本发明公开了一种基于AlN衬底的石墨烯CVD直接外延生长方法，采用III-V族化合物半导体AlN作为衬底，通过对AlN衬底进行合理的预处理，调节生长压力，流量以及温度，在AlN上面直接生长石墨烯，无需金属作为催化剂，生长的石墨烯无需转移过程，便可以直接用于制造各种器件，提高了器件的电学特性，可靠性，降低了器件制造的复杂性。可以生长出具有半导体洁净度的大面积石墨烯材料，单层的可控性超过80％，圆片面积最大可以到8英寸。