提出了一种压阻式加速度计的新结构模型，采用梁膜结合结构方式，提高了低量程微硅压阻式加速度计的固有频率，减小了挠度对加速度计输出线性度的影响。通过有限元ANSYS仿真软件对结构模型进行静态和模态分析，发现在相同的负载条件下，新结构与传统结构相比，其固有频率平均提高了39％，挠度平均下降了39％，并对影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素讨论分析，确定传感器的电阻分布和结构参数，对其结构进行优化。最后设计了版图及一套可行的工艺流程，采用各向异性化学腐蚀技术在单晶硅上制作压阻式加速度计，并与玻璃衬底阳极键合，从而提高加速度计的可靠性。该加速度计具有小尺寸、高频响、高精度的优点。

为消除目前手工设计掩膜和工艺流程的繁琐过程,提出了一种从表面硅微器件的三维结构模型自动生成掩膜和工艺流程的方法.该方法将三维器件模型作为输入,根据其组成特征的几何信息和材料信息识别出基底层、结构层、牺牲层和金属层等所有工艺层,再根据工艺层的结构特点和材料信息自动生成掩膜和工艺流程,并利用SolidWorks软件用户接口开发的应用程序验证了方法的可行性.应用实例表明,该方法不仅可以使设计者专注于器件结构本身的设计,而且易于实现掩膜和工艺流程的自动化生成,比传统的手工设计方法更加直观、高效,为相应的设计工具开发提供了理论分析和实验验证.

微机械力学性能对微机械的设计、加工等具有重要作用，积累和完善微机械力学性能库已经成为进行微机械研究的重要基础课题。本文根据微力微位移方法进行微构件力学性能测试的要求，研制了微机械力学性能测试仪。论文着重论述了微机械、仪器总体设计方法、各部分方案，并给出了测试结果。

本文介绍了纳米测量系统的组成和纳米样板的研究现状,讨论了AFM探针诱导局域氧化工艺的原理及其影响参数,用该方法进行了一维纳米结构样板的制备,并对实验结果进行了分析.

涉及到一种基于PSD原理的高精度三维轮廓测量仪.X-Y工作台采用了宏驱动与微驱动相结合的工作方式.宏工作台采用步进电机驱动,进给精度达1微米;微工作台采用精密压电陶瓷驱动,进给精度最小可达1纳米.这样,使得X-Y测量步距达到1纳米的条件下,测量物件的尺寸范围可以扩大为20mm×20mm,不仅适合微小构件的精密测量,而且适合较大器件的精密测量,且X-Y方向的位移测量精度最小可达1纳米.Z方向位移传感器采用激光单点位置探测器PSD,Z轴方向的位移测量精度达10纳米.对微轮廓测量仪的控制系统作了程序设计,得到了较满意的效果.

基于Michelson干涉仪测量原理研制的微轮廓测量仪,载物平台采用步进电机和压电陶瓷(PZT)两级闭环驱动与定位,步进电机用于快速粗定位和扩大测量范围,压电陶瓷用于精密定位,重复定位精度为10 nm;测量光路采用共干涉系统,对机械振动,温度漂移不敏感;测量范围20 mm×20 mm×0.4 mm,纵向分辨率为0.32 μm,横向分辨率为0.5μm.

为了提高微机电系统中微执行器的作用距离，设计了一种全硅结构的微型柔性力位移传动机构，用于放大微执行器的输出位移。建立了传动机构的简化力学模型和有限元模型，并对机构性能的影响因素进行了分析。用深层反应离子刻蚀工艺在硅隔离衬底上成功制备了电热微执行器-微型柔性传动机构样机，并进行测试。结果表明，柔性力-位移传动机构能够有效地放大微执行器的输出位移，实测放大倍数达到18．9，可以极大地扩展微机电系统微执行器的应用范围。

针对气体检测中分光应用的闪耀光栅，该文在硅片上制备聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）薄膜，采用热压印及后续工艺制备了硅基的聚甲基丙烯酸甲脂闪耀光栅，通过实验分析研究了复制闪耀光栅的保真特性。研究表明，通过聚甲基丙烯酸甲脂制备、热压印及后续工艺可得到具有高保真性的微闪耀光栅，而这种方法所获得的闪耀光栅与传统方法加工的闪耀光栅相比，在效率、成本方面均具有较明显的优势。