近年来，GaN基发光二极管(LEDs)由于具有体积小、效率高、寿命长、节能、环保、可靠性高等优点而被认为是下一代光源。目前GaN基LED已广泛应用于户外显示屏、液晶显示器的背光源、车灯、交通信号和通用照明等领域。由于GaN基LED有源区产生的光在半导体和空气界面会发生全反射，这使得LED的取光效率(LEE)受到了限制。本论文主要研究用表面粗化的方式提高GaN基LED的取光效率。主要研究结果如下:　　(1)用快速退火的方法可以获得尺寸相近、分布均匀的Ag纳米颗粒。利用该Ag纳米颗粒做掩膜，可以用ICP干蚀刻的方法粗化ITO表面;与平面ITO结构LED相比，经ITO表面粗化后的GaN基LED的光效提升了3％-6％。　　(2)用Ag纳米颗粒做掩膜，在其上沉积一层薄的SiO2薄膜，再经化学蚀刻和超声处理，可制得纳米级别的SiO2多孔状掩膜。此纳米级SiO2多孔状掩膜可用于PSS衬底制作、LED器件表面粗化等工艺中。　　(3)研究了用不同浓度KOH溶液粗化时垂直结构LED(VLED)的n-GaN表面形成的粗化锥体的大小随时间演化的规律，发现粗化锥体的尺寸一开始随粗化时间呈递增的趋势，随后趋于饱和、甚至减小。这主要是由于VLED的外延结构是由具有不同组分、不同掺杂浓度、不同缺陷密度的多层半导体所组成的。优化粗化条件可以使VLED在350mA操作电流下其光输出功率相对于标准粗化工艺芯片（25％ KOH，粗化时间4分钟）提升3％左右。研究发现VLED的光输出功率随粗化锥体所占的表面比例的增加而增大，随剩余n-GaN厚度的增加而减小。　　(4)用负胶光刻和湿法蚀刻的方法制备了凹型PSS衬底，并将其用于生长VLED结构的外延层。比较了三种类型PSS衬底和平片衬底VLED的取光效率，发现PSS衬底并不能使VLED的取光效率有明显的提升。