近年来，国家电网提出“坚强智能电网”的发展规划，其核心技术在于利用传感器对关键设备运行状况进行实时监控。而电晕放电、间隙闪络、电磁环境等问题都是电场问题，因此有必要进行电场强度的在线检测。基于电荷感应的微型电场传感器具有低成本、低功耗和体积小等优点，能够很好地满足电力系统的需求。本论文针对静电场和工频交流电场，设计和仿真了一种基于SOI的微型电场传感器结构，并系统地研究了相关的MEMS制造技术。在传感器设计方面，本论文创新提出一种全感应结构电场传感器的实现方法。将传统直接接地用屏蔽电极改用电路钳制电位，并利用屏蔽电极上原本直接导入地的感应电荷，使得有效电场感应面积翻倍，在理论上将电场强度分辨率提高一倍。设计过程中，通过使用ANSOFT MAXWELL仿真软件对整个感应电极结构仿真，以单个周期总电荷感应量变化最大为目标函数，确定感应电极尺寸和对数；其次，通过使用ANSYS有限元仿真软件对整个驱动结构进行热力学仿真，获得有限输入电压下的最大输出驱动距离，并确定热驱动结构的具体参数；最后对整个振动结构进行模态分析，调节弹簧尺寸来制定合适的谐振频率。通过仿真优化设计,使得电场传感器在电场强度为100V/m时，输出电流可以达到4.8×10-10A；直流驱动电压为±1V时，驱动位移达到17.8μm；一阶模态振动频率为3393.9Hz，满足热驱动结构最高频率不能超过4kHz的限制。论文根据理论分析所确定的器件材料和关键尺寸，结合相关MEMS关键工艺的研究结果，设计了单元尺寸4mm×4mm的传感器结构，并给出了具体的工艺流程和版图设计。随后，对器件进行了相关工艺步骤的流水。在传感器工艺流程设计过程中，为了实现微结构之间的机械和电互连，调研了相关键合技术，并最终选取金硅键合作为键合方法。在实际制造过程中发现金硅键合技术对于整个系统是否能够成功制造起着决定性作用。因此研究了金硅键合过程中空洞的形成机理，并提出数学模型进行键合界面空洞形成的预测，实验结果表明实际空洞形成现象符合提出的数学模型，为后续制造过程中获得无空洞结构提供了理论和实验依据。