CN106384764A - 一种led外延结构及其生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型的LED外延结构，具体是：包括依次层叠的蓝宝石衬底、低温缓冲层、不掺杂GaN层、掺杂Si的n型GaN层、发光层、p型InN层、p型AlGaN层以及掺镁的p型GaN层。本发明采用在发光层和电子阻挡层之间设有p型InN层，效果是：一方面、p型InN材料能很好的解决应力问题，平滑的能带更适合空穴的注入，空穴注入效率增加，宏观上LED器件光效增加；另一方面、p型InN层增加了GaN磊层和电子阻挡层的距离，有效地阻挡电子阻挡层中Mg原子的扩散，发光层中Mg杂质原子浓度降低，一定程度的提高发光层的晶体质量，有利于LED器件光效的提升。本发明还公开一种上述LED外延结构的生长方法，步骤精简，便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种LED外延结构及其生长方法。
背景技术
目前，LED是一种固体照明，因其具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点而受到广大消费者得认可。大功率器件驱动电压和亮度要求是目前市场需求的重点。
现有技术中，LED外延结构详见图1，其生长采用2英寸或者4英寸蓝宝石pss衬底或者平面衬，发光层生长完GaN磊层后直接生长pAlGaN材料或者含Al、In组分的pAlGaN/pInGaN超晶格作为电子阻挡层，电子阻挡层含Al较高，电子阻挡层和GaN磊层晶格失配，两者界面应力较大，能带弯曲不连续，过低的价带对空穴的注入是非常不利的。现有LED外延结构的具体生长过程如下：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力为100-300mbar(气压单位)，处理蓝宝石衬底1.1，处理时间为8-10分钟；
第二步、降温至500-600℃下，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、50-100sccm的TMGa和100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底1.1上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层1.2；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和100-130L/min的H2持续300-500s，将低温缓冲层1.2腐蚀成不规则小岛；
第三步、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、200-400sccm的TMGa和100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层1.3；
第四步、生长掺杂Si的n型GaN层1.4，具体是：所述掺杂Si的n型GaN层1.4包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层1.41和第二掺杂Si的n型GaN层1.42，具体生长方法是：(1)保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2和20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的第一掺杂Si的n型GaN层1.41，Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm3(备注：1E19代表10的19次方)；(2)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和2-10sccm的SiH4，持续生长厚度为200-400nm的第二掺杂Si的n型GaN层1.42，Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm3；
第五步、生长InxGa(1-x)N/GaN发光层1.5，具体是：InxGa(1-x)N/GaN发光层1.6包括重复生长的7-15个单体，所述单体的生长过程具体是：(1)保持反应腔压力300-400mbar和温度700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn和100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层1.51，其中x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；(2)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和100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层1.52；
第六步、保持反应腔压力为200-400mbar和温度为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1.6，Al的掺杂浓度为1E20-3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第七步、保持反应腔压力为400-900mbar和温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2和1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的掺镁的p型GaN层1.7，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第八步、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，即得LED外延结构。
上述LED外延结构还包括氧化铟锡层1.8、SiO2保护层1.9、P电极1.10和N电极1.11，具体生长方式可以参照现有技术。
综上所述，急需一种高品质、方便制作的LED外延结构及其制作方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构精简、空穴注入效率高以及发光层的晶体质量高的LED外延结构，具体技术方案如下：
一种LED外延结构，包括依次层叠的蓝宝石衬底、低温缓冲层、不掺杂GaN层、掺杂Si的n型GaN层、InxGa(1-x)N/GaN发光层、p型InN层、p型AlGaN层以及掺镁的p型GaN层；
所述InxGa(1-x)N/GaN发光层包括层叠设置的7-15个单体，所述单体包括依次层叠设置的InxGa(1-x)N层和GaN层，其中：x＝0.20-0.25，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InN层的厚度为30-50nm。
以上技术方案优选的，所述低温缓冲层的厚度为20-40nm，且所述低温缓冲层包括经腐蚀而成的多个不规则的小岛；
所述不掺杂GaN层的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的n型GaN层包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层和第二掺杂Si的n型GaN层，所述第一掺杂Si的n型GaN层的厚度为3-4μm，所述第二掺杂Si的n型GaN层的厚度为200-400nm；
所述p型AlGaN层(1.6)的厚度为50-100nm；
所述掺镁的p型GaN层(1.7)的厚度为50-100nm。
以上技术方案中优选的，还包括设置在所述掺镁的p型GaN层之上的氧化铟锡层以及在氧化铟锡层之上设置SiO2保护层，所述氧化铟锡层的厚度为1500埃-2500埃，所述SiO2保护层的厚度为500埃-1000埃；
所述氧化铟锡层上设有P电极，所述掺杂Si的n型GaN层上设有N电极。
以上技术方案优选的，所述p型InN层的生长方法是：保持温度为700-800℃和反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、50-500sccm的Cp2Mg和100L/min-130L/min的N2，生长厚度为30-50nm的p型InN层，Mg的掺杂浓度为1E18-1E19atoms/cm3。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明在InxGa(1-x)N/GaN发光层和电子阻挡层(p型AlGaN层)之间设有p型InN层，p型InN材料能很好的解决应力问题，平滑的能带更适合空穴的注入，空穴注入效率增加，宏观上LED器件光效增加；另一方面p型InN层增加了GaN磊层和电子阻挡层的距离，有效地阻挡电子阻挡层中Mg原子的扩散，发光层中Mg杂质原子浓度降低，一定程度的提高发光层的晶体质量，有利于LED器件光效的提升。
本发明还公开一种LED外延结构的生长方法，包括以下步骤：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力为100-300mbar，处理蓝宝石衬底，处理时间为8-10分钟；
第二步、降温至500-600℃下，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa和100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层；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和100-130L/min的H2持续300-500s，将低温缓冲层腐蚀成不规则小岛；
第三步、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和100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层；
第四步、生长掺杂Si的n型GaN层，具体是：所述掺杂Si的n型GaN层包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层和第二掺杂Si的n型GaN层，具体生长方法是：(1)保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2和20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的第一掺杂Si的n型GaN层，Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm3；(2)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和2-10sccm的SiH4，持续生长厚度为200-400nm的第二掺杂Si的n型GaN层，Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm3；
第五步、生长InxGa(1-x)N/GaN发光层，具体是：InxGa(1-x)N/GaN发光层包括重复生长的7-15个单体，所述单体的生长过程具体是：(1)保持反应腔压力300-400mbar和温度700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn和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；(2)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和100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层；
第六步、生长p型InN层，具体是：保持温度为700-800℃和反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、50-500sccm的Cp2Mg和100L/min-130L/min的N2，生长厚度为30-50nm的p型InN层，Mg的掺杂浓度为1E18-1E19atoms/cm3；
第七步、保持反应腔压力为200-400mbar和温度为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，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和温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2和1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的掺镁的p型GaN层，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第九步、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，即得LED外延结构。
为了达到更好的技术效果，还包括以下步骤：
在掺镁的p型GaN层上设置氧化铟锡层；
在所述氧化铟锡层上设置P电极，在所述掺杂Si的n型GaN层上设置N电极；
在所述氧化铟锡层上设置SiO2保护层。
以上技术方案中优选的，所述氧化铟锡层的厚度为1500埃-2500埃，所述SiO2保护层的厚度为500埃-1000埃。
采用本发明方法，工艺精简，参数便于控制，制得的LED外延结构远远优于现有技术制得的LED外延结构，LED外延结构的性能参数是：亮度147.14Lm/w，电压3.05V，反向电压39.31V，发光波长452.3nm，漏电0.061μA，抗静电2KV良率96.77％。
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是现有技术中镀氧化铟锡层和SiO2保护层后的LED外延结构的结构示意图；
图2是实施例1中镀氧化铟锡层和SiO2保护层后的的LED外延结构的结构示意图；
其中，1.1、蓝宝石衬底，1.2、低温缓冲层，1.3、不掺杂GaN层，1.4、掺杂Si的n型GaN层，1.41、第一掺杂Si的n型GaN层，1.42、第二掺杂Si的n型GaN层，1.5、InxGa(1-x)N/GaN发光层，1.51、InxGa(1-x)N层，1.52、GaN层，1.5’、p型InN层，1.6、p型AlGaN层，1.7、掺镁的p型GaN层，1.8、氧化铟锡层，1.9、SiO2保护层，1.10、P电极，1.11、N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：
参见图2，一种LED外延结构，依次层叠的蓝宝石衬底1.1、低温缓冲层1.2、不掺杂GaN层1.3、掺杂Si的n型GaN层1.4、InxGa(1-x)N/GaN发光层1.5、p型InN层1.5’、p型AlGaN层1.6以及掺镁的p型GaN层1.7。
所述低温缓冲层1.2的厚度为20-40nm，且所述低温缓冲层1.2被腐蚀成多个不规则的小岛。
所述不掺杂GaN层1.3的厚度为2-4μm。
所述掺杂Si的n型GaN层1.4包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层1.41和第二掺杂Si的n型GaN层1.42，所述第一掺杂Si的n型GaN层1.41的厚度为3-4μm，所述第二掺杂Si的n型GaN层1.42的厚度为200-400nm。
所述InxGa(1-x)N/GaN发光层1.5包括层叠设置的7-15个单体，所述单体包括依次层叠设置的InxGa(1-x)N层1.51和GaN层1.52，其中：x＝0.20-0.25，所述InxGa(1-x)N层1.51的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层1.52的厚度为8-15nm。
所述p型InN层1.5’的厚度为30-50nm
所述p型AlGaN层1.6的厚度为50-100nm；
所述掺镁的p型GaN层1.7的厚度为50-100nm。
上述LED外延结构的具体生长方法如下：
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。
生长过程包括以下步骤：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力为100-300mbar(气压单位)，处理蓝宝石衬底1.1，处理时间为8-10分钟；
第二步、降温至500-600℃下，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、50-100sccm的TMGa和100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底1.1上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层1.2；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和100-130L/min的H2持续300-500s，将低温缓冲层1.2腐蚀成不规则小岛；
第三步、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、200-400sccm的TMGa和100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层1.3；
第四步、生长掺杂Si的n型GaN层1.4，具体是：所述掺杂Si的n型GaN层1.4包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层1.41和第二掺杂Si的n型GaN层1.42，具体生长方法是：(1)保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm(sccm备注标准毫升每分钟)的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2和20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的第一掺杂Si的n型GaN层，Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm3(备注：1E19代表10的19次方)；(2)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和2-10sccm的SiH4，持续生长厚度为200-400nm的第二掺杂Si的n型GaN层，Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm3；
第五步、生长InxGa(1-x)N/GaN发光层1.5，具体是：InxGa(1-x)N/GaN发光层包括重复生长的7-15个单体，所述单体的生长过程具体是：(1)保持反应腔压力300-400mbar和温度700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn和100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层1.51，其中x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；(2)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和100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层1.52；
第六步、生长p型InN层1.5’，具体是：保持温度为700-800℃和反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、50-500sccm的Cp2Mg和100L/min-130L/min的N2，生长厚度为30-50nm的p型InN层1.5’，Mg的掺杂浓度为1E18-1E19atoms/cm3；
第七步、保持反应腔压力为200-400mbar和温度为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1.6，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和温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2和1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的掺镁的p型GaN层1.7，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第九步、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，即得LED外延结构(标注为样品1)。
上述LED外延结构后续还经过以下步骤：在掺镁的p型GaN层1.7上设置氧化铟锡层1.8；在所述氧化铟锡层1.8上设置P电极1.10，在所述掺杂Si的n型GaN层1.4上设置N电极1.11；在氧化铟锡层1.8上设置SiO2保护层1.9。
实施例2-实施例3
实施例2-3与实施例1不同之处在于表1中的参数：
表1对比实施例、实施例1-实施例3的部分参数统计表
将实施例2-3所得LED外延结构标注为S2-S3。
对比实施例1
对比实施例详见背景技术中的生长方法所得LED外延结构，标注为DB1。
对比实施例2-3
对比实施例2-3与实施例1不同之处在于p型InN层的生长条件，详情见表2：
表2实施例1与实施例2-5的参数统计表
对比实施例2为温度在650℃和压力200mbar下生长p型InN层，而对比实施例3为温度在900℃和压力500mbar下生长p型InN层。
对比实施例2-3所得LED外延结构标注为DB2和DB3。
将对比实施例1-3所得产品(DB1-DB3)和实施例1-3所得产品(S1-S3)各取三片，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DB1-DB3和S1-S3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DB1-DB3和S1-S3的光电性能，详见表3：
表3 DB1-DB3和S1-S3六个样品的性能对比表
从表3可以看出：
(1)本发明采用在InxGa(1-x)N/GaN发光层和电子阻挡层(p型AlGaN层)之间设有p型InN层的技术手段所得产品(S1-S3)与现有技术中无p型InN层的技术手段所得产品(DB1-DB3)比较，亮度得到提升，电压得到降低，其他参数变化不大，说明本发明技术方案取得的效果好；
(2)结合实施例1-实施例3(产品S1-S3)和对比实施例2-3(产品DB2-DB3)可知，p型InN层生长过程中温度和压力两个参数的选择非常重要，温度、压力过高或者过低会导致InN晶体质量变差，增加缺陷会导致产品的亮度提升效果不明显，其中温度过高还会导致对发光层结构的破坏，导致LED产品亮度较低。
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 (7)
1.一种LED外延结构，其特征在于，包括依次层叠的蓝宝石衬底(1.1)、低温缓冲层(1.2)、不掺杂GaN层(1.3)、掺杂Si的n型GaN层(1.4)、InxGa(1-x)N/GaN发光层(1.5)、p型InN层(1.5’)、p型AlGaN层(1.6)以及掺镁的p型GaN层(1.7)；
所述InxGa(1-x)N/GaN发光层(1.5)包括层叠设置的7-15个单体，所述单体包括依次层叠设置的InxGa(1-x)N层(1.51)和GaN层(1.52)，其中：x＝0.20-0.25，所述InxGa(1-x)N层(1.51)的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层(1.52)的厚度为8-15nm；
所述p型InN层(1.5’)的厚度为30-50nm。
2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述低温缓冲层(1.2)的厚度为20-40nm，且所述低温缓冲层(1.2)包括经腐蚀而成的多个不规则的小岛；
所述不掺杂GaN层(1.3)的厚度为2-4μm；
所述掺杂Si的n型GaN层(1.4)包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层(1.41)和第二掺杂Si的n型GaN层(1.42)，所述第一掺杂Si的n型GaN层(1.41)的厚度为3-4μm，所述第二掺杂Si的n型GaN层(1.42)的厚度为200-400nm；
所述p型AlGaN层(1.6)的厚度为50-100nm；
所述掺镁的p型GaN层(1.7)的厚度为50-100nm。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的LED外延结构，其特征在于，还包括设置在所述掺镁的p型GaN层(1.7)之上的氧化铟锡层(1.8)以及设置在所述氧化铟锡层(1.8)之上的SiO2保护层(1.9)，所述氧化铟锡层(1.8)的厚度为1500埃至2500埃，所述SiO2保护层(1.9)的厚度为500埃-1000埃；
所述氧化铟锡层(1.8)上设有P电极(1.10)，所述掺杂Si的n型GaN层(1.4)上设有N电极(1.11)。
4.根据权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述p型InN层(1.5’)的生长方法是：保持温度为700-800℃和反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、50-500sccm的Cp2Mg和100L/min-130L/min的N2，生长厚度为30-50nm的p型InN层(1.5’)，Mg的掺杂浓度为1E18-1E19atoms/cm3。
5.一种如权利要求3-4任意一项所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力为100-300mbar，处理蓝宝石衬底(1.1)，处理时间为8-10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和100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底(1.1)上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层(1.2)；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和100-130L/min的H2持续300-500s，将低温缓冲层(1.2)腐蚀成不规则小岛；
第三步、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和100-130L/min的H2，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层(1.3)；
第四步、生长掺杂Si的n型GaN层(1.4)，具体是：所述掺杂Si的n型GaN层(1.4)包括依次层叠的第一掺杂Si的n型GaN层(1.41)和第二掺杂Si的n型GaN层(1.42)，具体生长方法是：(1)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和20-50sccm的SiH4，持续生长厚度为3-4μm的第一掺杂Si的n型GaN层(1.41)，Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm3；(2)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和2-10sccm的SiH4，持续生长厚度为200-400nm的第二掺杂Si的n型GaN层(1.42)，Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm3；
第五步、生长InxGa(1-x)N/GaN发光层(1.5)，具体是：InxGa(1-x)N/GaN发光层(1.5)包括重复生长的7-15个单体，所述单体的生长过程具体是：(1)保持反应腔压力300-400mbar和温度700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn和100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为2.5-3.5nm的InxGa(1-x)N层(1.51)，其中x＝0.20-0.25，发光波长为450-455nm；(2)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和100-130L/min的N2，生长厚度为8-15nm的GaN层(1.52)；
第六步、生长p型InN层(1.5’)，具体是：保持温度为700-800℃和反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、50-500sccm的Cp2Mg和100L/min-130L/min的N2，生长厚度为30-50nm的p型InN层(1.5’)，Mg的掺杂浓度为1E18-1E19atoms/cm3；
第七步、保持反应腔压力为200-400mbar和温度为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(1.6)，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和温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2和1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的掺镁的p型GaN层(1.7)，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3；
第九步、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，即得LED外延结构。
6.根据权利要求5所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在掺镁的p型GaN层(1.7)上设置氧化铟锡层(1.8)；
在所述氧化铟锡层(1.8)上设置P电极(1.10)，在所述掺杂Si的n型GaN层(1.4)上设置N电极(1.11)；
在所述氧化铟锡层(1.8)上设置SiO2保护层(1.9)。
7.根据权利要求6所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述氧化铟锡层(1.8)的厚度为1500埃至2500埃，所述SiO2保护层(1.9)的厚度为500埃至1000埃。
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