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介绍了反射式高能电子衍射仪（RHEED）衍射原理以及半导体薄膜表面原子间距与其衍射图像间距成反比例关系。分析了采用ECR-PEMOCVD生长技术，在α-Al2O3衬底上低温外延GaN基薄膜（氮化层、缓冲层、外延层）工艺过程。通过对RHEED图像分析软件获取不同工艺过程中的外延薄膜衍射条纹间距的数据分析、计算、比较，得到薄膜表面衍射图像间距的大小，依据RHEED衍射图像与原子面间距之间的对应关系，分析薄膜表面的应变状态演变情况。分析计算结果表明生长20min氮化层、20min缓冲层的表面原子层处于压应变状态