CN108682719A - 一种多量子阱层、led外延结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多量子阱层，由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的In组分所占摩尔比例为10％‑20％；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017‑1×1019cm‑3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的yi‑1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。本发明还公开了LED外延结构及其制备方法。本发明的多量子阱层具有渐变硅掺杂量子垒，在不使材料质量进一步恶化的前提下，能够增大量子阱内电子浓度以及调控量子阱内发光区域，从而提升LED的发光强度并改善发光波长均匀性。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，涉及一种LED外延结构，尤其涉及一种具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层、LED外延结构及其制备方法。
背景技术
发光二极管(LED)具有高效、节能、安全、环保、寿命长等特点，已被广泛应用于诸多领域，以其为代表的半导体照明技术引领了第三代照明革命。然而，面对半导体照明市场对高性能发光器件的需求，LED技术目前仍面临两个亟待解决的问题：第一，发光有源区中的极化电场产生的量子束缚斯塔克效应，影响了载流子在量子阱内的辐射复合，降低了LED的发光强度；第二，LED的传统结构存在量子阱内多阱发光现象，导致器件发光波长不一致，波长均匀性较差。以上两点限制了LED在特殊领域如通信、军工等的应用，也限制了高性能、大功率LED器件性能的进一步提升。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种多量子阱层，它具有渐变硅掺杂量子垒，在不使材料质量进一步恶化的前提下，能够增大量子阱内电子浓度以及调控量子阱内发光区域，从而提升LED的发光强度并改善发光波长均匀性。
本发明的目的之二在于提供一种包括上述多量子阱层的LED外延结构。
本发明的目的之三在于提供一种包括上述LED外延结构的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种多量子阱层，其特征在于，由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的In组分所占摩尔比例为10％-20％；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的yi-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。
进一步地，所述InGaN量子阱层的厚度为3-5nm，所述GaN量子垒层的厚度为10-15nm。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种LED外延结构，其特征在于，其包括Si衬底，在Si衬底上依次生长出AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层、本发明的目的之一所述的多量子阱层、电子阻挡层及p-GaN层。
进一步地，所述AlN缓冲层厚度为1-200nm，所述AlGaN缓冲层的厚度为500-700nm，所述u-GaN层的厚度为600-800nm。
进一步地，所述n-GaN层的厚度为2.0-2.5μm，Si掺杂浓度为5×1018-1×1020cm-3。
进一步地，所述电子阻挡层的材料为AlGaN、InAlN或AlInGaN，厚度为20-50nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
进一步地，p-GaN层的厚度为200-300nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种LED外延结构的制作方法，其特征在于，包括：
1)衬底选取步骤：选用Si衬底；
2)AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在Si衬底上依次生长AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层；
3)多量子阱层生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在n-GaN层生长多量子阱层；
4)电子阻挡层、p-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在多量子阱层上依次生长电子阻挡层、p-GaN层。
进一步地，步骤2)中，具体工艺条件如下：
AlN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
AlGaN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
u-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr；
n-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr。
进一步地，步骤3)中，反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，多量子阱层按以下步骤依次生长x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层；
3-1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、10-20sccm，生长第1个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3；
3-2)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟，氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、450-500sccm、100-150sccm，生长InGaN量子阱层；
3-3)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、5-20sccm，生长第2个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，0.5＜y＜1；
重复子步骤3-2)；
3-i)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、1-20sccm，生长第i个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的yi-1倍，1＜i≤x；
重复子步骤3-2)；
3-X+1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓，氮气、氨气、三甲基镓的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm，生长第(x+1)个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为0。
进一步地，步骤4)中，具体工艺条件如下：
电子阻挡层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr；
p-GaN层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所生长的具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层采用了渐变硅掺杂的量子垒，有利于提高电子向量子阱的注入，使量子阱内的电子浓度保持在较高的水平，利于提高发光强度；同时，又因为采用渐变降低掺杂浓度的方式，使得在保证量子阱的晶体质量不恶化的同时，调控量子阱内发光区域，从而提升LED的发光波长均匀性。
附图说明
图1为实施例1中的LED外延结构示意图；
图1中：1、衬底；2、AlN缓冲层；3、AlGaN缓冲层；4、u-GaN层；5、n-GaN层；6、多量子阱层；61、量子垒层；62、量子阱层；7、电子阻挡层；8、p-GaN层。
图2为实施例1中的新结构LED与传统结构LED的光输出功率曲线。
图2中，实线为本发明新结构LED，虚线为传统结构LED。
图3为实施例1中的新结构LED与传统结构LED的发光波长Mapping图。
图3中，(a)本发明新结构LED，(b)传统结构LED。
具体实施例方式
下面，结合附图以及具体实施例方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
一种多量子阱层，由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的In组分所占摩尔比例为10％-20％；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的yi-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。
作为优选的实施方式，所述InGaN量子阱层的厚度为3-5nm，所述GaN量子垒层的厚度为10-15nm。
一种LED外延结构，其包括Si衬底，在Si衬底上依次生长出AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层、本发明的目的之一所述的InGaN/GaN多量子阱层、电子阻挡层及p-GaN层。
作为优选的实施方式，所述AlN缓冲层厚度为1-200nm，所述AlGaN缓冲层的厚度为500-700nm，所述u-GaN层的厚度为600-800nm。
作为优选的实施方式，所述n-GaN层的厚度为2.0-2.5μm，Si掺杂浓度为5×1018-1×1020cm-3。
作为优选的实施方式，所述电子阻挡层的材料为AlGaN、InAlN或AlInGaN，厚度为20-50nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
作为优选的实施方式，所述p-GaN层的厚度为200-300nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
一种LED外延结构的制作方法，包括：
1)衬底选取步骤：选用Si衬底；
2)AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在Si衬底上依次生长AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层；
3)多量子阱层生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在n-GaN层生长多量子阱层；
4)电子阻挡层、p-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在多量子阱层上依次生长电子阻挡层、p-GaN层。
作为优选的实施方式，步骤2)中，具体工艺条件如下：
AlN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
AlGaN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
u-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr；
n-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr。
作为优选的实施方式，步骤3)中，反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，多量子阱层按以下步骤依次生长x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层；
3-1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、10-20sccm，生长第1个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3；
3-2)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟，氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、450-500sccm、100-150sccm，生长InGaN量子阱层；
3-3)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、5-20sccm，生长第2个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，0.5＜y＜1；
重复子步骤3-2)；
3-i)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、1-20sccm，生长第i个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的yi-1倍，1＜i≤x；
重复子步骤3-2)；
3-X+1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓，氮气、氨气、三甲基镓的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm，生长第(x+1)个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为0。
作为优选的实施方式，步骤4)中，具体工艺条件如下：
电子阻挡层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr；
p-GaN层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr。
实施例1：
参照图1，本发明提供了一种具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层，该结构由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的厚度为3-5nm；InGaN量子阱层的In组分的摩尔比例为0.1-0.2；GaN量子垒层的厚度为10-15nm；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍……第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的yi-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。
包含该具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层的LED外延结构自下至上包括：衬底1、AlN缓冲层2、AlGaN缓冲层3、u-GaN层4、n-GaN层5、多量子阱层6、硅掺杂的GaN量子垒层61、InGaN量子阱层62、电子阻挡层7、p-GaN层8。
本实施例公开的包含该具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层的LED外延结构，其包括Si衬底1，厚度为90nm的AlN缓冲层2，厚度为500nm的AlGaN缓冲层3，厚度为600nm的非掺杂u-GaN层4，厚度为2.0μm、Si掺杂浓度为5×1018cm-3的n-GaN层5，总厚度为75nm的具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层6(其中，硅掺杂的GaN量子垒层61的厚度为10nm，InGaN量子阱层62的厚度为3nm，第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017cm-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的0.5倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的0.5i-1倍，第6个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0)，厚度为20nm、Mg掺杂浓度为5×1017cm-3的电子阻挡层7和厚度为200nm、Mg掺杂浓度为5×1017cm-3的p-GaN层8。
具有该种外延结构的GaN基LED外延片的制备方法步骤如下：
1)室温下，将单晶Si(111)衬底放入15％氢氟酸溶液中超声清洗5秒，再用去离子水超声清洗，最后用高纯干燥氮气吹干衬底备用；
2)将单晶Si(111)衬底送入MOCVD反应室中，反应室温度保持为1100℃，气压保持为70Torr，通入氮气、氢气、氨气、三甲基铝，流量分别为70sccm、10sccm、8sccm、260sccm，在衬底上生长AlN缓冲层2，厚度为90nm；反应室温度保持为1100℃，气压保持为70Torr，通入氮气、氢气、氨气、三甲基铝，流量分别为70sccm、10sccm、8sccm、260sccm，在AlN缓冲层2上生长AlGaN缓冲层3，厚度为500nm；应室温度保持为1000℃，气压保持为200Torr，通入氢气、氨气、三甲基铝、三甲基镓，流量分别为70sccm、8sccm、250sccm、60sccm，在AlGaN缓冲层3上生长u-GaN层4，厚度为600nm；应室温度保持为1000℃，气压保持为200Torr，通入氮气、氢气、氨气、三甲基镓、硅烷，流量分别为65sccm、120sccm、50sccm、400sccm、150sccm，在步骤4所述的u-GaN层4上生长n-GaN层5，厚度为2μm，Si掺杂浓度为5×1018cm-3；
3)反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，生长具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层6，其中依以下子步骤生长5个InGaN量子阱层与6个GaN量子垒层；
子步骤(a1)、反应室温度保持800℃，通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50sccm、30sccm、100sccm、10sccm，在步骤5所述的n型GaN层5上生长第1个硅掺杂的GaN量子垒层61，厚度为10nm，硅掺杂浓度为5×1017cm-3；
子步骤(b)、反应室温度保持1000℃，通入氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟，氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟的流量分别为50sccm、30sccm、450sccm、100sccm，在子步骤(a1)所述的第1个硅掺杂GaN量子垒层61上生长InGaN量子阱层62，厚度为10nm，In组分的摩尔比例为10％；
子步骤(a2)、反应室温度保持800℃，通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50sccm、30sccm、100sccm、5sccm，在子步骤(b)所述的InGaN量子阱层62上生长第2个硅掺杂的GaN量子垒层，厚度为10nm，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的0.5倍；
重复子步骤(b)；
……
子步骤(ai)、反应室温度保持800℃，通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50sccm、30sccm、100sccm、1sccm，生长第i个硅掺杂的GaN量子垒层，厚度为10nm，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的0.5i-1倍，1＜i≤5；
重复子步骤(b)；
子步骤(a6)、反应室温度保持800℃，通入氮气、氢气、氨气、三甲基镓，生长第6个硅掺杂的GaN量子垒层，厚度为10nm，硅掺杂浓度为0；
4)反应室温度保持为950℃，气压保持为200Torr，通入氮气、氨气、二茂镁、三甲基镓和三甲基铝，流量分别为100sccm、10sccm、60sccm、75sccm、600sccm，在InGaN/GaN多量子阱6上生长电子阻挡层7，厚度为20nm，Mg掺杂浓度5×1017cm-3；反应室温度保持950℃，气压保持为200Torr，通入氮气、氢气、氨气、三甲基镓和二茂镁，流量分别为65sccm、120sccm、50sccm、50sccm和300sccm，在电子阻挡层7上生长p-GaN层8，厚度为200nm，掺杂浓度为5×1017cm-3；
本实施例采用了具有渐变硅掺杂量子垒的多量子阱层6，第1个量子垒中的硅掺杂浓度高达5×1017cm-3，能够大幅增加量子阱内的电子浓度，使得有更多的电子能够参与到LED的辐射复合中，从而提升了LED的发光强度；同时，由于采用了渐变降低掺杂浓度的方法，可以有效调控量子阱内的发光区域，从而提升LED的发光波长均匀性。将传统结构的LED与本发明提出的新结构LED进行对比验证，采用完全一致的芯片制程把两种结构的外延片制作成LED芯片，并在同一条件下对两者的发光性能进行测试，结果如图2所示，在注入电流为700mA下，传统结构LED的光输出功率为467.5mW，而本发明提出的新结构LED的光输出功率为528.7mW，较传统结构LED的光功率提升了13％。采用PL光谱仪对传统结构LED及新结构LED的发光波长均匀性进行表征，结果如图3所示，传统结构LED的发光波长均匀性较差，标准差为3.83nm，新结构LED的发光波长均匀性更好，标准差仅为1.74nm。
实施例2：
本实施例的特点是：步骤3)反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，生长具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层6，其中依以下子步骤生长4个InGaN量子阱层与5个GaN量子垒层；其它与实施例1相同。
实施例3：
本实施例的特点是：步骤3)反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，生长具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层6，其中依以下子步骤生长6个InGaN量子阱层与7个GaN量子垒层；其它与实施例1相同。
实施例4：
本实施例的特点是：步骤3)反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，生长具有渐变硅掺杂量子垒的InGaN/GaN多量子阱层6，其中依以下子步骤生长7个InGaN量子阱层与8个GaN量子垒层；其它与实施例1相同。
上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种多量子阱层，其特征在于，由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的In组分所占摩尔比例为10％-20％；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的yi-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。
2.如权利要求1所述的多量子阱层，其特征在于，所述InGaN量子阱层的厚度为3-5nm，所述GaN量子垒层的厚度为10-15nm。
3.一种LED外延结构，其特征在于，其包括Si衬底，在Si衬底上依次生长出AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层、如权利要求1-2任意一项所述的多量子阱层、电子阻挡层及p-GaN层。
4.如权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述AlN缓冲层厚度为1-200nm，所述AlGaN缓冲层的厚度为500-700nm，所述u-GaN层的厚度为600-800nm，所述n-GaN层的厚度为2.0-2.5μm，Si掺杂浓度为5×1018-1×1020cm-3。
5.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述电子阻挡层的材料为AlGaN、InAlN或AlInGaN，厚度为20-50nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
6.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，p-GaN层的厚度为200-300nm，Mg掺杂浓度为5×1017-1×1020cm-3。
7.如权利要求3-6任意一项所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，包括：
1)衬底选取步骤：选用Si衬底；
2)AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在Si衬底上依次生长AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层；
3)多量子阱层生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在n-GaN层生长多量子阱层；
4)电子阻挡层、p-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在多量子阱层上依次生长电子阻挡层、p-GaN层。
8.如权利要求7所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，步骤2)中，具体工艺条件如下：
AlN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
AlGaN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；
u-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr；
n-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr。
9.如权利要求7所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，步骤3)中，反应室温度保持800-1000℃，气压保持为200Torr，多量子阱层按以下步骤依次生长x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层；
3-1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、10-20sccm，生长第1个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为5×1017-1×1019cm-3；
3-2)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟，氮气、氨气、三甲基镓和三甲基铟的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、450-500sccm、100-150sccm，生长InGaN量子阱层；
3-3)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、5-20sccm，生长第2个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，0.5＜y＜1；
重复子步骤3-2)；
3-i)分别通入氮气、氨气、三甲基镓和硅烷，氮气、氨气、三甲基镓和硅烷的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm、1-20sccm，生长第i个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的yi-1倍，1＜i≤x；
重复子步骤3-2)；
3-X+1)分别通入氮气、氨气、三甲基镓，氮气、氨气、三甲基镓的流量分别为50-70sccm、30-50sccm、100-150sccm，生长第(x+1)个硅掺杂的GaN量子垒层，硅掺杂浓度为0。
10.如权利要求7所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，步骤4)中，具体工艺条件如下：
电子阻挡层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr；
p-GaN层的工艺条件为：反应室温度为950℃，反应室压力为200Torr。
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