近年来，微机械热电堆红外探测器也得到广泛研究，然而其实用化进程一直缓慢，关键原因在于其制作工艺复杂，成品率低，集成度低。为制作高性价比微机械热电堆红外探测器，本论文对基于CMOS-MEMS技术的非致冷热电堆红外探测器进行了深入系统地研究，首次建立其理论解析模型，开发了一套新型的基于XeF2硅腐蚀和Au-Si圆片键合的CMOS-MEMS集成工艺，利用该工艺成功制作了多种微机械热电堆红外探测器，在国际上首次提出并实现了微机械热电堆红外探测器和接口电路以及滤光片单片三维集成的红外探测微系统模块。　　 论文首先针对基于CMOS-MEMS技术热电堆红外探测器理论模型缺乏，建立了探测器理论解析模型。和传统微机械热电堆红外探测器模型相比，新模型考虑了热电偶区的红外辐射吸收以及正面释放孔对探测器性能的影响，新模型也表现出更好的适用性。　　 其次，针对传统XeF2硅腐蚀工艺的不足，系统地研究了XeF2干法各向同性硅腐蚀工艺，首次提出了XeF2腐蚀版图设计规则，并报道了XeF2硅腐蚀工艺的CMOS兼容性；针对CMOS工艺薄膜残余应力大的问题，提出了三明治复合薄膜结构设计，将薄膜残余应力减小40％;为消除传统CMOS-MEMS技术在垂直方向发展的限制，开发了具有良好CMOS兼容性的低温Au-Si圆片键合工艺。　　 再次，为解决传统湿法腐蚀微机械热电堆结构设计受限制、结构释放黏附等问题，提出采用XeF2硅腐蚀释放热电堆结构。并根据XeF2硅腐蚀工艺特点，报道了四种微机械热电堆红外探测器技术方案，制作的探测器的性能都优于同类型已报道器件，丰富了微机械热电堆结构类型。针对目前探测器封装制作效率低、尺寸大的缺点，国际上首次报道了滤光片和探测器单片集成的微机械热电堆红外探测器模块，降低了制作成本，减小了模块尺寸，并同时将探测器的性能提高4倍。　　 最后，针对目前微系统集成研究限制在平面方向的缺点，在国际上首次提出采用CMOS工艺，XeF2 Post-CMOS工艺和Au-Si圆片键合工艺制作微机械热电堆红外探测微系统模块，实现了探测器在平面方向上与接口电路集成和垂直方向上与滤光片集成，大大提高了微系统性价比，减小了系统的尺寸。测试结果表明微系统模块能正常工作，该微系统模块的实现也为制作其它集成式传感微系统奠定了基础。