CN109461797A - 一种具有低电阻率p型层的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LED外延结构的生长方法，包括高温处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层以及退火降温步骤；在生长P型GaN层时，依次经过900℃预处理、870～1000℃升温生长P型GaN‑1层、退火处理和1000～900℃降温生长P型GaN‑2层过程；P型GaN‑1层和P型GaN‑2层的厚度相等且均为25～100nm，所含氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1，Mg的掺杂浓度为1E19～1E20atoms/cm3。本发明降低了P型层的电阻率，提高了LED发光强度，使外延层表面变得平整。

Description

一种具有低电阻率P型层的LED外延结构及其生长方法
技术领域
本发明涉及LED制造领域，具体地，涉及一种可有效降低P型GaN层的电阻率、进而提高LED发光强度且提高LED外延结构表面平整度的方法，以及通过该方法制备得到的LED外延结构。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种固体照明电子元件，因其具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环境友好等优点而受到广大消费者的认可，市场前景广阔。在LED的外延结构中，N层用于提供电子而P层用于提供空穴，电子和空穴在恒流电压的驱动下在有源层相遇并产生电子空穴对复合，通过释放光子的形式实现发光功能。目前国内外LED的生产规模虽然在逐步扩大，但产品本身仍存在发光效率低下的问题，不能满足市场上对于LED亮度和光效的需求，继而影响到LED的应用范围和节能效果。
造成上述现象的原因众多，这给本领域研究人员提供了多种优化路径；其中传统LED外延结构中的P型层(即P型GaN层)的电阻率偏高，空穴浓度低，晶体质量不高，是导致LED芯片发光效率低下的原因之一。
发明内容
为了克服在背景技术中提到的上述问题，本发明提供一种可有效降低P型GaN层的电阻率的LED生长方法以及通过该方法制备得到的LED外延结构，进而达到提高LED发光强度的目的。
一种降低P型GaN层电阻率的LED外延结构的生长方法，依次包括高温处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层以及退火降温的步骤；其中生长P型GaN层的步骤包括预处理过程、升温生长过程、退火处理过程和降温生长过程。
上述生长P型GaN层的具体步骤如下：
A、保持反应腔内压力为500～600mbar、温度为850～900℃，通入流量为80～100L/min的NH3、15～20L/min的TMGa进行预处理；
B、保持反应腔内压力为400～600mbar，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1000～3000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从870℃逐渐升温至1000℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1～1500:1，持续生长厚度为25～100nm的P型GaN-1层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
C、保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为120～150L/min的N2，对生长好的P型GaN-1层进行退火处理；
D、保持反应腔内压力为400～600mbar，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1000～3000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从1000℃逐渐降温至900℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1～1500:1，持续生长厚度与P型GaN-1层相等的P型GaN-2层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
优选地，升温时控制反应腔温度以每秒0.5～1℃的升温速度从870℃逐渐升高至1000℃，降温时控制反应腔温度以每秒0.4～0.8℃的降温速度从1000℃逐渐降低至900℃。
优选地，所述高温处理蓝宝石衬底的步骤为：保持反应腔内压力为100～300mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为100～130L/min的H2，热处理蓝宝石衬底8～10分钟。
优选地，所述退火降温的步骤为：反应腔内温度降至650～680℃，保温20～30min，关闭加热及给气系统，制得的LED外延结构随炉冷却。
优选地，所述生长低温缓冲GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为500～600℃，通入流量为10000～20000sccm的NH3、50～100sccm的TMGa、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GaN；
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为30000～40000sccm的NH3以及100～130L/min的H2，保持温度恒定，对生长好的低温缓冲层GaN进行退火处理300～500s。
优选地，所述生长不掺杂GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1200℃，通入流量为30000～40000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2，在低温缓冲GaN层上持续生长厚度为2～4μm的不掺杂GaN层。
优选地，所述生长掺杂Si的N型GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1200℃，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、20～50sccm的SiH4，在不掺杂GaN层上持续生长厚度为3～4μm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度为5E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、2～10sccm的SiH4，继续生长厚度为200～400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E18atoms/cm3～1E19atoms/cm3；
保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1～2sccm的SiH4，继续生长厚度为200～400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E17atoms/cm3～1E18atoms/cm3。
优选地，所述生长多量子阱发光层的步骤为：
保持反应腔内压力为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，持续生长厚度为2.5～3.5nm的掺杂In的InXGa(1-X)N阱层，其中X＝0.20～0.25，发光波长为450～455nm；
保持反应腔内压力为300～400mbar、温度为750～850℃，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的N2，持续生长厚度为8～15nm的GaN垒层；
周期性交替生长InXGa(1-X)N阱层和GaN磊层，总周期数为7～15。
优选地，所述生长P型AlGaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为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，其中Al的掺杂浓度1E20atoms/cm3～3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
本发明还提供一种具有低电阻率P型层的LED外延结构，包括由下至上依序设置的蓝宝石衬底、低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层、掺杂Si的N型GaN层、多量子阱发光层、P型AlGaN层以及P型GaN层；所述P型GaN层依次通过900℃预处理过程、870～1000℃升温生长P型GaN-1层过程、退火处理过程和1000～900℃降温生长P型GaN-2层过程制备得到。
所述P型GaN-1层和P型GaN-2层的厚度为25～100nm且二者的厚度相等，在P型GaN层中，氮原子与镓原子的摩尔比为1400:1～1500:1，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3
本发明中涉及到的流量单位sccm为标准毫升每分钟。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本发明通过在生长掺Mg的P型GaN层之前进行预处理，有利于激发氮原子和镓原子的活性并使得氮原子和镓原子分布更加均匀，同时减少了氮空位且提高NH3的注入效率，抑制受主(镁元素)的补偿，使受主的活化率大大提高，从而降低P层的电阻率、提高P型层的空穴浓度，达到提高LED的发光效率的目的。
2、本发明通过控制P型GaN-1层的生长过程中温度逐渐升高，有利于减少材料内部缺陷，进而提高掺入Mg的活化率和P型层的导电性能，同时通过避免高温下P型层中的Mg向有源层扩散，减少了非辐射复合中心的产生，提升了量子阱的发光效率；本发明通过控制P型GaN-2层的生长过程中温度逐渐降低，可以减小生长P型GaN层过程中因温度过高导致的InGaN分解和偏析对量子阱有源区造成的伤害，并使富In量子点的分布呈小而多的局面，进而提升量子阱的发光效率。
3、本发明通过控制氮原子与镓原子的摩尔比实现对氮原子和镓原子二维生长过程的控制，从而使外延层表面变得平整；本发明还通过短暂的退火处理，让掺Mg的P型GaN-1晶格在氮气和热的共同作用下得到新的规则排列，进而获得整齐的表面，有利于材料的继续生长，并使得整个外延层表面更加平整，表面额六角缺陷更少，外观质量表现优良。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
对比实施例1
本实施例中运用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及高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，衬底为(0001)面蓝宝石。具体的生长方式如下：
1、处理蓝宝石衬底
保持反应腔内压力为200mbar、温度为1100℃，通入流量为100L/min的H2，热处理蓝宝石衬底10分钟。
2、生长低温缓冲层
2.1保持反应腔内压力为500mbar、温度为500℃，通入流量为15000sccm的NH3、100sccm的TMGa、100L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为30nm的低温缓冲层GaN；
2.2保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为35000sccm的NH3以及100L/min的H2，保持温度恒定，对生长好的低温缓冲层GaN进行退火处理500s。
3、生长不掺杂GaN层
保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为35000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2，在低温缓冲GaN层上持续生长厚度为3μm的不掺杂GaN层。
4、生长掺杂Si的N型GaN层
4.1保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、40sccm的SiH4，在不掺杂GaN层上持续生长厚度为4μm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度为5E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
4.2保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、4sccm的SiH4，继续生长厚度为400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E18atoms/cm3～1E19atoms/cm3；
4.3保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、1sccm的SiH4，继续生长厚度为400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E17atoms/cm3～1E18atoms/cm3。
5、生长多量子阱发光层
5.1保持反应腔内压力为400mbar、温度为750℃，通入流量为60000sccm的NH3、40sccm的TMGa、1800sccm的TMIn、100L/min的N2，持续生长厚度为3nm的掺杂In的InXGa(1-X)N阱层，其中X＝0.20～0.25，发光波长为450～455nm；
5.2保持反应腔内压力为400mbar、温度为750℃，通入流量为60000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的N2，持续生长厚度为12nm的GaN垒层；
5.3周期性交替生长InXGa(1-X)N阱层和GaN磊层，总周期数为15。
6、生长P型AlGaN层
保持反应腔内压力为400mbar、温度为950℃，通入流量为60000sccm的NH3、60sccm的TMGa、100L/min的H2、100sccm的TMAl、1200sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为100nm的P型AlGaN层，其中Al的掺杂浓度1E20atoms/cm3～3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
7、生长P型GaN层
持反应腔内压力为550mbar、温度为1000℃，通入流量为60000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的H2、2000sccm的Cp2Mg，持续生长150nm的P型GaN层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
8、退火降温
反应腔内温度降至650～680℃，保温30min，关闭加热及给气系统，制得的LED外延结构随炉冷却后得到样品1。
实施例1(采用本发明的生长方法)
本实施例中运用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及高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，衬底为(0001)面蓝宝石。具体的生长方式如下：
1、处理蓝宝石衬底
保持反应腔内压力为200mbar、温度为1100℃，通入流量为100L/min的H2，热处理蓝宝石衬底10分钟。
2、生长低温缓冲层
2.1保持反应腔内压力为500mbar、温度为500℃，通入流量为15000sccm的NH3、100sccm的TMGa、100L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为30nm的低温缓冲层GaN；
2.2保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为35000sccm的NH3以及100L/min的H2，保持温度恒定，对生长好的低温缓冲层GaN进行退火处理500s。
3、生长不掺杂GaN层
保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为35000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2，在低温缓冲GaN层上持续生长厚度为3μm的不掺杂GaN层。
4、生长掺杂Si的N型GaN层
4.1保持反应腔内压力为500mbar、温度为1100℃，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、40sccm的SiH4，在不掺杂GaN层上持续生长厚度为4μm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度为5E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
4.2保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、4sccm的SiH4，继续生长厚度为400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E18atoms/cm3～1E19atoms/cm3；
4.3保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为50000sccm的NH3、300sccm的TMGa、100L/min的H2、1sccm的SiH4，继续生长厚度为400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E17atoms/cm3～1E18atoms/cm3。
5、生长多量子阱发光层
5.1保持反应腔内压力为400mbar、温度为750℃，通入流量为60000sccm的NH3、40sccm的TMGa、1800sccm的TMIn、100L/min的N2，持续生长厚度为3nm的掺杂In的InXGa(1-X)N阱层，其中X＝0.20～0.25，发光波长为450～455nm；
5.2保持反应腔内压力为400mbar、温度为750℃，通入流量为60000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的N2，持续生长厚度为12nm的GaN垒层；
5.3周期性交替生长InXGa(1-X)N阱层和GaN磊层，总周期数为15。
6、生长P型AlGaN层
保持反应腔内压力为400mbar、温度为950℃，通入流量为60000sccm的NH3、60sccm的TMGa、100L/min的H2、100sccm的TMAl、1200sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为100nm的P型AlGaN层，其中Al的掺杂浓度1E20atoms/cm3～3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
7、生长P型GaN层
7.1保持反应腔内压力为550mbar、温度为900℃，通入流量为100L/min的NH3、20L/min的TMGa进行15s的预处理；
7.2保持反应腔内压力为550mbar，通入流量为60000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的H2、2000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从870℃以每秒1℃的升温速度逐渐升高至1000℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1，持续生长厚度为75nm的P型GaN-1层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
7.3保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为150L/min的N2，对生长好的P型GaN-1层进行10s的退火处理；
7.4保持反应腔内压力为550mbar，通入流量为60000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的H2、2000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从1000℃以每秒0.5℃的降温速度逐渐降低至900℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1，持续生长厚度为75nm的P型GaN-2层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
8、退火降温
反应腔内温度降至650～680℃，保温30min，关闭加热及给气系统，制得的LED外延结构随炉冷却后得到样品2。
在相同的前工艺条件下，将样品1和样品2各镀上150nm的ITO层、1500nm的Cr/Pt/Au电极、以及100nm的SiO2保护层，然后在相同的条件下将两个样品分别研磨并切割成635μm*635μm(25mil*25mil)的芯片颗粒，然后进行性能测试。在相同位置处各自挑选100颗样品晶粒，在相同的封装工艺下，封装成白光LED。
利用型号为LEDA-8F P7202的半积分球全自动晶圆点测机对样品1和样品2的光电特性进行检测，所得数据(100颗样品晶粒的平均值)参见下表。
表1
由表1可知，改进后的LED产品，其亮度从550.09mw提高到了617.40mw，正向电压从3.16V降低到3.00V，反向电压从35.34V升高到39.96V，抗静电良率从90.76％提高到92.12％。
利用型号为D8Discover的高分辨率X射线衍射仪对样品1和2的结晶质量进行表征，分析样品XRD摇摆曲线的FWHM(半高宽)和位错密度，所得数据(100颗样品晶粒的平均值)参见下表：
表2
由表2可知，与样品1相比，样品2的螺位错密度和刃位错密度都有明显下降，并且XRD摇摆曲线的半高宽更小，说明本发明方法可有效的提高外延薄膜的晶体质量。另外，对样品1、2的外观良率进行统计，样品1中表面存在六角缺陷和凹型坑的比例为0.74％，样品2中表面存在六角缺陷和凹型坑的比例为0.28％，这说明本发明方法能够显著改善外延片表面的外观质量。
综上所述，可以得出结论：本发明提供的生长方法明显优于传统的生长方法，通过本发明制备得到的LED产品在光效和抗静电良率上得到提高，同时正向电压下降，说明LED器件更加节能，而反向电压升高，说明LED器件的寿命更长。上述实验数据证明本发明中的技术方案确实在提高LED外延结构质量方面具有可行性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，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。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有低电阻率P型层的LED外延结构的生长方法，其特征在于，依次包括高温处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层以及退火降温的步骤；其中生长P型GaN层的步骤包括预处理过程、升温生长过程、退火处理过程和降温生长过程。
2.根据权利要求1所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，生长P型GaN层的具体步骤如下：
A、保持反应腔内压力为500～600mbar、温度为850～900℃，通入流量为80～100L/min的NH3、15～20L/min的TMGa进行预处理；
B、保持反应腔内压力为400～600mbar，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1000～3000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从870℃逐渐升温至1000℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1～1500:1，持续生长厚度为25～100nm的P型GaN-1层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
C、保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为120～150L/min的N2，对生长好的P型GaN-1层进行退火处理；
D、保持反应腔内压力为400～600mbar，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1000～3000sccm的Cp2Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从1000℃逐渐降温至900℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1～1500:1，持续生长厚度与P型GaN-1层相等的P型GaN-2层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
3.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，
所述高温处理蓝宝石衬底的步骤为：保持反应腔内压力为100～300mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为100～130L/min的H2，热处理蓝宝石衬底8～10分钟；
所述退火降温的步骤为：反应腔内温度降至650～680℃，保温20～30min，关闭加热及给气系统，制得的LED外延结构随炉冷却。
4.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为500～600℃，通入流量为10000～20000sccm的NH3、50～100sccm的TMGa、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GaN；
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为30000～40000sccm的NH3以及100～130L/min的H2，保持温度恒定，对生长好的低温缓冲层GaN进行退火处理300～500s。
5.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长不掺杂GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1200℃，通入流量为30000～40000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2，在低温缓冲GaN层上持续生长厚度为2～4μm的不掺杂GaN层。
6.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的N型GaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1200℃，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、20～50sccm的SiH4，在不掺杂GaN层上持续生长厚度为3～4μm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度为5E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3；
保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、2～10sccm的SiH4，继续生长厚度为200～400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E18atoms/cm3～1E19atoms/cm3；
保持反应腔内的压力和温度不变，通入流量为30000～60000sccm的NH3、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H2、1～2sccm的SiH4，继续生长厚度为200～400nm的掺杂Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度5E17atoms/cm3～1E18atoms/cm3。
7.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长多量子阱发光层的步骤为：
保持反应腔内压力为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，持续生长厚度为2.5～3.5nm的掺杂In的InXGa(1-X)N阱层，其中X＝0.20～0.25，发光波长为450～455nm；
保持反应腔内压力为300～400mbar、温度为750～850℃，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的N2，持续生长厚度为8～15nm的GaN垒层；
周期性交替生长InXGa(1-X)N阱层和GaN磊层，总周期数为7～15。
8.根据权利要求2所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长P型AlGaN层的步骤为：
保持反应腔内压力为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，其中Al的掺杂浓度1E20atoms/cm3～3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
9.一种如权利要求2～8中任意一项所述方法制备得到的具有低电阻率P型层的LED外延结构，其特征在于，包括由下至上依序设置的蓝宝石衬底、低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层、掺杂Si的N型GaN层、多量子阱发光层、P型AlGaN层以及P型GaN层；所述P型GaN层依次通过900℃预处理过程、870～1000℃升温生长P型GaN-1层过程、退火处理过程和1000～900℃降温生长P型GaN-2层过程制备得到。
10.根据权利要求9所述LED外延结构，其特征在于，所述P型GaN-1层和P型GaN-2层的厚度为25～100nm且二者的厚度相等，在P型GaN层中，氮原子与镓原子的摩尔比为1400:1～1500:1，Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm3～1E20atoms/cm3。
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