紫外发光二极管（UV-LEDs）因其在水净化、UV固化、环境传感、植物生长照明和光疗等方面的广泛应用而受到各界的关注。然而,由于受主掺杂难、空穴注入率低、电子泄漏、电流拥堵严重及量子限制斯塔克效应（QCSE）等问题,使得UV-LEDs的光电性能远低于蓝光发光二极管。基于以上问题,本文的研究内容主要包括:超晶格插入层极化调控研究、N型层调制掺杂研究、P型层超晶格极化调控研究和有源区极化调控研究。针对QCSE问题,本文提出了超晶格插入层结构,并通过先进的半导体器件物理模型仿真软件（APSYS）研究了超晶格插入层垒层中Al组分变化对UV-LEDs能带结构以及载流子输运的影响。仿真结果显示通过调整超晶格插入层垒层中的Al组分可以对多量子阱结构进行极化调控,其中超晶格插入层垒层中Al组分的增加不仅可以促进电子向有源区的注入也可以阻挡空穴向N型层的泄漏,并且使QCSE效应得到缓解。通过金属有机物化学气相沉积（MOCVD）系统对超晶格插入层垒层中Al组分不同的样品进行了外延生长,电致发光测试结果显示,有源区和超晶格插入层中的发光峰随着注入电流的增加表现出的不同的状态与超晶格插入层中Al组分和样品中的位错密度有关。发光强度测试结果显示,当超晶格插入层中Al组分为0,05时,器件的光电性能最优,转换效率（WPE）为8%左右,与国内外365nm波段的相关研究相比此发光强度还有进一步提升的空间。针对横向结构的电流拥堵问题,本文提出了N3重掺杂区调制掺杂结构。XRD测试结果和光分布测试结果表明,调制掺杂结构的使用不仅提高了器件的晶体质量,而且使光分布更加均匀。使用调制掺杂结构后的样品发光强度和WPE分别提高了18.3%和17.8%。在APSYS仿真分析中,量子阱中均匀分布的横向空穴浓度再次验证了N3重掺杂区调制掺杂结构的使用确实能促进电流扩展。针对载流子注入效率低的问题,本文首先对二维空穴气（2DHG）和三维空穴气（3DHG）的形成进行了理论研究,发现超晶格结构和Al渐变Al Ga N结构均可以通过极化调控的方式提高受主电离率。接触式霍尔测试结果显示两者电离率分别为7.5%和4%。在此基础上,我们提出了使用双超晶格结构来提高UV-LEDs光电性能的方法。通过APSYS仿真分析发现此双超晶格结构主要通过三个方面来提高载流子注入效率:（1）通过提高受主离化率来提高空穴浓度;（2）通过降低EBL价带势垒高度来促进空穴注入;（3）通过抬高EBL导电势垒高度来阻止电子泄漏。并且通过MOCVD系统对不同结构的样品进行外延生长,光功率测试结果显示,在120m A下,拥有双超晶格结构的样品的WPE提高了37.9%。进一步,本文还研究了有源区中垒层和阱层结构参数分别对Ga极性和N极性UV-LEDs能带结构、载流子分布和内量子效率的影响。APSYS仿真分析显示,通过调整有源区中垒层和阱层的结构参数可以对其进行极化调控从而达到提高器件性能的目的。随着有源区垒层Al组分（阱宽）的增加,Ga极性和N极性样品的量子阱弯曲程度增大,带隙降低,从而使波长红移。虽然Ga极性和N极性样品的量子阱弯曲程度和带隙对有源区中Al组分和阱宽的依赖性相同,但与Ga极性样品相比,N极性样品中的载流子注入率更高且对电子泄漏有更好的阻挡作用,因此N极性样品的IQE更高且Droop效应较低。通过MOCVD系统对不同结构参数的Ga极性样品进行外延生长,实验结果发现当有源区垒层中Al组分为0.08（阱宽为2nm）时,器件的发光强度最优。