GaN基LED因其节能环保等优点成为固态照明中的明星,目前在交通信号灯,全色LED显示屏,液晶显示器背光源方面已经占据优势地位,而取代灯泡成为通用照明是未来LED的发展重点,但内量子效率和出光效率仍有待提高,图形化蓝宝石衬底(PSS)己广泛应用于高效率LED中,但图形对提高出光效率和发光效率的作用机制并不明确,PSS图形和工艺的优化是研究的热点。本论文集中研究图形化蓝宝石衬底对GaN基LED性能的影响。　　 本论文利用了光线追迹方法对LED的出光效率进行了模拟,在考虑了LED结构,各种材料的吸收,有源区出光模式分布,光循环效应之后,建立了LED模型,对常规LED出光过程中各种材料对光的吸收,各个界面出光的效率进行了分析,分析了LED中影响出光效率的因素,重点对图形化蓝宝石衬底的各种图形结构参数对LED的出光效率的影响作了模拟和讨论,为优化蓝宝石衬底的图形以提高出光效率提供了依据。　　 本论文在模拟的基础上设计并进行了实验。设计了两套图形,一套是湿法腐蚀的凹形PSS,另一套是湿法修饰的凸形PSS,对湿法制备PSS的工艺进行了优化,并通过SEM对PSS形貌进行表征,确定了湿法腐蚀形成的晶面。在PSS衬底上进行了InGaN/GaN多量子阱LED生长和器件性能的测试和分析,包括EL,LI,Ⅳ,角分布以及老化实验,分析了凹形PSS图形参数对LED性能的影响。同样也对生长在湿法修饰的凸形PSS上的LED外延片及芯片进行了光学和电学测试和分析,得到了具有{1-104}晶面的凸形PSS图形高度和占空比对LED出光效率的作用规律,并且结合出光效率模拟、速率方程拟合和光功率测量,进行了LED的内量子效率分析。　　 本论文在模拟计算和实验两方面对PSS上LED性能进行了研究,得到了有意义的结果,为实现高效率大功率LED打下基础。