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GaN基半导体发光二极管作为新一代照明光源，具有节能，环保等优点。提升LED的发光效率是促进其迅速发展最重要的因素。在众多方法中，湿法腐蚀蓝宝石图形衬底技术可以促进GaN材料的横向过生长，在局部区域脱离与之晶格失配度大的蓝宝石衬底进行外延生长，因而可以提高MOCVD生长GaN外延层的晶体质量。同时因为此技术改变了衬底表面的形貌，更多有源层发出的光线能够从器件表面出射，因而增加器件的光提取效率，最终提升GaN基LED的发光效率和器件性能。在湿法腐蚀过程中不同的腐蚀时间决定了不同的腐蚀程度，造成了蓝宝石表面会形成四种不同形貌的蓝宝石图形衬底，依所用时间长短顺序可近似认为平面衬底，三棱台，三棱锥和球冠衬底。本文重点研究了以上四种在湿法腐蚀过程中可能出现的衬底形貌对外延层质量以及器件性能的影响。利用XRD，PL等测试技术手段发现三棱锥金字塔结构的形貌对于外延层材料质量的提高效果最为明显，腐蚀时间短于此形貌所用时间的三棱台结构或腐蚀时间长于此形貌所用时间的球冠结构都不能使外延层晶体质量达到最佳效果，因而都不会将图形衬底的优势全部发挥出来。利用TracePro软件进行光学模拟同样证明了三棱锥金字塔结构的形貌在以上的四种形貌中对光线提取的作用也是最优的。对于以蓝宝石为衬底的460nm LED根据积分球测试可以证明，三棱锥金字塔结构的图形衬底上外延生长的GaN基LED比普通平面衬底上生长的LED，在20mA注入电流下正向电压3.0V，器件输出功率可以提高50.6％，由10.97mW提高到15.54mW。外延非极性GaN层消除LED器件内部的极化电场也是提高LED发光效率的一种方法，本文利用订三电子湮灭实验，对非极性GaN的缺陷能级进行了机理性讨论，对非极性GaN基LED的发展方向具有一定的指导意义。