CN105118904B - Led外延层结构生长方法及所得外延层结构和led芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了LED外延层结构生长方法及所得外延层结构和LED芯片，其中LED外延层结构的生长方法，包括生长P型AlGaN层和设置于P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层的步骤，还包括在P型AlGaN层和第一P型GaN层之间生长遮蔽层的步骤，遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构；生长P型AlGaN层时生长温度为750～800℃，Al掺杂浓度为1.8E+20～2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度为1E+20～2E+20atom/cm3；生长P型AlGaN/InGaN超晶格结构时生长温度为850～900℃，Mg掺杂浓度为2E+20～3E+20atom/cm3。本发明提供的LED外延层结构中将P型AlGaN/InGaN超晶格结构插入P型AlGaN层和P型GaN层之间，一方面既阻挡了来自量子阱区的大量位错缺陷，防止这些位错缺陷与P型GaN层之间形成漏电通道，同时增强阻挡电子从多量子阱区外溢的能力。
Description
技术领域
本发明涉及具有超晶格结构层的LED外延层领域，特别地，涉及一种LED外延层结构生长方法及所得外延层结构和LED芯片。
背景技术
氮化镓基材料，包括InGaN、GaN和AlGaN合金，为直接带隙半导体，其带隙为从0.7～6.2eV连续可调，具有宽直接带隙、强化学键、耐高温、抗腐蚀等优良性能，是生产短波长高亮度发光器件、紫外光探测器和高温高频微电子器件的理想材料，已被广泛应用于全彩大屏幕显示器、LCD背光源、信号灯或照明等领域。如图1所示为一种现有的LED外延层结构，其结构从下至上包括依次叠置的衬底1’，GaN缓冲层2’，非掺杂uGaN缓冲层3’，n型GaN层4’，MQW(多量子阱)发光层5’，p型AlGaN层6’、第一P型GaN层7’、第二P型GaN层8’。其中MQW发光层5’中包括多个周期的超晶格结构，一个周期的超晶格结构包括第一掺In阱层51’和叠置于第一掺In阱层51’上的第二掺In阱层52'。MQW发光层5’能适度的提升LED芯片的发光效率。
目前国内GaN基LED材料生长，在传统LED外延结构基础上产生了许多新结构，都极大的提高了LED的各项品质。反向电压是反映LED芯片特性的重要参数，反向电压低的芯片在经过封装老化后更容易漏电失效，也更容易被击穿损坏，芯片的使用稳定性因此大大降低。反向电压还能表征LED芯片外延薄膜晶体的有源区缺陷程度，该缺陷易形成非辐射复合中心，从而加剧该缺陷，这些缺陷扩散至P型GaN层后，容易形成漏电通道，继而降低LED芯片的反向电压。
发明内容
本发明提供一种LED外延层结构生长方法及所得外延层结构和LED芯片，以解决现有LED外延结构中的反向电压偏低的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种LED外延层结构的生长方法，包括生长P型AlGaN层和设置于P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层的步骤，还包括在P型AlGaN层和第一P型GaN层之间生长遮蔽层的步骤，遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构；生长P型AlGaN层时生长温度为750～800℃，Al掺杂浓度为1.8E+20～2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度为1E+20～2E+20atom/cm3；生长P型AlGaN/InGaN超晶格结构时生长温度为850～900℃，Mg掺杂浓度为2E+20～3E+20atom/cm3。
进一步地，P型AlGaN层的生长温度为800℃；P型AlGaN/InGaN超晶格结构的生长温度为870℃。
进一步地，生长遮蔽层时的生长压力为200～250mbar。
进一步地，第一P型GaN层的生长条件为在1000～1050℃下，在N2气氛下保持反应压力为550～600mbar，Mg掺杂浓度1E+19～2E+19atom/cm3。
根据本发明的另一方面还提供了一种如上述的方法制备得到的LED外延层结构，包括P型AlGaN层和设置于P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层，还包括遮蔽层，遮蔽层设置于P型AlGaN层和第一P型GaN层之间，遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构。
进一步地，P型AlGaN层的厚度为20～30nm。
进一步地，P型AlGaN/InGaN超晶格结构中包括多个依次叠置的超晶格单元，超晶格单元由超晶格P型AlyGa(1-y)N层和叠置于超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层组成，超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1～2nm，超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为2～4nm，超晶格单元数为5～8个，其中x＝0.2～0.3，y＝0.1～0.2。
进一步地，第一P型GaN层的厚度为50～60nm；x＝0.25，y＝0.15。
根据本发明的另一方面还提供了一种LED芯片，包括LED外延层，LED外延层按如上述方法制备得到。
进一步地，LED芯片反向电压为45V。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的LED外延层结构中将P型AlGaN/InGaN超晶格结构插入P型AlGaN层和P型GaN层之间，一方面既阻挡了来自量子阱区的大量位错缺陷，防止这些位错缺陷与P型GaN层之间形成漏电通道，同时增强阻挡电子从多量子阱区外溢的能力，从而提高了所得LED外延层的反向电压。可见所得LED芯片的反向电压提高至45V。
本发明提供的LED外延层结构制备方法中通过调整P型AlGaN层和P型AlGaN/InGaN超晶格结构的Mg掺杂浓度和生长温度，先低后高，从而使得晶格结构能实现从多量子阱区到P型GaN层的良好过渡，减少了由于二者晶型结构上的差异，导致的漏电通道增加问题。提高了所得LED芯片的反向电压。
本发明还提供了一种具有按上述方法制备得到的具有上述结构的LED芯片，该芯片的反向电压相对现有结构的LED芯片能提高30～35％。最高可达45V。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中的LED外延层主视剖视示意图；
图2是本发明优选实施例的LED外延层主视剖视示意图；以及
图3是本发明优选实施例所得LED芯片检测反向电压结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
本文中涉及到的百分号“％”，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指溶液100m1中含有溶质若干克；液体之间的百分比，是指在20℃时容量的比例。
本发明提供的LED外延结构，包括P型AlGaN层和设置于P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层，还包括遮蔽层，遮蔽层设置于P型AlGaN层和第一P型GaN层之间，遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构。按此设置，能利用P型AlGaN层与P型AlGaN/InGaN超晶格结构的晶型结构相匹配能力，减少P型AlGaN层上存在的大量位错缺陷与第一P型GaN层之间形成的导电通道。从而提高所得LED芯片的反向电压。遮蔽层还能实现对从多量子阱区外溢出的电子产生遮蔽作用，从而提高多量子阱区内的空穴与电子的复合几率，从而提高所得芯片的发光强度。
具体参见图2，本发明提供的LED外延层结构包括依次叠置的衬底1、GaN缓冲层2、非掺杂uGaN缓冲层3、N型GaN层4、多量子阱区5、P型AlGaN层61、遮蔽层62、第一P型GaN层7和第二P型GaN层8。所用衬底1为(0001)蓝宝石(Al2O3)的衬底，也可以为其他常用衬底，如Si、SiC等。该外延层结构的一侧从该外延层结构的顶面蚀刻至N型GaN层4上。刻蚀形成的平台可根据需要安装N型电极。第二P型GaN层顶面上可以根据需要安装P型电极。从而制成LED芯片。当然遮蔽层6也可以用于其他LED外延结构中，仅需保证其插入多量子阱区5和第一P型GaN层7之间即可。
优选的，P型AlGaN层的厚度为20～30nm。设置该厚度的P型AlGaN层能提高对多量子阱区电子的阻挡作用，最大程度的减少电子的外溢。
具体的，P型AlGaN/InGaN超晶格结构中包括多个依次叠置的超晶格单元，超晶格单元由超晶格P型AlyGa(1-y)N层和叠置于超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层组成，超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1～2nm，超晶格AlyGa(1-y)N层的厚度为2～4nm，超晶格单元数为5～8个，超晶格InxGa(1-x)N层中的x＝0.2～0.3，超晶格AlyGa(1-y)N层中y＝0.1～0.2。按此设置P型AlGaN/InGaN超晶格结构一方面位于其顶面上的P型InGaN能与第一P型GaN层实现较好的匹配，最大程度的减少其中产生的漏电通道。同时按此设置超晶格单元还能防止遮蔽层过厚导致光线出射量减少的问题。
更优选的，其中x＝0.25，y＝0.15。此时，超晶格结构中所得晶型与P型AlGaN层晶格的匹配程度达到最大。从而使得反向电压达到最大。
优选的，第一P型GaN层的厚度为50～60nm；多量子阱区包括多个依次叠置的单元结构，每个第一单元包括InxGa(1-x)N层和设置于InxGa(1-x)N层上的GaN层，其中x＝0.15～0.25，GaN层的厚度为10～13nm，InxGa(1-x)N层的厚度为2.5～3nm，单元结构的个数为14～15个。按此设置能使多量子阱区最大限度的与遮蔽层中的P型AlGaN层向匹配，从而减少漏电通道的数量，从而提高芯片的反向电压。
本发明还提供了一种LED外延层结构的生长方法，包括生长P型AlGaN层和设置于P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层的步骤，还包括在P型AlGaN层和第一P型GaN层之间生长遮蔽层的步骤，遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构；生长P型AlGaN层时生长温度为750～800℃，Al掺杂浓度为1.8E+20～2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度为1E+20～2E+20atom/cm3；生长P型AlGaN/InGaN超晶格结构时生长温度为850～900℃，Mg掺杂浓度为2E+20～3E+20atom/cm3。P型AlGaN层的生长温度下，能够更好的保护多量子阱区，防止因高温导致In的析出，降低辐射复合效率；遮蔽层在相对P型AlGaN层生长温度高的条件下生长，结晶质量得以提升，缺陷和位错向P型GaN层的扩散进一步减少，弥补了低温P型AlGaN层结晶质量较差的不足。两者巧妙的结合，既可以提高反向电压，又不会损坏芯片的发光强度。
本发明提供的LED外延结构生长方法首先在相对多量子阱区生长温度为高，相对第一P型GaN层生长温度为低的条件下生长P型AlGaN层。之后再在相对P型AlGaN层生长温度为高的温度下，生长多周期的P型AlGaN-InGaN超晶格结构，这种分段生长的方式具有以下效果：1、更好的保护多量子阱区，避免了后续层设置温度迅速提升，导致多量子阱区中的In掺杂量降低的问题。进而减少了多量子阱中的电子外溢。由于按此条件生长得到了遮蔽层，还能对多量子阱区中的大量位错缺陷产生遮蔽作用，减少电子泄露至P层，增强了对电子的阻挡能力；二、按此条件进行掺杂镁，能提高晶格匹配过渡性，从而提高晶格的匹配度，提高从多量子阱区到第一P型GaN层的结晶质量，进而有效减少LED外延层结构中的漏电通道。为提高LED芯片的反向电压提供了坚实的保障。
优选的，P型AlGaN层的生长温度为800℃；P型AlGaN/InGaN超晶格结构的生长温度为870℃。此时P型AlGaN层对多量子阱层中In的外溢作用抑制达到最大，同时协同P型AlGaN/InGaN超晶格结构实现最大程度晶型缺陷遮蔽作用。从而所得芯片的亮度达到最大。
优选的，生长遮蔽层时的生长压力为200～250mbar。按此条件生长能减少遮蔽层中的晶格缺陷，提高遮蔽层与第一P型GaN层的匹配性。
优选的，第一P型GaN层的生长条件为在1000～1050℃下，在N2气氛下保持反应压力为550～600mbar，Mg掺杂浓度1E+19～2E+19atom/cm3。按此条件生长，能使得第一P型GaN层的晶型与遮蔽层较好匹配，从而最大程度的减少其中产生的漏电通道数量。
优选的，多量子阱区生长步骤包括：在反应压力300～350mbar下，分别生长多量子阱区包含的多个单元结构，其中每个单元结构中的InxGa(1-x)N层在700～750℃下通入NH3、TEGa和TMIn生长，GaN层中800-850℃下通入NH3和TEGa生长得到。按此条件生长多量子阱区，能提高所得多量子阱区与减少多量子阱区中的位错缺陷比例，从而提高其中电子与空穴的复合几率。从而增高芯片的发光亮度。
本发明另一方面还提供了一种LED芯片，包括LED外延层，LED外延层按如上述的方法制备得到。按该方法制备得到的LED芯片的反向电压可达45V。相较图1中所示结构的芯片提高30～35％。效果明显，从而显著提升了LED芯片的抗击穿能力，芯片的稳定性和寿命大大提升。
本发明可以通过Aixtron MOCVD来生长得到具有上述结构的GaN基LED外延片。采用H2和/或N2混合物作为载气，NH3作为N源，金属有机源三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，N型掺杂剂为硅烷(SiH4)，三甲基铝(TMAl)作为铝源，P型掺杂剂为二茂镁(CP2Mg)，衬底为(0001)面蓝宝石，反应压力在100mbar到800mbar之间。
实施例
本发明可以通过Aixtron MOCVD来生长得到具有上述结构的GaN基LED外延片。采用H2和/或N2混合物作为载气，NH3作为N源，金属有机源三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，N型掺杂剂为硅烷(SiH4)，三甲基铝(TMAl)作为铝源，P型掺杂剂为二茂镁(CP2Mg)，衬底为(0001)面蓝宝石，反应压力在100mbar到800mbar之间。
实施例1
1、在1000℃，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下处理蓝宝石衬底约6分钟；
2、降温至550℃，反应腔压力维持在550mbar，通入NH3、TMGa在蓝宝石衬底上生长厚度为30nm的低温缓冲层GaN；
3、升高温度到1100℃，反应腔压力维持在300mbar，通入NH3、TMGa，持续生长2-4μm的不掺杂GaN；
4、然后通入NH3、TMGa，SiH4持续生长掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度9E+18atom/cm3，总厚度控制在2μm；
5、周期性生长发光层MQW，反应腔压力维持在300mbar，低温700℃时通入NH3、TEGa、TMIn生长掺杂In的厚度为2.5nm InxGa(1-x)N(x＝0.15)层，升温至800℃通入NH3、TEGa生长厚度为12nm的GaN层。InxGa(1-x)N/GaN周期数为14个；
6、升高温度到750℃，反应腔压力维持在200mbar，持续生长20nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度1.8E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度1E+20atom/cm3；再升温至850℃，采用超晶格形式，生长掺Mg的P型AlGaN-InGaN层，包括多个单元结构，每个单元结构包括超晶格P型AlyGa(1-y)N层和生长于超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层，生长周期为5个，Mg掺杂浓度提高至2E+20atom/cm3。超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1nm，其中x＝0.2，超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为2nm，其中y＝0.1。
7、升高温度到1000℃，反应腔压力维持在550mbar，在N2气氛下持续生长50nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E+19atom/cm3；
8、再升高温度到1070℃，持续生长100nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度3E+20atom/cm3；
9、最后降温至700℃，保温20min，接着炉内冷却后，得到LED外延片1。
实施例2
1、在1100℃，反应腔压力维持在200mbar的氢气气氛下处理蓝宝石衬底约6分钟；
2、降温至600℃，反应腔压力维持在600mbar，通入NH3、TMGa在蓝宝石衬底上生长厚度为40nm的低温缓冲层GaN；
3、升高温度到1100℃，反应腔压力维持在300mbar，通入NH3、TMGa，持续生长2μm的不掺杂GaN；
4、然后通入NH3、TMGa，SiH4持续生长掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度2E+19atom/cm3，总厚度控制在4μm；
5、周期性生长发光层MQW，反应腔压力维持在350mbar，低温750℃时通入NH、TEGa、TMIn生长掺杂In的厚度为3nm InxGa(1-x)N(x＝0.25)层，升温至850℃通入NH3、TEGa生长厚度为13nm的GaN层。InxGa(1-x)N/GaN周期数为15个；
6、升高温度到800℃，反应腔压力维持在250mbar，持续生长30nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓2E+20atom/cm3；再升温至900℃，采用超晶格形式，生长掺Mg的P型AlGaN-InGaN层，包括多个单元结构，每个单元结构包括超晶格P型AlyGa(1-y)N层和生长于超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层，生长周期为8个，Mg掺杂浓度提高至3E+20atom/cm3。超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为2nm，其中x＝0.3，超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为4nm，其中y＝0.2。
7、升高温度到1050℃，反应腔压力维持在600mbar，在N2气氛下持续生长60nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度2E+19atom/cm3；
8、再升高温度到1120℃，持续生长120nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度4E+20atom/cm3；
9、最后降温至800℃，保温30min，接着炉内冷却后，得到LED外延片2。
实施例3
1、在1050℃，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下处理蓝宝石衬底约6分钟；
2、降温至550℃，反应腔压力维持在550mbar，通入NH3、TMGa在蓝宝石衬底上生长厚度为36nm的低温缓冲层GaN；
3、升高温度到1120℃，反应腔压力维持在300mbar，通入NH3、TMGa，持续生长3μm的不掺杂GaN；
4、然后通入NH3、TMGa，SiH4持续生长掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度1E+19atom/cm3，总厚度控制在3μm；
5、周期性生长发光层MQW，反应腔压力维持在300mbar，低温740℃时通入NH3、TEGa、TMIn生长掺杂In的厚度为2.7nm InxGa(1-x)N(x＝0.2)层，升温至840℃通入NH3、TEGa生长厚度为11nm的GaN层。InxGa(1-x)N/GaN周期数为15个；
6、升高温度到800℃，反应腔压力维持在250mbar，持续生长25nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度1.8E+20-2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度1E+20-2E+20atom/cm3；再升温至870℃，采用超晶格形式，生长掺Mg的P型AlGaN-InGaN层包括多个单元结构，每个单元结构包括超晶格P型AlyGa(1-y)N层和生长于超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层，周期个数为6，Mg掺杂浓度提高至2E+20-3E+20atom/cm3。超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1.5nm，其中x＝0.25超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为3nm，其中y＝0.15。
7、升高温度到1050℃，反应腔压力维持在600mbar，在N2气氛下持续生长55nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E+19atom/cm3；
8、再升高温度到1100℃，持续生长110nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度3.5E+20atom/cm3；
9、最后降温至750℃，保温25min，接着炉内冷却后，得到LED外延片3。
对比例1
与实施例1的区别在于：未设置P型InGaN/AlGaN超晶格结构。得到LED外延片4。
将对比例1和实施例1中方法制备得到的LED外延片，按照常规方法制备得到LED芯片。芯片制备具体步骤相同均为：依序进行镀ITO层约150nm，镀Cr/Pt/Au电极约70nm，镀保护层SiO2约30nm，然后将样品研磨切割成16mil*33mil的芯片颗粒。相同条件下测试测试对比例1(LED芯片4)和实施例1～3(LED芯片1～3)中所得芯片的光电特性。所得结果列于表1中。
表1对比例1和实施例1～3中所得LED芯片1～4的反向电压结果表
由表1可见，所得LED芯片的反向电压均得到有效提高。尤其是实施例3中所得结果达到最优。
其中实施例3和对比例1所得结果列于图3中。从图3数据得出实施例3中所得芯片的反向电压较对比例1中提升30～35％。由此可见，按本发明提供的方法制备得到的LED外延片能有效提高所得芯片的反向电压。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种LED外延层结构的生长方法，包括生长P型AlGaN层和设置于所述P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层的步骤，其特征在于，还包括在所述P型AlGaN层和所述第一P型GaN层之间生长遮蔽层的步骤，所述遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构；生长所述P型AlGaN层时生长温度为750～800℃，Al掺杂浓度为1.8E+20～2.2E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度为1E+20～2E+20atom/cm3；
生长所述P型AlGaN/InGaN超晶格结构时生长温度为850～900℃，Mg掺杂浓度为2E+20～3E+20atom/cm3；
所述P型AlGaN/InGaN超晶格结构中包括多个依次叠置的超晶格单元，所述超晶格单元由超晶格P型AlyGa(1-y)N层和叠置于所述超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层组成；
所述超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1～2nm，所述超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为2～4nm，所述超晶格单元数为5～8个；
其中x＝0.2～0.3，y＝0.1～0.2。
2.根据权利要求1所述的LED外延层结构的生长方法，其特征在于，所述P型AlGaN层的生长温度为800℃；所述P型AlGaN/InGaN超晶格结构的生长温度为870℃。
3.根据权利要求2所述的LED外延层结构的生长方法，其特征在于，生长所述遮蔽层时的生长压力为200～250mbar。
4.根据权利要求2所述的LED外延层结构的生长方法，其特征在于，所述第一P型GaN层的生长条件为在1000～1050℃下，在N2气氛下保持反应压力为550～600mbar，Mg掺杂浓度1E+19～2E+19atom/cm3。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的方法制备得到的LED外延层结构，其特征在于，包括P型AlGaN层和设置于所述P型AlGaN层顶面上的第一P型GaN层，其特征在于，还包括遮蔽层，所述遮蔽层设置于所述P型AlGaN层和所述第一P型GaN层之间，所述遮蔽层为P型AlGaN/InGaN超晶格结构；
所述P型AlGaN/InGaN超晶格结构中包括多个依次叠置的超晶格单元，所述超晶格单元由超晶格P型AlyGa(1-y)N层和叠置于所述超晶格P型AlyGa(1-y)N层上的超晶格P型InxGa(1-x)N层组成；
所述超晶格P型InxGa(1-x)N层的厚度为1～2nm，所述超晶格P型AlyGa(1-y)N层的厚度为2～4nm，所述超晶格单元数为5～8个；
其中x＝0.2～0.3，y＝0.1～0.2。
6.根据权利要求5所述的LED外延层结构，其特征在于，所述P型AlGaN层的厚度为20～30nm。
7.根据权利要求5所述的LED外延层结构，其特征在于，所述第一P型GaN层的厚度为50～60nm；所述x＝0.25，y＝0.15。
8.一种LED芯片，包括LED外延层，其特征在于，所述LED外延层按如权利要求1～4中任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片反向电压为45V。
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