红外探测器是广泛应用于军事、工业、医疗、环境等诸多领域的一类器件，根据探测原理的不同可分为光子型探测器和热敏型探测器。光子型探测器基于光电效应，对波长的选择性强、信噪比高、响应速度快，但是需要配备昂贵而笨重的制冷设备。热敏型探测器基于红外辐射的热效应，无需制冷、体积小、成本低，但是灵敏度和响应时间远不如光子型探测器。随着半导体材料和工艺的迅速发展，一种新型的红外探测器被研制出来。这种新型红外探测器利用双材料微悬臂梁作为焦平面阵列(FPA)，其工作原理是:红外吸收结构吸收红外辐射，使双材料微悬臂梁温度变化而发生翘曲，光学系统读出微悬臂梁阵列的偏转量，最终实现红处成像。这种非制冷热敏型红外探测器具有探测率高、响应速度快等优势，同时能满足多波段成像要求，在军用和民用领域具有更广阔的应用前景。　　本论文设计并制备了一种多波段工作的硅框架式和一种复合框架式的微悬臂梁式红外焦平面阵列，并着重于提高FPA的分辨率和可靠性研究。在硅框架式微悬臂梁红外FPA研究中，本论文首先设计了基本的像元结构，对加工工艺流程进行了研究，重点解决了硅框架式微悬臂梁红外焦平面阵列加工中的结构易碎、金属线条易脱落、聚合物残留等工艺难点，制备出空间分辨率为256×256的硅框架式焦平面阵列。本论文还对多波段的红外增强吸收机理进行了研究，通过将氮化硅薄膜和金属纳米薄膜相结合，实现了多波段的红外吸收。　　在复合框架式红外FPA研究中，本论文基于本课题组前期的工作，改进了焦平面阵列像元的结构设计和排列方式，有效提高了像元的填充因子，解决了FPA的像面弯曲问题。对提高像元间的均匀性、可靠性等工艺难点进行了重点研究，形成了成套加工工艺，采用刻蚀深槽回填的方式制备复合框架，干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的工艺释放悬臂梁，最终制备出空间分辨率为512×512的复合框架式焦平面阵列。　　论文第四章对两种红外焦平面阵列的性能进行了分析，包括空间分辨率、热机械灵敏度、噪声等效温差、响应时间，最后应用北京理工大学搭建的光学成像系统实现了多波段红外成像，测试得到硅框架式焦平面阵列的热机械灵敏度为0.18μm/K，噪声等效温差为195mK。