无线传感网络技术的发展要求更持久的供能,传统的电池体积大,寿命短,逐渐无法满足技术进步的需要。MEMS能量采集技术可以将环境中的振动能源采集转换为电能,其寿命长,无须更换,实现电子器件的自供能,是较为有前景的一种替代传统电池的技术。根据线性质量弹簧阻尼系统理论,本文深入分析了两种主要的振动能量采集方式:压电式能量采集及可变电容式能量采集的特点,分别建立了其数学模型,并在此基础上设计了一种兼具有压电式和可变电容式原理的复合式振动能量采集器。本文讨论了决定振动能量采集器性能的若干关键结构尺寸,同时分析了结构的机械品质因素。对器件的振动部分结构进行了参数化的设计及有限元分析,获得了器件结构参数(T_si和L_m)与器件最大振幅A_m、一阶频率固有f关系的拟合公式。结合本文提出的数学模型,利用MATLAB/SIMULINK对三种能量采集器的性能进行了仿真预测。从仿真结果可以发现,在三种能量采集器中,压电式能量采集器更适用于低频环境下的能量采集,电容式能量采集器在高频环境下有更高的输出功率,而本文所提出的复合式能量采集器,在低频环境下其性能优于同样结构的压电式能量采集器和可变电容式的能量采集器,因此有一定的可行性。针对所设计的复合式能量采集器,本文给出了一套完整的MEMS工艺流程。针对其中若干关键的工艺步骤进行了一系列实验,获得了最大厚度为1μm的PZT薄膜,掌握了对玻璃凹槽深度及上极板阻隔物高度精确控制的手段,并且试验了玻璃/硅/玻璃三层材料的两次键合工艺。