CN117174802B - 发光二极管的外延结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，具体公开一种发光二极管的外延结构及其制备方法，该制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上沉积外延层；所述外延层包括P型半导体层及设于所述P型半导体层上的复合接触层；所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层。本发明通过复合接触层中各层之间的相互配合，提升复合接触层的载流子浓度，降低复合接触层与金属电极之间的肖特基电压，并提升复合接触层的透光性，提升器件的电流扩展能力，减少非辐射复合，进而提升器件的发光效率及抗静电能力，提升器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管的外延结构及其制备方法。
背景技术
现有的氮化镓基LED器件，为了使其P型GaN层与金属电极之间获得良好的接触、降低接触势垒形成的肖特基电压，要求P型GaN层拥有非常高的载流子的浓度，为实现这一目的，往往会在P型GaN层中掺杂高浓度的Mg，但由于Mg的激活能高，Mg受主电离困难，载流子浓度的提升十分困难，且随着Mg掺杂浓度的升高，Mg受主还会与H原子形成Mg-H键，同时晶体质量也会下降，进一步影响了P型GaN层中载流子浓度的提升，造成P型GaN层与金属电极之间接触不良，电流密度分布不均，局部电流密度大的问题，加上GaN材料又多生长于蓝宝石衬底上，GaN材料与异质衬底之间的晶格失配较大，导致生长的外延层缺陷密度高，同时因为蓝宝石衬底的绝缘性，局部积聚的静电电荷难以从衬底方向释放，当电荷累积到一定程度将出现静电释放现象，造成器件短路或漏电，从而大幅降低LED器件性能。
现有技术中，为了提高P型GaN层Mg的有效掺杂浓度，提高接触层的载流子浓度，通常是在P型GaN层与金属电极之间生长P型InGaN层，以此获取高Mg掺杂效率的接触层，从而取得降低肖特基电压的效果，但In组分的掺杂会加强所在的P型InGaN对量子阱发出的光的吸收，且不利于电流的扩散，降低了器件的发光效率。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种发光二极管的外延结构及其制备方法，本发明通过复合接触层中各层之间的相互配合，提升复合接触层的载流子浓度，降低复合接触层与金属电极之间的肖特基电压，并提升复合接触层的透光性，提升器件的电流扩展能力，减少非辐射复合，进而提升器件的发光效率及抗静电能力，提升器件性能。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供一种发光二极管的外延结构的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积外延层；
所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合。
在一些实施例中，所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米柱或纳米锥。
在一些实施例中，所述N型氧化锌图形层的制备步骤包括：
控制反应腔的温度为800℃~1200℃，在N2氛围下沉积掺杂有Si的N型氧化锌预铺层；
对N型氧化锌预铺层进行刻蚀，使之形成周期性排列的纳米柱或纳米锥。
在一些实施例中，所述纳米柱的直径为4nm~20nm，所述纳米柱的高度为1nm~5nm，相邻的纳米柱之间的间距为10nm~50nm；所述纳米锥的底部直径为4nm~20nm，所述纳米锥的高度为1nm~5nm，相邻的纳米锥之间的间距为10nm~50nm。
在一些实施例中，所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
在一些实施例中，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm。
另一方面，本发明提供一种发光二极管的外延结构，包括衬底及设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合。
在一些实施例中，所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米柱或纳米锥；所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
在一些实施例中，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm。
本发明的有益效果在于：
本发明采用复合接触层，其中，在复合接触层与金属电极接触的一侧设置进行Si高浓度掺杂的N型氧化锌扩展层，其具备较高的载流子浓度，可与金属电极形成良好的接触，降低接触势垒形成的肖特基电压；其次，在N型氧化锌扩展层靠近P型半导体层的一侧设置进行Si低浓度掺杂的N型氧化锌图形层，一方面，N型氧化锌图形层的图形结构能够形成更加复杂的光路叠加和耦合效应，且N型氧化锌图形层和N型氧化锌扩展层的氧化锌材料本身具有较佳的透光性，由此可获得更高的光提取效率，另一方面，由于N型氧化锌扩展层进行了Si的高浓度掺杂，N型氧化锌图形层进行了Si的低浓度掺杂，氮极性非掺杂氮化物层中不进行Si的故意掺杂，由此在N型氧化锌扩展层、N型氧化锌图形层、氮极性非掺杂氮化物层之间形成Si的浓度递减趋势，使得电流更易于进行横向扩展，进而使得电流密度分布更加均匀，改善因局部电流密度大、电流分布不均引起的器件易短路、漏电的问题；再者，本发明在N型氧化锌图形层靠近P型半导体层的一侧设置氮极性非掺杂氮化物层，利用氮极性自发极化电场与金属极性反向设置的特征，避免N型氧化锌图形层和N型氧化锌扩展层的载流子扩散至P型半导体层，减少非辐射复合，提升发光效率。
由此，本发明通过复合接触层中各层之间的相互配合，提升复合接触层的载流子浓度，降低复合接触层与金属电极之间的肖特基电压，并提升复合接触层的透光性，提升器件的电流扩展能力，减少非辐射复合，进而提升器件的发光效率及抗静电能力，提升器件性能。
附图说明
图1为本发明的发光二极管的外延结构的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
一方面，参见图1所示，本发明公开一种发光二极管的外延结构的制备方法，包括：
提供衬底1；
在所述衬底1上沉积外延层；
所述外延层包括依次层叠于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型半导体层4、有源层5、P型半导体层6及复合接触层7；
所述复合接触层7包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层71、低掺Si的N型氧化锌图形层72及高掺Si的N型氧化锌扩展层73；
所述氮极性非掺杂氮化物层71为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合。
其中，氮极性非掺杂氮化物层71中的非掺杂是指在该层的生长过程中未进行N型掺杂元素（Si）的人为、故意掺杂。
本发明采用复合接触层7，其中，在复合接触层7与金属电极接触的一侧设置进行Si高浓度掺杂的N型氧化锌扩展层73，其具备较高的载流子浓度，可与金属电极形成良好的接触，降低接触势垒形成的肖特基电压；其次，在N型氧化锌扩展层73靠近P型半导体层6的一侧设置进行Si低浓度掺杂的N型氧化锌图形层72，一方面，N型氧化锌图形层72的图形结构能够形成更加复杂的光路叠加和耦合效应，且N型氧化锌图形层72和N型氧化锌扩展层73的氧化锌材料本身具有较佳的透光性，由此可获得更高的光提取效率，另一方面，由于N型氧化锌扩展层73进行了Si的高浓度掺杂，N型氧化锌图形层72进行了Si的低浓度掺杂，氮极性非掺杂氮化物层71中不进行Si的故意掺杂，由此在N型氧化锌扩展层73、N型氧化锌图形层72、氮极性非掺杂氮化物层71之间形成Si的浓度递减趋势，使得电流更易于进行横向扩展，进而使得电流密度分布更加均匀，改善因局部电流密度大、电流分布不均引起的器件易短路、漏电的问题；再者，本发明在N型氧化锌图形层72靠近P型半导体层6的一侧设置氮极性非掺杂氮化物层71，利用氮极性自发极化电场与金属极性反向设置的特征，避免N型氧化锌图形层72和N型氧化锌扩展层73的载流子扩散至P型半导体层6，减少非辐射复合，提升发光效率。
由此，本发明通过复合接触层7中各层之间的相互配合，提升复合接触层7的载流子浓度，降低复合接触层7与金属电极之间的肖特基电压，并提升复合接触层7的透光性，提升器件的电流扩展能力，减少非辐射复合，进而提升器件的发光效率及抗静电能力，提升器件性能。
其中，所述N型氧化锌图形层72设有周期性排列的纳米柱或纳米锥。
本发明中，通过周期性排列的纳米柱或纳米锥形成N型氧化锌图形层72，有源层5发出的光沿着氧化锌纳米柱或者氧化锌纳米锥传播，并从氧化锌纳米柱或者氧化锌纳米锥上端和侧壁辐射到外部空间，形成更加复杂的光路叠加和耦合效应，以活动更高的光提取效率，提升发光效率。
其中，所述N型氧化锌图形层72的制备步骤包括：
控制反应腔的温度为800℃~1200℃，在N2氛围下沉积掺杂有Si的N型氧化锌预铺层；
对N型氧化锌预铺层进行刻蚀，使之形成周期性排列的纳米柱或纳米锥。
其中，所述纳米柱的直径为4nm~20nm，所述纳米柱的高度为1nm~5nm，相邻的纳米柱之间的间距为10nm~50nm；所述纳米锥的底部直径为4nm~20nm，所述纳米锥的高度为1nm~5nm，相邻的纳米锥之间的间距为10nm~50nm。
示例性的，纳米柱的直径为4nm、6nm、8nm、10nm、12nm、15nm、18nm或20nm，但不限于此；纳米柱的高度为1nm、2nm、3nm、4nm或5nm，但不限于此；示例性的，相邻的纳米柱之间的间距为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm，但不限于此。
示例性的，纳米锥的底部直径为4nm、6nm、8nm、10nm、12nm、15nm、18nm或20nm，但不限于此；纳米锥的高度为1nm、2nm、3nm、4nm或5nm，但不限于此；示例性的，相邻的纳米锥之间的间距为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm，但不限于此。
通过限制图形结构的直径、高度和间距，使得光路经过N型氧化锌图形层72能够通过图形结构的侧面改变传播方向，从界面出射光线的数量增多，进而提升光提取效率，直径与高度的比值过小、间距过小会造成刻蚀难度的增加，容易导致图形模糊、不完整，影响光提取效率的提升。
其中，所述氮极性非掺杂氮化物层71为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合，厚度为1nm~5nm，示例性的，氮极性非掺杂氮化物层71为氮极性GaN层、氮极性InGaN层、氮极性InAlGaN层、依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性GaN层、依次叠加的氮极性GaN层及氮极性InGaN层、依次叠加的氮极性GaN层及氮极性InAlGaN层、依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性InAlGaN层，或者，依次叠加的氮极性GaN层、氮极性InGaN层及氮极性InAlGaN层，但不限于此。其中，氮极性非掺杂氮化物层71可通过MOCVD、MBE等外延方式形成，其中，在通过MOCVD制备氮极性非掺杂氮化物层71的过程中，控制N（氮）源流量：Ga（镓）源流量比值大于1400，利于氮极性材料层的形成。
其中，所述N型氧化锌图形层72的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层73的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层72的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层73的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
示例性的，N型氧化锌图形层72的Si掺杂浓度为1×1016cm-3、5×1016cm-3、1×1017cm-3、5×1017cm-3、1×1018cm-3，但不限于此，示例性的，N型氧化锌扩展层73的Si掺杂浓度为2×1018cm-3、5×1018cm-3、1×1019cm-3、5×1019cm-3、1×1020cm-3，但不限于此。
一方面，通过使复合接触层7与金属电极接触的一侧进行高浓度Si掺杂，使之具备相当高的载流子浓度，与金属电极形成良好的接触，降低接触势垒形成的肖特基电压，另一方面，通过在复合接触层7的三个子层之间沿外延方向的反方向形成Si掺杂浓度由高至无的趋势，使得电流更易进行横向扩展，电流密度分布更加均匀。
其中，所述N型氧化锌扩展层73的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm，示例性的，生长温度为800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1100℃或1200℃，但不限于此，厚度为3nm、5nm、8nm、10nm、12nm、14nm或15nm，其中，N型氧化锌扩展层73可通过MOCVD制得。
另一方面，本发明公开一种发光二极管的外延结构，包括衬底1及设于所述衬底1上的外延层，所述外延层包括依次层叠于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型半导体层4、有源层5、P型半导体层6及复合接触层7；
所述复合接触层7包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层71、低掺Si的N型氧化锌图形层72及高掺Si的N型氧化锌扩展层73；
所述氮极性非掺杂氮化物层71为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合。
其中，所述N型氧化锌图形层72设有周期性排列的纳米柱或纳米锥；所述N型氧化锌图形层72的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层73的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层72的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层73的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
其中，所述N型氧化锌扩展层73的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施例公开一种发光二极管的外延结构的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积外延层；
所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性GaN层，厚度为2.5nm。
其中，所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米柱。
其中，所述N型氧化锌图形层的制备步骤包括：
控制反应腔的温度为900℃，在N2氛围下沉积掺杂有Si的N型氧化锌预铺层；
对N型氧化锌预铺层进行刻蚀，使之形成周期性排列的纳米柱。
其中，所述纳米柱的直径为9nm，所述纳米柱的高度为2.5nm，相邻的纳米柱之间的间距为15nm。
其中，所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1017cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1019cm-3。
其中，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为1000℃，厚度为10nm。
另一方面，本实施例还公开一种发光二极管的外延结构，包括衬底及设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性GaN层。
实施例2
本实施例公开一种发光二极管的外延结构的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积外延层；
所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性GaN层，厚度为2.5nm。
其中，所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米锥。
其中，所述N型氧化锌图形层的制备步骤包括：
控制反应腔的温度为900℃，在N2氛围下沉积掺杂有Si的N型氧化锌预铺层；
对N型氧化锌预铺层进行刻蚀，使之形成周期性排列的纳米锥。
其中，所述纳米锥的底部直径为9nm，所述纳米锥的高度为3nm，相邻的纳米锥之间的间距为15nm。
其中，所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1017cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1019cm-3。
其中，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为1000℃，厚度为10nm。
另一方面，本实施例还公开一种发光二极管的外延结构，包括衬底及设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为依次叠加的氮极性InGaN层及氮极性GaN层。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，将所述复合接触层的氮极性非掺杂氮化物层替换为镓极性非掺杂氮化物层，其中，所述镓极性非掺杂氮化物层为依次叠加的镓极性InGaN层及镓极性GaN层，厚度为2.5nm。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述复合接触层不设置氮极性非掺杂氮化物层，N型氧化锌图形层的纳米柱的高度为5nm。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于，将所述复合接触层的N型氧化锌图形层替换为常规平整的、不带图形结构的N型氧化锌层，其中N型氧化锌层的Si掺杂浓度为1×1017cm-3，厚度为2.5nm。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述复合接触层不设置N型氧化锌图形层，N型氧化锌扩展层的厚度为7.5nm。
对比例5
本对比例与实施例1的不同之处在于，将所述复合接触层的氮极性非掺杂氮化物层替换为氮极性掺杂氮化物层，其中，氮极性掺杂氮化物层的Si掺杂浓度为1×1017cm-3，厚度为2.5nm，N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1017cm-3，也即，复合接触层的各子层中的Si掺杂浓度均为1×1017cm-3。
对比例6
本实施例与实施例1的不同之处在于，将复合接触层替换为P型GaN接触层，其中，P型GaN接触层的厚度为10nm，Mg掺杂浓度均为1×1017cm-3。
性能测试：
（1）测试方法：
将各实验组生长好的外延片加工制作成LED芯片，测试其发光亮度和工作电压，并计算出实施例1~实施例2，对比例1~对比例5相对于对比例6的发光效率提升率，其中，发光效率提升率为正表示为发光效率提升，发光效率提升率为负表示为发光效率下降；
芯片具体的测试方法为：在通入电流120mA时，测试所得芯片的发光强度和工作电压；
抗静电性能测试：在HBM（人体放电模型）模型下运用静电仪对基芯片的抗静电性能进行测试，测试芯片能承受反向8000V静电的通过比例。
（2）实验组：实施例1~实施例2、对比例1~对比例6。
（3）测试结果：
参见实施例1和对比例6，可见本申请的由氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层组成的复合接触层相比于现有的P型GaN接触层发光效率、抗静电能力明显提升，工作电压明显降低，器件性能更佳；参见实施例1、实施例2及对比例3，可见N型氧化锌图形层的图形结构对发光效率、抗静电能力及工作电压存在影响，其中，采用纳米柱能够获得更好的效果；对比实施例1和对比例1，可见，相比于镓极性非掺杂氮化物层，采用氮极性非掺杂氮化物层能够获得更高的发光效率、更高的抗静电能力及更低的工作电压；对比实施例1、对比例2及对比例4，可见复合接触层的各子层之间存在增益效果；对比实施例1和对比例5，可见各子层中Si的掺杂浓度会影响发光效率、抗静电能力及工作电压。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (8)
1.一种发光二极管的外延结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积外延层；
所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合；
所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米柱或纳米锥。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的外延结构的制备方法，其特征在于，所述N型氧化锌图形层的制备步骤包括：
控制反应腔的温度为800℃~1200℃，在N2氛围下沉积掺杂有Si的N型氧化锌预铺层；
对N型氧化锌预铺层进行刻蚀，使之形成周期性排列的纳米柱或纳米锥。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的外延结构的制备方法，其特征在于，所述纳米柱的直径为4nm~20nm，所述纳米柱的高度为1nm~5nm，相邻的纳米柱之间的间距为10nm~50nm；所述纳米锥的底部直径为4nm~20nm，所述纳米锥的高度为1nm~5nm，相邻的纳米锥之间的间距为10nm~50nm。
4.根据权利要求1所述的发光二极管的外延结构的制备方法，其特征在于，所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
5.根据权利要求1所述的发光二极管的外延结构的制备方法，其特征在于，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm。
6.一种发光二极管的外延结构，包括衬底及设于所述衬底上的外延层，其特征在于，所述外延层包括依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型半导体层、有源层、P型半导体层及复合接触层；
所述复合接触层包括沿外延方向依次设置的氮极性非掺杂氮化物层、低掺Si的N型氧化锌图形层及高掺Si的N型氧化锌扩展层；
所述氮极性非掺杂氮化物层为氮极性GaN层、氮极性InGaN层或氮极性InAlGaN层中的任意一种或多种组合；
所述N型氧化锌图形层设有周期性排列的纳米柱或纳米锥。
7.根据权利要求6所述的发光二极管的外延结构，其特征在于，所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度小于所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度，且所述N型氧化锌图形层的Si掺杂浓度为1×1016cm-3~1×1018cm-3，所述N型氧化锌扩展层的Si掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
8.根据权利要求6所述的发光二极管的外延结构，其特征在于，所述N型氧化锌扩展层的生长气氛为N2，生长温度为800℃~1200℃，厚度为3nm~15nm。
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