利用TMGa提供Ga源。
所述步骤十中p型GaN接触层，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间，利用TMIn源提供In掺杂，In/Ga比控制在0.1-0.3之间，控制生长温度在750-800℃之间，压力在150-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1000-1500之间。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体加工制程后，加工成10mil×45mil尺寸的LED芯片。
所述外延层生长方法以高纯氢气或氮气作为载气，以三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)和氨气(NH3)分别作为Ga、Al、In和N源，n型掺杂剂为硅烷(SiH4)，p型掺杂剂为二茂镁(Cp2Mg)。
与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明可以显著改善扁长型芯片的电流扩展，降低了芯片局部结温，提高了芯片发光亮度分布的均匀性，克服亮度聚集现象。
附图说明
图1为本发明的外延结构示意图。
图2为常规外延工艺制作的10mil×45mil尺寸芯片发光分布图。
图3为本发明外延工艺制作的10mil×45mil尺寸芯片发光分布图。
图中：1-蓝宝石衬底、2-低温GaN成核层、3-高温GaN缓冲层、4-高温u型GaN层、5-复合n型GaN层、6-复合电流扩展层、7-多量子阱发光层、8-p型AlGaN电子阻挡层、9-高温p型GaN层、10-p型GaN接触层。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，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、完整地描述，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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其外延结构，从下向上的顺序依次包括：蓝宝石衬底1、低温GaN成核层2、高温GaN缓冲层3、高温u型GaN层4、复合n型GaN层5、复合电流扩展层6、多量子阱发光层7、p型AlGaN电子阻挡层8、高温p型GaN层9、p型GaN接触层10。
实施例1
一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其方法包括以下具体步骤：
步骤一，将蓝宝石衬底1在氢气气氛里进行退火，清洁所述蓝宝石衬底1表面，温度控制在1040℃，然后进行氮化处理5min；
步骤二，将温度下降到500℃，生长20nm厚的低温GaN成核层2，生长压力控制在450Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在60，TMGa作为Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层2生长结束后，停止通入TMGa，原位退火处理，退火温度1020℃，退火时间在5min；退火之后，将温度调节至980℃，外延生长厚度为600nm的高温GaN缓冲层3，生长压力在450Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，TMGa作为Ga源；
步骤四，所述高温GaN缓冲层3生长结束后，生长一层非掺杂的高温u型GaN层4，生长厚度在2um，生长过程温度控制在1080℃之间，生长压力在200Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100，利用TMGa作为Ga源；
步骤五，所述高温u型GaN层4生长结束后，先生长一层复合n型GaN层5；复合n型GaN层5包括从下向上包括n-GaN1/n-AlGaN/n-GaN2三层，其中n-GaN1和n-GaN2层部分生长条件相同，生长温度在106℃，压力在180Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100；n-GaN1和n-GaN2层厚度分别为1um和2.5um，Si掺杂浓度在分别为5×1018-1×1019cm-3和2×1019-5×1019cm-3间；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在1000℃，生长压力在100Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10，厚度在100nm，n-AlxGa1-xN层中X在0.2-0.3之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在1016-1017cm-3之间，利用TMGa提供Ga源；
步骤六，所述复合n型GaN层5生长结束后，生长复合电流扩展层6；此层为本发明的核心层；复合电流扩展层6由15-20组u-GaN/n-GaN超晶格和5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格组成；其中15-20组u-GaN/n-GaN超晶格中，部分生长条件相同，如：生长温度在1060℃，压力在200Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100，其中u-GaN层厚度6nm，n-GaN层厚度9nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在6×1019-9×1019cm-3之间；其中5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格中，部分生长条件相同，如：温度在1020℃，生长压力在100Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10，其中n-GaN层厚度3nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间，n-AlGaN层厚度3nm，其中Al掺杂浓度在20％-30％之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间；
步骤七，所述复合电流扩展层6结束后，生长多量子阱发光层7，多量子阱发光层7由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在8-12nm之间，InGaN/GaN阱垒层厚度比1:2-1:3之间；多量子阱层的部分生长条件相同，如：生长压力均在200Torr，Ga源均由TEGa提供；InGaN量子阱层，生长温度在770℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2000；另GaN量子垒层，生长温度在880℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000；
步骤八，所述多量子阱发光层7结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层8，其生长温度控制在910℃，生长压力在100Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80，厚度在30nm，p-AlzGa1-zN层中z在0.2-0.3之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间,利用TMGa提供Ga源；
步骤九，所述p型AlGaN电子阻挡层8结束后，生长高温p型GaN层9，其生长温度控制在950℃，压力在450Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，p-GaN层生长厚度控制在40nm之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1017-1018cm-3之间,利用TMGa提供Ga源；
步骤十，所述高温p型GaN层9生长结束后，生长厚度5nm之间的p型GaN接触层10，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间，利用TMIn源提供In掺杂，In/Ga比控制在0.1-0.3之间，控制生长温度在750℃，压力在150Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1000；
以上外延层生长结束后，将反应室压力降到100Torr，温度降至750℃，采用纯氮气氛围进行退火处理5min，然后降至室温，结束生长。即得到如图1所示的具有电流扩展的外延结构。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体加工制程后，加工成10mil×45mil尺寸的LED芯片。
本实施例以高纯氢气作为载气，以三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)和氨气(NH3)分别作为Ga、Al、In和N源，n型掺杂剂为硅烷(SiH4)，p型掺杂剂为二茂镁(Cp2Mg)。
实施例2
一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其方法包括以下具体步骤：
步骤一，将蓝宝石衬底1在氢气气氛里进行退火，清洁所述蓝宝石衬底1表面，温度控制在1080℃，然后进行氮化处理10min；
步骤二，将温度下降到550℃，生长40nm厚的低温GaN成核层2，生长压力控制在550Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在120，TMGa作为Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层2生长结束后，停止通入TMGa，原位退火处理，退火温度1050℃，退火时间在10min；退火之后，将温度调节至1050℃，外延生长厚度为800nm的高温GaN缓冲层3，生长压力在550Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300，TMGa作为Ga源；
步骤四，所述高温GaN缓冲层3生长结束后，生长一层非掺杂的高温u型GaN层4，生长厚度在2.5um，生长过程温度控制在1100℃，生长压力在250Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，利用TMGa作为Ga源；
步骤五，所述高温u型GaN层4生长结束后，先生长一层复合n型GaN层5；复合n型GaN层5包括从下向上包括n-GaN1/n-AlGaN/n-GaN2三层，其中n-GaN1和n-GaN2层部分生长条件相同，生长温度在1090℃，压力在230Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200；n-GaN1和n-GaN2层厚度分别为1.5um和3.5um，Si掺杂浓度在分别为5×1018-1×1019cm-3和2×1019-5×1019cm-3间；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在1030℃，生长压力在130Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在40，厚度在150nm，n-AlxGa1-xN层中X在0.2-0.3之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在1016-1017cm-3之间，利用TMGa提供Ga源；
步骤六，所述复合n型GaN层5生长结束后，生长复合电流扩展层6；此层为本发明的核心层；复合电流扩展层6由15-20组u-GaN/n-GaN超晶格和5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格组成；其中15-20组u-GaN/n-GaN超晶格中，部分生长条件相同，如：生长温度在1090℃，压力在250Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，其中u-GaN层厚度9nm，n-GaN层厚度12nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在6×1019-9×1019cm-3之间；其中5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格中，部分生长条件相同，如：温度在1050℃，生长压力在150Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在40，其中n-GaN层厚度5nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间，n-AlGaN层厚度5nm，其中Al掺杂浓度在20％-30％之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间；
步骤七，所述复合电流扩展层6结束后，生长多量子阱发光层7，多量子阱发光层7由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在12nm，InGaN/GaN阱垒层厚度比1:2-1:3之间；多量子阱层的部分生长条件相同，如：生长压力均在300Torr，Ga源均由TEGa提供；InGaN量子阱层，生长温度在800℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2500；另GaN量子垒层，生长温度在920℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3500；
步骤八，所述多量子阱发光层7结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层8，其生长温度控制在950℃，生长压力在150Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在130，厚度在60nm，p-AlzGa1-zN层中z在0.2-0.3之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间,利用TMGa提供Ga源；
步骤九，所述p型AlGaN电子阻挡层8结束后，生长高温p型GaN层9，其生长温度控制在1000℃，压力在550Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300，p-GaN层生长厚度控制在60nm，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1017-1018cm-3之间,利用TMGa提供Ga源；
步骤十，所述高温p型GaN层9生长结束后，生长厚度10nm的p型GaN接触层10，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间，利用TMIn源提供In掺杂，In/Ga比控制在0.1-0.3之间，控制生长温度在800℃，压力在250Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1500；
以上外延层生长结束后，将反应室压力降到100Torr，温度降至750℃，采用纯氮气氛围进行退火处理8min，然后降至室温，结束生长。即得到如图1所示的LED电流扩展的外延结构。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体加工制程后，加工成10mil×45mil尺寸的LED芯片。
本实施例以高纯氮气作为载气，以三乙基镓(TEGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)和氨气(NH3)分别作为Ga、Al、In和N源，n型掺杂剂为硅烷(SiH4)，p型掺杂剂为二茂镁(Cp2Mg)。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其外延结构，从下向上的顺序依次包括：蓝宝石衬底、低温GaN成核层、高温GaN缓冲层、高温u型GaN层、复合n型GaN层、复合电流扩展层、多量子阱发光层、p型AlGaN电子阻挡层、高温p型GaN层、p型GaN接触层，其特征在于：其方法包括以下具体步骤：
步骤一，将蓝宝石衬底在氢气气氛里进行退火，清洁所述蓝宝石衬底表面，温度控制在1040-1080℃之间，然后进行氮化处理5-10min；
步骤二，将温度下降到500-550℃之间，生长20-40nm厚的低温GaN成核层，生长压力控制在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在60-120之间，TMGa作为Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层生长结束后，停止通入TMGa，原位退火处理；
步骤四，所述高温GaN缓冲层生长结束后，生长一层非掺杂的高温u型GaN层，生长厚度在2-2.5um之间，生长过程温度控制在1080-1100℃之间，生长压力在200-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，利用TMGa作为Ga源；
步骤五，所述高温u型GaN层4生长结束后，先生长一层复合n型GaN层；
步骤六，所述复合n型GaN层生长结束后，生长复合电流扩展层；复合电流扩展层由15-20组u-GaN/n-GaN超晶格和5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格组成；其中15-20组u-GaN/n-GaN超晶格中，生长温度在1060-1090℃之间，压力在200-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，其中u-GaN层厚度6-9nm，n-GaN层厚度9-12nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在6×1019-9×1019cm-3之间；其中5-10组n-GaN/n-AlGaN超晶格中，温度在1020-1050℃之间，生长压力在100-150Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，其中n-GaN层厚度3-5nm，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间，n-AlGaN层厚度3-5nm，其中Al掺杂浓度在20％-30％之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度1016-1017cm-3之间；
步骤七，所述复合电流扩展层结束后，生长多量子阱发光层；
步骤八，所述多量子阱发光层结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层；
步骤九，所述p型AlGaN电子阻挡层结束后，生长高温p型GaN层；
步骤十，所述高温p型GaN层生长结束后，生长厚度5-10nm之间的p型GaN接触层，
以上外延层生长结束后，将反应室压力降到100Torr，温度降至750℃，采用纯氮气氛围进行退火处理5-8min，然后降至室温，结束生长。
2.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤三中退火温度1020-1050℃之间，退火时间在5-10min之间；退火之后，将温度调节至980-1050℃之间，外延生长厚度为600-800nm间的高温GaN缓冲层，生长压力在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200-300之间，TMGa作为Ga源。
3.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤五中复合n型GaN层包括从下向上包括n-GaN1/n-AlGaN/n-GaN2三层，其中n-GaN1和n-GaN2层部分生长条件相同，生长温度在1060-1090℃之间，压力在180-230Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间；n-GaN1和n-GaN2层厚度分别为1-1.5um和2.5-3.5um，Si掺杂浓度在分别为5×1018-1×1019cm-3和2×1019-5×1019cm-3间；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在1000-1030℃之间，生长压力在100-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，厚度在100-150nm之间，n-AlxGa1-xN层中X在0.2-0.3之间，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在1016-1017cm-3之间，利用TMGa提供Ga源。
4.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤七中多量子阱发光层由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在8-12nm之间，InGaN/GaN阱垒层厚度比1:2-1:3之间；多量子阱层的部分生长条件相同，如：生长压力均在200-300Torr之间，Ga源均由TEGa提供；InGaN量子阱层，生长温度在770-800℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2000-2500之间；另GaN量子垒层，生长温度在880-920℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000-3500之间。
5.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤八中p型AlGaN电子阻挡层生长温度控制在910-950℃之间，生长压力在100-150Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80-130之间，厚度在30-60nm之间，p-AlzGa1-zN层中z在0.2-0.3之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间,利用TMGa提供Ga源。
6.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤九中高温p型GaN层生长温度控制在950-1000℃之间，压力在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200-300之间，p-GaN层生长厚度控制在40-60nm之间，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1017-1018cm-3之间，利用TMGa提供Ga源。
7.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述步骤十中p型GaN接触层，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1015-1016cm-3之间，利用TMIn源提供In掺杂，In/Ga比控制在0.1-0.3之间，控制生长温度在750-800℃之间，压力在150-250Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1000-1500之间。
8.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述外延层生长方法以高纯氢气或氮气作为载气。
9.根据权利要求1所述的一种改善GaN基LED芯片电流扩展的外延方法，其特征在于：所述外延层生长方法以三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)和氨气(NH3)分别作为Ga、Al、In和N源，n型掺杂剂为硅烷(SiH4)，p型掺杂剂为二茂镁(Cp2Mg)。
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