微电子机械系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是在微电子制造技术的基础上发展起来的新型器件，具有广阔的应用前景。MEMS器件在加工过程中，其结构材料的物理特性常常受到加工工艺的影响而出现参数的波动，薄膜材料的热学参数是重要的物理参数。这种材料参数对工艺的敏感性导致产品的一致性、重复性和可靠性无法得到保障。因此，研究材料参数的在线测试非常必要。　　本论文主要研究MEMS薄膜材料热学参数的测试结构，实现对加工工艺中薄膜材料的热膨胀系数、塞贝克系数的提取，为MEMS器件的设计和优化提供实际参数依据。另外，论文还对双层膜的热膨胀系数测试结构进行了设计分析、理论推导和仿真，并进行了流片测试。　　本文在实验室已有的单层膜热膨胀系数测试结构的基础上，基于美国MEMSCAP的PolyMUMPs加工工艺，对测试结构进行了参数优化，并进行流片测试，对测试结果进行了误差分析。基于误差分析，针对理论模型中的修正因子进行了深入的研究讨论，验证了理论模型的准确性。　　本文提出了一种塞贝克系数的在线测试结构，并给出了相应的测试方法。该测试结构利用两层二氧化硅绝缘层作为匀热板，通过ANSYS软件对测试模型进行了稳态分析。分析结果表明匀热板很好的起到了匀热的作用。对测试结构进行了版图设计并流片加工，获得了实验结果。　　本文提出了一种双层膜的热膨胀系数测试结构，推导出双层膜曲率半径与各薄膜层的热膨胀系数之间的关系，给出了解析模型。该测试结构分为双层膜翘曲结构和投影游标头结构两部分。本文对测试结构的恒温加热、电流加热和存在残余应力三种工作条件进行了软件仿真，验证了理论公式的正确性，并提出了抵消残余应力的方法。该测试在自然环境中进行，无需专门的测试仪器，满足在线测试的要求。　　本文提出的几种测试结构和测试方法，具有测试方法简单，对测试仪器和测试环境要求低等特点，满足在线测试的要求。经过软件仿真、工艺线加工和实验测试的验证，证实这些测试结构能够在实际工艺线上应用，实现监控MEMS加工工艺并提供设计所需的材料参数。