在日益重视海洋资源探索与开发的当下,水听器的发展越来越受到国家的重视。而随着海洋信息采集对于水听器低功耗、低成本、小型化、阵列化的要求,微机电系统(MEMS)水听器成为了研究的重要热点之一。本文设计并制作了一款基于氮化铝压电薄膜的MEMS水听器,并对灵敏度、等效噪声声压谱级等主要评价参数进行标定,进而设计实验探索其在海洋降雨噪声测量、管道破损泄漏监测、拦截网撞击监测等领域的应用前景。首先,本文对MEMS水听器芯片的基本原理、灵敏度和等效噪声声压谱密度影响因素进行了理论分析,并据此进行压电材料的选择。其次,通过对不同尺寸压电传感单元在较低频段发射、接收性能仿真,完成了水听器芯片的设计工作。再次,本文设计实验,测试水听器芯片的机械特性与电学特性,测得其空气中谐振频率约为984k Hz,在0-20k Hz频段拥有较好的接收性能。然后,本文完成了信号调理电路与防水匹配层的设计与制作。其中,信号调理电路的测试增益约为40d B,带宽约为30Hz-900Hz,等效输入噪声电压谱密度仿真值仅为15.8n V/√Hz。防水匹配层的计算透射率可达52%,声衰减仅为0.015d B。最后,本文实现了氮化铝压电薄膜MEMS水听器主要性能参数标定以及初步应用探索。结果显示,在100Hz-1600Hz频段,本文设计MEMS水听器灵敏度为-179.58 d B±2.42d B(Ref.1V/μPa),等效噪声声压谱级为52.6 d B@100Hz(Ref.1μPa/√Hz)。是目前已知等效噪声声压谱级最低的MEMS水听器,同时也低于大多数的传统水听器。此外,本文通过设计实验,模拟海洋降雨噪声测量,管道破损泄漏监测,拦截网撞击监测等,证明了本文设计水听器具有一定的工程应用价值。