MEMS器件的微型化、集成化与高性能化，离不开衬底材料的支撑与调控。作为器件结构的承载基础和性能调控的关键载体，半导体衬底材料的物理、化学及机械特性，直接决定了MEMS器件的灵敏度、稳定性、兼容性及应用场景。目前主流的半导体衬底材料包括硅、碳化硅、氮化镓及蓝宝石等，不同材料的特性差异赋予MEMS器件截然不同的性能表现。

硅衬底是MEMS领域应用广泛的基础材料，其优势源于成熟的微电子工艺兼容性与优异的机械特性。单晶硅具有高机械强度和良好的弹性，适合制备微悬臂梁、微陀螺等需要精准力学响应的器件；同时，硅的电学导率可通过掺杂灵活调控，能实现MEMS结构与集成电路的单片集成，大幅降低器件体积与成本。然而，硅衬底的短板亦较为明显：耐高温性较差，在超过300℃的高温环境下易发生性能衰减，限制了其在航空航天高温场景的应用；此外，硅的化学稳定性有限，在强腐蚀环境中易被侵蚀，影响器件使用寿命。

碳化硅衬底凭借优异的耐高温、耐腐蚀特性，成为高温、恶劣环境MEMS器件的理想选择。其熔点高达2700℃，可在600℃以上的极端温度下保持稳定的机械与电学性能，特别适用于发动机监控、深空探测等特殊场景的MEMS传感器。同时，碳化硅的热导率是硅的3倍以上，散热性能优异，能有效解决高功率MEMS器件的散热难题。但碳化硅衬底的制备工艺复杂，成本居高不下，且与传统微电子工艺的兼容性较差，目前主要应用于高端特种MEMS器件领域。

氮化镓衬底则以卓越的高频、高压特性脱颖而出，为射频MEMS器件的性能突破提供了可能。氮化镓的禁带宽度大，击穿电场强度是硅的10倍以上，适合制备高频开关、微波谐振器等射频MEMS器件，可显著提升器件的工作频率与功率密度。此外，氮化镓具有良好的抗辐射性能，在核工业、太空探索等辐射环境中具有独特优势。不过，氮化镓衬底存在晶体缺陷控制难度大、外延生长工艺复杂等问题，制约了其大规模商业化应用。

蓝宝石衬底作为一种绝缘性优异的半导体衬底材料，在光学MEMS器件中应用广泛。其透光性好，覆盖从紫外到红外的宽光谱范围，适合制备微镜、光开关等光学MEMS结构；同时，蓝宝石的机械硬度高、化学稳定性强，能有效保护器件免受外界环境的损伤。但蓝宝石的脆性较大，加工难度高，且电学绝缘性导致其难以实现与集成电路的单片集成，多用于对光学性能要求较高的专用MEMS器件。