對于標(biāo)準(zhǔn)管芯（200-350μm2），日本日亞公司報道的最高研究水平，紫光（400 nm）22 mW，其外量子效率為35.5%，藍光(460 nm) 18.8 mW，其外量子效率為34.9%。美國Cree公司可以提供功率大于15 mW 的藍色發(fā)光芯片(455～475 nm)和最大功率為21 mW的紫光發(fā)光芯片（395～410 nm），8 mW 綠光（505～525 nm）發(fā)光芯片。臺灣現(xiàn)在可以向市場提供6 mW左右的藍光和4 mW左右的紫光芯片，其實驗室水平可以達到藍光10 mW和紫光7～8 mW的水平。國內(nèi)的公司可以向市場提供3～4mW的藍光芯片，研究單位的水平為藍光6 mW左右，綠光1～2 mW，紫光1～2 mW。

　　隨著外延生長技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)展，超高亮度發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率己有了非常大的改善，如波長625 nm AlGaInP基超高亮度發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率可達到100%，已接近極限。

　　lGaInN基材料內(nèi)存在的晶格和熱失配所致的缺陷、應(yīng)力和電場等使得AlGaInN基超高亮度發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率比較低，但也在35～50%之間，半導(dǎo)體材料本身的光電轉(zhuǎn)換效率己遠(yuǎn)高過其它發(fā)光光源，因此提高芯片的外量子效率是提高發(fā)光效率的關(guān)鍵。這在很大程度上要求設(shè)計新的芯片結(jié)構(gòu)來改善芯片出光效率，進而達到提升發(fā)光效率(或外量子效率)的目的，大功率芯片技術(shù)也就專注于如何提升出光效率來提升芯片的發(fā)光效率，主要技術(shù)途徑和發(fā)展?fàn)顩r闡述如下：

1）改變芯片外形的技術(shù)

　　當(dāng)發(fā)射點處于球的中心處時，球形芯片可以獲得最佳的出光效率。改變芯片幾何形狀來提升出光效率的想法早在60年代就用于二極管芯片，但由于成本原因一直無法實用。在實際應(yīng)用中，往往是制作特殊形狀的芯片來提高側(cè)向出光的利用效率，也可以在發(fā)光區(qū)底部(正面出光)或者外延層材料(背面出光)進行特殊的幾何規(guī)格設(shè)計，并在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域涂覆高防反射層薄膜，來提高芯片的側(cè)向出光利用率。

　　1999年HP公司開發(fā)了倒金字塔形AlInGaP芯片并達到商用的目標(biāo)，TIP結(jié)構(gòu)減少了光在晶體內(nèi)傳輸距離、減少了內(nèi)反射和吸收（有源區(qū)吸收和自由截流子吸收等）引起的光損耗、芯片特性大幅度改善，發(fā)光效率達100流明/瓦（100 mA，610 nm），外量子效率更達到55%（650 nm），而面朝下的倒裝結(jié)構(gòu)使P-N結(jié)更接近熱沉，改善了散熱特性，提高了芯片壽命。

2）鍵合技術(shù)

　　AlGaInP和AlGaInN基二極管外延片所用的襯底分別為GaAs和藍寶石，它們的導(dǎo)熱性能都較差。為了更有效的散熱和降低結(jié)溫，可通過減薄襯底或去掉原來用于生長外延層的襯底，然后將外延層鍵合轉(zhuǎn)移倒導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能良好熱導(dǎo)率大的襯底上，如銅、鋁、金錫合金、氮化鋁等。鍵合可用合金焊料如AuSn、PbSn、In等來完成。Si的熱導(dǎo)率比GaAs和藍寶石都好，而且易于加工，價格便宜，是功率型芯片的首選材料。

　　2001年，Cree推出的新一代XBTM系列背面出光的功率型芯片，其尺寸為0.9mm x 0.9mm，頂部引線鍵合墊處于中央位置，采用"米"字形電極使注入電流能夠較為均勻的擴展，底部采用AuSn合金將芯片倒裝焊接在管殼底盤上，具有較低的熱阻，工作電流400 mA時，波長405和470 nm的輸出光功率分別為250 mW和150 mW。

3）倒裝芯片技術(shù)

　　AlGaInN基二極管外延片一般是生長在絕緣的藍寶石襯底上，歐姆接觸的P電極和N電極只能制備在外延表面的同一側(cè)，正面射出的光部分將被接觸電極所吸收和鍵合引線遮擋。造成光吸收更主要的因素是P型GaN層電導(dǎo)率較低，為滿足電流擴展的要求，覆蓋于外延層表面大部分的半透明NiAu歐姆接觸層的厚度應(yīng)大于5-10 nm，但是要使光吸收最小，則NiAu歐姆接觸層的厚度必須非常薄，這樣在透光率和擴展電阻率二者之間則要給以適當(dāng)?shù)恼壑?，折衷設(shè)計的結(jié)果必定使其功率轉(zhuǎn)換的提高受到了限制。

　　倒裝芯片技術(shù)可增大輸出功率、降低熱阻，使發(fā)光的pn結(jié)靠近熱沉，提高器件可靠性。2001年Lumileds報道了倒裝焊技術(shù)在大功率AlInGaN基芯片上的應(yīng)用，避免了電極焊點和引線對出光效率的影響，改善了電流擴散性和散熱性，背反射膜的制備將傳向下方的光反射回出光的藍寶石一方，進一步提升出光效率，外量子效率達21%，功率換效率達20%（200 mA，435 nm），最大功率達到400 mW（驅(qū)動電流1A，435 nm，芯片尺寸1mm x 1mm），其總
體發(fā)光效率比正裝增加1.6倍。

4）全方位反射膜

　　除在鍵合界面制備金屬基反射層外，也可以通過外延技術(shù)生長具DBR層的AlInGaP和AlInGaN基芯片，但由于DBR反射率隨著入射角的增加迅速減少，以全方位平均仍有較高的光損耗，反射膜效率不高。

　　金屬基全方位反射膜可應(yīng)用于正裝芯片也可應(yīng)用于倒裝芯片。金屬基全方位反射膜可有效提升出光效率，但必須解決如何制備低阻歐姆接觸，高的全方位反射率，和在后續(xù)工藝過程中反射膜不會被損害而失去低阻高反射的特性等。

5）金屬鍵合剝離技術(shù)

　　美國惠普公司結(jié)合鍵合技術(shù)最早采用大襯底剝離技術(shù)將GaAs襯底與外延層剝離，然后將外延層粘接在透明的Ga