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科技发展日新月异,在航空航天、石油、汽车等领域及重大工程项目中均离不开压力传感器的应用。由于碳化硅在高温下具有良好的机械性能和电化学稳定性,以碳化硅为材料的压力传感器逐渐成为研究热点。而电容式压力传感器因其具有灵敏度高、动态响应快、高温下性能稳定等优点而被广泛应用于高温下的压力监测。本文首先对电容式压力传感器传感器进行了结构设计、建模和仿真分析,提出了一种倒圆锥空腔型器件新结构（ICCPS）,该结构具有优于普通压力传感器的接触模式,可实现更高的电容灵敏度及更大的线性工作范围。利用控制变量法分别研究了感压膜厚度和绝缘层厚度对传感器电容特性的影响,研究表明,在0到1MPa的外界压力条件下,ICCPS传感器的电容值最高可达120pF,而CPS传感器的最大电容值仅为27pF;而且ICCPS传感器的的接触点压力更小,使得器件的线性工作范围拓展了0.2MPa;同时还发现ICCPS传感器的电容灵敏度亦有明显提升,幅度可达114.1%。其次,利用Ansys仿真软件深入研究了在室温到600℃和0到0.4MPa压力范围内传感器应力应变与温度、压力的影响关系。通过有限元法模拟分析了压力传感器在变温和变压条件下的物理表现,以此来评估传感器在机械失效模式中可能存在的失效原因。研究表明,在恒压变温条件下,传感器产生最大应力应变的位置在金属电极层,最大应变为6.58?10-3μm/μm,最大应力为1295.7MPa。而在恒温变压条件下传感器上产生最大应力应变的位置在SiO2绝缘层与空腔的交界处。最大应变为5.35?10-4μm/μm,最大应力为227.1MPa。最后,开展了SiC电容式压力传感器样品的工艺制备和相关的表征测试分析。利用Agilent B1505A器件分析仪、扫描电镜等设备,对传感器样品的电学特性与微观形貌进行了全面测试分析。研究表明传感器在经过600℃以上长时间的高温试验后,其欧姆接触特性发生了明显退化,观察发现欧姆接触金属电极由银白色变成了黑褐色,由光滑平整变成凹凸不平;同时,SiO2绝缘层也会因高温处理出现变形甚至裂纹导致机械失效,均与仿真的结果相一致。再利用能谱分析仪、X射线衍射仪和SEM等设备对传感器分别进行成分分析和断面分析,研究发现高温下传感器存在金属的互扩散现象、金属的氧化现象以及与SiC衬底之间发生的化学反应并形成了铂硅化物、TiO2等中间物质,得以从机理上解释了传感器失效的原因。