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电容式微加速度计具有灵敏度高、温度特性好、动态范围大等优点，广泛应用于消费电子领域，如智能手机、平板电脑及各种可穿戴设备中。对于微加速度计这类较为成熟的传感器来说，成本缩减已成为提高市场竞争力的最主要的方式。 为实现低成本的构想，本文提出了一种新型的单硅片单面加工工艺，用普通(111)硅片替代昂贵的SOI硅片来制作电容式三轴加速度计，比传统的外延多晶硅工艺和体硅加工工艺制作过程更简单，成品率更高，且成本远远低于目前主流的SOI工艺，能与IC工艺兼容，适用于批量生产，在消费电子领域极具竞争力。 本论文设计了一种低成本、高性能的单芯片硅集成三轴加速度计，并在结构设计、工艺制作和器件测试等方面开展研究，主要工作如下: 首先，设计了一种三轴分立结构的单片集成电容式三轴加速度计，其中x轴和y轴选用定齿偏置的全差分梳齿结构，z轴采用扭摆式结构。论文对两种电容检测结构建立了力学和电学模型，分析了传感器结构参数对灵敏度、谐振频率、品质因子等性能的影响，然后结合有限元软件ANSYS仿真结果对器件结构进行了优化与改进。 其次，本论文重点研究了电容式三轴加速度计单芯片制作的两大关键技术。其中，可动结构单硅片单面释放技术主要利用硅深反应离子刻蚀技术结合普通(111)单晶硅片内部可选择性横向自停止腐蚀技术制作并释放得到悬浮可动的敏感结构。电极间电隔离技术通过设计全新的锚点结构，制作侧壁绝缘层，使得检测电极之间相互电学隔离，而且牢固的锚点结构便于打线封装。然后针对所设计的三轴加速度计制定了一套加工流程，并流片实现。通过对其中关键工艺步骤的研究，实现制造工艺的标准化、制作成品器件的批量化。 最后设计了基于调制解调原理的开环接口电路，对加工制造的三轴加速度计进行了详细的性能测试，包括加速度传感器的灵敏度与线性度、交叉轴干扰、谐振频率与品质因子、带宽、零偏稳定性等。测得三轴加速度计灵敏度分别为225mV/g、188mV/g和32.6mV/g，带宽为900Hz、900Hz和400Hz。测试结果满足设计要求，验证了该工艺的可行性。