CN105870282B - 一种电流扩展层的生长方法及含此结构的led外延结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流扩展层的生长方法，包括周期性生长4‑10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(1‑x)N层或者SixAl(1‑x)N和P型InGaN层。本发明还公开了一种包括上述电流扩展层的LED外延结构。本发明采用电流扩展层，利用GaN的高能带作为势磊阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的电子遇到GaN能带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展层形成高浓度的二维电子气，二维电子气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流通过电流扩展层时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分布变得均匀，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种电流扩展层的生长方法及含此结构的LED外延结构。
背景技术
目前，LED是一种固体照明，具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点，深受广大消费者的喜欢。随着国内生产LED的规模逐步扩大的同时，市场上对LED光效的需求与日俱增。
现有的LED外延结构的生长方法(其结构详见图1)包括如下步骤：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar(气压单位)，处理蓝宝石衬底1，处理时间为5-10分钟；
第二步、降温至500-600℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm指标准毫升每分钟)的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底1上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层2；
第三步、升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、100-130L/min的H2、保持温度稳定持续300-500℃，将低温缓冲层2腐蚀成不规则小岛；
第四步、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层3；
第五步、生长掺杂Si的N型GaN层4，所述掺杂Si的N型GaN层4由下至上依次包括第一层以及第二层，所述第一层的生长过程具体是：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的第一层，其中：Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm3；所述第二层的生长过程具体是：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、2-10sccm的SiH4持续生长厚度为200-400nm的第二层，其中：Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm3；
第六步、生长发光层5，所述发光层包括周期性生长7-15个复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)层5.1和GaN层5.2，所述InxGa(1-x)层5.1的具体生长过程是：保持反应腔压力为300-400mbar、温度为700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn、100-130L/min的N2，生长厚度为2.5-3.5nm的掺杂In的InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，发光波长450-455nm；所述GaN层5.2的生长过程具体是：升高温度至750-850℃，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层；
第七步、保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层6，其中：Al的掺杂浓度为1E20-3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第八步、保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-200nm的掺镁的P型GaN层7，其中：Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第九步、最后降温至650-680℃，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
现有的LED外延生长的N层电流分布不均匀，导致电流拥挤N层阻值变高，导致发光层电流分布不均匀，发光效率不高。
因此，行业内急需一种新的LED外延结构以及生长方法以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明公开了一种电流扩展层的生长方法，包括周期性生长4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(1-x)N层或者SixAl(1-x)N和P型InGaN层：
所述P型InGaN层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H2、1200-1400sccm的TMIn以及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
所述SixAl(1-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、90-110L/min的H2、100-200sccm的TMAl、20-30sccm的SiH4生长厚度为10-20nm的SixAl(1-x)N层，其中：Si的掺杂浓度为1E18-5E18atom/cm3。
以上技术方案中优选的，所述电流扩展层的生长之前还包括：
步骤S1、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底5-10分钟；
步骤S2、降温至500-600℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层；
步骤S3、升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3以及100-130L/min的H2，将低温缓冲层腐蚀成不规则小岛；
步骤S4、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层；
步骤S5、保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的掺杂Si的N型GaN单层，其中：Si的掺杂浓度为5E18-1E19atom/cm3。
以上技术方案中优选的，所述电流扩展层的生长之后还包括：
步骤D1、生长发光层，发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层和GaN层，所述InxGa(1-x)N层的生长过程是：保持反应腔压力为300-400mbar、温度为700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn以及100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；所述GaN层的生长过程是：升高温度至750-850℃，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa以及100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层；
步骤D2、保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl以及1000-1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层，其中：Al的掺杂浓度为1E20-3E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
步骤D3、保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-200nm的掺镁的P型GaN层，其中：Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
步骤D4、最后降温至650-680℃，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
本发明还公开了一种LED外延结构，所述外延结构包括电流扩展层，所述电流扩展层包括4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(1-x)N层或者SixAl(1-x)N和P型InGaN层；
所述P型InGaN层的厚度为4-7nm，所述SixAl(1-x)N层的厚度为10-20nm。
以上技术方案中优选的，所述电流扩展层之下由下至上依次包括蓝宝石衬底、低温缓冲层、不掺杂GaN层和掺杂Si的N型GaN单层；
所述低温缓冲层的生长温度为500-600℃，其厚度为20-40nm，所述低温缓冲层被腐蚀成不规则小岛；
所述不掺杂GaN层的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的N型GaN单层的厚度为3-4μm。
以上技术方案中优选的，所述电流扩展层之上还包括发光层、P型AlGaN层以及掺镁的P型GaN层，所述发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层和GaN层，所述InxGa(1-x)N层的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层的厚度为8-15nm；
所述P型AlGaN层的厚度为50-100nm；
所述掺镁的P型GaN层的厚度为50-200nm。
应用本发明的技术方案，具有以下效果：
1、采用电流扩展层(采用新的材料pInGaN/SixAl(1-x)N形成的超晶格层)，利用GaN的高能带作为势磊阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的电子遇到GaN能带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展层(pInGaN/SixAl(1-x)N超晶格层)形成高浓度的二维电子气，二维电子气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流通过电流扩展层(pInGaN/SixAl(1-x)N超晶格层)时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分布变得均匀，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
2、本发明方法工艺流程精简，参数控制方便，适合工业化生产。
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LED外延结构的示意图；
图2是本发明优选实施例1的LED外延结构的示意图；
其中，1、蓝宝石衬底，2、低温缓冲层，3、不掺杂GaN层，4、掺杂Si的N型GaN层，4’、掺杂Si的N型GaN单层，5’、电流扩展层，5.1’、P型InGaN层，5.2’、SixAl(1-x)N层，5、发光层，5.1、InxGa(1-x)N层，5.2、GaN层，6、P型AlGaN层，7、掺镁的P型GaN层。
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，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
采用MOCVD来生长高亮度GaN基LED外延片，具体是：采用高纯H2或高纯N2或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，金属有机源三甲基镓(TMGa)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)，衬底为蓝宝石，反应压力在70mbar到900mbar之间。
一种LED外延结构，详见图2，包括如下结构：由下至上依次包括蓝宝石衬底1、低温缓冲层2、不掺杂GaN低温缓冲层3、掺杂Si的N型GaN单层4’、电流扩展层5’、发光层5、p型AlGaN层6和掺镁的P型GaN层7；
所述低温缓冲层2的厚度为20-40nm，所述低温缓冲层2被腐蚀成不规则小岛；
所述不掺杂GaN层3的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的N型GaN单层4’的厚度为3-4μm；
所述电流扩展层5’包括4个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层5.1’和SixAl(1-x)N层5.2’，所述P型InGaN层5.1’的厚度为4-7nm，所述SixAl(1-x)N层5.2’的厚度为10-20nm，其中x＝0.20；
所述发光层5包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层5.1和GaN层5.2，所述InxGa(1-x)N层5.1的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层5.2的厚度为8-15nm
所述P型AlGaN层6的厚度为50-100nm；
所述掺镁的P型GaN层7的厚度为50-200nm。
上述LED外延结构的生长方法具体包括以下步骤：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底1，处理时间为5-10分钟；
第二步、降温至500-600℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底1上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层2；
第三步、升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3以及100-130L/min的H2，将低温缓冲层腐蚀成不规则小岛；
第四步、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层3；
第五步、保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的掺杂Si的N型GaN单层4’，其中：Si的掺杂浓度为5E18-1E19atom/cm3；
第六步、生长电流扩展层5’，具体是：包括周期性生长4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层5.1’和SixAl(1-x)N层5.2’：
所述P型InGaN层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H2、1200-1400sccm的TMIn以及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
所述SixAl(1-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、90-110L/min的H2、100-200sccm的TMAl、20-30sccm的SiH4生长厚度为10-20nm的SixAl(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，Si的掺杂浓度为1E18-5E18atom/cm3；
第七步、生长发光层5，发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层5.1和GaN层5.2，所述InxGa(1-x)N层5.1的生长过程是：保持反应腔压力为300-400mbar、温度为700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn以及100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；所述GaN层5.2的生长过程是：升高温度至750-850℃，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa以及100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层；
第八步、保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl以及1000-1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层6，其中：Al的掺杂浓度为1E20-3E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
第九步、保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-200nm的掺镁的P型GaN层7，其中：Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
第十步、最后降温至650-680℃，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
实施例2：
与实施例1不同之处仅在于：所述电流扩展层5’包括4个单件，所述单件由下至上依次包括SixAl(1-x)N和P型InGaN层，其中x＝0.20。
实施例3：
与实施例1不同之处仅在于：所述电流扩展层5’包括8个单件。
实施例4：
与实施例1不同之处仅在于：所述电流扩展层5’包括10个单件。
根据现有的LED的生长方法(详见背景技术)制得样品1，根据本发明方法(实施例1-4)制得样品2、样品3、样品4和样品5，样品2和样品3与现有技术的参数对比详见详见表1(样品4和样品5与样品2比较，仅在于电流扩展层5’的单件个数不同，其他工艺参数均一致，因此省略列出)：
表1样品1-2与现有技术的参数对比表
将样品1-5在相同的前工艺条件下镀ITO层约150nm，相同的条件下镀Cr/Pt/Au电极约1500nm，相同的条件下镀保护层SiO2约100nm，然后在相同的条件下将样品研磨切割成635μm*635μm(25mil*25mil)的芯片颗粒，然后样品1-5在相同位置各自挑选100颗晶粒，在相同的封装工艺下，封装成白光LED。然后采用积分球在驱动电流350mA条件下测试样品1-5的光电性能，详见表2：
表2样品1-5产品电性参数的比较
从表2可知：将积分球获得的数据进行分析对比，与样品1(现有技术)比较，本发明所得样品2-5的LED光效变好、其它各项LED电性参数也变好，因此，本发明采用电流扩展层5’的设计，利用GaN的高能带作为势磊阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的电子遇到GaN能带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展层(pInGaN/SixAl(1-x)N超晶格层)形成高浓度的二维电子气，二维电子气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流通过电流扩展层(pInGaN/SixAl(1-x)N超晶格层)时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分布变得均匀，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
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 (6)
1.一种电流扩展层的生长方法，其特征在于，包括周期性生长4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(1-x)N层或者SixAl(1-x)N和P型InGaN层：
所述P型InGaN层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H2、1200-1400sccm的TMIn以及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
所述SixAl(1-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH3、90-110L/min的H2、100-200sccm的TMAl、20-30sccm的SiH4生长厚度为10-20nm的SixAl(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，Si的掺杂浓度为1E18-5E18atom/cm3。
2.根据权利要求1所述的电流扩展层的生长方法，其特征在于，所述电流扩展层的生长之前还包括：
步骤S1、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底(1)5-10分钟；
步骤S2、降温至500-600℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底(1)上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层(2)；
步骤S3、升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3以及100-130L/min的H2，将低温缓冲层腐蚀成不规则小岛；
步骤S4、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层(3)；
步骤S5、保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的掺杂Si的N型GaN单层(4’)，其中：Si的掺杂浓度为5E18-1E19atom/cm3。
3.根据权利要求2所述的电流扩展层的生长方法，其特征在于，所述电流扩展层的生长之后还包括：
步骤D1、生长发光层，发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层(5.1)和GaN层(5.2)，所述InxGa(1-x)N层(5.1)的生长过程是：保持反应腔压力为300-400mbar、温度为700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn以及100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；所述GaN层(5.2)的生长过程是：升高温度至750-850℃，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa以及100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层；
步骤D2、保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl以及1000-1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层(6)，其中：Al的掺杂浓度为1E20-3E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
步骤D3、保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-200nm的掺镁的P型GaN层(7)，其中：Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm3；
步骤D4、最后降温至650-680℃，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
4.一种LED外延结构，其特征在于，所述外延结构包括电流扩展层(5’)，所述电流扩展层(5)’包括4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层(5.1’)和SixAl(1-x)N层(5.2’)或者SixAl(1-x)N和P型InGaN层；
所述P型InGaN层(5.1’)的厚度为4-7nm，所述SixAl(1-x)N层(5.2’)的厚度为10-20nm。
5.根据权利要求4所述的LED外延结构，其特征在于，所述电流扩展层之下由下至上依次包括蓝宝石衬底(1)、低温缓冲层(2)、不掺杂GaN层(3)和掺杂Si的N型GaN单层(4’)；
所述低温缓冲层(2)的生长温度为500-600℃，其厚度为20-40nm，所述低温缓冲层(2)被腐蚀成不规则小岛；
所述不掺杂GaN层(3)的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的N型GaN单层(4’)的厚度为3-4μm。
6.根据权利要求5所述的LED外延结构，其特征在于，所述电流扩展层之上还包括发光层(5)、P型AlGaN层(6)以及掺镁的P型GaN层(7)，所述发光层(5)包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括InxGa(1-x)N层(5.1)和GaN层(5.2)，所述InxGa(1-x)N层(5.1)的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层(5.2)的厚度为8-15nm；
所述P型AlGaN层(6)的厚度为50-100nm；
所述掺镁的P型GaN层(7)的厚度为50-200nm。
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