超声传感器广泛地应用于医学超声成像、水下声呐系统、工业无损检测等领域，对国民经济和军事国防都起着重要的作用。传统的压电式超声传感器通常尺寸较大，对于小型化及便携式的成像系统难以适用;此外，压电材料存在二维阵列制作困难和不易实现与传输介质的阻抗匹配等问题。微电子机械系统(MEMS)的发展为克服传统超声传感器的不足提供了新的途径。基于MEMS技术的电容式微加工超声传感器(CMUT)，采用半导体加工技术，易于批量生产，降低成本，并且具有微型化、灵敏度高、频带宽、易于与电子电路集成等诸多的优势，可以满足未来微型化医学成像系统及高性能超声传感器的需求。因此，CMUT已经成为超声传感器的主要研究方向之一。　　采用硅片直接键合技术制备CMUT，可以精确地控制CMUT的结构参数，简化了工艺步骤，提高了器件的可靠性。但是传统的硅片直接键合技术为了达到良好的键合效果，需要高温(～1000℃)退火处理，不利于CMUT与电子电路的集成。因此，采用不超过400℃的低温硅片直接键合对于CMUT制备具有很大的应用潜力。本论文围绕CMUT的理论分析、模拟仿真、低温直接键合技术、器件设计、制备工艺及性能测试等方面开展了研究工作。对CMUT的等效模型进行了理论分析，并利用COMSOL对CMUT进行了模拟仿真，研究了传感器的结构参数对谐振频率、塌陷电压、转换系数等关键性能指标的影响。此外，分析了实现低温硅片直接键合的关键因素。结合CMUT的制备需求，分析了热氧化硅和PECVD氧化硅对表面粗糙度的影响。同时，研究了采用湿法活化和氧等离子体干法活化与硅片表面粗糙度及接触角的关系。　　在低温硅片直接键合技术的研究基础之上，本论文设计了CMUT的结构参数和工艺流程，采用湿法活化和氧等离子体干法活化，制作了振膜半径为60μm、振膜厚度为2μm的CMUT。利用红外显微镜对CMUT进行了测试，振膜与电极图形无损坏和脱落现象，键合界面清晰，无气泡、空洞和裂缝等产生。同时，在空气环境下利用原子力显微镜测量了CMUT振膜的弯曲位移，验证了CMUT的真空密封特性。此外，利用激光多普勒测振仪测试了CMUT的机械振动特性，谐振频率为2MHz，与理论值一致。利用网络分析仪测试了CMUT的电学特性，在谐振频率2MHz处出现谐振峰，电学插入损耗为-24dB。最后，搭建了CMUT的声发射测试平台，利用水听器测试了CMUT的声发射信号。CMUT的机械、电学和声学测试验证了制作的CMUT具有良好的性能，说明基于湿法活化和氧等离子体干法活化的低温硅片直接键合技术，具有制备CMUT的应用前景。