本发明是有关于一种氮化镓系半导体发光器件的外延制作方法，包括如下步骤：在图形化衬底表面低温生长成核层；对成核层实施高温退火，使其转变成颗粒状晶核，从而形成凹凸不平的表面；在带有颗粒状晶核的图形化衬底表面依次生长非掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层以及P型AlGaN层和掺镁P型GaN层，从而形成具有凹凸不平表面的LED有源层结构：继续采用与前一步骤相同的工艺生长表面结构层，从而获得呈现有凹凸不平的表面结构层。与传统的LED器件衬底结构相比，本发明的优点是有效地提高半导体发光器件的发光效率和光提取效率，降低位错密度，进而提高了器件的光电性能。