超声成像在海洋地质地貌、军事海权控制、无损检测、医学诊断治疗、水产渔业生产等方面具有强烈的应用需求和巨大的经济效益，但目前市场上广泛的应用的压电陶瓷类换能器在浸入式应用时存在阻抗匹配性差、传输效率低、制造成本大等诸多技术瓶颈。基于MEMS的技术优点，本文开展电容式超声传感器的研究，主要内容及成果如下：(1)建立了MEMS电容式微加工超声传感器的理论建模，包括集总机电模型和等效电路模型。详细阐述了微传感器的工作原理，得到了传感器的频率特性、塌陷电压、灵敏度、输出声压、机电耦合系数等性能指标的解析表达式。建立了传感器性能的快速求解算法。(2)研究了微电容传感器结构参数对性能的影响。得出微传感器振动膜厚度、半径、应力、振动腔高等对于器件机械阻抗、工作频率、工作电压、机电传输比、接收灵敏度、输出声压等的影响规律，优化设计了微传感器敏感结构。(3)对MEMS电容超声传感器阵列进行了优化设计。通过波束扫查方式、波束形成及聚焦偏转控制，阐述了传感阵列成像原理并引入其评价指标。对阵列参数进行仿真优化，提出阵列的总体设计目标和具体实现方法，确定了整体阵列参数。(4)通过有限元仿真，验证了设计传感器的性能。保证了传感器的工作强度和可靠性；确定了传感器的工作频率和振型；得到了传感器的工作电压；分析了微传感器的灵敏度特性；得到了传感器的频率响应。(5)设计了传感器的工艺流程及加工版图，制造了传感器实物。结合硅晶圆键合工艺需求，在对传感器制备材料优化选择的基础上，设计了能充分利用加工单位工艺优势的工艺流程，并进行详细说明；设计了传感器流片加工所需版图；制作了传感器实物并进行封装。(6)测试表征了实际加工传感器性能。借助扫描电子显微镜SEM、光学轮廓仪Veeco、LEXT激光显微镜、Polytec激光多普勒多功能测试仪、阻抗分析仪Aglient4284等对传感器的结构形貌、电学性能、机械振动特性进行了测试表征，验证了传感器的性能。