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宽禁带、直接带隙半导体材料GaN，被广泛应用于光电子器件中。InGaN/GaN多量子阱结构作为GaN基LED的核心部分，也成为当前半导体光电领域研究的热点。目前，业界在InGaN/GaN多量子阱的材料质量和发光效率上已经取得了较大进步，但是大电流下量子效率下降现象严重，仍然是阻碍GaN基LED发展的重要因素。本文借助于模拟专用软件Crosslight-APSYS软件、基于二维有限元的理论分析方法，对InGaN/GaN基蓝光LED器件的外延结构进行了设计和优化，有效改善了InGaN/GaN多量子阱区载流子的输运，使大电流下量子效率的下降得到衰弱。本论文的结论主要有以下几点: 1.对量子阱垒层宽度不同的InGaN/GaN基蓝光LED结构进行了仿真计算。计算结构表明:当量子阱垒层厚度改变时，有源区的静电场特性会随之发生明显的改变。垒层厚度增加，其中的静电场减弱;垒层厚度减小，其中的静电场加强。采用沿生长方向厚度宽窄交替的垒层结构，能够改变量子阱区静电场的强弱和方向，有效调节电子和空穴的输运，提高LED的发光效率。 2.对量子阱垒层掺杂情况不同的InGaN/GaN基蓝光LED结构进行了仿真计算。计算结果表明，在垒层中适当掺入Si，量子阱区的静电场会减弱，量子局限斯塔克效应被部分屏蔽，能带弯曲程度随之减弱，载流子的输运情况明显改善。此外，在量子阱区选择适当的垒层进行部分Mg掺杂，可以减弱与之相邻的阱层中的静电场，将更多的载流子限制在阱层中，有助于提高电子和空穴的辐射复合。 3.根据以上结论，对本论文新提出的一种由厚度调制的n/p型GaN垒层LED器件结构进行了仿真计算。结果表明:厚度宽窄交替、掺杂Si/Mg交替的量子阱垒层结构，可有效屏蔽量子阱区的量子局限斯塔克效应，同时减弱Si掺杂垒层对空穴输运的阻碍作用，提高量子阱区中电子和空穴分布的对称性和均匀性，增加量子阱区发生辐射复合的有效面积，消除EBL对于空穴注入的影响，修正波长的红移现象。