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GaN基LED在大功率高效率的新能源发光二极管中由于其波长涉及蓝光、绿光及蓝绿光范围而备受瞩目。针对目前LED外量子效率不高的现状,本论文提出从外延工艺和芯片制程两个方面采用新型GaN基LED结构,来改善这一缺陷,并得到较好的结果。本论文首先采用MOCVD法生长新型Pits结构GaN基外延,得到亮度的大幅度提升；随后采用专业光学模拟软件Crosslight APSYS对ODR芯片与普通LED芯片进行光学模拟,研究了ODR芯片出光效率和发光强度等各方面的优势,后在流片实验中生产大功率ODR LED与普通LED,并从光学、色度学、可靠性等方面证实了ODR LED的优势。具体包含以下三个部分：1、本实验主要采用在LED的P型GaN部分进行微米级的表面粗化生长来提升亮度,测试结果显示：与普通样品相比,Pits结构样品,PL强度相对提升90%,EL相对提高近39%;小尺寸样品上,比Flat结构样品相比,Pits结构样品亮度相对提升了18.9%,而其正向电压下降了约2.5%,平均仅为3.17V；样品反向特性也较优。20mA小电流工作情况下,与普通样品相比,Pits结构样品电光转换效率相对提高了22.4%,电压下降了0.042V,说明Pits结构样品电流扩散更为均匀,整体质量较好,相对位错也较少。两种结构样品在96h老化前后光电参数变化比较微小,老化结果均为通过。2、采用Crosslight APSYS软件模拟大功率多量子阱GaN基ODR LED三维芯片的光电性能。模拟结果显示：两种LED的I-V特性和内量子效率基本重合,这是因为ODR LED主要是改善LED的光萃取效率；ODR LED与普通LED所发出的光谱曲线基本一致,但ODR LED的光谱强度明显高于普通LED,这是由于ODRLED对量子阱产生的蓝光增加了反射,使其强度增加；在350mA电流时,ODR LED的光强为106.49mcd,比普通LED相对提高了18.93%,但立体发热图显示,ODRLED的热量要稍高于普通LED结构。实验模拟结果对接下来流片实验有一定的指导和建议。3、在前期的光学模拟研究后,通过简单工艺实现大功率GaN基多量子阱ODRLED的研制和生产,并对试制LED样品进行了光学、电学和色参数三个方面性能测试。测试结果发现,ODR芯片比普通芯片的光强提高了244mcd,极大提高了发光强度；ODR LED光通量、光效、色纯度比普通LED分别提高了6.04%、5.74%、78.64%.ODR LED具有绝对优势是其色温要比普通LED的色温低1804K,明显改善大功率LED的色温缺陷。