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1、p-n结GaN二极管关键技术突破阶段（1970~1993年）
早在1970年代，美国科学家J.Pankove等人就已经发现GaN是一种良好的宽禁带半导体发光材料，并且成功制作了能发出蓝光的GaN肖特基管。但是，随后的十几年里，自动焊锡机科学家们的努力研究一直没能突破制备p-型GaN材料的难关。直到20世纪80年代末期，日本科学家Akasaki和Amano发现，可以先在异质衬底上沉积AlN结晶层，然后能够实现MOCVD外延生长表面平整的GaN单晶薄膜材料。在此基础上，他们又发现可以通过电子束激活Mg掺杂的GaN材料中的空穴载流子，实现p-型GaN材料的制备，这是GaN基p-n结发光二极管最为关键的基础技术突破。随后，GaN基LED技术从研究院所的实验室走进了工厂。日本Nichia（日亚）公司的科学家Nakamura[15,16]实现了采用GaN结晶层实现高质量的外延层MOCVD生长，很快又发现可以通过热退火的方式激活Mg掺杂的GaN实现p型导电。自动焊锡机器人作为这一系列突破的成果，1993年Nichia公司成功实现了商业化生产GaN蓝光LED.
2、内量子效率提升阶段（1993~2000年
在成功实现了商业化生产蓝光LED后，学术界和产业界对该领域的许多关键物理课题投入了极大的研究热情。核心问题之一就是如何提高蓝光LED芯片的InGaN/GaN量子阱内量子效率，也就是如何提高电光转换效率。许多研究单位和企业的MOCVD设备被用于试验优化生长条件，提高InGaN量子阱的晶体质量；同时还有很多新的器件结构设计也被尝试以提高载流子的注入效率和复合效率。在这阶段，新的研究发现主要促成了两大成果：（1）绿光LED的商用化（1995年[17]）；（2）蓝光LED效率得到了成倍提升。
3、内、外量子效率同时提升阶段（2000年至今）
在蓝、绿光LED性能显着提高的基础上，它们得到了大规模的商用化，特别是在移动电话背光源，全彩广告看板等应用领域。基于商业利益的刺激，提高发光效率成了企业间的生死时速竞赛，这在中国台湾地区、韩国以及中国大陆地区显得尤为激烈。在很多企业短时间无法显着提高内量子效率的情况下，这些新进入者开始大胆尝试在出光效率上做文章，也就是提高外量子效率。主要突破点在于：（1）用ITO导电薄膜替代金属半透过膜NiAu,透过率提高了约25%,也就是亮度提高了25%;（2）通过在外延层表层生长V型坑缺陷，使得表面全反射被打破，双头自动焊锡机从而显着提升取光效率；（3）通过利用表面粗化的蓝宝石衬底片，打破GaN/蓝宝石的全反射界面，也实现了显着提升取光效率的效果。这些方法在引入初期均导致了器件其它光电性能的严重牺牲，比如衰减严重、易产生漏电、静电防护能力弱等等。但是，随着企业研究人员的工程技术进步，各种特性逐步得到改善，同时，对外延材料特性的进一步认识也促进了内量子效率持续的提升。作为结果，在这一阶段，蓝、绿光LED发光效率都得到了成倍的提升，最新的研究结果表明，蓝光LED在优化内、外量子效率的情况下，可以实现50%的电光转换效率。
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