CN113161451A - 一种led外延结构及其生长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED外延结构生长方法。包括在衬底上依次生长第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层和发光层；所述第一超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1‑x)N，其中，x＝0.10‑0.15，交替生长周期数为6‑10个。本发明还提供了一种LED外延结构，包括从下至上层叠设置的衬底、第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层、发光层、第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层，本发明利用Si在第三GaN层、第一超晶格层和第二超晶格层中的分布，扩大了外延结构的电容，增加了LED外延结构中有效电子的数量。

Description

一种LED外延结构及其生长方法
技术领域
本发明涉及LED制造技术领域，具体涉及一种LED外延结构及其生长方法。
背景技术
LED是一种固体照明器件，因其具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点受到广大消费者认可，因此国内生产LED的规模也在逐步扩大；市场需求的LED产品品质越来越高，客户关注的是LED更省电，亮度更高、光效更好，这就为LED外延结构的生长提出了更高的要求；大功率器件驱动电压和亮度要求是目前市场需求的重点。
综上所述，急需一种LED外延结构及其生长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LED外延结构及其生长方法，以解决提升LED器件发光亮度提升的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种LED外延结构生长方法，包括在衬底上依次生长第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层和发光层；
所述第一超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，其中，x＝0.10-0.15，交替生长周期数为6-10个；
生长掺杂Si的N型GaN：在830-850℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、N2、H2和SiH4，持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N：保持温度和压力不变，通入NH3、TEGa和TMIn，持续生长1-1.5nm不掺杂Si的InxGa(1-x)N。
优选的，所述第三GaN层的生长工艺为在750-800℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、H2和SiH4持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度为1E19-1.5E19atoms/cm3。
优选的，所述第二超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为10-20个，Si的掺杂浓度为3E19-5E19atoms/cm3。
优选的，第二超晶格层的生长工艺中，生长掺杂Si的N型GaN：在850-900℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、H2和SiH4持续生长3-4nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的N型GaN：保持温度和压力不变，通入NH3、TMGa和H2生长3-4nm不掺杂Si的N型GaN。
优选的，所述发光层包括依次生长的第一发光层和第二发光层；所述第一发光层的生长工艺包括交替生长掺杂In的InyGa(1-y)N和掺杂Si的N型GaN，其中y＝0.20-0.35，Si的掺杂浓度为5E16-1E17atoms/cm3，交替生长周期数为13-14个。
优选的，第一发光层的生长工艺中，生长掺杂In的InyGa(1-y)N：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入NH3、TEGa、TMIn和N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；
生长掺杂Si的N型GaN：保持反应腔压力不变，升高温度至850-900℃，通入NH3、TMGa、N2和SiH4生长8-15nm掺杂Si的N型GaN。
优选的，所述第二发光层的生长工艺为：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入NH3、TEGa、TMIn和N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；然后保持反应腔压力，升高温度至850-900℃，通入NH3、TMGa和N2生长8-15nm不掺杂Si的N型GaN。
优选的，一种LED外延结构生长方法还包括在发光层上方依次生长第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层，其中，第一P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E20-5E20atoms/cm3，第二P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3，第三P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E20-2E20atoms/cm3；P型AlGaN层中Mg的掺杂浓度为1E19-5E19atoms/cm3，Al的掺杂浓度为1E20-3E20atoms/cm3。
优选的，在生长第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层时通入二茂镁；生长P型AlGaN层时通入TMAl。
本发明还提供了一种LED外延结构，包括从下至上层叠设置的衬底、第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层、发光层、第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明中，LED外延结构的生长方法包括制备掺杂Si的N型GaN的第三GaN层、制备交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N的第一超晶格层和制备交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN的第二超晶格层，使LED器件的亮度得到大幅度提升，这是由于本申请在制备GaN时通过通入硅烷实现Si的掺杂，利用Si在第三GaN层、第一超晶格层和第二超晶格层中的分布，扩大了外延结构的电容，增加了LED外延结构中有效电子的数量，间接的提升了核心发光层光取出的效率。
(2)本发明中，通过不掺杂Si的GaN和掺杂Si的GaN提供了更多的有效电子，且距离发光层较近(邻近或间隔几十纳米)，能将第三GaN层、第一超晶格层和第二超晶格层中的有效电子注入到发光层中，提高发光效率；再加上Si的掺杂在外延结构片内形成Si的高低分布，相当于有限二级板电容串联，形成高电容抗性，能提升LED芯片的抗静电能力，且通过本申请方法制备的样品电压Vf明显较低。
(3)本发明中，通过限定第一超晶格层生长时交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N的交替生长周期数、第二超晶格层生长时交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN的交替生长周期数以及InxGa(1-x)N的厚度和In的含量，能使制得的LED器件的发光亮度达到159.05Lm/w以上。
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是本申请实施例中通过一种LED外延结构生长方法得到的LED芯片结构示意图；
其中，1、衬底，2、第一GaN层，3、第二GaN层，4、第三GaN层，5、第一超晶格层，6、第二超晶格层，7、第一发光层，8、第二发光层，9、第一P型GaN层，10、P型AlGaN层，11、第二P型GaN层，12、第三P型GaN层，13、透明导电层，14、绝缘层，15、N电极，16、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：
参见图1，一种LED外延结构生长方法，本实施例应用于提升LED外延结构的发光亮度。
一种LED外延结构生长方法，包括在衬底1上依次生长第一GaN层2、第二GaN层3、第三GaN层4、第一超晶格层5、第二超晶格层6、发光层、第一P型GaN层9、P型AlGaN层10、第二P型GaN层11和第三P型GaN层12，如图1所示。
本申请中，采用MOCVD(金属有机化合物化学气相沉淀)来生长高亮度GaN基LED外延结构，采用高纯H2、高纯N2中的至少一种作为载气；采用高纯NH3(氨气)作为N源；采用金属有机源三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)作为镓源；采用三甲基铟(TMIn)作为铟源；三甲基铝(TMAl)作为铝源；N型GaN中用到的掺杂剂为硅烷(SiH4)，P型GaN中用到的掺杂剂为二茂镁(Cp2Mg)，衬底1为(0001)面蓝宝石溅射AlN模板衬底，外延结构生长过程中，反应压力在70mbar到900mbar之间，具体生长工艺如下：
步骤一：将衬底1放置于MOCVD系统石墨盘内传入反应腔，将反应腔升温至1000-1100℃，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，使系统准备就绪。
步骤二：生长第一GaN层2：升高反应腔温度至1000-1200℃，改变反应腔压力至300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2，持续生长3-4μm的不掺杂GaN。
步骤三：生长第二GaN层3：保持反应腔压力为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持续生长3-4μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3；保持反应腔压力、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持续生长200-400nm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E17-1E18atoms/cm3。
步骤四：生长第三GaN层4：降温至750-800℃，改变反应腔压力至150-250mbar，通入流量为30000-60000sccm的NH3、通入90-150sccm的TMGa、100-130L/min的H2、20-50sccm的SiH4持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度为1E19-1.5E19atoms/cm3。
步骤五：生长第一超晶格层5：所述第一超晶格层5的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，其中，x＝0.10-0.15，交替生长周期数为6-10个，本实施例中，x＝0.15，交替生长周期数为6个；
生长掺杂Si的N型GaN：在830-850℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入流量为30000-60000sccm的NH3、通入100-200sccm的TMGa、50-60L/min的N2、50-70L/min的H2和2-5sccm的SiH4，持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N：保持温度和压力不变，通入30000-60000sccm的NH3、400-600sccm的TEGa和300-800sccm的TMIn，持续生长1-1.5nm不掺杂Si的InxGa(1-x)N，本实施例中，TMIn的通入流量为500sccm，InxGa(1-x)N的厚度为1.5nm，x＝0.15。
步骤六：生长第二超晶格层6：所述第二超晶格层6的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为10-20个，Si的掺杂浓度为3E19-5E19atoms/cm3，本实施例中，交替生长周期数为10个；
生长掺杂Si的N型GaN：在850-900℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入流量为30000-60000sccm的NH3、90-150sccm的TMGa、100-130L/min的H2和40-80sccm的SiH4，持续生长3-4nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的N型GaN：保持温度和压力不变，通入30000-60000sccm的NH3、90-150sccm的TMGa和100-130L/min的H2生长3-4nm不掺杂Si的N型GaN。
步骤七：生长发光层：所述发光层包括依次生长的第一发光层7和第二发光层8；所述第一发光层7的生长工艺包括交替生长掺杂In的InyGa(1-y)N和掺杂Si的N型GaN，其中y＝0.20-0.35，Si的掺杂浓度为5E16-1E17atoms/cm3，交替生长周期数为13-14个。
第一发光层7的生长工艺中，生长掺杂In的InyGa(1-y)N：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、100-200sccm的TEGa、1500-2000sccm的TMIn和100-130L/min的N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；
生长掺杂Si的N型GaN：保持反应腔压力不变，升高温度至850-900℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的N2和0.1-0.2sccm的SiH4生长8-15nm掺杂Si的N型GaN。
所述第二发光层8的生长工艺为：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、100-200sccm的TEGa、1500-2000sccm的TMIn和100-130L/min的N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；然后保持反应腔压力，升高温度至850-900℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa和100-130L/min的N2生长8-15nm不掺杂Si的N型GaN。
步骤八：生长第一P型GaN层9：保持反应腔压力为200-300mbar、温度700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、2000-4000sccm的Cp2Mg(二茂镁)持续生长30-60nm的低温P型GaN层，Mg的掺杂浓度为1E20-5E20atoms/cm3。
步骤九：生长P型AlGaN层10：保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950℃，通入流量为10000-30000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-150L/min的N2、100-130sccm的TMAl、200-1300sccm的Cp2Mg持续生长50-100nm的P型AlGaN层，Al的掺杂浓度为1E20-3E20atoms/cm3，Mg的掺杂浓度为1E19-5E19atoms/cm3。
步骤十：生长第二P型GaN层11：保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg持续生长50-100nm的掺镁的P型GaN层，Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
步骤十一：生长第三P型GaN层12：保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、100-200sccm的TEGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg持续生长5-10nm的掺镁的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E20-2E20atoms/cm3。
步骤十二：通入流量为10000-20000sccm的NH3、100-130L/min的N2，直到反应腔降温至650-680℃，保温5-10min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却，取出LED外延结构片送至芯片制作工艺。
通过本实施例中的LED外延结构生长方法制备得到的LED外延结构包括从下至上层叠设置的衬底1、第一GaN层2、第二GaN层3、第三GaN层4、第一超晶格层5、第二超晶格层6、发光层、第一P型GaN层9、P型AlGaN层10、第二P型GaN层11和第三P型GaN层12；其中发光层包括从下至上层叠设置的第一发光层7和第二发光层8。
完整的芯片制作工艺还包括以下步骤：将通过本申请方法制作好的外延结构片进行清洗，按照现有工艺蒸镀约100nm的透明导电层13，本实施例中为ITO层；然后蒸镀约80nm的绝缘层14，本实施例中为SiO2层，再按照现有工艺制作N电极15和P电极16、活化、研磨切割成635μm*635μm(25mil*25mil)的芯片颗粒。
完成芯片制作工艺后进行测试封装工艺：将芯片工艺制作好的整片芯片颗粒在测试机上进行LED电压Vf、亮度Lop、漏电Ir、反向电压VZ和抗静电ESD等参数测试。本实施例中得到的整片芯片颗粒为样品1。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长第一超晶格层5时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，交替生长周期数为10个，得到的整片芯片颗粒为样品2。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长第一超晶格层5时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，交替生长周期数为8个，得到的整片芯片颗粒为样品3。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤六中，生长第二超晶格层6时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为20个，得到的整片芯片颗粒为样品4。
实施例5：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤六中，生长第二超晶格层6时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为15个，得到的整片芯片颗粒为样品5。
实施例6：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为360sccm，InxGa(1-x)N中的x＝0.10，得到的整片芯片颗粒为样品6。
实施例7：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为400sccm，InxGa(1-x)N中的x＝0.12，得到的整片芯片颗粒为样品7。
实施例8：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为500sccm，InxGa(1-x)N的厚度为1.0nm。得到的整片芯片颗粒为样品8。
实施例9：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为500sccm，InxGa(1-x)N的厚度为1.2nm。得到的整片芯片颗粒为样品9。
对比例1：
本对比例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长第一超晶格层5时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，交替生长周期数为4个，得到的整片芯片颗粒为样品10。
对比例2：
本对比例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长第一超晶格层5时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，交替生长周期数为15个，得到的整片芯片颗粒为样品11。
对比例3：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤六中，生长第二超晶格层6时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为5个，得到的整片芯片颗粒为样品12。
对比例4：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤六中，生长第二超晶格层6时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为25个，得到的整片芯片颗粒为样品13。
对比例5：
本实施例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为200sccm，InxGa(1-x)N中的x＝0.06，得到的整片芯片颗粒为样品14。
对比例6：
本对比例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为700sccm，InxGa(1-x)N中的x＝0.20，得到的整片芯片颗粒为样品15。
对比例7：
本对比例与实施例1的区别在于：步骤五中，生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N时，TMIn的通入流量为700sccm，InxGa(1-x)N的厚度为3nm。得到的整片芯片颗粒为样品16。
对比例8：
本对比例与实施例1的区别在于：LED外延结构生长工艺中，将步骤四至步骤六替换为通过常规工艺制备掺杂Si的N型GaN：使反应腔温度为850℃，反应压力为200mbar，通入60000sccm的NH3、通入100sccm的TMGa、50L/min的N2、50L/min的H2和2sccm的SiH4，持续生长200nm掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度为5E18atoms/cm3，得到的整片芯片颗粒为样品17。
对样品1-样品17各取100颗，进行检测，得到的产品电性参数表如表1所示：
表1样品电性参数对照表
Figure BDA0003028940110000091
由表1可知，当LED外延结构的生长方法包括制备掺杂Si的N型GaN的第三GaN层4、制备交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N的第一超晶格层5和制备交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN的第二超晶格层6时，除了样品14的发光亮度低于样品17，其他样品的发光亮度均优于样品17的发光亮度，这是由于本申请在制备GaN时通过通入硅烷实现Si的掺杂，利用Si在第三GaN层4、第一超晶格层5和第二超晶格层6中的分布，扩大了外延结构的电容，增加了LED外延结构中有效电子的数量，间接的提升了核心发光层光取出的效率：具体为步骤四和步骤六中不掺杂Si的GaN和掺杂Si的GaN提供了更多的有效电子，且距离发光层较近(邻近或间隔几十纳米)，能将有效电子注入到发光层中，提高发光效率；再加上Si的掺杂在外延结构片内形成Si的高低分布，相当于有限二级板电容串联，形成高电容抗性，能提升LED芯片的抗静电能力。且通过本申请方法制备的样品电压Vf明显较低。
通过实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2可知，当通过步骤五生长第一超晶格层5时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，交替生长周期数为6-10个时，样品发光亮度能达到159.05Lm/w以上；而当交替生长周期数小于6个时，其发光亮度只有145.11Lm/w，当交替生长周期数大于10个时，发光亮度为139.33Lm/w，提升亮度的效果相对较差。
通过实施例1、实施例4、实施例5、对比例3和对比例4可知，当通过步骤六生长第二超晶格层6时，交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为10-20个时，样品发光亮度能达到159.05Lm/w以上；而当交替生长周期数小于10个时，其发光亮度只有139.55Lm/w，当交替生长周期数大于20个时，发光亮度为137.25Lm/w，提升亮度的效果相对较差。
通过实施例1、实施例6、实施例7、对比例5和对比例6可知，本申请中，对第一超晶格层5中InxGa(1-x)N的In的含量有限制，x＝0.10-0.15，使电子集中于第一超晶格层5，进一步提高电子浓度，间接的提高发光层电子浓度，在一定的空穴浓度下，发光层的电子浓度越高，发光效率越高，发光亮度最高可达162.08Lm/w，而当In含量不处于此范围时，发光亮度最高只有138.21Lm/w。
通过实施例1、实施例8、实施例9、和对比例7可知，当InxGa(1-x)N的厚度为1-1.5nm时，其发光亮度最高可达160.53Lm/w，增加InxGa(1-x)N的厚度时，其发光亮度降低至139.21Lm/w。
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 (10)

1.一种LED外延结构生长方法，其特征在于，包括在衬底上依次生长第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层和发光层；
所述第一超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1-x)N，其中，x＝0.10-0.15，交替生长周期数为6-10个；
生长掺杂Si的N型GaN：在830-850℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、N2、H2和SiH4，持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的InxGa(1-x)N：保持温度和压力不变，通入NH3、TEGa和TMIn，持续生长1-1.5nm不掺杂Si的InxGa(1-x)N。
2.根据权利要求1所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，所述第三GaN层的生长工艺为在750-800℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、H2和SiH4持续生长30-60nm掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度为1E19-1.5E19atoms/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，所述第二超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的N型GaN，交替生长周期数为10-20个，Si的掺杂浓度为3E19-5E19atoms/cm3。
4.根据权利要求3所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，第二超晶格层的生长工艺中，生长掺杂Si的N型GaN：在850-900℃温度条件下，使反应腔压力为150-250mbar，通入NH3、TMGa、H2和SiH4持续生长3-4nm掺杂Si的N型GaN；
生长不掺杂Si的N型GaN：保持温度和压力不变，通入NH3、TMGa和H2生长3-4nm不掺杂Si的N型GaN。
5.根据权利要求1所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，所述发光层包括依次生长的第一发光层和第二发光层；所述第一发光层的生长工艺包括交替生长掺杂In的InyGa(1-y)N和掺杂Si的N型GaN，其中y＝0.20-0.35，Si的掺杂浓度为5E16-1E17atoms/cm3，交替生长周期数为13-14个。
6.根据权利要求5所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，第一发光层的生长工艺中，生长掺杂In的InyGa(1-y)N：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入NH3、TEGa、TMIn和N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；
生长掺杂Si的N型GaN：保持反应腔压力不变，升高温度至850-900℃，通入NH3、TMGa、N2和SiH4生长8-15nm掺杂Si的N型GaN。
7.根据权利要求5所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，所述第二发光层的生长工艺为：在700-750℃温度条件下，使反应腔压力为200-400mbar，通入NH3、TEGa、TMIn和N2生长2.5-4.2nm掺杂In的InyGa(1-y)N；然后保持反应腔压力，升高温度至850-900℃，通入NH3、TMGa和N2生长8-15nm不掺杂Si的N型GaN。
8.根据权利要求1所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，还包括在发光层上方依次生长第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层，其中，第一P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E20-5E20atoms/cm3，第二P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3，第三P型GaN层中Mg的掺杂浓度为1E20-2E20atoms/cm3；P型AlGaN层中Mg的掺杂浓度为1E19-5E19atoms/cm3，Al的掺杂浓度为1E20-3E20atoms/cm3。
9.根据权利要求8所述的一种LED外延结构生长方法，其特征在于，在生长第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层时通入二茂镁；生长P型AlGaN层时通入TMAl。
10.一种LED外延结构，采用如权利要求1至9任意一项所述的LED外延结构生长方法制成，其特征在于，包括从下至上层叠设置的衬底(1)、第一GaN层(2)、第二GaN层(3)、第三GaN层(4)、第一超晶格层(5)、第二超晶格层(6)、发光层、第一P型GaN层(9)、P型AlGaN层(10)、第二P型GaN层(11)和第三P型GaN层(12)。
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