本论文开展对具有纳米场效应结构的半导体器件嵌入式微纳机械结构高灵敏传感研究。理论研究主要是微纳机械结构形变与半导体器件载流子输运耦合机理研究，通过分子动力学方法研究半导体器件悬臂梁内应力与外作用力的关系，研究悬臂梁内应力对AlGaAs/GaAs赝配式高电子迁移率晶体管（P high electron mobility transistor，PHEMT）载流子浓度和异质结结构能带的影响，确定PHEMT中I-V特性受外应力调制的一般规律，确定其压阻系数为1E-7，比一般压阻材料高两个数量级；此外，结合表面微加工技术与体加工技术，研究半导体器件嵌入式微纳机械结构加工技术；设计、加工和测试了PHEMT嵌入式微加速度传感器结构，实现了基于纳米场效应结构的高灵敏微加速度计结构。本论文通过采用微悬臂梁结构将宏观作用力引入到纳米级别的场效应沟道中，实现外界应力对二维电子气浓度的调制作用。在此基础上通过工艺加工完成微加速度计结构，并对该微加速度计进行测试分析，从而有以下结果：1.采用分子束外延（MBE）工艺在3英寸的GaAs衬底上制备出DH-PHEMT外延层，对外延层进行X-射线衍射图谱和拉曼光谱分析，通过原子力显微镜观测到薄膜表面光滑，在2μm×2μm的范围内，粗糙度小于0.72nm。2.提出纳米场效应结构的概念，即当沟道长度和材料层结构缩小到纳米尺度，其场效应内部的电场会随着结构比例的缩小而发生变化。当电场进一步增大时，基本的物理特性在强电场下会产生量子效应，该效应将对微结构的性能产生影响。3.设计了GaAs基DH-PHEMT器件与微悬臂梁-质量块集成的微结构，利用微加工工艺和控制孔工艺相结合的工艺手段，精确控制了悬臂梁和质量块的厚度；同时完成了基于纳米场效应微结构的基本测试。测试结果显示微敏感单元应放置于悬臂梁结构的根部，此时器件受到的应力最大。而且当沟道方向与悬臂梁方向平行时灵敏度最高，符合设计思路和仿真结果。4. GaAs基DH-PHEMT器件的输出特性测试结果显示：DH-PHEMT器件在高低温测试中温度与器件输出饱和电流遵循I∝T^-1（200K<T<320K）的变化趋势。且对应力的灵敏度可以达到9.27mV/g，线性度为0.11。综上所述，本论文完成了GaAs基DH-PHEMT器件与悬臂梁-质量块微结构的设计、加工以及输出特性的研究，通过实验验证了温度对器件输出的影响，并验证了应力与器件输出的关系。对微结构的进一步研究还需要在惯性测试上多次尝试，并对GaAs基DH-PHEMT器件力敏特性与温度特性开展深入探索。