材料本质:没有区别(都是单晶硅)
MEMS 和 IC 用的都是:单晶硅(Single Crystal Silicon)。
常见取向:<100> / <110> / <111>。
制备方法:CZ(直拉法)或 FZ(区熔法) 。
从晶体结构、原子排列、基本物理性质(禁带宽度、晶格常数)来看:完全一样,没有本质区别。
核心区别:工程使用逻辑完全不同
1,IC(集成电路):电学优先IC里的硅,关注点:
掺杂浓度(p/n型精确控制)。
载流子迁移率。
缺陷密度(影响漏电、良率)。
表面态(MOS界面质量)。
平整度(纳米级)。
总结:IC的硅是“用来导电、控电的”。
2, MEMS:机械 + 多物理场优先,MEMS里的硅,本质是一个“结构材料”:
关注点:杨氏模量(~130–180 GPa,方向相关),内应力,疲劳寿命,刻蚀各向异性(KOH/TMAH),厚度(几十 μm 到几百 μm)。
总结:MEMS的硅是“用来做梁、做结构、做器件本体的”。
3, 掺杂差异
IC:精确控制掺杂(功能核心)。
MEMS:有时只做导电,有时甚至用本征硅。
晶向使用差异:MEMS特别依赖晶向:<100> 晶向(最常用)。
KOH刻蚀形成 54.7° V形槽。
IC中:晶向影响迁移率,但没有MEMS这么“决定结构形状”
4, 是否“释放结构”
MEMS:必须 release(释放)有悬臂梁、空腔。
IC:完全固态堆叠,没有机械运动。