氧气不但是大部分生命生存的必须物质，也是人类很多生产活动的必须物质，因此有必要制备性能良好的氧气传感器来探测氧气的含量，这对人的生活、生产有着重要的意义。新型的TiO₂氧气传感器具有稳定性好及实用性强的特点。本设计中设计了C型硅杯为基本结构、PN结为衬底的TiO₂薄膜氧气传感器，通过技术的融合与新结构的设计，实现了高灵敏度、低工作温度及快速响应。本设计对传感器进行以下设计与制作：1.利用MEMS技术设并制作C型硅杯作为基本结构；2.利用微电子技术在硅杯上制作作为TiO₂薄膜衬底PN结；3.制作铂（Pt）电极；4.利用溶胶凝胶法制作掺钨(W⁶⁺)的TiO₂氧敏感薄膜。论文讨论分析了提高灵敏度的原理并解释了结构中电荷传输情况，并利用以上方法制作的传感器。利用X射线衍射分析（XRD）、原子力显微镜（AFM）、X射线电子能谱分析（XPS）对样品进行表征，XRD与AFM分析证明TiO₂晶格尺寸随着退火温度的升高而增大，退火温度为400oC、500oC、600oC时的晶粒尺寸分别为40、60和100nm，TiO₂氧敏感结晶相为金红石相；传感器工作温度可控制在较低的200oC，从而有效的减小功耗；响应时间和恢复时间分别为11.2s和11.7s，实现快速响应；最高灵敏度约为524%。