CN104617201B - 一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其生长方法包括以下具体步骤：复合n型GaN层生长结束后，生长多周期量子阱发光层，多周期量子阱发光层，由7‑10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在6‑10nm之间，且InyGa1‑yN(y＝0.2‑0.3)阱层和GaN垒层的厚度在1:1‑1:1.5之间，此层采取非故意掺杂方式生长；本发明的可以有效提高芯片在高电流密度下的发光效率，其中在正常工作电流60mA条件下，本发明结构的芯片亮度较常规结构的芯片亮度提高20％以上。
Description
技术领域
本发明涉及GaN基LED制备技术领域，具体为一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法。
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，蓝光GaN基LED芯片在白光照明领域发展迅速，有逐渐取代传统照明的趋势。随着LED制造领域的进步，GaN基LED芯片的电流密度逐渐增加，其发光效率已经有了显著的提升，但是抑制GaN基LED芯片发光效率进一步提升的效率衰减(efficency doop)问题也到了人们不得不面对的时候。
为了追求成本降低，人们不断减小芯片尺寸，同时会提高电流密度，来提升发光亮度；但是受到GaN材料自身因素和LED外延结构的限制，在电流密度增加时，LED芯片的内量子效率提升幅度越来越小，当电流密度增加到一定程度后，LED芯片的内量子效率不增加反而会衰减，这就是众所周知的LED效率衰减问题(efficency doop)。导致效率衰减的原因有很多，学术上主要有三种观点为大家所认同：第一种认为电流密度提高易发生电流溢出，即漏电流，导致内量子效率衰减；第二种认为因俄歇复合导致内量子效率衰减；第三种认为是由于空穴载流子注入不足导致内量子效率衰减。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，通过生长高结晶质量的宽阱薄垒的量子阱外延结构，提高空穴载流子在量子阱层的扩散效率和浓度，并降低漏电流，抑制高电流密度下内量子效率的衰减，提高LED量子阱在高电流密度下的内量子发光效率，从而提高GaN基LED芯片的发光效率,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：一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其LED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-GaN层、高温复合n型GaN层、多周期量子阱发光层、p型AlGaN电子阻挡层、高温p型GaN层、p型GaN接触层，其生长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，清洁所述衬底表面，温度控制在1050-1100℃之间，然后进行氮化处理5-8min，石墨盘转速稳定在1000转/分钟；
步骤二，将温度下降到500-550℃之间，生长20-30nm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，石墨盘转速稳定在600转/分钟，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，进行原位退火处理；
步骤四，所述高温GaN缓冲层生长结束后，生长一层高温u-GaN层；
步骤五，所述高温u-GaN层生长结束后，先生长一层高温复合n型GaN层；
步骤六，所述高温复合n型GaN层生长结束后，生长多周期量子阱发光层，多周期量子阱发光层，由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在6-10nm之间，且InyGa1-yN(y＝0.2-0.3)阱层和GaN垒层的厚度在1:1-1:1.5之间；量子阱和量子垒层的部分生长条件相同，如生长压力均在320-370Torr之间，Ga源均由TEGa提供，石墨盘转速均在550-650转/分钟之间；另InGaN量子阱层，生长温度在770-820℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2000-2500之间；另GaN量子垒层，生长温度在900-950℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000-3500之间，此层采取非故意掺杂方式生长；
步骤七，所述多周期量子阱发光层结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层；
步骤八，所述p型AlGaN电子阻挡层结束后，生长高温p型GaN层；
步骤九，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，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1014-1015cm-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；
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5-10min，然后降至室温，结束生长。
所述步骤三中退火温度升高至1030-1050℃之间，退火时间在5-8min之间；退火之后，将温度调节至960-1030℃之间，外延生长厚度为500-800nm间的高温GaN缓冲层3，生长压力在450-550Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200-300之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，TMGa作为Ga源。
所述步骤四中高温u-GaN层生长厚度在2-2.5um之间，生长过程温度控制在1060-1100℃之间，生长压力在180-230Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，利用TMGa作为Ga源。
所述步骤五中高温复合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，厚度分别为1-1.5um和2-3um，Si掺杂浓度在1018-1019cm-3之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在980-1030℃之间，生长压力在80-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，厚度在150-200nm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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
所述步骤七中p型AlGaN电子阻挡层生长温度控制在900-950℃之间，生长压力在80-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80-130之间，厚度在20-30nm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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
所述步骤八中高温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,石墨盘转速稳定在600转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体制作流程后，加工成8mil*15mil尺寸的LED芯片。
本发明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：本发明的可以有效提高芯片在高电流密度下的发光效率。在同一MOCVD机台，采用相同规格蓝宝石衬底，使用常规窄阱宽垒外延结构(周期厚度13-15nm，阱垒为厚度比为1:3-1:4)和本发明宽阱窄垒外延结构(周期厚度6-10nm，阱垒为厚度比为1:1-1:1.5)工艺分别生长外延片。生长完成后分别挑选波长相近的两片，采用相同的芯片制造工艺，同批进行流水，制作成8mil×15mil尺寸芯片。芯片制作完成后，在测试电流从10-150mA条件下，进行发光亮度测试，测试结果如附图2所示，其中在正常工作电流60mA条件下，本发明结构的芯片亮度较常规结构的芯片亮度提高20％以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明与常规窄阱宽磊结构外延片发光亮度对比图。
图中:1-蓝宝石衬底、2-低温Ga成核层、3-高温GaN缓冲层、4-高温u-GaN层、5-高温复合n型GaN层、6-多周期量子阱发光层、7-p型AlGaN电子阻挡层、8-高温p型GaN层、9-p型GaN接触层
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。
如附图1所示的一种适合高电流密度的GaN基LED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-GaN层4、高温复合n型GaN层5、多周期量子阱发光层6、p型AlGaN电子阻挡层7、高温p型GaN层8、p型GaN接触层9。
实施例1
一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，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，清洁所述衬底1表面，温度控制在1050℃，然后进行氮化处理5min，石墨盘转速稳定在1000转/分钟；
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，石墨盘转速稳定在600转/分钟，TMGa提供Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层2生长结束后，停止通入TMGa，进行原位退火处理，退火温度升高至1030℃，退火时间在5min；退火之后，将温度调节至960℃之间，外延生长厚度为500nm的高温GaN缓冲层3，生长压力在450Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，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u-GaN层4，生长厚度在2um，生长过程温度控制在1060℃，生长压力在180Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤五，所述高温非掺杂GaN层4生长结束后，先生长一层高温复合n-GaN层5；高温复合n-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层生长条件相同，生长温度在1060℃，压力在180Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100，厚度分别为1um和2um，Si掺杂浓度在1018cm-3，石墨盘转速稳定在1200转/分钟；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在980℃，生长压力在80Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10，厚度在150nm，n-AlxGa1-xN层中X为0.2，进行Si掺杂，Si掺杂浓度在1016cm-3，石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤六，所述复合n型GaN层5生长结束后，生长多周期量子阱发光层6，此层为本发明的核心层，多周期量子阱发光层6，由7个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在6nm，且InyGa1-yN(y＝0.2-0.3)阱层和GaN垒层的厚度在1:1-1:1.5之间；量子阱和量子垒层的部分生长条件相同，如生长压力均在320Torr，Ga源均由TEGa提供，石墨盘转速均在550转/分钟；另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900℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000，此层采取非故意掺杂方式生长；
步骤七，所述多周期量子阱发光层6结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层7，其生长温度控制在900℃，生长压力在80Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80，厚度在20nm，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1015cm-3,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤八，所述p型AlGaN电子阻挡层7结束后，生长高温p型GaN层8，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，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1017cm-3,石墨盘转速稳定在600转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤九，所述高温p型GaN层8生长结束后，生长厚度5nm的p型GaN接触层9，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1014cm-3，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。即得到如附图1所示的LED宽阱窄垒外延结构。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体制作流程后，加工成8mil*15mil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
一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，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，清洁所述衬底1表面，温度控制在1100℃，然后进行氮化处理8min，石墨盘转速稳定在1000转/分钟；
步骤二，将温度下降到550℃，生长20-30nm厚的低温GaN成核层2，生长压力控制在550Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在120，石墨盘转速稳定在600转/分钟，TMGa提供Ga源；
步骤三，所述低温GaN成核层2生长结束后，停止通入TMGa，进行原位退火处理，退火温度升高至1050℃，退火时间在8min；退火之后，将温度调节至1030℃，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，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，TMGa提供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u-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230Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，利用TMGa作为Ga源；
步骤五，所述高温非掺杂GaN层4生长结束后，先生长一层高温复合n-GaN层5；高温复合n-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层生长条件相同，生长温度在1090℃，压力在230Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在200，厚度分别为1-1.5um和2-3um，Si掺杂浓度在1018-1019cm-3之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟；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200nm，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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤六，所述复合n型GaN层5生长结束后，生长多周期量子阱发光层6，此层为本发明的核心层，多周期量子阱发光层6，由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在6-10nm之间，且InyGa1-yN(y＝0.2-0.3)阱层和GaN垒层的厚度在1:1-1:1.5之间；量子阱和量子垒层的部分生长条件相同，如生长压力均在370Torr，Ga源均由TEGa提供，石墨盘转速均在650转/分钟之间；另InGaN量子阱层，生长温度在820℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2500；另GaN量子垒层，生长温度在950℃，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3500，此层采取非故意掺杂方式生长；
步骤七，所述多周期量子阱发光层6结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层7，其生长温度控制在950℃，生长压力在130Torr，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在130，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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤八，所述p型AlGaN电子阻挡层7结束后，生长高温p型GaN层8，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,石墨盘转速稳定在600转/分钟，利用TMGa提供Ga源；
步骤九，所述高温p型GaN层8生长结束后，生长厚度10nm的p型GaN接触层9，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1014-1015cm-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5-10min，然后降至室温，结束生长。即得到如附图1所示的LED宽阱窄垒外延结构。
所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀等后续半导体制作流程后，加工成8mil*15mil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 (8)
1.一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其LED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-GaN层、高温复合n型GaN层、多周期量子阱发光层、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：
其生长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，清洁所述衬底表面，温度控制在1050-1100℃之间，然后进行氮化处理5-8min，石墨盘转速稳定在1000转/分钟；
步骤二，将温度下降到500-550℃之间，生长20-30nm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，石墨盘转速稳定在600转/分钟，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，进行原位退火处理；
步骤四，所述高温GaN缓冲层生长结束后，生长一层高温u-GaN层；
步骤五，所述高温u-GaN层生长结束后，先生长一层高温复合n型GaN层；
步骤六，所述高温复合n型GaN层生长结束后，生长多周期量子阱发光层，多周期量子阱发光层，由7-10个周期的InGaN/GaN阱垒结构组成，单个量子阱的周期在6-10nm之间，且InyGa1-yN(y＝0.2-0.3)阱层和GaN垒层的厚度在1:1-1:1.5之间；量子阱和量子垒层的部分生长条件相同，如生长压力均在320-370Torr之间，Ga源均由TEGa提供，石墨盘转速均在550-650转/分钟之间；另InGaN量子阱层，生长温度在770-820℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在2000-2500之间；另GaN量子垒层，生长温度在900-950℃之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在3000-3500之间，此层采取非故意掺杂方式生长；
步骤七，所述多周期量子阱发光层结束后，生长p型AlGaN电子阻挡层；
步骤八，所述p型AlGaN电子阻挡层结束后，生长高温p型GaN层；
步骤九，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，使用TEGa提供Ga源，利用Cp2Mg提供Mg源，Mg掺杂浓度在1014-1015cm-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；
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5-10min，然后降至室温，结束生长；
所述步骤三中退火温度升高至1030-1050℃之间，退火时间在5-8min之间；退火之后，将温度调节至960-1030℃之间，外延生长厚度为500-800nm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，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，TMGa作为Ga源。
2.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：所述步骤四中高温u-GaN层生长厚度在2-2.5um之间，生长过程温度控制在1060-1100℃之间，生长压力在180-230Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在100-200之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟，利用TMGa作为Ga源。
3.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：所述步骤五中高温复合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，厚度分别为1-1.5um和2-3um，Si掺杂浓度在1018-1019cm-3之间，石墨盘转速稳定在1200转/分钟；其中n-AlGaN生长过程，温度控制在980-1030℃之间，生长压力在80-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在10-40之间，厚度在150-200nm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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
4.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：所述步骤七中p型AlGaN电子阻挡层生长温度控制在900-950℃之间，生长压力在80-130Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在80-130之间，厚度在20-30nm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,石墨盘转速稳定在1000转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
5.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：所述步骤八中高温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,石墨盘转速稳定在600转/分钟，利用TMGa提供Ga源。
6.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：所生长外延片经过清洗、沉积、光刻和刻蚀半导体制作流程后，加工成8mil*15mil尺寸的LED芯片。
7.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：其生长方法以高纯氢气或氮气作为载气。
8.根据权利要求1所述的一种适合高电流密度的GaN基LED外延结构及其生长方法，其特征在于：其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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