声呐是进行水下信息采集与通信的主要设备,水声换能器是声呐系统的重要组成部分,换能器中的接收换能器又叫水听器,其性能优劣将直接影响声呐性能。MEMS技术是以微电子技术为基础发展起来的前沿研究领域,将MEMS技术与水听器相结合有利于微型化设计和阵列集成。氮化铝材料是一种新型压电敏感材料,具有半导体批量制造工艺的兼容性,氮化铝的FOM值高于压电陶瓷,而且氮化铝薄膜的表面声波速度是所有无机非铁电性压电材料中最高的,近年来氮化铝压电材料在MEMS系统中的应用受到广泛关注并且表现出了突出优势,例如高灵敏度优势以及高信噪比优势等。基于氮化铝材料的突出优势,本文参照Jinghui Xu团队研制的MEMS压电水听器,设计了一种基于氮化铝压电薄膜的硅微压电水听器,利用典型的弹性敏感结构推导了水听器电压灵敏度的量化公式,依据有限元仿真软件进行结构优化,确定了敏感芯片的结构尺寸,氮化铝压电水听器敏感芯片尺寸为?5×0.05mm,灵敏度理论值为-183.3d B;为了验证新型氮化铝材料的应用到传感器中的高灵敏度优势,本文设计并制作了两个结构相似的氮化铝压电加速度计和压电陶瓷加速度计,氮化铝压电加速度计的压电转换元件选用的是边长10mm的方形膜片,陶瓷膜片选用半径为7mm的圆形膜片。本论文中采用振动法测试压电加速度计的电压灵敏度,通过实验测试验证了氮化铝压电传感器相比于传统的压电陶瓷传感器具有高电压灵敏度优势,测量得到压电陶瓷加速度计电压灵敏度为52m V/g,氮化铝加速度计电压灵敏度为135 m V/g。