金属氧化物半导体气体传感器,具有结构简单、体积小、功耗低、价格便宜等特点,被广泛应用于食品安全,医用检测,空气质量监测等领域。其可基于微电子机械系统（MEMS）技术,通过光刻、溅射、刻蚀、微喷成膜等工艺制造微热板结构器件,实现亚毫米尺度的器件集成,大幅降低器件功耗和成本,这也将是传感器发展的大趋势。目前基于MEMS技术的传感器微制造平台,主要以硅片作为芯片基底,兼容溅射等成膜工艺,但高性能的气敏膜以多孔厚膜为主,以浆料微喷为成膜工艺。多孔气敏膜、电极、基片之间温度场与应力场的匹配,将影响器件的稳定性与功耗。氧化物陶瓷与金属电极、金属氧化物气敏膜,在膨胀系数、导热系数等参数匹配上有着天生的优势。本文开发了一套以陶瓷为基片的MEMS气体传感器制造平台,包含紫外光刻、激光刻蚀、微喷成膜、辅助封装等功能,具有工艺连贯、高精度、模块化等特点。采用掩膜板与基片接触式曝光实现紫外光刻,并基于多自由度移动平台实现掩膜板与基片的高精度自动对准;采用355nm紫外激光器及高精度振镜系统,实现20μm内线宽的基片刻蚀;采用超细孔径的玻璃喷嘴,以及静电微喷方式,实现气敏膜定点微喷,成膜直径可小于100μm。其次,本文为了提升气体传感器微制造平台的加工精度,分别对平台的光刻工艺和激光刻蚀工艺参数进行了优化。通过优化设定图案线宽和曝光时间参数,得到线宽为20.16μm的完整图案;通过调整激光器振镜出光的距离,使得激光器的激光线宽为最小值21.9μm,对应的功率密度最大。接着,本文通过磁控溅射镀膜和微喷成膜实验,对紫外光刻和微喷成膜工艺进行了评价。结果表明,光刻工艺加磁控溅射得到得金属电极线宽一致性偏差为0.045,电极电阻一致性偏差为0.036,满足一致性偏差小于0.05的预期要求;微喷表成膜得到的金属氧化物材料膜径一致性偏差平均为0.034,满足预期要求。最后,本文设计、优化并制造了一种气体传感器器件,其组成包括孔保护网罩、气敏阵列芯片、垫高陶瓷片以及半导体管壳。在设计过程中,针对气敏阵列芯片中微热板结构设计了三种电极分布方案,分别是共面式、异面式和叠层式;针对气敏阵列芯片在使用时的散热问题,设计了两种不同结构的垫高陶瓷片,分别是整体镂空式和阵列镂空式;考虑到气体传感器器件的使用环境和机械强度,设计了多孔保护网罩,保证器件能够稳工作。在优化过程中,利用有限元分析软件ANSYS对气敏阵列芯片在不同条件下的温度场进行了仿真分析,其结果表明,阵列镂空式垫高陶瓷片和共面式电极分布为优选方案。在制造过程中,通过光刻、磁控溅射、激光刻蚀以及微喷成膜的方式制备了气敏阵列芯片,并通过胶连和金丝绑定的方式将芯片封装在半导体管壳中,得到一种可应用于实际测试电路的气体传感器阵列器件。