高温工艺在MEMS制作过程中广泛采用，微结构在温度场和应力场的作用下的力学特性影响到器件的性能，本论文对多物理场下微结构的力学特性进行了深入系统的研究。论文从宏观热力学角度，基于金属氧化物杨氏模量温度特性的理论，推导了单晶硅杨氏模量温度特性的理论模型，从微观晶格动力学角度理论推导了单晶硅杨氏模量随温度变化的表达式;提出了单晶硅微结构发生屈服的临界条件以及预测方法，提出了迭代有限元仿真预测单晶硅微结构塑性变形大小的方法;提出了微结构弹性形变法测量高温下单晶硅杨氏模量的方法;实验研究了单晶硅微结构塑性变形与结构尺寸的关系，以及微结构塑性变形对压阻器件的影响;实验研究了单晶硅微结构高温下的蠕变曲线;研究了长时间高温退火对LPCVD氮化硅薄膜的影响，改进Maxwell粘弹性模型，推导了薄膜残余应力随退火时间变化的理论模型。　　首先，论文对多物理场下单晶硅微结构的力学特性进行了理论建模和预测，从宏观热力学角度和微观晶格动力学角度理论推导了单晶硅杨氏模量随温度变化的关系式，对单晶硅杨氏模量的温度特性以及微观机理进行了系统分析，并通过实验数据对比验证了模型的有效性。基于Von Mises屈服准则，提出了单晶硅微结构的屈服预测方法，提出了利用迭代法结合有限元分析方法预测单晶硅微结构塑性变形大小的方法。　　其次，论文针对高温下测量单晶硅杨氏模量的难点，提出了一种微结构弹性形变法，通过分别测量微结构常温和高温下的弹性变形，利用杨氏模量与弹性变形成反比的原理得到高温下单晶硅的杨氏模量，利用体模态硅微机械谐振器，测量其谐振频率随温度的变化计算得到了单晶硅杨氏模量的温度系数;以单晶硅膜岛结构为研究对象，通过测量微结构高温退火后的塑性变形以及形变量随时间的变化，研究了单晶硅微结构塑性变形与结构尺寸的关系，以及微结构的蠕变曲线。　　再次，针对微结构塑性变形对器件影响研究的缺乏，论文研究了微结构塑性变形对压阻器件的影响。论文设计并制作了一种压阻式压力传感器，研究器件发生塑性变形后的灵敏度以及压敏电阻的变化，研究结果表明，微结构塑性变形使得压阻器件灵敏度下降，应力集中区域的电阻率上升。　　最后，针对目前对LPCVD氮化硅薄膜残余应力温度特性研究的不足，通过多次高温退火实验，研究了残余应力随退火时间的变化，薄膜应力在退火初期由于薄膜致密化作用而增加，随后薄膜的粘性流动占主导地位，残余应力随退火时间逐渐减小;改进Maxwell粘弹性模型，对薄膜致密化和粘性流动共同作用下残余应力随退火时间的变化进行了理论建模，并拟合实验数据，提取材料参数。