本文根据压阻效应和磁敏二极管工作原理,以SOI片为衬底(器件层为n型<100>晶向高阻硅),采用MEMS技术构建压力和磁场多功能传感器集成化结构模型,压敏结构由C型硅杯和方形硅膜上四个p型压敏电阻构成的惠斯通电桥组成,磁敏结构为方形硅膜外的长“基区”硅磁敏二极管。理论分析给出,外加压力P引起方形硅膜发生弹性形变,惠斯通电桥输出电压发生变化,完成外加压力P的测量;在外加磁场B作用下,长“基区”硅磁敏二极管注入载流子发生偏转,引起磁敏二极管电流发生变化,完成外加磁场B的测量。基于传感器集成化结构,本文分别利用ANSYS软件和ATLAS器件仿真软件建立压敏结构和磁敏结构仿真模型,进一步分析多功能传感器压敏特性和磁敏特性。在此基础上,分析给出硅膜形状、硅膜厚度等因素对多功能传感器压敏特性影响,论述磁敏二极管基区长度对磁敏特性影响,并采用L-Edit软件实现芯片版图优化设计。本文采用MEMS技术在SOI片进行压力和磁场多功能传感器芯片集成化制作,并利用内引线压焊技术实现传感器芯片封装。在室温条件下,采用美国Mensor CPC6000全自动高精度压力变送器测试系统、CH-Hall磁场发生系统和奥贝斯GDJS-100LG-G高低温湿热试验箱对多功能传感器进行特性研究,实验结果给出:外加磁场B=0 T时,压敏结构灵敏度为1.376 mV/kPa;外加磁场B≠0 T,压敏结构输出—输入特性曲线基本不变,说明外加磁场对多功能传感器压敏特性影响微弱;当外加压力P=0 kPa时,硅磁敏二极管I-V特性曲线随外加磁场发生变化,实现外加磁场测量;当外加压力P≠0 kPa时,硅磁敏二极管I-V特性基本不变,说明外加压力对多功能传感器磁敏特性影响微弱。研究结果表明,该集成化芯片可完成外加压力和外加磁场测量,实现传感器多功能化和集成化。