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纳米硅薄膜是一种新型薄膜材料，它由大量硅细微晶粒和包围着它的晶粒界面组织而构成。晶粒大小约为3~8nm，晶粒是单晶态的，晶粒间界的厚度约为2~4个原子层，晶态比约为50%。纳米硅薄膜因其特殊的晶格结构，具有高应变因子和高载流子迁移率等优异物理特性。本文利用纳米硅薄膜具有高应变因子的特性，给出以纳米硅薄膜作为沟道层的纳米硅薄膜晶体管压力传感器基本结构，在C型硅杯硅膜上制作四个纳米硅薄膜晶体管，沟道电阻构成惠斯通电桥结构。外加压力P作用下，硅膜发生弹性形变，基于压阻效应，纳米硅薄膜晶体管沟道电阻阻值发生变化，惠斯通电桥产生输出电压，实现对外加压力P的检测。根据基本结构，采用ANSYS有限元软件研究硅膜形状、硅膜厚度对应力分布的影响，在此基础上，以n型<100>晶向高阻单晶硅为衬底，在方形硅膜上设计纳米硅薄膜晶体管压力传感器，传感器芯片尺寸为5000μm×5000μm×500μm，硅膜尺寸为3000μm×3000μm，纳米硅薄膜晶体管沟道宽度为80μm，设计沟道长度分别为160μm、320μm和480μm三种尺寸的纳米硅薄膜晶体管压力传感器。本文通过采用CMOS工艺和MEMS技术实现纳米硅薄膜厚度为61nm的纳米硅薄膜晶体管压力传感器芯片制作和封装。室温条件下，采用FLUKE719100G压力校准系统研究纳米硅薄膜晶体管设计参数、硅膜厚度对压力传感器特性的影响。实验结果给出，当传感器供电电源电压为5.0V时，硅膜厚度为55μm沟道长宽比为160μm:80μm、320μm:80μm和480μm:80μm的纳米硅薄膜晶体管压力传感器满量程为300kPa，灵敏度分别为1.09mV/kPa、1.02mV/kPa和0.96mV/kPa；硅膜厚度为35μm沟道长宽比为160μm:80μm的纳米硅薄膜晶体管压力传感器满量程为100kPa，灵敏度为2.58mV/kPa。结果表明，基于纳米硅薄膜制作纳米硅薄膜晶体管压力传感器实现灵敏度提高，为纳米硅薄膜在传感器领域进一步应用奠定基础。