硅基集成电路半导体产业发展已经成为发达国家国民经济依赖的重要支柱，深刻影响了经济全球化及各行各业，长期占据半导体行业的主导地位。相对于成熟的集成电路行业，Ⅲ族氮化物发光二极管产业在整个半导体行业无论从产业规模或者是技术发展成熟程度都远不及硅基集成电路工业。氮化物发光二极管主要分为3种技术路线：蓝宝石路线、碳化硅路线和硅衬底路线。其中，蓝宝石路线为主流路线，主要特点是其晶格失配小、成本低；碳化硅路线价格昂贵，难以在产业发展过程中占据主导；硅衬底路线尽管晶格失配较大，外延工艺较为复杂，但由于其大尺寸和成本优势以及易于兼容集成的工艺，在发光二极管及未来光电/微电集成领域有巨大发展空间。由于氮化物的六角对称晶体结构，硅衬底采用Si(111)晶面衬底，这是产业的主要硅衬底类型。但是，在集成工业领域，Si(111)衬底并非主要衬底，势必会限制二者的兼容；为了易于控制阈值电压，互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor; CMOS）工艺普遍采用Si(100)四方对称衬底。

利用Si(100)图形衬底进行氮化物材料外延及器件制备是实现氮化物器件与集成电路兼容的关键，Si(100)图形衬底代表未来硅基发光二极管发展的重要方向。Si(100)为四方对称结构，无法直接生长六角对称的氮化物材料。但是，成熟的硅基半导体工艺可以将Si(100)晶面腐蚀成Si(111)晶面裸露的图形衬底，主要利用碱性腐蚀液将Si(100)衬底各向异性腐蚀出Si(111)面裸露的图形化倾斜面，进而进行氮化物多层结构外延生长。

Si(100)图形衬底的优势主要包括：①与大规模集成电路使用的硅晶片完全一致兼容。初始衬底采用Si(100)晶面可以与CMOS工艺完全吻合，有望借助集成电路成熟工艺来大幅降低发光二极管制造成本，同时在硅基微电子与硅基氮化物光电子集成及智能芯片领域发挥关键作用。②适合制作半极性发光二极管器件。倾斜的Si(111)晶面上外延出极性的外延层，同时在平行于衬底方向上横向外延出半极性外延层及有源区，相对于硅基发光二极管主流的极性器件工艺来说，半极性器件更适合于大功率工作情形下精确控制发光波长，如高端显示领域及大功率应用场合。③相对于相同尺寸的平面Si(111)衬底，Si(100)图形衬底在有源区面积增加1倍以上，在相同输入功率下，发光器件亮度可以显著提升，非常适合大功率应用场合。