本发明涉及半导体光电领域，尤其涉及一种深紫外gan量子阱器件及其制备方法。
背景技术：
1、深紫外激光器在光通讯与光存储、紫外光疗、光学加工、激光制导等领域具有广阔的应用前景。其中，基本algan半导体材料的深紫外激光二极管(ld)具有体积小、寿命长、易集成、波长可调、节能环保等优势，可作为固体和气体激光器的替代品，具有巨大的社会和经济价值。algan是一种直接带隙宽禁带半导体材料，通过改变al组分，其禁带宽度从3.4ev到6.2ev连续可调，可实现365～200nm的深紫外发光。
2、目前，algan基深紫外激光器普遍采用高组分的alxgan量子阱实现波长小于280nm的深紫外发光。但是，三元algan量子阱中普遍存在强极化场下的量子限制斯塔克效应，电子和空穴的波函数在空间极化电场的作用下发生分离，难以实现高效率的辐射发光。此外，随着发光波长变短，高al组分algan材料的能带结构逐渐从gan向aln转变，即价带顶部的重空穴和轻空穴带下移，而晶体场分裂带上移，发光偏振模式也从gan的横电模式(te)主导转变为aln的横磁模式(tm)主导。对于深紫外led，tm模式的横向传播特性使器件的表面光提取难度增大，抑制了外量子效率的提升；而对于深紫外激光器，tm模式的腔面反射率低于te模式，使得腔面的反射损耗增大从而导致激光出射的阈值增大。因此，tm偏振光对短波长深紫外光电器件的性能不利，需要尽可能抑制tm模式的出射。
3、故需要提出一种新的深紫外gan量子阱器件及其制备方法用于解决现有技术所存在的上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种深紫外gan量子阱器件及其制备方法，用于改善现有技术的深紫外激光器的发光效率较低的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种深紫外gan量子阱器件，包括沿生长方向依次层叠设置的衬底、aln模板层、量子阱有源层以及盖帽层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间；
3、其中，势阱层为gan材料，势阱层的厚度为2到6个原子单层；势垒层为aln材料或者alxga1-xn材料，0.8≤x＜1，势垒层的厚度为4到10个原子单层。
4、优选地，势阱层中1个原子单层的厚度为
5、优选地，当势垒层为alxga1-xn材料时，势垒层的al组分含量x沿生长方向线性增加。
6、优选地，势垒层中1个原子单层的厚度随势垒层的al组分含量x的升高，从线性降低至
7、优选地，量子阱有源层的周期数为5～10，量子阱有源层的生长温度为1000℃～1050℃。
8、优选地，aln模板层包括沿生长方向依次层叠设置的第一aln缓冲层和第二aln缓冲层，第一aln缓冲层的厚度为10nm～30nm，第二aln缓冲层的厚度为1500nm～4000nm。
9、优选地，第一aln缓冲层的生长温度为500℃～700℃，第二aln缓冲层的生长温度为1200℃～1350℃。
10、优选地，盖帽层为alxga1-xn材料，0.8≤x＜1。
11、优选地，盖帽层的al组分含量与势垒层的al组分含量相同，盖帽层的厚度为10nm～50nm。
12、相应地，本发明还提供一种深紫外gan量子阱器件的制备方法，方法包括：
13、s10，在一衬底上外延生长aln模板层；
14、s20，在aln模板层上外延生长量子阱有源层；
15、s30，在量子阱有源层上外延生长盖帽层；
16、其中，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间；势阱层为gan材料，势阱层的厚度为2到6个原子单层；势垒层为aln材料或者alxga1-xn材料，0.8≤x＜1，势垒层的厚度为4到10个原子单层。
17、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种深紫外gan量子阱器件及其制备方法，上述深紫外gan量子阱器件包括沿生长方向依次层叠设置的衬底、aln模板层、量子阱有源层以及盖帽层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，其中，势阱层为gan材料，势阱层的厚度为2到6个原子单层；势垒层为aln材料或者alxga1-xn材料，0.8≤x＜1，势垒层的厚度为4到10个原子单层；本发明通过将每个势阱层的厚度减薄至几个原子单层(ml)，再利用带偏移量较大的高al组分的aln材料或者algan材料的势垒层提供极限的量子限制效应，可以将gan量子阱的有效带隙拓宽数个电子伏(ev)，进而实现波长短至深紫外波段的发光；同时，gan量子阱的能带结构特性可以实现te模式主导的偏振发光，进一步提高了深紫外gan量子阱器件的发光效率。
1.一种深紫外gan量子阱器件，其特征在于，包括沿生长方向依次层叠设置的衬底、aln模板层、量子阱有源层以及盖帽层，所述量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个所述势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间；
2.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述势阱层中1个原子单层的厚度为
3.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，当所述势垒层为alxga1-xn材料时，所述势垒层的al组分含量x沿生长方向线性增加。
4.根据权利要求3所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述势垒层中1个原子单层的厚度随所述势垒层的al组分含量x的升高，从线性降低至
5.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述量子阱有源层的周期数为5～10，所述量子阱有源层的生长温度为1000℃～1050℃。
6.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述aln模板层包括沿生长方向依次层叠设置的第一aln缓冲层和第二aln缓冲层，所述第一aln缓冲层的厚度为10nm～30nm，所述第二aln缓冲层的厚度为1500nm～4000nm。
7.根据权利要求6所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述第一aln缓冲层的生长温度为500℃～700℃，所述第二aln缓冲层的生长温度为1200℃～1350℃。
8.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述盖帽层为alxga1-xn材料，0.8≤x＜1。
9.根据权利要求1所述的深紫外gan量子阱器件，其特征在于，所述盖帽层的al组分含量与所述势垒层的al组分含量相同，所述盖帽层的厚度为10nm～50nm。
10.一种深紫外gan量子阱器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
