多孔硅(PS)具有大的体积表面比、高效率的发光特性,良好的化学稳定性以及与传统IC工艺的兼容性,使其在SOI技术,微电子机械系统(MEMS)技术以及微传感器技术等众多方面得到极大重视。近年来,随着MEMS技术的迅猛发展,作为一种新兴的牺牲层和绝热层材料,多孔硅以其优良的力学性能和绝热性能在制造化学微传感器、热微传感器、光电子器件以及太阳能电池等MEMS领域中得到广泛的应用。介孔硅(Meso-PS)作为多孔硅技术的一个分支,因其具有适中的孔径尺寸、孔隙率,良好的绝热特性、机械性能等特点在上述MEMS领域应用最为广泛。本论文采用双槽电化学腐蚀法制备介孔硅,主要针对MEMS中介孔硅材料的热学、力学和电学基本性质以及金属薄膜和半导体薄膜微温度传感器中基于介孔硅功能绝热层的绝热特性进行分析和研究。采用准确便捷且对样品无损伤的微拉曼光谱技术测量介孔硅的热导率,研究了实验条件及氧化后处理对其热导率的影响,并对实验测量的结果进行对比分析研究,得出介孔硅热导率随孔隙率及氧化后处理的变化规律。探讨了介孔硅的传热机理,基于有效介质理论,提出用于分析所制备介孔硅和氧化介孔硅热导率的理论模型,对影响所制备介孔硅和氧化介孔硅有效热导率的因素进行了理论分析,得出用于计算所制备介孔硅和氧化介孔硅有效热导率的理论计算公式,揭示了介孔硅层热导率与硅基底热导率间的巨大差异。研究分析表明理论计算与所获得的实验数据相一致,为今后利用介孔硅材料制作绝热层打下了良好的理论基础。由于介孔硅薄膜材料的尺度较小,传统的材料力学测试方法难以对其机械力学参数进行测量。纳米压痕技术具有操作简单、测量精度高、可以在很小的局部范围测试材料的力学性能等优点,在材料的微观力学性能研究方面得到了广泛的应用,逐渐成为微机械材料力学性能测量中应用最广的一种方法。通过纳米压痕技术研究了所制备介孔硅和氧化介孔硅的硬度和杨氏弹性模量随纳米压入深度的变化规律,比较了经不同温度处理的氧化介孔硅的力学性能差异。研究分析表明,所制备介孔硅的硬度和杨氏弹性模量随其孔隙率的增加而减小,经过不同温度的氧化后处理,氧化作用形成的二氧化硅包覆层可以明显提高其微观力学性能。在对介孔硅材料的热学和微机械力学性能的研究基础上,进一步探讨了所制备介孔硅及氧化介孔硅的电学性能。以金属半导体接触原理为基础,对铂金属薄膜与介孔硅所组成的金属—所制备介孔硅或氧化介孔硅—单晶硅微结构的纵向和横向接触特性进行分析和研究,得出其I-V特性随制备条件及氧化后处理的变化规律。研究发现,介孔硅层具有良好的电绝缘特性,介孔硅基微器件可以形成稳定的电接触。基于介孔硅的微结构的I-V特性主要由介孔硅层的电学特性所决定,表现出非整流的接触特性。基于介孔硅优良的绝热特性、良好的机械稳定性和电绝缘特性,对其在热微传感器中作为功能绝热层的应用作了进一步的研究。以具有正电阻温度系数(PTC)的铜金属薄膜和具有负电阻温度系数(NTC)的氧化钒薄膜为热敏元件对介孔硅功能结构层的绝热特性进行分析,并对相应热敏元件的电阻温度特性进行了研究。研究结果表明,基于介孔硅优良的绝热特性,热敏薄膜表现出良好的电阻温度特性,较高的灵敏度,可以应用于更加广泛的热敏感材料制作基于介孔硅功能绝热层的热微传感器,从而扩展了介孔硅功能绝热层的应用范围。