CN110190160B - 一种低缺陷密度led外延结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种低缺陷密度LED外延结构及其制作方法，通过改变第一型半导体层生长过程中的气氛H2气体流量组分，通过气体流量变化的H2对外延层界面处进行处理，得到表面态较好的外延结构，提高LED的晶体形貌，从而能够减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合几率，提高发光效率。同时，通过H2气体流量的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高电子空穴的辐射复合机率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制作技术领域，尤其涉及一种低缺陷密度LED外延结构及其制作方法。
背景技术
LED是一种节能光源，随着发光二极管(LED)发光效率的不断提高，LED能够取代白炽灯的地位。LED已经广泛应用于手机背光、液晶显示屏背光、信号灯、建筑景观、特殊照明等领域，并日益向普通照明、汽车照明等领域拓展。
GaN及其合金是目前最有前景的半导体材料之一，其禁带宽度分布从1.95eV到6.2eV，可制备从可见光到紫外波段的发光器，Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体因高温稳定性和高饱和迁移率越来越受到人们的关注，GaN基蓝绿发光二极管已经商品化，并且在稳定性及高亮方面已经取得了突破性进展，然而仍然存在LED内量子效率较低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种低缺陷密度LED外延结构及其制作方法，以解决现有技术中LED外延结构内量子效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低缺陷密度LED外延结构的制作方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次形成非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层；
其中，所述第一型半导体层的形成采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化。
优选地，所述氮气的流量变化范围为0SLM～100SLM，包括端点值；所述氮气的流量变化范围为100SLM～200SLM，包括端点值。
优选地，所述氮气或氢气的单组分流量变化按照线性变化。
优选地，所述氮气或氢气的单组分流量线性变化速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值。
优选地，所述氮气或氢气的单组分流量变化按照非线性变化。
优选地，所述氮气或氢气的单组分流量变化为脉冲式变化。
优选地，相邻两个脉冲流量值之间的差值为恒定的，变化周期为1-50，包括端点值。
优选地，相邻两个脉冲流量值之间的差值为非恒定的，变化周期为1-50，包括端点值。
优选地，所述氮气或氢气的单组分流量变化为螺旋式变化，变化周期为1-50，包括端点值。
优选地，形成所述第一型半导体层的具体方法包括：
在第一气氛环境下，生长形成第一厚度的第一种第一型半导体层；
在第二气氛环境下，在所述第一种第一型半导体层上生长形成第二厚度的第二种第一型半导体层。
优选地，形成所述第一型半导体层的具体方法还包括：
交替重复生长形成第一种第一型半导体层和第二种第一型半导体层的步骤，形成多层结构的第一型半导体层。
优选地，所述第二型半导体层和所述多量子阱层的形成均采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化。
本发明还提供一种低缺陷密度LED外延结构，包括：
衬底；
位于所述衬底上，且沿背离所述衬底依次设置的非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层；
其中，所述低缺陷密度LED外延结构采用上面任意一项所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法制作形成。
优选地，所述第一型半导体层包括单层结构或多层结构。
优选地，所述多层结构包括：
第一种第一型半导体层和第二种第一型半导体层；
或重复交替叠加的所述第一种第一型半导体层和所述第二种第一型半导体层。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的低缺陷密度LED外延结构制作方法，通过改变第一型半导体层生长过程中的气氛H2的流量，使气氛中H2组分的流量处于变化状态，通过变化的H2对外延层界面处进行处理，得到表面态较好的外延结构，提高LED的晶体形貌，从而能够减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合几率，提高发光效率。同时，通过H2的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高电子空穴的辐射复合机率。
本发明提供的低缺陷密度LED外延结构，降低了生长过程中掺入LED结构内杂质含量，降低了因杂质引起的位错密度，进一步降低非辐射复合机率，提高辐射复合机率，从而提升LED器件内量子效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种低缺陷密度LED外延结构的制作方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种氮气和氢气流量变化曲线图；
图3为本发明实施例提供的另一种氮气和氢气流量变化曲线图；
图4为本发明实施例提供的另一种氮气和氢气流量变化曲线图；
图5为本发明实施例提供的另一种氮气和氢气流量变化曲线图；
图6为本发明实施例提供的另一种氮气和氢气流量变化曲线图；
图7为本发明实施例提供的多个实施例与现有技术得到的N型载流子浓度和迁移率对比图；
图8为本发明实施例提供的多个实施例与现有技术得到的102和002的半峰宽对比图；
图9为本发明实施例提供的一种低缺陷密度LED外延结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中LED的内量子效率还较低，有很大的提升空间。
发明人发现，影响内量子效率的一部分原因是晶格失配导致缺陷密度较高，比如生长在蓝宝石衬底上的GaN薄膜，因晶格失配和热失配导致的缺陷密度较高，降低LED器件的辐射复合机率，在生长过程中容易引入的非人为的杂质，容易形成空位、间隙原子、杂质引起的缺陷，这些缺陷的存在直接影响材料的电学性质。
基于此，本发明提供一种低缺陷密度LED外延结构的制作方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次形成非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层；
其中，所述第一型半导体层的形成采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化。
本发明提供的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，通过改变第一型半导体层生长过程中的气氛H2组分的流量，使气氛中H2组分的流量处于变化状态，通过变化的H2对外延层界面处进行处理，得到表面态较好的外延结构，提高LED的晶体形貌，从而能够减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合几率，提高发光效率。同时，通过H2的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高电子空穴的辐射复合机率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种低缺陷密度LED外延结构的制作方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次形成非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层；
其中，所述第一型半导体层的形成采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化。
其中，本实施例中第一型半导体层可以是N型GaN层，也可以是P型GaN，本实施例中对此不作限定。本实施例中以第一型半导体层为N型GaN层，第二型半导体层为P型GaN层进行说明。
具体地，所述制作方法流程图可以如图1所示，包括：
S101：提供衬底；
S102：在衬底表面生长非掺杂层；
S103：在氮气和氢气变化的气氛下生长N型氮化镓层；
需要说明的是，本发明实施例中N型氮化镓层可以是单层结构，也可以是多层结构。N型氮化镓的总厚度范围为1500nm～2500nm，且N型氮化镓层的掺杂为Si掺杂，掺杂浓度为5E18～9E18，生长温度为1000℃～1100℃。生长形成单层结构时，在生长时采用氮气和氢气的气体流量变化的气氛分为生长。多层结构可以包括两层在不同的气氛氛围下生长形成层结构，然后两层材料交替叠加；或者多层在不同的气氛氛围下生长形成的层结构，多层不同体材料依次交替叠加。本实施例中对每层结构的厚度不作限定，可选的，每层的厚度范围为150nm～2500nm，层数范围为1～10。
另外，需要说明的是，N型氮化镓还可以采用超晶格的生长方式进行生长，各个循环层采用不同气氛生长，各个单层厚度为5nm～50nm，循环数为4-80。
S104：生长多量子阱层；
本实施例中多量子阱层的材质为InxGa1-xN/GaN(0<x<1)。
S105：在多量子阱层上形成P型氮化镓层。
需要说明的是，本实施例中除了N型氮化镓可以采用气氛组分变化的方式生长，P型氮化镓层和多量子阱层也可以采用气氛组分变化的方式形成，本实施例中对此不作限定。
本发明提供的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，通过改变第一型半导体层生长过程中的气氛H2组分的流量，使气氛中H2组分的流量处于变化状态，通过变化的H2对外延层界面处进行处理，得到表面态较好的外延结构，提高LED的晶体形貌，从而能够减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合几率，提高发光效率。同时，通过H2的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高电子空穴的辐射复合机率。
本发明实施例中，生长N型氮化镓时，通入的氮气和氢气的总流量不变。但是氮气和氢气的单组分流量变化，也就是说，减少多少氢气流量，就增加多少氮气流量；增加多少氢气流量，就减少多少氮气流量，两种气体的流量总和保持不变，但是氢气流量是变化的。
本发明实施例中不限定氢气流量变化方式，在本发明的一个实施例中，氢气单组分流量变化可以按照线性变化，所述线性变化可以是线性增加，也可以是线性减小的，本实施例中对此不作限定。线性变化的速率本实施例中也不做限定，可选的，氢气单组分流量线性增加的速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值，对应的，氮气单组份流量线性减少的速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值。还可以是氢气单组分流量线性减少的速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值，对应的，氮气单组份流量线性增加的速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值。
在本发明的其他实施例中，所述氮气或氢气的单组分流量变化按照非线性变化。所述非线性变化可以包括脉冲式变化和螺旋式变化。其中脉冲式变化，每次脉冲流量与前一次脉冲流量之间的差值是恒定的，也可以是不恒定的，变化周期为1-50，包括端点值。所述螺旋式变化，可以是氢气流量螺旋上升或螺旋下降，本实施例中对此不作限定。
下面结合详细实施例来说明本发明实施例中的低缺陷密度LED外延结构的制作方法。
实施例1
首先，采用MOCVD(金属有机化合物化学气相沉淀)工艺在蓝宝石衬底上生长非掺杂GaN层，也即UGaN层；其中，生长温度为1110℃，通入TMGA源、N2、H2、NH3生长30min，厚度为2000nm；
其次，生长N型GaN层，生长温度为1000℃，时间为10分钟，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2由40SLM线性变化至0L，变化速率为2SLM/min；H2由120L线性变化至160L，变化速率为2SLM/min；N型GaN层厚度为200nm；请参见图2，为气体流量线性变化曲线。
然后依次生长多量子阱层，其中势阱层的生长温度为770℃，通入TEGa、TMIn、N2、NH3，厚度为2nm，其中势垒层的生长温度为870℃，通入TEGa、SiH4、N2、H2、NH3，厚度为13nm，本实施例中循环数可以为10个。
最后生长P型GaN层，生长温度为950℃，通入TMGa、CP2Mg、N2、H2、NH3，厚度为200nm。
生长完成，对外延片进行测试，用X射线衍射仪(XRD)进行测试测量102和002的半峰宽。
用霍尔测试仪，测试N型载流子浓度、迁移率。
实施例2
首先，采用MOCVD工艺在蓝宝石衬底上生长非掺杂GaN层，也即UGaN层；其中，生长温度为1110℃，通入TMGA源、N2、H2、NH3生长30min，厚度为2000nm；
其次，生长第一种N型GaN层，生长温度为1000℃，时间为0.5分钟，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2由40SLM线性变化至0SLM，H2由120SLM线性变化至160SLM，时间为5min，速率8SLM/min；
再生长第二种N型GaN层，生长温度为1000℃，时间为0.5分钟，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2由0SLM线性变化至40SLM，H2由160SLM线性变化至120SLM，时间为5min，速率8SLM/min；
重复并交替生长第一种N型GaN层和第二种N型GaN层，共4次，第一种N型GaN层和第二种N型GaN层厚度总和为1500nm。请参见图3，为气体流量变化曲线。
然后依次生长多量子阱层，其中势阱层的生长温度为770℃，通入TEGa、TMIn、N2、NH3，厚度为2nm，其中势垒层的生长温度为870℃，通入TEGa、SiH4、N2、H2、NH3，厚度为13nm，本实施例中循环数可以为10个。
最后生长P型GaN层，生长温度为950℃，通入TMGa、CP2Mg、N2、H2、NH3，厚度为200nm。
生长完成，对外延片进行测试，用X射线衍射仪(XRD)进行测试测量102和002的半峰宽。
用霍尔测试仪，测试N型载流子浓度、迁移率。
需要说明的是，本实施例中与实施例一中，N2和H2的组分变化均是线性变化的，二者的区别是实施例一中的N型GaN层由两层体材料组成，而实施例二是由两层体材料交叠循环组成。
实施例3
首先，采用MOCVD工艺在蓝宝石衬底上生长非掺杂GaN层，也即UGaN层；其中，生长温度为1110℃，通入TMGA源、N2、H2、NH3生长30min，厚度为2000nm；
其次，采用脉冲式单组份流量变化，生长N型GaN层，生长温度为1000℃，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2流量为40SLM，H2流量为120SLM，生长4min后；N2流量变为20SLM，H2流量变为140SLM，生长1min；如此循环4个周期，请参见图4，为气体流量脉冲式变化曲线。N型GaN层总厚度为1500nm。
然后依次生长多量子阱层，其中势阱层的生长温度为770℃，通入TEGa、TMIn、N2、NH3，厚度为2nm，其中势垒层的生长温度为870℃，通入TEGa、SiH4、N2、H2、NH3，厚度为13nm，本实施例中循环数可以为10个。
最后生长P型GaN层，生长温度为950℃，通入TMGa、CP2Mg、N2、H2、NH3，厚度为200nm。
生长完成，对外延片进行测试，用X射线衍射仪(XRD)进行测试测量102和002的半峰宽。
用霍尔测试仪，测试N型载流子浓度、迁移率。
本实施例与实施例一对比，相同点为N型GaN由两层体材料组成，单层的气氛恒定，各层间的气氛不同。
实施例4
首先，采用MOCVD工艺在蓝宝石衬底上生长非掺杂GaN层，也即UGaN层；其中，生长温度为1110℃，通入TMGA源、N2、H2、NH3生长30min，厚度为2000nm；
其次，生长N型GaN层，生长温度为1000℃，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2流量为40SLM，H2流量为120SLM，生长4min；然后，N2流量变为35SLM，H2流量为125SLM，维持1min；然后，N2流量变为40SLM，H2流量为120SLM，维持4min；N2流量变为30SLM，H2流量为130SLM，维持1min；然后，N2流量变为40SLM，H2流量为120SLM，维持4min；N2流量变为25SLM，H2流量为135SLM，维持1min；然后，N2流量变为40SLM，H2流量为120SLM，维持4min；N2流量变为20SLM，H2流量为140SLM，维持1min；请参见图5，为气体流量变化的脉冲式变化曲线。N型GaN层总厚度为1500nm。
然后依次生长多量子阱层，其中势阱层的生长温度为770℃，通入TEGa、TMIn、N2、NH3，厚度为2nm，其中势垒层的生长温度为870℃，通入TEGa、SiH4、N2、H2、NH3，厚度为13nm，本实施例中循环数可以为10个。
最后生长P型GaN层，生长温度为950℃，通入TMGa、CP2Mg、N2、H2、NH3，厚度为200nm。
生长完成，对外延片进行测试，用X射线衍射仪(XRD)进行测试测量102和002的半峰宽。
用霍尔测试仪，测试N型载流子浓度、迁移率。
实施例5
首先，采用MOCVD工艺在蓝宝石衬底上生长非掺杂GaN层，也即UGaN层；其中，生长温度为1110℃，通入TMGA源、N2、H2、NH3生长30min，厚度为2000nm；
其次，生长N型GaN层，生长温度为1000℃，通入TMGa、SiH4、N2、H2、NH3，其中NH3流量为85SLM，N2流量为40SLM，H2流量为120SLM，生长3min；然后，N2流量变为30SLM，H2流量为130SLM，维持0.5min；如此重复4个周期，请参见图6，为气体流量变化的脉冲式变化曲线。N型GaN层总厚度为1500nm。
然后依次生长多量子阱层，其中势阱层的生长温度为770℃，通入TEGa、TMIn、N2、NH3，厚度为2nm，其中势垒层的生长温度为870℃，通入TEGa、SiH4、N2、H2、NH3，厚度为13nm，本实施例中循环数可以为10个。
最后生长P型GaN层，生长温度为950℃，通入TMGa、CP2Mg、N2、H2、NH3，厚度为200nm。
生长完成，对外延片进行测试，用X射线衍射仪(XRD)进行测试测量102和002的半峰宽。
用霍尔测试仪，测试N型载流子浓度、迁移率。
现有技术中生长N型氮化镓层时，采用的工艺通常为：生长温度为1000℃～1100℃，时间为15min～25min，通入TMGa、SiH4，N2、H2、NH3，其中NH3的流量为50SLM～90SLM，N2的流量为30SLM～50SLM，H2的流量为80SLM～150SLM，厚度为1500nm～2500nm，其中气流中每个气体的单组分是恒定不变的。
作为本发明实施例的对比实施例，传统结构采用：生长温度为1000℃，时间为20min分钟，通入TMGa、SiH4，N2、H2、NH3，其中NH3的流量为85SLM，N2的流量为40SLM，H2的流量为120SLM，厚度为1500nm，其中气流是恒定的。
与本发明实施例中的实施例1～实施例5中的生长条件作对比，得出如图7和图8所示的测试结果曲线图，其中，图7为各个生长条件下得到的载流子浓度和迁移率曲线图；图8为各个生长条件下得到的XRD半峰宽曲线图。
从实验结果对比可以看出，XRD测试102半峰宽、002半峰宽方面，本发明各个实施例会比传统结构偏小，证明本发明实施例提供的生长方法有利于减少螺位错以及刃位错。霍尔测试结果方面，本发明各个实施例得到的结构相比于传统结构载流子浓度较高，迁移率较高，证明C杂质减少，以及Si的有效掺杂增多。
以上各实施例间的对比，实施例3和实施例5的效果更佳，N型氮化镓生长过程中，边生长边利用增加氢气流量的方式对界面进行处理，N型氮化镓晶格质量越佳。
现有技术中，由于蓝宝石衬底和氮化镓材料的晶格失配大，所以为减少晶格失配，通常N型氮化镓都比较厚，这样就导致N型氮化镓的应力较大，生产成本较高。本发明与现有技术比较，主要采用H2气体流量组分的变化对N型氮化稼应力调整，可以有效的释放N型层的应力，减少缺陷密度，另外由于H2的提高可以有效的减少界面处悬空的化学键，减少C杂质的并入，减少非人为杂质的引入，减少电子的散射，增加电子的迁移率，调高发光效率。
也即，本发明实施例中，形成N型GaN层时，采用气氛渐变的方式生长，主要是H2组分渐变的方式生长N型氮化镓，通过变化的H2对外延层界面处进行处理，可以得到表面态较好的外延结构，进而减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合机率，另外通过H2的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高载流子的复合机率。
另外，本发明实施例中的气氛渐变的方式生长方式还可以应用在生长P型GaN层和多量子阱层中，本实施例中对此不作限定。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种低缺陷密度LED外延结构，请参见图9所示，低缺陷密度LED外延结构自下而上依次包括：
衬底1、非掺杂层2、低缺陷密度第一型半导体层3、多量子阱层4和第二型半导体层5。
其中，所述衬底为c面蓝宝石衬底，本实施例中第一型半导体层为N型GaN层，则对应的非掺杂层为非掺杂GaN层，第二型半导体层为P型GaN层，多量子阱层包括InxGa1-xN/GaN(0<x<1)。本实施例中N型GaN层的掺杂杂质为Si，掺杂浓度为5E18～9E18，生长温度为1000℃～1100℃。总厚度范围为1500nm～2500nm。所述低缺陷密度的N型氮化镓，可以由一层或者n层体材料组成，或者n种材料交替组成，其中n层体材料差异在于生长气氛不同，n的范围为1～10，单层材料的厚度为150nm～2500nm。所述低缺陷密度的N型氮化镓，也可以是超晶格的方式生长，其中各循环层为不同气氛所生长，各单层厚度为5nm～50nm，循环数为4～80。
所述低缺陷密度的N型氮化镓，采用生长气氛N2和H2组分变化的方式生长，N2的流量范围为0SLM～100SLM，H2的流量范围为100SLM～200SL，N2和H2的变化是线性或者非线性变化均可，H2和N2的体积总和保持不变，此种长法不限于N型氮化镓，气氛包含有N2/H2的U-GaN层、P型GaN层、有源区垒层等。
本发明实施例中，形成N型GaN层时，采用气氛渐变的方式生长，主要是H2组分渐变的方式生长N型氮化镓，通过变化的H2对外延层界面处进行处理，可以得到表面态较好的外延结构，进而减少晶体缺陷，减少载流子的非辐射复合机率，另外通过H2的增加可以减少C杂质的并入，减少载流子的散射机率，提高载流子的迁移率，提高载流子的复合机率。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次形成非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层，所述第一型半导体层为N型GaN层或P型GaN层；
其中，所述第一型半导体层的形成采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化，且氢气的气体流量始终大于氮气的气体流量，且氢气的气体流量不为0。
2.根据权利要求1所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气的流量变化范围为0SLM～100SLM，包括端点值；所述氢气的流量变化范围为100SLM～200SLM，包括端点值。
3.根据权利要求1所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气或氢气的单组分流量变化按照线性变化。
4.根据权利要求3所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气或氢气的单组分流量线性变化速率为1SLM/min～50SLM/min，包括端点值。
5.根据权利要求1所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气或氢气的单组分流量变化按照非线性变化。
6.根据权利要求5所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气或氢气的单组分流量变化为脉冲式变化。
7.根据权利要求6所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，相邻两个脉冲流量值之间的差值为恒定的，变化周期为1-50，包括端点值。
8.根据权利要求6所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，相邻两个脉冲流量值之间的差值为非恒定的，变化周期为1-50，包括端点值。
9.根据权利要求5所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述氮气或氢气的单组分流量变化为螺旋式变化，变化周期为1-50，包括端点值。
10.根据权利要求1所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，形成所述第一型半导体层的具体方法包括：
在第一气氛环境下，生长形成第一厚度的第一种第一型半导体层；
在第二气氛环境下，在所述第一种第一型半导体层上生长形成第二厚度的第二种第一型半导体层。
11.根据权利要求10所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，形成所述第一型半导体层的具体方法还包括：
交替重复生长形成第一种第一型半导体层和第二种第一型半导体层的步骤，形成多层结构的第一型半导体层。
12.根据权利要求1所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法，其特征在于，所述第二型半导体层和所述多量子阱层的形成均采用氮气和氢气的生长气氛，且所述氮气和氢气生长气氛中，气体总流量不变，氮气和氢气的单组分流量变化。
13.一种低缺陷密度LED外延结构，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底上，且沿背离所述衬底依次设置的非掺杂层、第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层，所述第一型半导体层为N型GaN层或P型GaN层；
其中，所述低缺陷密度LED外延结构采用权利要求1-12任意一项所述的低缺陷密度LED外延结构的制作方法制作形成。
14.根据权利要求13所述的低缺陷密度LED外延结构，其特征在于，所述第一型半导体层包括单层结构或多层结构。
15.根据权利要求14所述的低缺陷密度LED外延结构，其特征在于，所述多层结构包括：
第一种第一型半导体层和第二种第一型半导体层；
或重复交替叠加的所述第一种第一型半导体层和所述第二种第一型半导体层。
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