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本发明提供一种氮化镓基发光二极管外延结构及其制备方法,外延结构包括多量子阱层,所述多量子阱层包括周期性依次层叠的多个量子阱层及量子垒层;所述量子垒层包括第一量子垒层和第二量子垒层,所述第二量子垒层包括交替生长的多个第一子层及第二子层,所述第一子层与所述量子阱层接触,所述第二子层或所述第一子层与所述P型AlGaN电子阻挡层接触。本发明第二量子垒层中第一子层AlxGa1?xN层中Al组分越高,势垒高度越高,越有能力阻挡电子溢出到P型GaN层,便于更多的空穴向多量子阱层中的发光层注入,进一步提高电子和空穴在多量子阱层的有效发光。