隨著MOCVD外延生長技術和多量子阱結構的發展，人們在精確控制外延、摻雜濃度和減少位錯等方面都取得了突破，處延片的內量子效率已有很大提高。像波長為625nm的A1InGap基LED，內量子效率已接近極限，可達100%.A1InGap基LED的內量子效率雖遠比A1InGap基LED的低，但也達40%～50%。
大家知道，LED的外量子效率取決于外延材料的內量子效率和芯片的出光效率，提高LED發光效率的關健是提高芯片的外量子效率，這在很大程度上決于芯片的出光效率。為此HBLED和超HBLED要求設計新型芯片結構來提高器件的出光效率，進而提高發光效率。下面對提高LED發光效率的技術途徑和發展狀況作簡要介紹。
優化芯片發光層能帶結構
設計不同的發光層結構，可以提高LED的光效。目前人們所采用的發光層結構主要有以下兩種：
一是雙異質結（DH）
異質結LED相對于同質結LED來說，其P區和N區有帶隙不同的半導體組分。在異質結中，寬帶隙材料叫勢壘層，窄帶隙材料叫勢阱層。只有一個勢壘層和勢阱層的結為單異質結（SH），有兩個勢壘層和一個活性層（即載流子復合發光層）的結叫雙異質結。雙異質結的兩個勢壘層對注入的載流子起到限域作用，即通過第一個異質結果面擴散進入活性層的載流子，會被第二個異質結界面陰擋在活性層中，致使目前HBLED能帶結構通常都采用雙異質結。
二是量子阱結構
活性層的變薄能夠有效地提高輻射復合效率，并且能減少再吸收。但是，當活性層的厚度可以與晶體中電子的德布羅意波相比擬進，載流子會因為量子限域而發生能譜的改變。這種特殊的結構被稱為量子阱（QW）。勢阱中的載流子能帶不再連續，而是取一系列的分立值。活性層既可以是單層，即單量子阱（SQW）;也可以為多層，即多量子阱（MQW）結構。采用量子阱結構的活性層可以更薄，造成對載流子的進一步限域，更有利于效率的提高。已經發現，發光波長為565nm的A1InGap雙異質結LED，當活性層厚度在0.15～0.75nm的范圍內時，光效最高；超出這個范圍時，光效則急劇下降，這是由于活性層太薄，容易引起載流子隧道穿透到活性層之外；如果活性層太厚，載流子復合效率會降低。量子阱結構是目前HBLED廣為采用的能帶結構之一。
下表列出了目前常用的高亮度LED所采用的發光層結構及其外量子效率。
