温度传感器是工农业生产和科学研究过程中最常用的传感器之一，种类繁多，大致可分为传统分立式传感器和半导体温度传感器。近年来，在微电子技术和微机械加工技术基础上发展起来的MEMS传感器与传统的传感器相比，体积小、重量轻，易与IC工艺结合，而与一般的半导体传感器相比工作温度范围大，因此具有很大的优势。 1.提出一种新型的MEMS温度传感器，采用由导体/介质层/导体组成的多层梁固体可变电容结构。多层梁固体可变电容的上下极板分别为金属和硅，中间介质层为二氧化硅。在温度变化时，梁的各层材料因热膨胀系数失配而产生热应力，使梁发生弯曲形变。极板面积和间距的变化以及中间介质层在热应力作用下由于电致伸缩增强效应引起的介电常数的变化使得电容值发生改变，实现了温度-电容的转换。这种基于热机械效应的MEMS温度传感器，与IC工艺兼容，体积小，成本低，其测温范围宽，可适合一些恶劣环境的测量。由于采用电容检测，可以方便地与气压、湿度等电容型传感器互换接口，这也是本温度传感器的优点之一。利用按层分析法对多层梁的二维模型进行理论计算，和ANSYS软件模拟出来的结果基本一致。模拟了传感器尺寸与性能的关系曲线，得出选用大面积，低厚度的梁，能够最大限度的提高传感器的灵敏度。定量计算了极板间距变化和面积变化引起的电容变化量。 2.温度传感器的工艺设计方面涉及多种单步IC和MEMS工艺，力求与标准CMOS工艺相兼容。详细介绍了主要的加工工艺——键合、光刻、各向异性腐蚀和干法刻蚀的相关工艺以及具体的操作方法，制作出了多层悬臂梁结构的温度传感器，三层膜分别为Al、SiO2和低阻硅。 3.通过2次实际工艺流水制作出了多层膜电容式温度传感器的样品，并搭建了简易的测试系统，对其性能进行测试，实际测试了尺寸为1500μm×300μm和2000μm×500μm的样品。在-40℃～90℃的温度范围内，灵敏度分别为3.5fF/℃和7.6fF/℃。电容由介电常数变化引起的电容变化量分别为0.42pF、0.892pF，而由几何形变产生的电容变化量约为0.03pF、O.098pF。分析结果表明：介电常数变化是引起的电容变化的主要原因，极板间距的变化对电容变化的贡献可忽略。 4.对下一步的研究工作做了总结并提出了不足和建议。