随着现代信息技术的飞速发展,5G时代的到来,物联网(IoT)-万物互联(IoE)是工业4.0不可或缺的基础环节。而作为物联网“眼睛”与“皮肤”的传感器也随着MEMS技术的发展向着微型化、多功能化发展。基于微加工工艺制备的薄膜传感器因其具有体积小、响应快、精度高、易于集成的优点而被认为是最理想的选择。目前国内的大多数的传感器还是以单一功能的传感器为主,若要测试多项参数,需要不同功能的传感器分别装配后再通过外围电路进行集成。这会大大增加传感器的面积。因此,亟待开展集成式多功能传感器的研究。根据以上背景,本文提出将温度和电容耦合非接触式电导率(C4D)传感器集成在一个芯片上,该芯片具有体积小、制备工艺简单、性能稳定等特点,可以同时监测温度与电导率的变化。同时,温度传感器测量温度可以对电导率的测量进行温度补偿。首先对单一传感单元进行设计、制备、测试及优化,随后再进行多功能传感器的集成制备及测试。为了提高铂电阻的性能,探究不同基底材料、不同退火温度、不同退火时间等对薄膜电阻电学性能的影响。研究表明,在硅基底和氧化铝基底上的铂电阻都有较好的线性度、重复性。不同基底的铂电阻受退火的影响不同。硅基底上的铂电阻受退火时间的影响较大,在800°C退火四个小时之后TCR达到了3107ppm/°C。氧化铝基底上的铂电阻受退火温度的影响较大,500°C~700°C退火电阻值增大较多,600°C退火电阻值增加最多,TCR在800°C达到了2975 ppm/°C。发现500°C后钛向Pt薄膜的扩散与氧化可能是引起TCR变化的主要原因。电阻封装测试中,800°C退火2小时样品的TCR达到了3235 ppm/°C。在C4D传感器研制中,设计了四电极结构,并采用钛酸锶钡(BST)材料作为保护层。研究了双离子束溅射功率以及引起BST介电常数变化的因素。试验表明,有BST保护层的四电极(100 Hz~10 kHz)电导率传感器比两电极拥有更宽的测量带宽,与无保护层(20 Hz~10 kHz)的相比,测量带宽有所降低,但是二者具有相似的电导池常数。这说明BST的引入对原四电极的性能没有较大的影响。在集成传感器测试中,电导率传感器能够测量电导率随温度的变化。计算出温度补偿系数约为2%左右,与标准的KCl溶液温度补偿系数一致。同时,BST保护层也使得铂电阻温度传感器性能有所提升,具有更稳定的电学性能。