为了研究蓝宝石/AlN/GaN外延片表面层热应力分布及影响因素, 以直径d为Φ40 mm的外延片为研究对象, 利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真, 验证了仿真模型的合理性。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。结果显示: 在1 200 ℃的生长温度下, 外延片径向应力比轴向应力大一个量级; 在径向(d＜Φ32 mm)区域内的热应力分布比较均匀, 热应力变化范围为±0.38%; 生长温度在600~1 200 ℃范围内, 外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。