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AlGaN基Ⅲ族氮化物为直接带隙半导体材料，禁带宽度为3.42～6.03eV，是制作光电器件比如发光二极管（light-emitting diodes，LEDs），激光器(laser diodes，LDs)和探测器(detectors)的优选材料。自1998年Han等人报道了第一只波长短于360nm的紫外LED后，AlGaN基紫外LED逐渐走入人们的视线。其在水质净化、医疗器具消毒、紫外光治疗、生物探测和识别方面拥有巨大的应用前景，受到人们广泛关注。目前，紫外LED仍在快速发展时期，外量子效率逐渐提高，但是其外量子效率仍然较低，这极大限制了紫外LED的应用。造成这一现象的原因主要有量子限制斯塔克效应限制，由于AlGaN材料位错密度较高而导致的较低的内量子效率，p-GaN吸光致使光提取效率较低及p型掺杂效率低导致较低的电流注入效率等。本论文主要围绕如何提高AlGaN材料的晶体质量，从而获得效率高的紫外LED这一问题开展研究，主要研究内容如下: 1.研究了提升AlGaN材料晶体质量的几种方法。通过调节n-AlGaN生长时的Ⅴ/Ⅲ和Si掺杂，研究了NH3流量和SiH4流量对AlGaN晶体质量、表面形貌和电学性质的影响，并在此基础上对Ⅴ/Ⅲ和Si掺杂条件进行了优化，获得了高质量的AlGaN晶体。探索了使用高温AlN模板侧向外延生长AlGaN材料的方法。 2.研究了超晶格层对AlGaN材料质量及紫外LED出光的影响。通过优化超晶格层的厚度与周期数，提高了n-AlGaN层晶体质量。同时，实验发现超晶格可作为布拉格反射镜存在，当超晶格厚度在一定范围内变化时，外延结构的光学性质改变很大。测试样品透射谱，发现低透过带出现并影响紫外LED出光。通过调节超晶格厚度，低透过带消失，紫外LED电致发光值提高。 3.研究了磁控溅射AlN晶体质量优化方法及溅射AlN作为紫外LED中AlN模板层的可行性。对不同厚度的溅射AlN进行退火，提高了溅射AlN的晶体质量。对溅射AlN表面进行腐蚀，使表面呈现孔状结构，之后在腐蚀后的AlN上使用金属化合物气相沉积方法生长高温AlN，从而获得高质量的AlN层。同时，研究了在不同厚度的溅射AlN上生长的AlGaN晶体质量及表面形貌，并在溅射AlN上生长紫外LED结构，成功实现紫外LED的电注入发光。