CN110504339A - 紫外led制备方法及紫外led - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种紫外LED制备方法及紫外LED，包括：通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层，在缓冲层上生长非掺的AltGal‑tN层，在非掺的AltGal‑tN层上生长N型AlwGal‑wN层，在N型AlwGal‑wN层上生长多量子阱结构层，对多量子阱结构层进行Ga原子置换，在多量子阱结构层上生长P型AltGa1‑tN电子阻挡层，在P型AltGa1‑tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。提高了载流子复合效率，从而提高了紫外LED的发光效率，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。
Description
技术领域
本发明涉及紫外LED的生长方法技术领域，尤其涉及一种提升载流子复合效率的紫外LED制备方法及紫外LED。
背景技术
III-V族化合物是化学元素周期表中的III族元素硼、铝、镓、铟、铊和V族元素氮、磷、砷、锑、铋组成的化合物。通常说的III-V半导体是由IIIA族和VA族元素组成的两元化合物。III-V族化合物半导体材料具有高的载流子迁移率和大的禁带宽度在发光器件、高速器件、高温器件、高频器件和大功率器件等方面得到越快越广泛的应用。
现有技术中，III-V族半导体材料中的AlGaN(氮化铝镓)基发光二极管(LED)能够发出200nm到365nm的紫外光，此波段紫外光具有杀菌消毒、光疗、光固化等优异性能。其中，200nm-280nm的UVC段紫外LED作为紫外杀菌装置中最主要的杀菌材料，目前，被广泛应用于物体表面、空气、水等方面的杀菌。同时医学发现，280nm-320nm的UVB波段具有优异的光疗作用，尤其对治疗白癜风有非常好的疗效，已经被广泛应用于医学光疗领域，而320nm-365nm波段具有很好的光固化功能，常被用于美甲固化、打印固化等固化领域。
然而，由于高Al组分AlGaN量子阱层因电子阻挡效率低、空穴注入差等问题，导致载流子复合效率低，以至于紫外LED发光效率低，同时导致杀菌、光疗以及固化的效率也偏低。
发明内容
本发明提供一种紫外LED制备方法及紫外LED，解决了现有技术中由于高Al组分AlGaN量子阱层因电子阻挡效率低、空穴注入差等问题，导致载流子复合效率低，以至于紫外LED发光效率低，同时导致杀菌、光疗以及固化的效率也偏低的问题。
为了解决上述问题，本发明提供的一种紫外LED制备方法，包括：
通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层；
在缓冲层上生长非掺的AltGal-tN层；
在非掺的AltGal-tN层上生长N型AlwGal-wN层；
在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层；
对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换；
在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层；
在P型AltGa1-tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层包括：
在N型AlwGal-wN层上循环交替生长AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层，形成AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层；
其中，AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层层叠设置，
AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为AlxGa1-xN量子垒层；或者AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为AlyGa1-yN量子阱层。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对AlxGa1-xN量子垒层和/或AlyGa1-yN量子阱层进行Ga原子置换，在AlxGa1-xN量子垒层和/或AlyGa1-yN量子阱层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
AlxGa1-xN量子垒层中AlGaN层的Al组分大于AlyGa1-yN量子阱层中AlGaN层的Al组分。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层包括：
在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层P型AltGa1-tN电子阻挡层。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对至少一层P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换，在P型AltGa1-tN电子阻挡层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层的厚度为5-50nm。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
通入氢气的时间为5s-20min。
作为一种可选的方式，本发明提供的紫外LED制备方法，
交替生长AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层的循环次数为2-100次。
本发明还提供一种紫外LED，紫外LED采用上述的紫外LED制备方法制备而成。
本发明提供的一种紫外LED制备方法及紫外LED，通过通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层，在缓冲层上生长非掺的AltGal-tN层，在非掺的AltGal-tN层上生长N型AlwGal-wN层，在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层，对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换，在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层，在P型AltGa1-tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。提高了载流子复合效率，从而提高了紫外LED的发光效率，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种紫外LED制备方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种紫外LED的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种紫外LED理想能带的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子阱和第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子阱和第一电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子垒和第一电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子垒和第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图。
附图标记
10-衬底；
20-缓冲层；
30-非掺的AltGal-tN层；
40-N型AlwGal-wN层；
50-多量子阱结构层；
60-P型AltGa1-tN电子阻挡层；
70-P型空穴注入层。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的紫外LED制备方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例一提供的一种紫外LED制备方法，包括：
S101、通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层。
具体的，当反应室温度升高到800-950℃，压力为400mbar时，通入金属源和氨气反应2-3min，金属源和氨气在此温度下分解并发生化学反应，形成厚度为25nm的无定型的缓冲生长层。将反应室温度升高至1250-1350℃时，压力降至100mbar时，通入氢气、金属源和氨气90-180min，形成1500-3000nm的非掺杂的缓冲生长层。
具体的，金属源反应物及缓冲层可以具有下列特性：1)能够在高温时分解成金属原子；2)金属原子能够和N原子发生反应，形成无定型的缓冲层；3)缓冲层的厚度可以为0～5000nm。典型的缓冲层材料为AlN。
其中，金属源可以是三甲基铝、三甲基镓等金属有机化合物。衬底可以是蓝宝石、硅、碳化硅等其中一种。
可选的，生长设备可以是金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)、分子束外延设备(MBE)、氢化物气相外延设备(HVPE)中的其中一种。
S102、在缓冲层上生长非掺的AltGal-tN层。
具体的，将反应室温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、金属源和氨气60-90min，在非掺杂的缓冲生长层上生长一层厚度为1000-1500nm的非掺杂AltGal-tN层。
S103、在非掺的AltGal-tN层上生长N型AlwGal-wN层。
具体的，反应室的温度、压力保持不变，通入氢气、金属源和氨气60-120min，掺入硅烷，在非掺的AltGal-tN层上生长一层厚度为1000-2000nm的N型AlwGal-wN层。
S104、在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层。
具体的，反应室温度、压力保持不变，通入氢气、金属源和氨气，在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层。
作为一种可实现的实施方式，该AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层做如下结构设计：
在N型AlwGal-wN层上循环交替生长AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层，形成AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层。
其中，AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层层叠设置，
AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为AlxGa1-xN量子垒层；或者AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为AlyGa1-yN量子阱层。
S105、对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换。
具体的，停止通入金属源和氨气，通入氢气，对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换。
作为一种可实现的实施方式，对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对AlxGa1-xN量子垒层和/或AlyGa1-yN量子阱层进行Ga原子置换，在AlxGa1-xN量子垒层和/或AlyGa1-yN量子阱层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
需要说明的是，上述步骤(4)和步骤(5)为在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层。并对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中的AlxGa1-xN量子垒层或AlyGa1-yN量子阱层进行高温Ga原子置换，以形成超高势垒能带，此势垒能带能够有效阻挡电子的溢出并降低空穴激活能，提高空穴注入效率。
例如，生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层并进行Ga原子置换的过程可以为：生长一层AlxGa1-xN量子垒层之后，停止通入金属源和氨气，通入氢气一段时间，进行AlxGa1-xN量子垒层的Ga原子置换，形成AlxGa1-xN量子垒层上Al组分渐变的AlGaN层，再通入氢气、金属源和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱层，重复以上步骤，形成周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层。
可选的，针对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构为周期生长结构，其周期数为2-100次。同时，AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层的厚度控制在5-50nm的范围(其中，阱宽为1-10nm，垒宽为5-40nm)，对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中的AlxGa1-xN量子垒层或AlyGa1-yN量子阱层进行高温Ga原子置换时，需要停止通入金属源和氨气而通入氢气，通入氢气的时间控制在5s-20min。
进一步的，AlxGa1-xN量子垒层中AlGaN层的Al组分大于AlyGa1-yN量子阱层中AlGaN层的Al组分。
具体的，渐变的Al组分的AlGaN层使得电子势垒逐渐升高，继而能够起到阻挡电子的作用，同时使得空穴势垒逐渐降低，有利于空穴注入效率的提升。
S106、在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层。
具体的，反应室的温度和压力保持不变，通入氢气、金属源和氨气，在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层。此层的目的可以作为电子阻挡层同时可以作为高载流子迁移***层，此层的厚度可以为0-100nm，掺杂浓度为1x1017-1x1020cm-3。
作为一种可实现的实现方式，该P型AltGa1-tN电子阻挡层的结构可以是：
在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层P型AltGa1-tN电子阻挡层。
作为一种可选的实现方式，对在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对至少一层P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换，在P型AltGa1-tN电子阻挡层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
具体的，例如：将反应室温度、压力保持不变，通入氢气、金属源和氨气，在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长第一层电子阻挡层，生长完成后，停止通入金属源和氨气，通入氢气，进行第一层电子阻挡层的Ga原子置换，之后通入氢气、金属源和氨气，生长第二层电子阻挡层，并重复上述步骤，以形成周期结构的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层，以形成超高势垒能带，进而有效阻挡电子的溢出并降低低空穴激活能，进一步提高空穴注入效率。
S107、在P型AltGa1-tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。
具体的，此层的厚度可以为5-500nm，空穴掺杂浓度为1x1017-5x1020cm-3。其中，P型空穴注入层可以包括P型AlwGa1-wN层，P型GaN层，周期性AlwGa1-wN/GaN层，周期性P型AlzGa1-zN/AlwGa1-wN层，周期性P型AlzGa1-zN/AlwGa1-wN/Ga。
本发明实施例一提供的紫外LED制备方法，通过通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层，在缓冲层上生长非掺的AltGal-tN层，在非掺的AltGal-tN层上生长N型AlwGal-wN层，在N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层，对AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换，在AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层，在P型AltGa1-tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。提高了载流子复合效率，从而提高了紫外LED的发光效率，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。
在上述实施例的基础上，下面以对AlyGa1-yN量子阱层和P型AltGa1-tN第二电子阻挡层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至900℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1250℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气90min，形成1500nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min。生长一层厚度为1000nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气90min，并掺入硅烷，生长一层厚度为1500nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为1×1018cm-3，生长时间为50s，厚度为10nm。
(5)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为10s，厚度为1nm。
(6)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气5s，进行AlyGa1-yN量子阱层的Ga原子置换，形成AlyGa1-yN量子阱层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从35％到55％，薄层厚度约0.1nm。
(7)重复进行第4步至第6步2个循环，形成2个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为50s，厚度为10nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为30s，厚度为7nm。
(10)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为30s，厚度为5nm。
(11)生长完成后停止通入金属源和氨气，通入氢气5s，进行第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层的Ga原子置换，形成第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从40％到55％，薄层厚度约0.1nm。
(12)重复进行第9步至第11步8个循环，形成8个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(13)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为35％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为1min，厚度为30nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为120mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlxGa1-xN量子垒层和P型AltGa1-tN第一电子阻挡层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至900℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1250℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气120min，形成2000nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min。生长一层厚度为1000nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min，并掺入硅烷，生长一层厚度为1000nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为2×1018cm-3，生长时间为50s，厚度为10nm。
(5)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气3min，进行AlxGa1-xN量子垒层的Ga原子置换，形成AlxGa1-xN量子垒层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从56％到95％，薄层厚度约3nm。
(6)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为30s，厚度为3nm。
(7)重复进行第4步至第6步6个循环，形成6个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为50s，厚度为10nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为15s，厚度为3.5nm。
(10)生长完成后停止通入金属源和氨气，通入氢气30s，进行第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层的Ga原子置换，形成第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从65％到80％，薄层厚度约0.5nm。
(11)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为30s，厚度为5nm。
(12)重复进行第9步至第11步5个循环，形成5个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(13)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为35％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为10min，厚度为60nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为125mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlyGa1-yN量子阱层和P型AltGa1-tN第一电子阻挡层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至800℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1250℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气120min，形成2000nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min。生长一层厚度为1000nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min，并掺入硅烷，生长一层厚度为1000nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1.5×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为2×1018cm-3，生长时间为70s，厚度为14nm。
(5)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为50s，厚度为5nm。
(6)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气3min，进行AlyGa1-yN量子阱层的Ga原子置换，形成AlyGa1-yN量子阱层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从35％到80％，薄层厚度约2nm。
(7)重复进行第4步至第6步6个循环，形成6个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为70s，厚度为14nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为60s，厚度为14nm。
(10)生长完成后停止通入金属源和氨气，通入氢气4min，进行第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层的Ga原子置换，形成第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从65％到100％，薄层厚度约4nm。
(11)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为30s，厚度为5nm。
(12)重复进行第9步至第11步5个循环，形成5个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(13)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为35％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为5min，厚度为30nm。
(14)温度降为1000℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)和氨气，继续生长GaN空穴注入层，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为5min，厚度为10nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为110mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlxGa1-xN量子垒层和P型AltGa1-tN第二电子阻挡层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至950℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1350℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气150min，形成2500nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气90min。生长一层厚度为1500nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气90min，并掺入硅烷，生长一层厚度为1500nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为1×1018cm-3，生长时间为80s，厚度为16nm。
(5)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气20min，进行AlxGa1-xN量子垒层的Ga原子置换，形成AlxGa1-xN量子垒层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从56％到100％，薄层厚度约10nm。
(6)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为25s，厚度为2.5nm。
(7)重复进行第4步至第6步100个循环，形成100个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为80s，厚度为16nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为45s，厚度为10.5nm。
(10)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为60s，厚度为10nm。
(11)生长完成后停止通入金属源和氨气，通入氢气5min，进行第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层的Ga原子置换，形成第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从40％到90％，薄层厚度约5nm。
(12)重复进行第9步至第11步7个循环，形成7个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(13)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为45％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为5min，厚度为30nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为135mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlxGa1-xN量子垒层和P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至850℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1300℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气90min，形成1500nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min。生长一层厚度为1000nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min，并掺入硅烷，生长一层厚度为1000nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为1×1018cm-3，生长时间为40s，厚度为8nm。
(5)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气1min，进行AlxGa1-xN量子垒层的Ga原子置换，形成AlxGa1-xN量子垒层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从56％到80％，薄层厚度约1nm。
(6)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为30s，厚度为3nm。
(7)重复进行第4步至第6步7个循环，形成7个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为40s，厚度为8nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为2min，厚度为30nm。
(10)生长完成后停止通入金属源和氨气，通入氢气6min，进行P型AltGa1-tN电子阻挡层的Ga原子置换，形成P型AltGa1-tN电子阻挡层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从65％到98％，薄层厚度约6nm。
(11)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(40ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为30％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为6min，厚度为30nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为120mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlxGa1-xN量子垒层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至920℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气2min，在蓝宝石上发生反应，形成17nm的AlN缓冲层；将温度提高至1280℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气120min，形成2000nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气60min。生长一层厚度为1000nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气120min，并掺入硅烷，生长一层厚度为2000nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为1×1018cm-3，生长时间为1min，厚度为12nm。
(5)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气3min，进行AlxGa1-xN量子垒层的Ga原子置换，形成AlxGa1-xN量子垒层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从56％到90％，薄层厚度约3nm。
(6)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(40ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为30％，生长时间为15s，厚度为1.5nm。
(7)重复进行第4步至第6步10个循环，形成10个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为1min，厚度为12nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为120s，厚度为28nm。
(10)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为60s，厚度为10nm。
(11)重复进行第9步至第10步2个循环，形成2个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(12)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为35％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为5min，厚度为30nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为125mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
在上述实施例的基础上，下面以对AlyGa1-yN量子阱层进行Ga原子置换的LED制备方法为例进行说明，紫外LED的制备过程包括如下步骤：
(1)MOCVD反应室温度升至880℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150ml/min)和氨气3min，在蓝宝石上发生反应，形成25nm的AlN缓冲层；将温度提高至1250℃，压力降低至100mbar，通入氢气、三甲基铝(400ml/min)和氨气180min，形成3000nm非掺杂的AlN层。
(2)将温度降低至1140℃，压力维持在200mbar，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气90min。生长一层厚度为1500nm的非掺AltGa1-tN层，AltGa1-tN的Al组分为50％。
(3)反应室温度、压力不变，通入氢气、三甲基镓(100ml/min)、三甲基铝(360ml/min)和氨气120min，并掺入硅烷，生长一层厚度为2000nm的N型AlwGal-wN层，N型AlwGal-wN层的Al组分为50％，N型AlwGal-wN层的掺杂浓度为1×1019cm-3。
(4)将温度维持在1140℃，压力调为200mbar，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，掺入Si杂质，掺杂浓度为1×1018cm-3，生长时间为1min，厚度为12nm。
(5)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(40ml/min)和氨气，生长AlyGa1-yN量子阱，AlyGa1-yN量子阱层的Al组分为35％，生长时间为30s，厚度为3nm。
(6)生长完成后将金属源和氨气停止通入，并通入氢气30s，进行AlyGa1-yN量子阱层的Ga原子置换，形成AlyGa1-yN量子阱层上Al组分渐变的AlGaN，Al组分从35％到65％，薄层厚度约0.5nm。
(7)重复进行第4步至第6步7个循环，形成7个周期的量子阱结构。
(8)反应室的温度保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(200ml/min)和氨气，生长AlxGa1-xN量子垒层，AlxGa1-xN量子垒层的Al组分为56％，生长时间为1min，厚度为12nm，生长最后一层量子垒。
(9)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(250ml/min)和氨气，生长第一层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为65％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3。生长时间为10s，厚度为2.3nm。
(10)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(80ml/min)和氨气，生长第二层P型AltGa1-tN电子阻挡层，P型AltGa1-tN电子阻挡层的Al组分为40％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为1×1019cm-3，生长时间为10s，厚度为1.7nm。
(11)重复进行第9步至第10步20个循环，形成20个周期的高势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层和低势垒P型AltGa1-tN电子阻挡层。
(12)反应室温度、压力保持不变，通入氢气、三甲基镓(50ml/min)、三甲基铝(50ml/min)和氨气，生长AlGaN空穴注入层，AlGaN空穴注入层的Al组分为35％，掺入Mg杂质，Mg的掺杂浓度为2×1019cm-3，生长时间为5min，厚度为30nm。
此紫外LED生长结束，加工成1mm2大小的芯片，通入350mA的电流，波长为280nm，亮度为125mW，外量子效率超过5％，正向电压为6.5V。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种紫外LED的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的一种紫外LED理想能带的结构示意图；图4为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子阱和第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；图5为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子阱和第一电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；图6为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子垒和第一电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图；图7为本发明实施例二提供的一种紫外LED对量子垒和第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理后的能带结构示意图。如图2-图7所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例二还提供一种紫外LED。
具体的，紫外LED采用实施例一中的紫外LED制备方法制备而成。
需要说明的是，该紫外LED采用实施例一中的制备方法，从下至上依次包括衬底10、缓冲层20、非掺的AltGal-tN层30、N型AlwGal-wN层40、50-多量子阱结构层50、P型AltGa1-tN电子阻挡层60以及P型空穴注入层70，最终形成紫外LED。其中，紫外LED的理想能带结构示意图如图3所示，通过分别对多量子阱结构层50中的AlyGa1-yN量子阱层、AlxGa1-xN量子垒层进行Ga原子置换处理，同时，还对P型AltGa1-tN电子阻挡层中的第一电子阻挡层或第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理，处理后的紫外LED的能带结构示意图如图4-图7所示，进行Ga原子置换处理后的紫外LED形成的渐变Al组分的AlGaN层使得电子势垒逐渐升高，继而能够起到阻挡电子的作用，同时使得空穴势垒逐渐降低，继而有利于空穴注入效率的提升，电子空穴浓度增加，有效提升载流子在量子阱内的复合效率，从而提高紫外LED的内量子效率，紫外LED的发光效率有所提高，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。
其他技术特征均已在上述实施例一中进行了详细的说明，此处不再赘述。
本发明实施例二提供的紫外LED，从下至上依次包括衬底10、缓冲层20、非掺的AltGal-tN层30、N型AlwGal-wN层40、50-多量子阱结构层50、P型AltGa1-tN电子阻挡层60以及P型空穴注入层70，最终形成紫外LED。通过分别对多量子阱结构层50中的AlyGa1-yN量子阱层、AlxGa1-xN量子垒层进行Ga原子置换处理，同时，还对P型AltGa1-tN电子阻挡层中的第一电子阻挡层或第二电子阻挡层进行Ga原子置换处理，进行Ga原子置换处理后的紫外LED形成的渐变Al组分的AlGaN层使得电子势垒逐渐升高，继而能够起到阻挡电子的作用，同时使得空穴势垒逐渐降低，继而有利于空穴注入效率的提升，电子空穴浓度增加，有效提升载流子在量子阱内的复合效率，从而提高紫外LED的内量子效率，紫外LED的发光效率有所提高，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。提高了载流子复合效率，从而提高了紫外LED的发光效率，同时也提高了杀菌、光疗以及固化的效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱落本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种紫外LED制备方法，应用于生长设备中，其特征在于，包括：
通入金属源和V族反应物，在衬底上生长缓冲层；
在所述缓冲层上生长非掺的AltGal-tN层；
在所述非掺的AltGal-tN层上生长N型AlwGal-wN层；
在所述N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层；
对所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换；
在所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层；
在所述P型AltGa1-tN电子阻挡层上生长P型空穴注入层，以形成紫外LED。
2.根据权利要求1所述的紫外LED制备方法，其特征在于，所述在所述N型AlwGal-wN层上生长AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层包括：
在所述N型AlwGal-wN层上循环交替生长AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层，形成所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层；
其中，所述AlxGa1-xN量子垒层和所述AlyGa1-yN量子阱层层叠设置，
所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为所述AlxGa1-xN量子垒层；或者所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层中第一层和最后一层为所述AlyGa1-yN量子阱层。
3.根据权利要求2所述的紫外LED制备方法，其特征在于，所述对所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对所述AlxGa1-xN量子垒层和/或所述AlyGa1-yN量子阱层进行Ga原子置换，在所述AlxGa1-xN量子垒层和/或所述AlyGa1-yN量子阱层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
4.根据权利要求3所述的紫外LED制备方法，其特征在于，所述AlxGa1-xN量子垒层中AlGaN层的Al组分大于所述AlyGa1-yN量子阱层中AlGaN层的Al组分。
5.根据权利要求1所述的紫外LED制备方法，其特征在于，所述在所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上生长P型AltGa1-tN电子阻挡层包括：
在所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层所述P型AltGa1-tN电子阻挡层。
6.根据权利要求5所述的紫外LED制备方法，其特征在于，对在所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层上层叠生长至少两层所述P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换包括：
停止通入金属源和V族反应物，通入氢气，对至少一层所述P型AltGa1-tN电子阻挡层进行Ga原子置换，在所述P型AltGa1-tN电子阻挡层内形成Al组分渐变的AlGaN层，其中AlGaN层中内部的Al组分小于AlGaN层表层的Al组分。
7.根据权利要求2所述的紫外LED制备方法，其特征在于，所述AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱结构层的厚度为5-50nm。
8.根据权利要求3或6所述的紫外LED制备方法，其特征在于，通入氢气的时间为5s-20min。
9.根据权利要求2所述的紫外LED制备方法，其特征在于，交替生长AlxGa1-xN量子垒层和AlyGa1-yN量子阱层的循环次数为2-100次。
10.一种紫外LED，其特征在于，所述紫外LED采用权利要求1-9中任一项所述的紫外LED制备方法制备而成。
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