本发明公开了一种带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯及其制备方法，该LED管芯是在LED管芯的发光面上生长有ZnO微米图形阵列，在ZnO微米图形阵列上垂直生长有纳米棒，其制备包括以下步骤：（1）生长LED外延片，制作完整结构的LED管芯；（2）在LED发光面溅射一层ZnO种子层；（3）在LED表面制作光刻胶微米周期图形；（4）以光刻胶微米周期图形为模板生长ZnO微米图形阵列；（5）用去胶液去除光刻胶，得到ZnO微米图形阵列，（6）在ZnO微米图形阵列上溅射一层ZnO种子层；（7）在ZnO微米图形阵列上生长ZnO纳米棒阵列。本发明不仅可以更高比例的提取发射光，也保证了发光二极管整个发光表面出光的均匀性。