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矢量水听器能够同时探测声压信号和振速信号，可以实现单只水听器对目标的定向，使系统获得更完备的检测能力。基于微电子机械系统技术(Micro-Electro-Mechanical System)的矢量水听器具有体积小，重量轻、一致性好、低交叉灵敏度、高检测精度和低成本等优势。目前已有的MEMS矢量水听器多数利用已有的加速度传感器进行封装与制作，很难满足海洋环境对水听器提出的噪声要求。
本文针对高性能矢量水听器的要求设计并实现了一种基于MEMS技术的三轴加速度传感器，采用体硅加工工艺制作传感器芯片，具备较高的灵敏度和较低的噪声，可用于实现矢量水听器中加速度、振速的检测。论文的主要工作包括：
首先，本论文设计并实现一种能够同时满足高性能矢量水听器灵敏度和噪声要求的MEMS三轴加速度传感器。这种加速度计利用三个独立的质量块分辨检测三个轴向的加速度信号，采用梳齿对称结构，利用差分电容检测原理实现加速度的测量。MEMS体硅加工工艺可以实现大深宽比的梳齿结构，从而提高器件的初始电容与灵敏度。这种加速度传感器避免了压膜阻尼，能够大幅度降低热机械噪声，从而达到海洋环境对水听器提出的噪声要求。利用有限元方法对器件进行了仿真分析，优化了器件的结构参数。利用优化后的结构参数进行器件灵敏度和噪声特性的分析，分析结构表明，这种三轴加速度传感器能够满足水听器的指标要求。利用MEMS体硅加工工艺制作了传感器，并成功流片。将芯片封装后，测试了其频谱曲线，在大气封装的条件下，其Q值高达455.06，测试结果与理论分析相符。
其次，为了进一步减小芯片尺寸，文章又提出了一种结构新颖的容栅型MEMS加速度传感器，它利用单一的质量块就可以实现三轴向加速度信号的测量，同时也具有高灵敏度、低噪声的性能优势。论文介绍了这种容栅型三轴加速度传感器的工作原理、结构形式并进行了有限元仿真及性能分析，最后给出了一种可行的制作工艺流程。