GaN基LED具有高亮度、低能耗、寿命长、响应速度快等优良特性，在固态照明、液晶背光源、全色显示等领域有着广泛的应用。大功率LED需要更大的驱动电流来实现，但是LED的效率却会随着电流上升而减弱，既Efficiency droop。在高电流时维持高效率，是大功率LED提升亮度的关键。本论文依据Efficiency droop效应产生的机理，主要研究了量子阱中InGaN/GaN/InGaN垒、阱和垒的宽度、P型区域AlGaN/GaN超晶格、电流扩展层及底层晶体质量等对LED的发光效率及Efficiency droop等的影响。主要结论如下:　　1、低生长温度和大TMIn流量会导致InGaN晶体质量和样品表面的恶化;当生长低In含量InGaN时，不需要过多的TMIn，生长温度也可以适当提高;当生长高In含量InGaN时，需要低生长温度，因为温度是决定因素。　　2、采用InGaN/GaN/InGaN barrier LED的功率比常规的LED提高8.4％，都采用InGaN/GaN/InGaN barrier时，PSS衬底上的功率比平片上的提高12.3％;在100 mA电流下，常规平片的LED、平片上和PSS上采用InGaN/GaN/InGaN barrier LED的功率效率分别为20 mA电流下的49.5％、53.1％和56.6％，;与常规平片LED相比，平片上和PSS上采用InGaN/GaN/InGaN barrier LED的Efficiency droop分别减弱7.1％和14.1％，PSS上的比平片上的Efficiency droop减弱7.5％，说明采用PSS衬底和InGaN/GaN/InGaN barrier都有利于Efficiency droop效应减弱。　　对于InGaN/GaN/InGaN barrier LED，加厚InGaN稳定层和InGaN ramp层，亮度都会降低;加厚ramp层，蓝移异常，相当于加宽阱层;Only InGaN ramp层的芯片，功率降低，蓝移很大，说明InGaN ramp层主要起加宽阱的作用，降低极化的作用较小。调低InGaN/GaN/InGaN barrier中的In组分，亮度有较大提升;In组分保持不变，只有InGaN稳定层的芯片，功率也有很大提升，蓝移和半宽都会变小，应该与其MQW具有较小的极化场有关。在InGaN well前预通TMIn可以提高亮度，同时能够抑制Efficiency droop效应。　　3、在适当的范围内，随着阱加宽，亮度会提升，同时归一化外量子效率变大，说明Efficiencydroop效应得到改善，这是因为随着阱加宽，会有更多的载流子被俘获到量子阱内，辐射复合效率会提升，从而亮度得到提升。阱加宽后，阱区的载流子浓度降低，这样大电流下俄歇效应就会减弱;另一方面，阱变宽后，会俘获更多的电子，从而降低大电流下电子泄露到P型区的几率，这两方面都有利于改善Efficiency droop。　　随着垒减薄，亮度先升高后下降，这是因为垒减薄，量子阱区的极化变弱，极化电场变小，使电子和空穴的辐射复合效率增加，致使亮度得到提升;另一方面，空穴的迁移率很低，薄垒可以降低势垒，提高空穴的迁移长度，使更多的空穴迁移到量子阱区，同时有利于电子和空穴在量子阱区的均匀分布，从而提高辐射复合效率，使亮度提升。但当垒减薄到一定程度时，量子阱区的界面和晶体质量变差，形成很多非辐射复合中心，导致亮度降低。同时，随着垒减薄，归一化的功率效率和外量子效率也是先升高后下降，说明Efficiency droop先有改善，后恶化。　　当AlGaN单层换为(AlGaN/GaN)6时，亮度及Efficiency droop总体相当;当loop数继续增加时，亮度及Efficiency droop下降。这是因为，(AlGaN/GaN)n在阻挡电子的同时，也阻挡了空穴的注入，随着(AlGaN/GaN)n厚度增加，阻挡空穴占据主导地位，进入到量子阱区的空穴减少，同时电子和空穴的分布变得更不均匀，降低了辐射复合效率。AlGaN单层时LED的电压处于较高水平，而采用(AlGaN/GaN)n超晶格时，LED的电压较低，这主要是因为可以降低串联电阻。　　4、在大电流下，具有N型电流扩展层的LED的亮度略有提升，Efficiency droop效应会有改善。采用Sputter ITO的LED，亮度都会提高，电压也比较低，Efficiency droop有改善。底层晶体质量比较好的样品，亮度有提升，Efficiency droop也略有改善。