CN105895752B - 一种发光复合层的生长方法及含此结构的led外延结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的第一目的公开了一种发光复合层的生长方法，包括周期性生长8‑9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1‑x)N层和第一GaN层，其中：x＝0.15‑0.25。本发明的第二目的在于提供一种包含上述发光复合层的LED外延结构。本发明的发光复合层(即为高温量子阱结构)能够起到吸收来自外延层底部的晶格失配和位错，释放内部应力的作用，从而减少进入低温量子阱的晶格缺陷，很大程度上保护了低温量子阱，提高了发光区的结晶质量，提高LED外延结构的抗静电能力；同时，该结构采用低温生长，能够大幅度减少In的析出，对载流子的限域作用增强，增加发光量子点，有助于提升辐射复合效率，从而提高发光强度。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种发光复合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。
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。
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1070-1100℃的氢气气氛下，保持反应腔压力150-200mbar(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520-550℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm指标准毫升每分钟)的NH3以及50-80sccm的TMGa，在蓝宝石衬底1上生长厚度为30-40nm的低温缓冲层2；
第三步、升高温度至1020-1040℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为35000-50000sccm的NH3以及250-350sccm的TMGa，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层3；
第四步、保持温度不变，反应腔压力维持在150-200mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为2-4μm的掺杂Si的N型GaN层4，其中：Si的掺杂浓度为1E19-2E19atom/cm3；
第五步、反应腔压力维持在300-350mbar，温度785-800℃时通入NH3、TEGa、TMIn生长掺杂In的厚度为5.5-6.0nm的InxGa(1-x)N-GaN超晶格复合层，生长周期为18个，其中：x＝0.10-0.15；
第六步、生长发光层6，所述发光层包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层6.1和第二GaN层6.2；
所述第二InxGa(1-x)N层6.1的生长过程是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为720-740℃，通入流量为55000-65000sccm的NH3、120-140sccm的TEGa以及1500-2000sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.5-3.0nm的第二InxGa(1-x)N层6.1，其中：x＝0.15-0.25；所述第二GaN层6.2的生长过程是：升高温度至800-820℃，保持反应腔压力为300-350mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为10-13nm的第二GaN层6.2；
第七步、生长包括4个超晶格单件的超晶格层7，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层7.1和第三InxGa(1-x)N层7.2；
所述AlyGa(1-y)N层7.1的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-50sccm的TMGa，持续生长厚度为7.0-9.0nm的AlyGa(1-y)N层7.1，其中：Al的掺杂浓度为1.8E20-2.2E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为8E19-1E20atom/cm3，In掺杂浓度为3E18-5E18atom/cm3，y＝0.1-0.2；所述第三InxGa(1-x)N层7.2的生长过程具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为720-740℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa以及1000-1500sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.0-4.0nm的第三InxGa(1-x)N层7.2，其中x＝0.2-0.3；
第八步、保持反应腔压力为550-600mbar、温度升高至910-930℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的N2以及300-500sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为40-45nm的第一掺Mg的P型GaN层8，其中：Mg的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3；
第九步、保持反应腔压力不变、温度升高至950-970℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及2000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-60nm的第二掺Mg的P型GaN层9，其中：Mg的掺杂浓度为2E20-3E20atom/cm3；
第十步、最后降温至650-700℃，保温20-30min，随炉冷却。
现有的LED外延结构，其底部的晶格失配和位错很容易进入低温量子阱区，造成发光区的结晶质量下降，缺陷增多，具体是：由于上述第五步恒温生长的超晶格复合层并不能有效阻挡来自底部的缺陷和位错进入低温量子阱区，这会导致发光区的结晶质量严重下降，抗静电能力自然不高；极化效应更加明显，电子与空穴进行辐射复合的效率被动下降，故而亮度低也是很自然的事情。
目前，市场对LED芯片的亮度和抗静电能力的要求越来越高，而现有LED外延结构的亮度和抗静电能力还是满足不了现实的需求，因此，行业内急需一种新的LED外延结构以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明公开一种发光复合层的生长方法，包括周期性生长8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层和第一GaN层，所述第一InxGa(1-x)N层位于掺杂Si的N型GaN层之上，所述第一GaN层位于发光层之下；
所述第一InxGa(1-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为755-775℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3、120-140sccm的TMIn以及1000-1200sccm的TEGa，生长厚度为1.0-1.5nm的第一InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.15-0.25；
所述第一GaN层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、升高温度至800-820℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为6.1-6.4nm的第一GaN层。
以上技术方案中优选的，所述发光复合层的生长之前还包括：
步骤S1、在1070-1100℃的氢气气氛下，保持反应腔压力为150-200mbar，处理蓝宝石衬底5-10分钟；
步骤S2、降温至520-550℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3以及50-80sccm的TMGa，在蓝宝石衬底上生长厚度为30-40nm的低温缓冲层；
步骤S3、升高温度至1020-1040℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为35000-50000sccm的NH3以及250-350sccm的TMGa，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层；
步骤S4、保持温度不变，反应腔压力维持在150-200mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为2-4μm的掺杂Si的N型GaN层，其中：Si的掺杂浓度为1E19-2E19atom/cm3。
以上技术方案中优选的，所述发光复合层的生长之后还包括：
步骤D1、生长发光层，所述发光层包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层和第二GaN层；
所述第二InxGa(1-x)N层的生长过程是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为720-740℃，通入流量为55000-65000sccm的NH3、120-140sccm的TEGa以及1500-2000sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.5-3.0nm的第二InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.15-0.25；
所述第二GaN层的生长过程是：升高温度至800-820℃，保持反应腔压力为300-350mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为10-13nm的第二GaN层；
步骤D2、生长包括4个超晶格单件的超晶格层，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层和第三InxGa(1-x)N层；
所述AlyGa(1-y)N层的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-50sccm的TMGa，持续生长厚度为7.0-9.0nm的AlyGa(1-y)N层，其中：Al的掺杂浓度为1.8E20-2.2E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为8E19-1E20atom/cm3，In掺杂浓度为3E18-5E18atom/cm3，y＝0.1-0.2；
所述第三InxGa(1-x)N层的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa以及1000-1500sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.0-4.0nm的第三InxGa(1-x)N层，其中x＝0.2-0.3；
步骤D3、保持反应腔压力为550-600mbar、温度升高至910-930℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的N2以及300-500sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为40-45nm的第一掺Mg的P型GaN层，其中：Mg的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3；
步骤D4、保持反应腔压力不变，温度升高至950-970℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及2000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-60nm的第二掺Mg的P型GaN层，其中：Mg的掺杂浓度为2E20-3E20atom/cm3；
步骤D5、最后降温至650-700℃，保温20-30min，随炉冷却。
本发明还公开一种LED外延结构，所述外延结构包括发光复合层，所述发光复合层包括8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层和第一GaN层；
所述第一InxGa(1-x)N层的厚度为1.0-1.5nm，其中：x＝0.15-0.25；
所述第一GaN层的厚度为6.1-6.4nm。
以上技术方案中优选的，所述发光复合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层；
所述低温缓冲层的厚度为30-40nm；
所述不掺杂GaN层的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的N型GaN层的厚度为2-4μm。
以上技术方案中优选的，所述发光复合层之上还包括发光层、超晶格层、第一掺Mg的P型GaN层以及第二掺Mg的P型GaN层；
所述发光层包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层和第二GaN层，所述第二InxGa(1-x)N层的厚度为2.5-3.0nm，其中：x＝0.15-0.25；所述第二GaN层的厚度为10-13nm；
所述超晶格层包括4个超晶格单件，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层和第三InxGa(1-x)N层，所述AlyGa(1-y)N层的厚度为7-9nm，其中y＝0.1-0.2；所述第三InxGa(1-x)N层的厚度为2-4nm，其中x＝0.2-0.3；
所述第一掺Mg的P型GaN层的厚度为40-45nm；
所述第二掺Mg的P型GaN层的厚度为50-60nm。
应用本发明的技术方案，具有以下效果：
1、本发明的发光复合层即为高温量子阱结构，能够起到吸收来自外延层底部的晶格失配和位错，释放内部应力的作用，从而减少进入低温量子阱的晶格缺陷，很大程度上保护了低温量子阱，提高了发光区的结晶质量，提高LED外延结构的抗静电能力；同时，该结构在生长InxGa(1-x)N层时采用低温生长，能够大幅度减少In的析出，对载流子的限域作用增强，增加发光量子点，有助于提升辐射复合效率，从而提高发光强度。
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(背景技术有公开)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；
图3是样品2和样品1的亮度对比图；
图4是样品2和样品1的抗静电能力对比图；
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，5、超晶格复合层，5’、发光复合层，5.1、第一InxGa(1-x)N层，5.2、第一GaN层，6、发光层，6.1、第二InxGa(1-x)N层，6.2、第二GaN层，7、超晶格层，7.1、AlyGa(1-y)N层，7.2、第三InxGa(1-x)N层，8、第一掺Mg的P型GaN层，9、第二掺Mg的P型GaN层，10、N电极，11、P电极。
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Aixtron 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)，衬底为蓝宝石，反应压力在100mbar到800mbar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层3、掺杂Si的N型GaN层4、发光复合层5’、发光层6、超晶格层7、第一掺Mg的P型GaN层8以及第二掺Mg的P型GaN层9。
所述低温缓冲层2的厚度为30-40nm。
所述不掺杂GaN层3的厚度为2-4μm。
所述掺杂Si的N型GaN层4的厚度为2-4μm。
所述发光复合层5’包括周期性生长8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层5.1和第一GaN层5.2，所述第一InxGa(1-x)N层5.1位于掺杂Si的N型GaN层4之上，所述第一GaN层5.2位于发光层6之下，所述第一InxGa(1-x)N层5.1的厚度为1.0-1.5nm，所述第一GaN层5.2的厚度为6.1-6.4nm；其中：x＝0.20。
所述发光层6包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层6.1和第二GaN层6.2，所述第二InxGa(1-x)N层的厚度为2.5-3.0nnm，其中：x＝0.15-0.25；所述第二GaN层6.2的厚度为10-13nm。
所述超晶格层7包括4个超晶格单件，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层7.1和第三InxGa(1-x)N层7.2，所述AlyGa(1-y)N层7.1的厚度为7.0-9.0nm，其中y＝0.1-0.2；所述第三InxGa(1-x)N层7.2的厚度为2.0-4.0nm，其中x＝0.2-0.3。
所述第一掺Mg的P型GaN层8的厚度为40-45nm；所述第二掺Mg的P型GaN层9的厚度为50-60nm。
上述LED外延结构的生长方法具体包括以下步骤：
第一步、在1070-1100℃的氢气气氛下，保持反应腔压力150-200mbar(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520-550℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm指标准毫升每分钟)的NH3以及50-80sccm的TMGa，在蓝宝石衬底1上生长厚度为30-40nm的低温缓冲层2；
第三步、升高温度至1020-1040℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为35000-50000sccm的NH3以及250-350sccm的TMGa，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层3；
第四步、保持温度不变，反应腔压力维持在150-200mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为2-4μm的掺杂Si的N型GaN层4，其中：Si的掺杂浓度为1E19-2E19atom/cm3；
第五步、生长发光复合层5’，包括周期性生长8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层5.1和第一GaN层5.2；
所述第一InxGa(1-x)N层5.1的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为755-775℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3、120-140sccm的TMIn以及1000-1200sccm的TEGa，生长厚度为1.0-1.5nm的第一InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.2；
所述第一GaN层5.2的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、升高温度至800-820℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为6.1-6.4nm的第一GaN层；
第六步、生长发光层6，所述发光层包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层6.1和第二GaN层6.2；
所述第二InxGa(1-x)N层6.1的生长过程是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为720-740℃，通入流量为55000-65000sccm的NH3、120-140sccm的TEGa以及1500-2000sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.5-3.0nm的第二InxGa(1-x)N层6.1，其中：x＝0.15-0.25；
所述第二GaN层6.2的生长过程是：升高温度至800-820℃，保持反应腔压力为300-350mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为10-13nm的第二GaN层6.2；
第七步、生长包括4个超晶格单件的超晶格层7，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层7.1和第三InxGa(1-x)N层7.2；
所述AlyGa(1-y)N层7.1的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-50sccm的TMGa，持续生长厚度为7.0-9.0nm的AlyGa(1-y)N层7.1，其中：Al的掺杂浓度为1.8E20-2.2E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为8E19-1E20atom/cm3，In掺杂浓度为3E18-5E18atom/cm3，y＝0.1-0.2；所述第三InxGa(1-x)N层7.2的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa以及1000-1500sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.0-4.0nm的第三InxGa(1-x)N层7.2，其中x＝0.2-0.3；
第八步、保持反应腔压力为550-600mbar、温度升高至910-930℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及300-500sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为40-45nm的第一掺Mg的P型GaN层8，其中：Mg的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3；
第九步、保持反应腔压力不变、温度升高至950-970℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及2000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-60nm的第二掺Mg的P型GaN层9，其中：Mg的掺杂浓度为2E20-3E20atom/cm3；
第十步、最后降温至650-700℃，保温20-30min，随炉冷却。
还包括在掺杂Si的N型GaN层4上制作N电极10以及在第二P型GaN层9制作P电极的过程(此过程的具体工艺参照现有技术)。
实施例2：
与实施例1不同之处仅在于：所述光复合层5’所包括的单件的数量，本实施例单件的数量为9个。
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1-2)制得样品2和样品3。将样品1-3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70nm，相同的条件下镀保护层SiO2约30nm，然后在相同的条件下将样品研磨切割成(16mil*33mil)的芯片颗粒，然后将样品1-3在相同的测试机台上测试器光电性能，亮度对比详见图3，抗静电能力对比详见图4，因样品3和样品2的效果相当，因此，此处仅图示样品2和样品1的对比图。
从图3可以看出：样品2与样品1比较，其亮度平均值提升约4.9％；从图4可以看出：样品2与样品1比较，其ESD良率(抗静电能力)提升约5.5％，ESD测试条件为人体模式2000V。
综上所述，本发明所采用的发光复合层(即为高温量子阱结构)与现有技术比较，能够起到吸收来自外延层底部的晶格失配和位错，释放内部应力的作用，从而减少进入低温量子阱的晶格缺陷，很大程度上保护了低温量子阱，提高了发光区的结晶质量，提高LED外延结构的抗静电能力；同时，该结构在生长InxGa(1-x)N层时采用低温生长，能够大幅度减少In的析出，对载流子的限域作用增强，增加发光量子点，有助于提升辐射复合效率，从而提高发光强度。
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 (2)
1.一种LED外延结构的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在1070-1100℃的氢气气氛下，保持反应腔压力为150-200mbar，处理蓝宝石衬底(1)5-10分钟；
步骤S2、降温至520-550℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3以及50-80sccm的TMGa，在蓝宝石衬底(1)上生长厚度为30-40nm的低温缓冲层(2)；
步骤S3、升高温度至1020-1040℃，保持反应腔压力为550-600mbar，通入流量为35000-50000sccm的NH3以及250-350sccm的TMGa，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层(3)；
步骤S4、保持温度不变，反应腔压力维持在150-200mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa以及20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为2-4μm的掺杂Si的N型GaN层(4)，其中：Si的掺杂浓度为1E19-2E19atom/cm3；
步骤S5、生长发光复合层，具体是：包括周期性生长8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层(5.1)和第一GaN层(5.2)，所述第一InxGa(1-x)N层(5.1)位于掺杂Si的N型GaN层(4)之上，所述第一GaN层(5.2)位于发光层(6)之下；所述第一InxGa(1-x)N层(5.1)的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为755-775℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3、120-140sccm的TMIn以及1000-1200sccm的TEGa，生长厚度为1.0-1.5nm的第一InxGa(1-x)N层，其中：x＝0.15-0.25；所述第一GaN层(5.2)的生长步骤具体是：保持反应腔压力为300-350mbar、升高温度至800-820℃，通入流量为50000-60000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为6.1-6.4nm的第一GaN层；
步骤S6、生长发光层(6)，所述发光层包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层(6.1)和第二GaN层(6.2)；
所述第二InxGa(1-x)N层(6.1)的生长过程是：保持反应腔压力为300-350mbar、温度为720-740℃，通入流量为55000-65000sccm的NH3、120-140sccm的TEGa以及1500-2000sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.5-3.0nm的第二InxGa(1-x)N层(6.1)，其中：x＝0.15-0.25；
所述第二GaN层(6.2)的生长过程是：升高温度至800-820℃，保持反应腔压力为300-350mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3以及400-500sccm的TEGa，生长厚度为10-13nm的第二GaN层(6.2)；
步骤S7、生长包括4个超晶格单件的超晶格层(7)，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层(7.1)和第三InxGa(1-x)N层(7.2)；
所述AlyGa(1-y)N层(7.1)的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-50sccm的TMGa，持续生长厚度为7.0-9.0nm的AlyGa(1-y)N层(7.1)，其中：Al的掺杂浓度为1.8E20-2.2E20atom/cm3，Mg的掺杂浓度为8E19-1E20atom/cm3，In掺杂浓度为3E18-5E18atom/cm3，y＝0.1-0.2；
所述第三InxGa(1-x)N层(7.2)的生长过程具体是：保持反应腔压力为200-250mbar、温度为770-800℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa以及1000-1500sccm的TMIn，生长掺杂In的厚度为2.0-4.0nm的第三InxGa(1-x)N层(7.2)，其中x＝0.2-0.3；
步骤S8、保持反应腔压力为550-600mbar、温度升高至910-930℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的N2以及300-500sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为40-45nm的第一掺Mg的P型GaN层(8)，其中：Mg的掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm3；
步骤S9、保持反应腔压力不变，温度升高至950-970℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、40-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2以及2000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-60nm的第二掺Mg的P型GaN层(9)，其中：Mg的掺杂浓度为2E20-3E20atom/cm3；
步骤S10、最后降温至650-700℃，保温20-30min，随炉冷却。
2.一种LED外延结构，其特征在于，所述外延结构包括发光复合层(5’)，所述发光复合层(5’)包括8-9个单件，所述单件由下至上依次包括第一InxGa(1-x)N层(5.1)和第一GaN层(5.2)；
所述第一InxGa(1-x)N层(5.1)的厚度为1.0-1.5nm，其中：x＝0.15-0.25；
所述第一GaN层(5.2)的厚度为6.1-6.4nm；
所述发光复合层(5’)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层(4)；所述低温缓冲层(2)的厚度为30-40nm；所述不掺杂GaN层(3)的厚度为2-4μm；所述掺杂Si的N型GaN层(4)的厚度为2-4μm；
所述发光复合层(5’)之上还包括发光层(6)、超晶格层(7)、第一掺Mg的P型GaN层(8)以及第二掺Mg的P型GaN层(9)；
所述发光层(6)包括周期数为11-12个的复合层，所述复合层由下至上依次包括第二InxGa(1-x)N层(6.1)和第二GaN层(6.2)，所述第二InxGa(1-x)N层(6.1)的厚度为2.5-3.0nm，其中：x＝0.15-0.25；所述第二GaN层(6.2)的厚度为10-13nm；
所述超晶格层(7)包括4个超晶格单件，所述超晶格单件由下至上依次包括AlyGa(1-y)N层(7.1)和第三InxGa(1-x)N层(7.2)，所述AlyGa(1-y)N层(7.1)的厚度为7-9nm，其中y＝0.1-0.2；所述第三InxGa(1-x)N层(7.2)的厚度为2-4nm，其中x＝0.2-0.3；
所述第一掺Mg的P型GaN层(8)的厚度为40-45nm；
所述第二掺Mg的P型GaN层(9)的厚度为50-60nm。
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