本发明涉及薄膜材料和半导体材料领域，提供了一种基于离子束溅射沉积的六方氮化硼厚膜及制备方法和应用。本发明采用双离子束溅射沉积结合离子束清洗的方法，在衬底表面制备大面积的高质量六方氮化硼厚膜，克服了化学气相沉积方法制备六方氮化硼膜时通常使用有毒、易燃前驱体，解决了以往制备六方氮化硼厚膜时应力过大导致厚膜顶端开裂以及对衬底的附着力不好的问题，不使用催化金属\合金等衬底过渡层和氮化物缓冲层，通过控制离子束溅射沉积的参数，制备的六方氮化硼厚膜的稳定性明显提高、结构更为有序、杂质含量极少、绝缘性良好、膜厚可达1μm。本发明制备的六方氮化硼厚膜可应用于电子和光电子器件中的绝缘层、保护层、介质层和散热层等。