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本文对超晶格结构在GaN基发光二极管中的应用进行了大量的仿真模拟实验，通过改变器件的结构与传统结构进行对比，分析了器件的内量子效率、I-V曲线、辐射光谱、能带结构、载流子浓度、辐射复合速率等结果，旨在为解决LED当前面临的效率下降等问题提供理论依据，用来改善实际生产的器件产品。本文有创新和有意义的研究结果主要有以下几点: (1) InGaN/GaN超晶格结构分别应用到LED中的N型GaN层、电子阻挡层和最后一个垒层中。实验结果显示采用超晶格的结构后的LED在性能上都优于传统结构。从内量子效率下降问题的改善情况来看，将电子阻挡层替换成超晶格结构后内量子效率也得到很大提高，同时能很好的解决效率下降的问题，在N型GaN层中插入超晶格结构和将最后一个垒层替换为超晶格结构后，器件的内量子效率均得到部分提升，下降效应得到一定的改善。从辐射功率来看，将电子阻挡层替换成超晶格结构的器件也表现出最好的效果，三种采用超晶格的器件性能均要比传统结构的性能好。 (2) InGaN/GaN超晶格结构被分别应用到量子阱区中的最后一个垒层和全部垒层。实验结果显示全部垒层被替换后的器件性能得到很大程度的改善，主要是由于提高了空穴在量子阱区中的注入和传输效率，改善了载流子在量子阱区中的非对称性分布，提高了空穴和电子在量子阱区的辐射复合率。并且采用超晶格结构能削弱量子阱区中因晶格适配造成的极化电场，从而提高了辐射光谱的强度，相比传统结构光谱也有一些相对的蓝移现象。 (3)量子阱区中的垒层全部采用InGaN/GaN超晶格结构，对超晶格的微结构相对厚度进行了研究。实验中分别将InGaN/GaN超晶格结构的厚度比率设置为3/4、3/2、3/1，每个垒层厚度为9nm。实验结果显示，超晶格结构对LED性能的提升同超晶格结构中InGaN层的厚度大小成正相关，InGaN层的厚度影响着量子阱区载流子的传输速率与分布，对阱区的极化效应也有重要作用。因此影响着LED的内量子效率和辐射光谱的强度。