CN109411573B - 一种led外延结构生长方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括预处理、生长Iny1Ga(1‑y1)N层、生长Iny2Ga(1‑y2)N层、高温处理、生长GaN层的步骤。本发明方法解决现有LED外延生长方法中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，提高产品良率。

Description

一种LED外延结构生长方法
技术领域
本发明属于LED技术领域，具体涉及一种LED外延结构生长方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其量子阱内复合而发出单色光。LED作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性、色彩丰富等优点。目前国内生产LED的规模正在逐步扩大，但是LED仍然存在发光效率低下的问题，影响LED的节能效果。
目前传统的LED外延InGaN/GaN多量子阱层生长方法中，InGaN/GaN多量子阱层品质不高，量子阱发光区辐射效率低下，严重阻碍了LED发光效率的提高，影响LED的节能效果。
因此，提供一种新的LED外延结构生长方法，解决现有LED多量子阱层中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，是本技术领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明通过在多量子阱层的生长过程中采用预处理和高温处理的方法来解决现有LED外延生长方法中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，提高产品良率。
本发明的LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括预处理、生长Iny1Ga(1-y1)N层、生长Iny2Ga(1-y2)N层、高温处理、生长GaN层的步骤，具体为：
A、将反应腔压力控制在400mbar-450mbar，反应腔温度控制在750-780℃，通入流量为4000sccm-5000sccm的NH3、2000sccm-2200sccm的TMIn进行15-20s的预处理；
B、保持反应腔压力和温度不变，通入50000-60000sccm的NH3、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加10-12sccm从150-170sccm线性渐变增加到1500-1700sccm，生长厚度为D1的Iny1Ga(1-y1)N，其中In掺杂浓度以每秒增加1E+17atoms/cm3从1E+19atoms/cm3线性渐变增加为3E+19atoms/cm3；
C、保持压力、温度、NH3流量、TEGa流量不变，稳定TMIn的流量为1500-1700sccm，生长厚度为D2的Iny2Ga(1-y2)N，In掺杂浓度为1E+20-3E+20atoms/cm3，其中D1+D2＝3nm，y1和y2的范围都为0.015-0.25，且y1大于y2；
D、维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到1000-1050℃，通入流量为100-120L/min的N2，对上述Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N层进行18-25s的高温处理；
E、降低温度至800℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N2，生长10nm的GaN层；
重复上述步骤A-E并周期性依次生长Iny1Ga(1-y1)N层、Iny2Ga(1-y2)N层和GaN层，生长周期数为7-13个。
优选地，所述处理衬底的具体过程为：
在1000℃-1100℃的温度下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底5min-10min。
优选地，所述生长低温缓冲层GaN的具体过程为：
降温至500℃-600℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为10000sccm-20000sccm的NH3、50sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-40nm的低温缓冲层GaN；
升高温度到1000℃-1100℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的H2，保温300s-500s，将低温缓冲层GaN腐蚀成不规则岛形。
优选地，所述生长不掺杂GaN层的具体过程为：
升高温度到1000℃-1200℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H2，持续生长2μm-4μm的不掺杂GaN层。
优选地，所述生长掺杂GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力300mbar-600mbar，保持温度1000℃-1200℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及20sccm-50sccm的SiH4，持续生长3μm-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3-1E19atoms/cm3。
优选地，所述生长AlGaN电子阻挡层的具体过程为：
在温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
优选地，所述生长掺Mg的P型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力400mbar-900mbar、温度950℃-1000℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及1000sccm-3000sccm的Cp2Mg，持续生长50nm-200nm的掺Mg的P型GaN层，其中，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
优选地，所述降温冷却的具体过程为：
降温至650℃-680℃，保温20min-30min，关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
相比于传统的生长方法，本发明中的LED外延结构生长方法达到了如下效果：
1、在生长Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N之前仅通入TMIn和NH3进行预处理，使用这种方法可以抑制氮化铟的解离速率，同时可以改善铟的分布不均匀性，从而改善LED发光器件的外量子效率，增加光输出功率。
2、在生长完Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N之后通过高温处理之后，铟、镓、氮原子会移动到最小能量的地方以达到热平衡，减少富铟的区域，并且Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N晶格在热作用下，得到新的规则排列，从而得到较为平整的Iny2Ga(1-y2)N层表面，有利于下一步GaN层生长，量子阱发光层的晶体质量得到提升，电子和空穴的发光辐射效率增加，LED的发光效率得到提高。
3、本发明通过在多量子阱层的生长过程中采用预处理和高温处理的方法，并且在生长Iny1Ga(1-y1)N层过程中控制TMIn的流量和In掺杂浓度有规律性地变化，能够提高Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N与GaN层的晶格匹配度，因此能够减少在生长Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N层时存在的应力，在此基础上继续生长GaN层时，GaN材料达到完全弛豫的状态，从而消除了LED外延材料生长过程中晶格失配带来的应力，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明方法制备的LED外延的结构示意图；
其中，1、蓝宝石衬底，2、低温GaN缓冲层，3、非掺杂GaN层，4、n型GaN层，5、多量子阱发光层，6、AlGaN电子阻挡层,7、P型GaN。其中，5-多量子阱层发光层包括周期性生长的Iny1Ga(1-y1)N层51、Iny2Ga(1-y2)N层52和GaN层53。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
另外，本说明书并没有将权利要求书公开的构件和方法步骤限定于实施方式的构件和方法步骤。特别是，在实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其结构顺序和邻接顺序以及制造方法等只要没有具体的限定，就仅作为说明例，而不是将本发明的范围限定于此。附图中所示的结构部件的大小和位置关系是为了清楚地进行说明而放大示出。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
实施例1
本实施例采用本发明提供的LED外延结构生长方法，采用MOCVD来生长高亮度GaN基LED外延片，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)，反应压力在70mbar到900mbar之间。具体生长方式如下(外延结构请参考图1)：
一种LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却；其中，
步骤1：处理衬底。
具体地，所述步骤1，进一步为：
在温度为1000-1100℃，反应腔压力为100-300mbar，通入100-130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。
步骤2：生长低温GaN缓冲层，并在所述低温GaN缓冲层形成不规则小岛。
具体地，所述步骤2，进一步为：
在温度为500-600℃，反应腔压力为300-600mbar，通入10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温缓冲层GaN，所述低温GaN缓冲层的厚度为20-40nm；
在温度为1000-1100℃、反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的H2的条件下，在所述低温缓冲层GaN上形成所述不规则小岛。
步骤3：生长非掺杂GaN层。
具体地，所述步骤3，进一步为：
在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，生长的所述非掺杂GaN层；所述非掺杂GaN层的厚度为2-4μm。
步骤4：生长Si掺杂的N型GaN层。
具体地，所述步骤4，进一步为：
保持反应腔压力300mbar-600mbar，保持温度1000℃-1200℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及20sccm-50sccm的SiH4，持续生长3μm-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3-1E19atoms/cm3。
步骤5：生长多量子阱层。
所述生长多量子阱层，进一步为：
(1)将反应腔压力控制在400mbar-450mbar，反应腔温度控制在750-780℃，通入流量为4000sccm-5000sccm的NH3、2000sccm-2200sccm的TMIn进行15-20s的预处理；(2)保持反应腔压力和温度不变，通入50000-60000sccm的NH3、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加10-12sccm从150-170sccm线性渐变增加到1500-1700sccm，生长厚度为D1的Iny1Ga(1-y1)N，其中In掺杂浓度以每秒增加1E+17atoms/cm3从1E+19atoms/cm3线性渐变增加为3E+19atoms/cm3；(3)保持压力、温度、NH3流量、TEGa流量不变，稳定TMIn的流量为1500-1700sccm，生长厚度为D2的Iny2Ga(1-y2)N，In掺杂浓度为1E+20-3E+20atoms/cm3，其中D1+D2＝3nm，y1和y2的范围都为0.015-0.25，且y1大于y2；(4)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到1000-1050℃，通入流量为100-120L/min的N2，对上述Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N层进行18-25s的高温处理；(5)降低温度至800℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N2，生长10nm的GaN层；
重复上述步骤A-E并周期性依次生长Iny1Ga(1-y1)N层、Iny2Ga(1-y2)N层和GaN层，生长周期数为7-13个。
步骤6：生长AlGaN电子阻挡层。
具体地，所述步骤6，进一步为：
在温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤7：生长Mg掺杂的P型GaN层。
具体地，所述步骤7，进一步为：
在温度为950-1000℃，反应腔压力为400-900mbar，通入50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50-200nm的Mg掺杂P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤8：在温度为650-680℃的条件下保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
实施例2
以下提供对比实施例，即传统LED外延结构的生长方法。
步骤1：在温度为1000-1100℃，反应腔压力为100-300mbar，通入100-130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。
步骤2：生长低温GaN缓冲层，并在所述低温GaN缓冲层形成不规则小岛。
具体地，所述步骤2，进一步为：
在温度为500-600℃，反应腔压力为300-600mbar，通入10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温缓冲层GaN，所述低温GaN缓冲层的厚度为20-40nm；
在温度为1000-1100℃、反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的H2的条件下，在所述低温缓冲层GaN上形成所述不规则小岛。
步骤3：生长非掺杂GaN层。
具体地，所述步骤3，进一步为：
在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，生长的所述非掺杂GaN层；所述非掺杂GaN层的厚度为2-4μm。
步骤4：生长Si掺杂的N型GaN层。
具体地，所述步骤4，进一步为：
在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、20-50sccm的SiH4的条件下，生长Si掺杂的N型GaN，所述n型GaN的厚度为3-4μm，Si掺杂的浓度为5E18atoms/cm3-1E19atoms/cm3。
步骤5：生长InxGa(1-x)N/GaN多量子肼发光层。
具体地，所述生长多量子肼发光层，进一步为：
保持反应腔压力300mbar-400mbar、保持温度720℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-40sccm的TMGa、10000-15000sccm的TMIn及100L/min-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为3nm的InxGa(1-x)N层，其中，x＝0.20-0.25，In掺杂浓度为1E20atoms/cm3-3E20atoms/cm3；
升高温度至800℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N2，生长10nm的GaN层；
重复交替生长InxGa(1-x)N层和GaN层，得到InxGa(1-x)N/GaN多量子阱发光层，其中，InxGa(1-x)N层和GaN层的交替生长周期数为7-13个。
步骤6：生长AlGaN电子阻挡层。
具体地，所述步骤6，进一步为：
在温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤7：生长Mg掺杂的P型GaN层。
具体地，所述步骤7，进一步为：
在温度为950-1000℃，反应腔压力为400-900mbar，通入50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50-200nm的Mg掺杂P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤8：在温度为650-680℃的条件下保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
根据上述实施例1和实施例2分别制得样品1和样品2，样品1和样品2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，之后将样品1和样品2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。采用积分球在驱动电流350mA条件下测试样品1和样品2的光电性能。
表1样品1和样品2的电性参数比较结果
Figure BDA0001832245450000091
将积分球获得的数据进行分析对比，从表1中可以看出，本发明提供的LED外延生长方法制备的LED(样品1)发光效率得到明显提升，并且电压、反向电压、漏电、抗静电能力等其它各项LED电性参数变好，是因为本专利技术方案解决了现有LED存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并改善其它LED光电性能。
对外延片样品1和样品2的翘曲度BOW值数据(um)进行统计，样品1翘曲度平均值为5.5um，样品2翘曲度平均值为6.4um，本发明方法制作的LED外延片样品的翘曲度明显要小，这说明本发明方法能够明显减少外延片翘曲，提高产品合格率。
本发明的LED外延结构生长方法中，通过在量子阱的生长过程中采用预处理和高温处理的方法，跟传统方式相比，达到了如下效果：
1、在生长Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N之前仅通入TMIn和NH3进行预处理，使用这种方法可以抑制氮化铟的解离速率，同时可以改善铟的分布不均匀性，从而改善LED发光器件的外量子效率，增加光输出功率。
2、在生长完Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N之后通过高温处理之后，铟、镓、氮原子会移动到最小能量的地方以达到热平衡，减少富铟的区域，并且Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N晶格在热作用下，得到新的规则排列，从而得到较为平整的Iny2Ga(1-y2)N层表面，有利于下一步GaN层生长，量子阱发光层的晶体质量得到提升，电子和空穴的发光辐射效率增加，LED的发光效率得到提高。
3、本发明通过在多量子阱层的生长过程中采用预处理和高温处理的方法，并且在生长Iny1Ga(1-y1)N层过程中控制TMIn的流量和In掺杂浓度有规律性地变化，能够提高Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N与GaN层的晶格匹配度，因此能够减少在生长Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N层时存在的应力，在此基础上继续生长GaN层时，GaN材料达到完全弛豫的状态，从而消除了LED外延材料生长过程中晶格失配带来的应力，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率。
由于方法部分已经对本申请实施例进行了详细描述，这里对实施例中涉及的结构与方法对应部分的展开描述省略，不再赘述。对于结构中具体内容的描述可参考方法实施例的内容，这里不再具体限定。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却；其中生长多量子阱层依次包括：预处理、生长Iny1Ga(1-y1)N层、生长Iny2Ga(1-y2)N层、高温处理、生长GaN层，具体为：
A、将反应腔压力控制在400mbar-450mbar，反应腔温度控制在750-780℃，通入流量为4000sccm-5000sccm的NH3、2000sccm-2200sccm的TMIn进行15-20s的预处理；
B、保持反应腔压力和温度不变，通入50000-60000sccm的NH3、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加10-12sccm从150-170sccm线性渐变增加到1500-1700sccm，生长厚度为D1的Iny1Ga(1-y1)N，其中In掺杂浓度以每秒增加1E+17atoms/cm3从1E+19atoms/cm3线性渐变增加为3E+19atoms/cm3；
C、保持压力、温度、NH3流量、TEGa流量不变，稳定TMIn的流量为1500-1700sccm，生长厚度为D2的Iny2Ga(1-y2)N，In掺杂浓度为1E+20-3E+20atoms/cm3，其中D1+D2＝3nm，y1和y2的范围都为0.015-0.25，且y1大于y2；
D、维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到1000-1050℃，通入流量为100-120L/min的N2，对上述Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N层进行18-25s的高温处理；
E、降低温度至800℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N2，生长10nm的GaN层；
重复上述步骤A-E并周期性依次生长Iny1Ga(1-y1)N层、Iny2Ga(1-y2)N层和GaN层，生长周期数为7-13个。
2.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，在1000℃-1100℃的温度下，通入100L/min-130L/min的H2，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底5min-10min。
3.根据权利要求2所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲层GaN的具体过程为：
降温至500℃-600℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为10000sccm-20000sccm的NH3、50sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-40nm的低温缓冲层GaN；
升高温度到1000℃-1100℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的H2，保温300s-500s，将低温缓冲层GaN腐蚀成不规则岛形。
4.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长不掺杂GaN层的具体过程为：
升高温度到1000℃-1200℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H2，持续生长2μm-4μm的不掺杂GaN层。
5.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的N型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力300mbar-600mbar，保持温度1000℃-1200℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及20sccm-50sccm的SiH4，持续生长3μm-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3-1E19atoms/cm3。
6.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长AlGaN电子阻挡层的具体过程为：
在温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
7.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长掺Mg的P型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力400mbar-900mbar、温度950℃-1000℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及1000sccm-3000sccm的Cp2Mg，持续生长50nm-200nm的掺Mg的P型GaN层，其中，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
8.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述降温冷却的具体过程为：
降温至650℃-680℃，保温20min-30min，关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
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