MEMS压力传感器是MEMS传感器中使用最广泛的器件,具有体积小,无线无源,成本低等优点。目前主流的MEMS压力传感器都是传统的压阻式Si基压力传感器。随着航天,汽车电子,石油勘探等行业的快速发展,对超过100℃的高温环境压力的特种压力传感器的需求剧增。然而传统的压阻式Si基MEMS压力传感器利用了 Si的半导体特性,导致其温度稳定性较差,且无法在超过100℃的高温环境下稳定工作,因此难以满足目前日益增长的高温场景压力测量工作。基于AlN压电薄膜的压电式传感器具备突破压阻式Si基传感器使用温度限制的潜力。其中硅衬底只起到支撑作用,不会对器件性能产生影响;AlN压电薄膜能够在高温环境下稳定工作,具有良好的温度稳定性。但是,这种压电式传感器存在着谐振频率随温度变化而漂移的问题。针对上述问题,本文开展了基于AlN薄膜的压电式压力传感器设计与制备研究,主要研究内容如下:1.对压力传感器进行了相应的有限元仿真研究,研究内容为:(a)探讨了压电式传感器中激发出不同声波谐振模态;(b)研究了压力传感器不同形状隔膜在外加压力时,隔膜上的应变分布情况;(c)探究了压力传感器在高温下的温度漂移现象,以及温漂补偿的方法。通过上述仿真研究,得到如下结果:(a)压电式压力传感器通过叉指换能器能够激发出声表面波和体声波,但是其谐振频率不同,因此不会相互耦合影响;(b)具有矩形隔膜压力传感器比具有圆形隔膜的压力传感器有更高的敏感度(c)Si02具有正杨氏模量温度系数,可以作为温补材料抑制传感器的温漂效应;同时通过沉积高热膨胀系数的Al薄膜,高温时可以在压电薄膜中产生应变,抑制温漂效应。2.通过上述的仿真结果,设计了具有双层Si02薄膜的温度补偿层,且具有矩形真空压力腔的压力传感器,这种设计能够抑制传感器的温漂效应;提升压力传感器的灵敏度和分辨率,且能测量绝对压力。然后利用MEMS工艺制作压力传感器。3.搭建温度与压力测试系统,对传感器进行温度和压力特性的测试研究。其中传感器的温度测量范围为20℃～220℃;传感器的压力测量范围0 MPa～0.4MPa。测试结果与仿真结果偏差较小,测试结果说明该压电式声表面波压力传感器在高温下具有较好的工作性能,也为后续的进一步研究提供了指导。