科技的发展和工业化的进步，使得便携式智能设备普及开来。同时，不断有更多特殊功能MEMS器件被集成到智能设备上来满足人们各种各样的需求。MEMS气体传感器正是这样一种用来检测气体成分信息的装置。本文首先介绍了近些年MEMS器件和半导体气敏材料方面的研究进展情况。然后，基于ANSYS完善了一套微热板的设计流程，并借此完成新型微热板的设计。接着，又对α-Fe₂O₃从合成工艺和掺杂两方面进行性能优化。最后，结合微热板和α-Fe₂O₃制作了微结构气敏元件。具体成果如下：（1）基于ANSYS总结归纳了一套完整的微热板设计流程，并设计了一种新的微热板。该微热板的尺寸、布线和结构：电极条宽设计为20μm以降低功耗并使温度分布均匀，加热与信号电极布在同一层以降低加工难度和生产成本，硅基衬底上蚀坑以减少热损耗。该微热板功耗由原设计使用的390mW降为170mW（340℃），温度分布更均匀，有利于敏感材料工作。（2）对α-Fe₂O₃从合成工艺角度进行了探索，选择热沉淀法制备FeOOH，对FeOOH采取五种温度热处理方法处理生成α-Fe₂O₃。对比五组Fe₂O₃的气敏性能：经过200/400℃处理所得Fe₂O₃对100ppm乙醇的灵敏度（I加热=110mA）达到最高值11，响应恢复时间约为30s和150s。选择此组Fe₂O₃掺杂碳纳米管来进一步提高气敏性能，以掺杂量不同分为6组。当碳纳米管掺杂量为0.5wt%时，材料的气敏性能最好，对100ppm乙醇的灵敏度（I加热=110mA）由11提高到19，响应恢复速度也有所提高。借助表征手段，对性能优化的原因进行了分析，并将普适方法推广到其他气敏材料性能提升的研究中。（3）结合硅基微热板和MWNTs/Fe₂O₃材料，制作了微结构气敏元件。通过气敏性能测试，该元件相比传统旁热式气敏元件，功耗显著降低（I加热=60mA），灵敏度略微下降，响应恢复速度有明显提高。I加热=65mA时，此元件对甲醛有很好地响应，可以应用于装修废气的检测预警。通过以上几方面的研究工作，为微结构器件设计和半导体气敏材料性能优化提供了一些可供参考的思路和经验。