质谱仪(Mass Spectrometer, MS)是将离子化的样品通过特定的电场、磁场，按照质荷比(m/z)大小进行分离并检测对应的峰强，从而实现对样品的定性、定量分析的一种科学仪器。凭借高灵敏度、高准确度和高分辨率的特性，质谱仪已成为许多行业必备的分析仪器。基于不明危险物的快速检测、野外实时分析、密闭环境监测、工业多点轮测等对小型化质谱仪提出了迫切的需求。对比当今几种不同原理的质谱仪，小型化的离子阱质谱仪具备灵敏度高、真空要求低以及可以实现级联，对于混合物选择性高的优点。本文结合质谱仪小型化的发展趋势和离子阱质谱仪在小型化方面的优势，对离子阱质谱仪结构中的离子阱质量分析器进行了深入研究。圆柱形离子阱是离子阱的简化结构，由上下端盖电极与中间环电极组成，是国际上研究的热门方向。本文在总结前人研究的基础上，对圆柱形离子阱结构进行仿真，针对MEMS圆柱形离子阱提出了两种研制方案并分别进行制备验证。　　运用SIMION软件对离子在圆柱形离子阱内的运动进行仿真，通过入射到圆柱形离子阱内一定数量的离子分析得到捕获率。设计了不同尺寸的圆柱形离子阱，改变环电极半径、端盖电极开孔半径、端盖点击环电极间距等参数，分别进行仿真得到捕获率，据此对结构进行优化，为后续MEMS圆柱形离子阱尺寸设计提供指导。　　提出了基于电镀法圆柱形离子阱的制备方案，利用刻蚀的圆环形深孔结构电镀铜做环电极，在此基础上制备端盖电极并利用端盖电极的开口腐蚀去除环电极之内的体硅。刻蚀圆环形深孔结构时预留20μm作为支撑圆环内部的体硅结构，之后通过正面金-金错位键合一个陪片进行支撑体硅并去除预留20μm结构，利用错位键合裸露出的中间金属层作为电镀过程中的电极接口。针对流程中的深反应离子刻蚀、减薄、电镀等工艺进行了分析研究。该制备方案想法新颖，器件完整度高，但是存在工艺步骤复杂的问题。　　在总结电镀法圆柱形离子阱制备经验的基础上，针对圆柱形离子阱端盖电极-环电极-端盖电极的结构提出了三层键合的方案。分离制备端盖电极与环电极，将两块端盖电极硅片通过金-金键合的方式分别键合在环电极硅片两侧。端盖电极与环电极的间距通过端盖电极湿法腐蚀的凹槽实现，端盖电极与环电极之间的绝缘通过刻蚀掉凹槽内环形电极其余部分的金属完成。重点验证了金溅射能否对圆柱形通孔的内壁进行良好的覆盖，优化了金-金键合工艺，利用绝缘层上生长非晶硅实现共晶键合提升成品率。实现了圆柱形离子阱的制备，为小型化质谱仪的应用提供了良好的基础。