发光二极管作为第四代照明光源,具有寿命长、节能环保、色彩丰富等一系列优点。从其被发明到现在一直受到人们的追捧,其发光效率一直是研究者炙手可热的研究对象,随着LED的不断发展,获得更高效的LED成为研究者的诉求。目前,发光二极管发光效率低的主要原因是其较低的内量子效率（IQE）和较低的光提取效率（LEE）。为了获得更高的发光效率,研究者主要从提高其内量子效率和光提取效率进行研究。而蓝宝石图形衬底技术是当今LED中最常用的能同时提高LED内量子效率和光提取效率的方法。本文的主要研究工作是紧密的围绕着蓝宝石图形衬底展开。文中详细介绍了从平面蓝宝石衬底到微米图形化蓝宝石衬底再到微纳混合图形化蓝宝石衬底最后到纳米图形化蓝宝石衬底的发展,并针对微纳混合图形衬底和纳米图形衬底进行了系统的研究。（1）微纳混合图形化蓝宝石衬底不仅可以提高外延层的晶体质量,克服晶格失配应力拉伸造成的位错,同时可以通过增加光的散射,从而提高LED器件的光提取效率。我们提出选区湿法刻蚀商业化的蓝宝石微米图形衬底的工艺路线,成功制备出各种微纳混合图形化蓝宝石衬底。首先使用不完全曝光光刻工艺,而不是传统的光刻工艺来制备选区二氧化硅掩膜,通过控制曝光时间,使得刻蚀的前期进程只发生在图形化蓝宝石衬底的顶部,随着刻蚀时间的增加,图形化蓝宝石衬底的表面将被不断的刻蚀,整体形貌将不断的深化,从而可以得到锥形,火山口形,三叶草形等微纳混合蓝宝石图形衬底。同时我们还发现,蓝宝石的选择性区域蚀刻工艺与二氧化硅掩模的图案密切相关,并且图案化表面的倾斜角度也极大地影响了选择性蚀刻工艺。（2）提出一种超薄图形化蓝宝石衬底的制备工艺,超薄图形衬底的主要结构为超薄侧壁的蓝宝石图形材料。超薄图形衬底在生长外延层时可以形成超低折射率的空气腔,由于空气腔和蓝宝石材料的折射率差异很大,从而超薄图形衬底可以很大提高器件光的散射能力,改善器件的光提取性能。我们提出使用AAO模板工艺和纳米球光刻技术制备超薄图形化蓝宝石衬底的工艺,通过实验结果的对比,发现AAO模板工艺制备图形化蓝宝石衬底时会出现图形形貌残缺的现象,而纳米球光刻技术制备图形化蓝宝石衬底的工艺不仅成本低,步骤简单,更能大面积的制备超薄图形化蓝宝石衬底,最终我们利用纳米球光刻技术成功制备出大面积的超薄图形化蓝宝石衬底。