传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志,它与通信技术、计算机技术构成现代信息产业的三大支柱。在各种半导体传感器中,硅压力传感器是应用最为广泛的一种,它在汽车系统、工业控制、环境监控和测量以及生物医疗诊断等众多领域有着广泛的应用。MEMS技术的发展为压力传感器的发展提供了技术支撑。硅表面微加工压力传感器是MEMS的重要研究领域之一。本文首先对压力传感器的工作原理进行分析,并且回顾了MEMS技术的发展。以体积小、灵敏度高、可集成为设计目的,利用牺牲层技术设计压力传感器力敏芯片。通过对各种牺牲层结构与材料的分析比较,采用多晶硅为结构层,二氧化硅为牺牲层,HF溶液释放牺牲层。根据牺牲层结构特点,应用多晶硅纳米膜作为应变电阻。用有限元法对传感器力敏芯片进行模拟与优化,计算出芯片的最优尺寸。最后根据模拟优化的结果设计芯片的工艺流程,介绍了其中的主要工艺,并针对其中存在的粘附与残余应力问题,分析其产生的机理,根据其产生机理提出相对应的解决方案。在设计中采用多晶硅纳米膜作应变电阻,利用多晶硅纳米膜良好的压阻特性有效提高了压力传感器的性能。硅杯结构多晶硅纳米膜压力传感器测试结果表明:非线性度(ξ_L))小于千分之四、迟滞(ξ_H)小于千分之三、重复性(ξ_R)小于千分之二、零点稳定性(r_Z)小于千分之二、灵敏度稳定性(r_S)小于千分之二,热零点漂移(α)小于万分之五、热灵敏度漂移(β)小于万分之二。通过对硅杯结构多晶硅纳米膜压力传感器测试结果分析,验证了牺牲层结构传感器的设计结果,为研制牺牲层结构多晶硅纳米膜压力传感器提供了必要的参考数据。