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GaN基发光二极管（light emitting diodes,LED）已经被广泛应用于固态照明、汽车照明、全彩显示、可见光通信和生物医学仪器等领域。由于蓝宝石衬底材料的绝缘性,通常水平结构LED芯片的n电极和p电极分别位于芯片的两侧。虽然LED芯片的内量子效率和光提取效率都已经得到了很大的提高,但是电流扩展性能仍然是水平结构LED芯片所面临的一个重要问题。尤其是当芯片的注入电流增大时,大功率水平结构LED芯片的电流拥挤现象将会更加严重。为了提高GaN基水平结构蓝光LED芯片的光电性能,本文研究了电流扩展理论模型,并制备了三款高电流扩展性能的GaN基水平结构LED芯片。（1）分析了GaN基水平结构LED芯片的电流扩展理论模型,在此基础上建立了LED芯片的三维电-光耦合模型,并利用商用仿真软件SimuLED分析了ITO透明导电层、SiO2电流阻挡层、n-GaN方块电阻、ITO方块电阻等对大功率蓝光LED芯片有源区电流分布的影响。（2）结合电流扩展理论模型,为了缓解大功率蓝光LED芯片p电极附近的电流聚集,设计了插指型SiO2电流阻挡层,该电流阻挡层采用等离子体增强化学气相沉积的方法制备。此外,沉积SiO2薄膜的过程中,研究了反应气体比例、射频功率、反应腔体压力和温度等参数对SiO2薄膜沉积速率和折射率的影响。结果表明,插指型SiO2电流阻挡层可以有效地抑制p电极附近的电流拥挤。在350 mA注入电流下,插指型SiO2电流阻挡层可以将LED芯片的外量子效率提高18.7%。（3）为了提高LED芯片的电流扩展性能,设计和制造了环形SiO2电流阻挡层。随后,研究了SiO2电流阻挡层厚度对大功率LED芯片性能的影响。为了保证沉积在SiO2电流阻挡层上的ITO薄膜不发生断层,提出采用光刻胶热回流和电感耦合等离子体蚀刻技术相结合的方法制备出侧壁倾斜的SiO2电流阻挡层（190 nm）,提高了ITO薄膜的保形覆盖能力。测试结果表明,LED芯片的外量子效率随着SiO2电流阻挡层厚度的增大而逐渐提高。当SiO2电流阻挡层厚度为190 nm时,LED芯片的外量子效率提高了12.7%。（4）制备了一款具有图形化SiO2电流阻挡层和图形化ITO透明导电层的蓝光LED芯片。图形化SiO2位于ITO和金属电极之间,可以同时作为电流阻挡层和钝化层。此外,图形化ITO能增强从多量子阱出射的光子的散射,从而降低金属电极对光的吸收。在200 mA的注入电流下,图形化SiO2电流阻挡层和图形化ITO透明导电层可以使LED芯片的外量子效率提高13.8%。