本文主要研究MEMS微流量计的单片集成。流量计的单片集成方法是本文的重点,内容涉及理论分析,仿真计算和实验验证。　　本文开发了一种MEMS非热式流量计。通过四个对称分布的Si膜片和膜片上的压阻对气体流体产生的曳力进行检测。CMOS信号处理电路和温度补偿电路被集成在相同芯片上,整个电路部分使流量计面积增大了35％。通过对MEMS工艺和CMOS工艺兼容性的理论分析和模拟计算,我们分别开发了基于Inter-CMOS和Post-CMOS的集成工艺。在基于Inter-CMOS的工艺中,我们在标准CMOS工艺中插入了压阻硼注入和退火。在标准CMOS工艺后采用KOH背面湿法腐蚀和DIRE正面干法刻蚀的方法完成流量计的释放。对于Post-CMOS工艺,我们将压阻的制备合并在标准CMOS工艺的PMOS源漏注入和退火中。而流量计的释放则采用与Inter-CMOS相同的方法。模拟结果表明,采用Post-CMOS工艺制作的流量计具有较低的灵敏度。通过对基于Inter-CMOS的流量计和基于Post-CMOS的流量计进行制各和测试,我们发现两种集成方法都得到了良好的MEMS工艺和CMOS电路的兼容性。同时,与模拟结果相同,流量计的输出与流量输入之间成二次方关系,流量计量程为O-5L/min,分辨率O.1L/min。Post-CMOS工艺牺牲了器件的灵敏度换取更低的成本。　　基于Inter-CMOS集成工艺,我们开发了一种能够同时测量压力和流量的全集成压力/流量计。使用流体仿真软件(CFD)Fluent6.1我们对压力/流量计内的流体进行了模拟。将模拟结果带入CoventorwareTM我们对压力/流量计的性能进行了模拟。在测试过程中,我们首先对压力计在0-50KPa进行标定,结果显示压力计灵敏度为1.3mV/mmHg。之后我们在空气流量为0-5L/min下使用压力/流量计对压力和流量进行测量。测量结果表明,压力和流量输出都与流量二次方成正比。基于对压力计的标定,我们得到了压力和流量的关系曲线。　　为了防止片上CMOS电路受到离子污染,我们使用单原子层淀积技术(ALD)在集成流量计上淀积了25nmAl2O3/TiO2薄膜。为了检测ALD抗污染封装对K+和Na+的抗污染能力,我们将流量计分别浸泡在NaCl和KCl溶液中1周,然后测试片上CMOS晶体管的性能。结果显示,CMOS电路的性能没有受到离子污染的影响,这意味着ALD抗污染淀积后集成流量计可应用于K+和Na+环境下。　　为了研究高能电子器件的热管理问题,我们开发了一种微流道液体制冷技术。首次将纳米线集成在平行微流道表面。实验结果表明,纳米表面大大提高了微流道的传热性能。纳米表面微流道使得过冷沸腾起始点提前,流动振荡延迟,温度和压力振荡受到抑制,同时提高了传热系数。另外,由于Si纳米线和基底的可靠连接保证了微流道具有较高的可靠性。