随着基因工程、疾病诊断、药物发现、环境监测等领域的发展,对无标识、多通路、快速传感检测技术的需求呈革命性增长。基于微机电技术的生物传感器,集微传感器、微驱动器、微流体系统、微光系统及微机械元件于一体,具有微型化、便携、高灵敏度、低成本等优点,很好的满足了这种需求,成为各国竞相追逐的技术高点,已广泛应用于医学、食品工程和生物医学工程等领域。表面应力生物传感器是一种新型的微机电生物传感器,它利用分子间化学键的结合能进行传感,具有较高的灵敏度,为生化传感提供了一种通用的测试平台,是近年来国内外研究的热点之一。本文从表面应力理论出发,系统的分析了生物表面应力的传感机理,详细阐述了微悬臂梁、微薄膜两种结构的表面应力测试方法。并在此基础上设计了微悬臂梁、微薄膜两种结构的表面应力生物传感器概念模型。利用有限元软件ANSYS,建立了这两种结构的有限元模型,并进行了系统的结构优化：对悬臂梁结构的静力偏转和谐振模态进行了仿真,验证了其传感特性；对微薄膜结构进行了静力偏转和电容传感特性仿真,对比分析了方形薄膜和圆形薄膜,全面优化了传感器的形状、尺寸等关键的结构参数,为后续加工制备提供了有益的借鉴。在仿真优化的基础上,设计了合理的工艺流程,在克服工艺兼容性难题的基础上,成功实现了微薄膜表面应力生物传感器的制备,为此类传感器的最终测试应用奠定坚实基础。