行星微震仪可用于资源勘探、行星震动监测、研究星球内部地质构造等方面。这些应用对行星微震仪的环境适应性提出较高的要求,在火箭发射和探测器着陆时会产生较大的振动、冲击、温度交变等恶劣环境。本论文以行星震动监测应用为目标,对MEMS行星微震仪结构进行设计、优化及工艺研究,研制噪声水平在0.1-10 Hz范围内优于1 ng/√Hz,环境适应性满足火箭发射随机振动大于10 g,冲击过载大于500 g,三轴结构重量小于2 kg的MEMS行星微震仪。首先,根据应用目标提出研制需求,对MEMS微震仪进行整体方案设计。结构设计采用弹簧串联降低敏感方向刚度和通过高深宽比硅基刻穿工艺增大检验质量降低结构的机械热噪声。为提高MEMS微震仪电容位移传感灵敏度,研究了影响灵敏度的主要因素,提出基于边缘效应占主导的阵列电容位移传感器,利用非线性效应在较小范围内实现更高电容-位移灵敏度,设计实验并进行评估验证,为MEMS微震仪电容极板位移传感提供具体方案。其次,针对MEMS微震仪进行工艺加工与封装研究。对MEMS微震仪进行了金属剥离工艺、绝缘层工艺、金属层电镀工艺及深硅刻蚀工艺研究。针对较小线宽工艺,摸索出金属剥离法适用于加工MEMS微震仪金属层的光刻工艺条件;针对绝缘层在加工过程中出现的针孔问题提出了用金腐蚀溶液进行缺陷刻蚀检测和腐蚀保护;针对深硅刻蚀相关工艺进行工艺摸索及测试;针对封装中出现的电气连接问题,进行工艺调整,明确封装条件。然后,对MEMS微震仪进行了整体性能测试,主要包括电学性能测试、静态噪声本底测试、野外样机地震监测及环境适应性摸底试验。静态噪声本底测试最优结果为0.25 ng/√Hz@1 Hz。野外样机于2019年12月26日18时36分成功监测到湖北孝感地区发生的4.9级地震。环境适应性摸底试验包括随机振动总均方根加速度最大为12.45 g（20-2000 Hz）;正弦振动加速度幅值14 g（4-100 Hz）;冲击响应加速度幅值750 g（100-3000 Hz）及加速度试验最大幅值为15 g等。最后,为验证MEMS微震仪部分关键技术及空间应用环境适应性,设计了三分量MEMS微震测量模块,并进行了地面相关指标测试、地面环境适应性试验及空间在轨相关测试。地面相关性能指标测试包括分辨率、标度因数、零偏等参数;地面环境适应性试验包括随机、正弦振动,冲击试验及高低温循环试验。三分量MEMS微震测量模块搭载CZ-5B于2020年5月5日18时发射,并取得11个小时在轨测量数据。通过与同期搭载的参考传感器STIM300数据对比,验证了MEMS微震仪的加速度测量功能,为未来我国月球和行星地质探测提供技术储备。本课题完成了MEMS行星微震仪结构设计及优化、工艺研究、整体性能测试、环境适应性试验及在轨关键技术飞行验证。MEMS微震仪不仅可用于空间站的主动隔振系统、卫星无拖曳控制以及辅助进行高微重力空间科学实验,也可以用于月震、火震等监测,为研究星球内部结构提供资料及星球的形成和演化提供重要的圈层结构约束,也为后续即将开展的“嫦娥七号”月震监测相关实验奠定技术基础。