发光二极管（Light Emitting Diode，LED）作为第三代照明光源，以其经济性、实用性及高效率等特点有望成为未来照明光源的理想方式。但就目前来说，发光二极管要作为照明光源，其发光效率还不够高。要提高LED发光效率，主要从两方面着手，一是提高其内量子效率，即提高注入电能的利用率；一是提高光提取效率，即提高LED有源层所发出光的利用率。　　 本文首先介绍了氮化镓（GaN）LED的发光原理及其制备工艺中的几个关键问题，如GaN基LED外延生长的衬底选择；p型GaN的掺杂；欧姆接触电极的制备等。概述了解决这些关键问题的研究进展。　　 介绍了目前GaN基LED芯片的主要结构类型，如传统结构、倒装结构、垂直结构等。指出了各种结构的特点及其对提高LED发光效率的影响。在以上三种主要结构的基础上，人们又提出了表面粗化、光子晶体、特形芯片等新技术，使LED发光效率逐步提高。　　 本文比较三种主要结构的特点，指出，就目前而言，倒装结构相比于其他结构在效率上或技术成熟度上更具优势，通过模拟计算的方法分析了倒装结构提高LED发光效率的机理，指出其原因主要是避免了p型欧姆接触电极对光子的吸收以及电极引线对光的阻挡，此外还提高了LED散热性能，从而可以提高LED内量子效率及LED的热稳定性，但并没有突破全反射效应的限制，其出光锥角并未有增大，因而对LED发光效率的提高非常有限。而实验及理论均指出，改变LED芯片传统的四方体形状，可以在LED发光效率的提高方面取得突破，本文提出了一种全新的菱形结构，通过仿真计算表明其光提取效率有大幅度提高，并分析了菱形结构中影响光提取效率的因素。　　 提高LED内量子效率一直是行业内研究重点，目的在于提高注入电能的利用率。通过改善外延材料晶体质量，优化外延结构可以使内量子效率有很大提高，而在芯片制备工艺上则必须制备低欧姆接触电阻的电极，以降低接触电阻功率损耗，本文通过实验研究了 n-GaN 欧姆接触电极的制备及其表面形貌的改善，并分析了 n-GaN 上欧姆接触形成的机理。