光效下降現(xiàn)象（LED droop）
光效下降現(xiàn)象是指，向芯片輸入較大電力時(shí)LED的發(fā)光效率反而會降低的現(xiàn)象。作為有助于削減單位光通量成本的技術(shù)，各LED廠商都在致力于抑制光效下降現(xiàn)象。如果能抑制該現(xiàn)象，使用相同的芯片，在輸入較大的電力時(shí)會增加光通量。因此，可減少用于獲得相同光通量的芯片數(shù)，從而削減單位光通量的成本。
抑制“光效下降現(xiàn)象”
作為削減單位光通量成本的方法，各LED廠商紛紛致力于抑制“光效下降現(xiàn)象”。
各LED廠商均沒有公布光效下降現(xiàn)象的發(fā)生原理及其抑制方法的詳情。然而，有廠商透露，芯片的發(fā)熱及電流集中等若干參數(shù)與光效下降現(xiàn)象有關(guān)。例如，輸入較大電力時(shí)，芯片的光發(fā)生量增多，同時(shí)發(fā)熱也增多。這種發(fā)熱會使芯片內(nèi)部的量子效率惡化，從而導(dǎo)致光效下降現(xiàn)象。因此，有LED廠商認(rèn)為，為抑制光效下降現(xiàn)象，采用散熱性高的封裝構(gòu)造，即使輸入較大電力芯片溫度也不會上升的改進(jìn)會對抑制光效下降現(xiàn)象有效。另外，有觀點(diǎn)認(rèn)為，如果LED芯片內(nèi)的電流密度變大，容易引發(fā)光效下降現(xiàn)象。
利用帶隙較寬的層夾住帶隙窄且極薄的層形成的構(gòu)造。帶隙較窄的層的電勢要比周圍（帶隙較寬的層）低，因此形成了勢阱（量子阱）。在LED和半導(dǎo)體激光器中，量子阱構(gòu)造用于放射光的活性層。重疊多層量子阱的構(gòu)造被稱為多重量子阱。
藍(lán)色LED等是通過改良量子阱構(gòu)造等GaN類結(jié)晶層的構(gòu)造取得進(jìn)展的。GaN類LED在成為MIS構(gòu)造，pn接合型雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造，采用單一量子阱的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造以及采用多重量子阱的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造的過程中，其亮度和色純度得到了提高。采用MIS構(gòu)造的藍(lán)色LED在還沒有實(shí)現(xiàn)p型GaN膜時(shí)，被廣泛開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化。缺點(diǎn)是光強(qiáng)只有數(shù)百mcd。p型GaN膜被造出來之后，采用pn接合型雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造的藍(lán)色LED得以實(shí)現(xiàn)。與MIS構(gòu)造相比，發(fā)光亮度達(dá)到了1cd，是前者的10倍左右。如果用多重量子阱構(gòu)造來取代pn接合型雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造，發(fā)光光度和色純度會進(jìn)一步提高（發(fā)光光譜的半值幅度變窄）。
GaN類藍(lán)色發(fā)光二極管的構(gòu)造變遷
（a）為采用MIS構(gòu)造的藍(lán)色LED。
（b）為采用多重量子阱構(gòu)造的藍(lán)色LED。
雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造是指在LED和半導(dǎo)體激光器等中，在活性層的兩側(cè)設(shè)置了能隙比活性層還要大的包覆層的構(gòu)造�？色@得將電子和空穴封閉在活性層內(nèi)的效果。所以發(fā)光元件采用雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造的話，可提高光輸出。另外，只在活性層的一側(cè)設(shè)置能隙較大的包覆層的構(gòu)造被稱為單異質(zhì)結(jié)。LED可應(yīng)用于干燥箱的儀表或者照明燈的使用。
接合溫度
半導(dǎo)體元件內(nèi)部的溫度。在LED中是指芯片內(nèi)發(fā)光層（pn結(jié)間設(shè)置多重量子阱構(gòu)造的位置）的溫度。LED芯片的發(fā)光層在點(diǎn)亮?xí)r溫度會上升。一般情況下，接合溫度越高，發(fā)光效率越低。LED隨著輸入電流的增加盡管光通量會提高，但發(fā)熱量會變大。由此會出現(xiàn)發(fā)光層的溫度（接合溫度）升高而使發(fā)光效率降低，功耗增加，從而使接合溫度進(jìn)一步上升的惡性循環(huán)。通過降低LED芯片封裝及該封裝安裝底板的熱阻，使芯片產(chǎn)生的熱量得以散發(fā)，避免接合溫度上升等改進(jìn)，可以提高亮度。
接合溫度為：熱阻×輸入電力+環(huán)境溫度，因此如果提高接合溫度的大額定值，即使環(huán)境溫度非常高，LED也能正常工作。例如，在白色LED中，有的LED芯片品種的可容許接合溫度高達(dá)到+185℃。接合溫度可因LED的點(diǎn)亮方式而大為不同。例如，脈沖驅(qū)動（向LED輸入斷續(xù)電流驅(qū)動，間歇點(diǎn)亮）LED時(shí)，接合溫度不容易上升，而連續(xù)驅(qū)動（向LED輸入穩(wěn)定電流驅(qū)動，連續(xù)點(diǎn)亮）LED，接合溫度容易上升。
芯片蓄熱的話光強(qiáng)會降低
白色LED配備的LED芯片的發(fā)光層在點(diǎn)燈過程中溫度會上升。一般情況下，如果被稱為接合溫度的發(fā)光層部分的溫度上升，發(fā)光效率會降低，即使輸入電力也不亮。通過降低LED芯片封裝和封裝底板的熱阻，散發(fā)芯片上產(chǎn)生的熱量，設(shè)法使接合溫度不上升，能夠使發(fā)光更亮
如果使用提高了接合溫度大額定值的LED芯片，在安裝使用時(shí)能夠獲得很多優(yōu)點(diǎn)。例如，由于增加了輸入電力，可提高輸出功率。還可以縮小底板的散熱片等。
因LED發(fā)光波長而使用不同基片的原因是為了選擇與LED發(fā)光部分——半導(dǎo)體結(jié)晶的晶格常數(shù)盡量接近的晶格常數(shù)的廉價(jià)基片材料。這樣做晶格常數(shù)的差距（晶格失配）會縮小，在半導(dǎo)體層中阻礙發(fā)光的結(jié)晶缺陷的可能性會減少。而且能降低LED芯片的單價(jià)。另外，藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器等電流密度和光輸出密度較大的元件，則采用昂貴的GaN基片。GaN基片還用于部分藍(lán)色LED。
LED和半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光部分的半導(dǎo)體層，是在基片上生長結(jié)晶而成。采用的基片根據(jù)LED的發(fā)光波長不同而區(qū)分使用。如果是藍(lán)色LED和白色LED等GaN類半導(dǎo)體材料的LED芯片，則使用藍(lán)寶石、SiC和Si等作為基片，如果是紅色LED等采用AlInGaP類材料的LED芯片，則使用GaAs等作為基片
底板剝離方法示例
近年來，為了增加從LED芯片中提取光線，在基片上形成半導(dǎo)體結(jié)晶層后，將基片張貼到其他基片上的技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化。在粘貼到其他基片上時(shí)，與半導(dǎo)體結(jié)晶層之間的界面上設(shè)置了光的反射層。反射層具有反射發(fā)光層朝向基片側(cè)的光線，將其提取到LED表面?zhèn)鹊男Ч�。除了已用于紅色LED外，近藍(lán)色LED等GaN類半導(dǎo)體LED芯片也擴(kuò)大了采用。采用GaN類半導(dǎo)體材料的LED還有不張貼基片，使之保持剝離狀態(tài)的方法。
這些方法在外形尺寸較大的LED芯片上較為有效。大尺寸芯片存在著芯片內(nèi)發(fā)生的光射出芯片外時(shí)的光徑變長，導(dǎo)致光在這一過程中發(fā)生衰減的問題。該問題可通過張貼基片解決。
外延生長（epitaxial growth）
藍(lán)色LED、白色LED以及藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器等GaN類發(fā)光元件一般采用VPE法之一的MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法進(jìn)行生產(chǎn)。MOCVD采用有機(jī)金屬氣體等作為原料。藍(lán)色LED在藍(lán)寶石基片和SiC基片上，藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器在GaN基片上使用MOCVD裝置使得GaN類半導(dǎo)體層形成外延生長。
在基片上生長結(jié)晶軸相互一致的結(jié)晶層的技術(shù)。用于制作沒有雜質(zhì)和缺陷的結(jié)晶層。包括在基片上與氣體發(fā)生反應(yīng)以積累結(jié)晶層的VPE（氣相生長）法、以及與溶液相互接觸以生長結(jié)晶相的LPE（液相生長）法等。
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