本发明涉及半导体技术领域，涉及一种复合图形化衬底结构及制备方法，其包括衬底和外延层，外延层设置在衬底上表面，外延层内设有N层图形结构(N≥2且为整数)，N层图形结构自下往上间隔设置，N层图形结构的俯视并集正投影完全覆盖衬底上表面，第N层图形结构的图形周期小于第N‑1层图形结构的图形周期，借此，通过对不同层级的图形结构设定了不同的图形直径和图形周期，越上层图形直径越小，周期越小，这样的设计显著减小之后外延层的生长缺陷，提高外延生长的质量。