不断革新的半导体工艺促使传统传感器不断向着小型化、智能化、多功能化发展,其中,对电容式微型气体/湿度传感器的研究也在MEMS技术和CMOS技术的带动下不断进步。本论文将聚焦于影响电容型微湿度传感器湿敏性能的敏感结构,针对目前存在的响应恢复时间长、制备工艺复杂等缺点,开展三维微结构设计与加工、传感器敏感薄膜制备及湿敏特性研究,具体研究内容如下:设计了四种电容式化学传感器的新结构。（1）穿孔平板电容式:针对之前平板电容式传感器响应慢的问题,在上、下平板电极上均设计了气孔,并结合微型气室的一体化封装形成强制对流而加快响应。（2）三维叉指电容式和（3）三维方螺旋电容式:针对平面电极结构中一半的电力线穿过基板而无法为敏感膜利用的问题,设计增高的电极结构来减少电力线的损失,从而提高器件的灵敏度。（4）悬浮三维叉指电容式:是在三维叉指电容式的基础之上的进一步改进,通过将电极结构与基板分离,以便分析物能从两面进入敏感薄膜,从而加快响应速度。三维叉指电容式和三维方螺旋电容式两种微结构,采用平面电极电镀增厚的方法进行了制备,并研究了光刻、蒸镀及电镀工艺的优化实验条件,最终成功实现了不同铜镀层厚度的三维叉指微结构,然而三维方螺旋微结构由于电流密度不均匀而没有制备成功。悬浮型三维叉指微结构采用深硅刻蚀与键合相结合的制备方法,并通过优化的工艺流程成功制备了不同叉指间距的悬浮型三维叉指微结构。穿孔平板电容式微结构设计了表面硅工艺和体硅工艺结合的工艺流程,但由于代工单位工艺不全而没有开展。完成MEMS加工的（2）和（4）两种微结构,其实质是侧立的平板电容器,为在两平板间的狭缝内涂覆敏感薄膜,尝试了利用微细结构的毛细作用力将滴涂在狭缝上的溶液吸入成膜的敏感薄膜制备新方法,湿敏材料选用高分子材料壳聚糖。湿敏测试结果表明,三维叉指湿度传感器表现出良好的重复性,其相对偏差在1%左右,其平均响应时间为33s至40s,恢复时间为11s至20s,具有较快的响应恢复速度。实验过程中还发现,悬浮型三维叉指湿度传感器的灵敏度会随着滴涂量的增加呈现出先上升后下降的趋势。尽管每次的滴涂量远大于狭缝的容积,但金相显微镜观察到在最大滴涂量15μL时,敏感溶液固化后会在叉指上表面堆积并将叉指缝隙黏封。此部分敏感膜较叉指缝中的敏感膜更具有吸附气体的竞争优势,然而其处在平板电场边缘处,敏感薄膜的吸附不能有效地转化为电容改变。而且,即使叉指狭缝的间距小至15μm,仍然未表现出将敏感溶液自动吸入的能力,表明太宽的狭缝不具有毛细管作用力。此外,电镀增厚的三维叉指和悬浮型三维叉指均表现出叉指间距越小其传感器灵敏度越高的趋势,与前人的研究结果一致。但是,上述两种传感器在极板间距相同、滴涂量相同时,却表现出传感器的灵敏度随电极高度增大而快速增大的变化规律。建立的三种双层电介质电容模型都不能解释这一实验现象。