为了研究微加热膜下方的结构与微加热器性能的关系，利用数值计算与有限元仿真，研究了微加热膜下方空气隙厚度的变化对加热器性能的影响。首先，通过微加热器试验确定了对流换热系数等关键热学计算参数，建立了一维Fourier导热微分方程组，计算了Biot数并以此为依据对模型进行了薄壁简化，使用有限差分法对微分方程进行了数值计算。然后，使用ANSYS有限元分析软件对模型进行了电热耦合仿真，并对在对流换热边界下硅衬底(无空气隙)，100，200，300，400 μm气隙以及加热膜(完全贯通)6种模型的瞬态温度响应及稳态热分布的结果进行了对比。计算结果表明，相比硅衬底，目前的微加热膜结构在同样边界条件下可以将最高温度提高约17%。空气隙为200 μm时，在+5 V驱动电压和空气对流边界条件下，微加热器可以达到390 K，稳态功耗为134 mW，起到了改善最高温度性能，降低功耗的作用。

针对热机械式微纳米结构的加工，提出了一种以掺Al多晶硅为材料，集成于微悬臂梁上的加热器。采用Al诱导退火晶化(AIC)方法，在750 K对Al/a-Si∶H复合薄膜低温晶化18 h，制备出掺Al多晶硅。通过低温退火，使复合薄膜的拉曼特征峰由478 cm-1移至520 cm-1，完成由非晶硅向多晶硅的转变；由四探针仪测得室温下样品的电阻率由退火前的1010 Ω·cm降至16.8×10-3Ω·cm，实现了多晶硅的Al掺杂；在扫描电镜下观测到退火后Al与a-Si∶H层的界限消失并形成一层均匀的薄膜；这些结果表明得到了晶化程度很高的Al掺杂多晶硅。继而研究了掺Al多晶硅与氮化硅悬臂梁的集成工艺，采用微加工方法将掺Al多晶硅制成微加热器。使用ANSYS软件仿真加热器的工作过程，在10 V,0.3 μs脉冲驱动下，加热器升温至782.8 K，降温时间约1 μs。仿真分析显示，采用AIC法制得的掺Al多晶硅具有良好的热电特性，符合用于对高分子材料进行热机械微纳加工的微加热器的性能要求。

采用激光微细熔覆法制备了2×2和1×4微加热器阵列,研究了激光扫描功率和速率对微加热器图形线宽的影响。结果表明,线宽随激光功率增大而增大;随扫描速率增大而减小。并对2×2微加热器阵列进行了性能测试。研究了加热时间、电压和空间位置对温度的影响规律。结果表明,微加热器温度随加热时间的延长而升高并最终达到稳定值;随电压的增加而升高;加热区域离微加热器越远,温度越低。对恒定电压下的升温速率进行了计算和测定,第一分钟内加热速度可达0.45 ℃/s。最后,给出了所制作的微加热器及其阵列的示例。