本发明提供一种用于氮化镓外延生长的复合衬底，该衬底由单晶硅片、二氧化硅层和单晶硅薄膜单元构成的阵列层组成。单晶硅薄膜单元为正方形，边长由光刻技术所能达到的最小线宽决定，厚度为2～100nm，单元间隔小于或等于所要生长GaN外延层的厚度。本发明的优点是结构简单，成本低廉，便于大规模生产，可以生长面积大、厚度大、位错密度非常低的GaN外延层，可用于制造发光亮度高、电学性质优良的GaN基半导体发光二极管、半导体激光器及其它光电子器件。