CN102530832A - 惯性微机电传感器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种惯性微机电传感器及其制作方法，所述制作方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成层间介质层；在所述层间介质层内形成空腔；在所述空腔外部的层间介质层内形成固定件和驱动电极，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。本发明将微机传感器与CMOS工艺集成，且提高了微机电传感器的质量块的质量和惯性，提高了微机电传感器防噪声干扰的能力。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种基于CMOS工艺的惯性微机电传感器及其制作方法。
背景技术
MEMS(Microelectromechanical System，微机电系统)技术是指对微米/纳米(micro/nanotechnology)材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。MEMS是由机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。MEMS通常应用在位置传感器、旋转装置或者惯性传感器中，例如加速度传感器、陀螺仪和声音传感器。
现有的一种传统的惯性微机电传感器通常包括主体和一个或多个质量块，所述质量块相对于主体为悬置的分立结构，质量块可以由悬臂支撑而成悬置。而质量块、主体及质量块和主体之间的气体层构成电容。所述质量块和主体可以相对移动，当质量块和主体相对移动，例如上下移动或者左右移动，则所述电容的电容值将发生变化，从而通过连续测量所述电容值可以获得所述质量块和主体相对左右运动或者上下移动的速度或加速度。上述通过测量电容值来测量所述质量块和主体之间相对运动的惯性微机电传感器也叫做电容式惯性微机电传感器。在美国专利文献“US2010116057A1”中可以发现更多关于现有的惯性微机电传感器的信息。
现有的惯性微机电传感器，通常封装制作成分立器件，以外置的形式独立于半导体芯片，这不利于集成电路的微缩。然而，随着集成电路元器件的提高以及电路面积的限制，对惯性微机电传感器的尺寸的要求越来越高。虽然近年微机械机电系统技术的发展，已经可以制造出微米甚至纳米级的惯性微机电传感器件。但现有的半导体芯片制造技术普遍基于CMOS工艺；而仅仅依靠MEMS技术还难以将惯性微机电传感器与半导体芯片的制造相统一。
因此迫切需要开发一种基于CMOS工艺的惯性微机电传感器及其制作方法。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种惯性微机电传感器及其制作方法，能够基于CMOS工艺制作惯性微机电传感器。
为解决上述问题，本发明提供了一种惯性微机电传感器的制作方法，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成层间介质层；
在所述层间介质层内形成空腔；
在所述空腔外部的层间介质层内形成固定件和驱动电极，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
可选地，所述层间介质层的制作方法包括：
在所述半导体衬底上形成第一层间介质层；
在所述第一层间介质层内形成相互绝缘的第一驱动电极、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构；
在所述第一驱动电极上的第一层间介质层内形成第一牺牲层，所述第一牺牲层与所述第一互连结构、第二互连结构第三互连结构齐平；
在所述第一层间介质层上形成第二层间介质层；
在所述第二层间介质层内形成第四互连结构、第五互连结构、第六互连结构，所述第四互连结构与第一互连结构电连接且两者构成固定件，所述第五互连结构与第二互连结构电连接且两者构成第二驱动电极，所述第六互连结构与所述第三互连结构电连接；
在所述第一牺牲层上形成可动电极，所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层；
在所述可动电极上形成质量层，所述质量层与所述固定件和第二驱动电极齐平，且所述质量层用于增大所述质量块的质量；
在所述可动电极暴露的第一牺牲层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层与所述质量层齐平；
在所述质量层上形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，所述悬臂的另一端与所述质量层和可动电极电连接，所述悬臂部分覆盖所述第二质量层，所述悬臂、质量层和可动电极构成所述质量块，所述质量块部分覆盖所述第一牺牲层；
在所述质量块和第二层间介质层上形成第三层间介质层，所述第三层间介质层内形成有第三牺牲层，所述第三牺牲层覆盖所述第二牺牲层和部分悬臂，所述第三层间介质层内形成有第七互连结构，所述第七互连结构与所述第六互连结构电连接；
在所述第三牺牲层上形成第三驱动电极，所述第三驱动电极内形成有通孔，所述通孔露出所述第三牺牲层，所述第三驱动电极与所述第七互连结构电连接；
利用所述通孔去除所述第三牺牲层、第二牺牲层和第一牺牲层，在所述第一层间介质层、第二层间介质层、第三层间介质层内形成空腔，使得所述质量块悬置于所述空腔内；
在所述通孔内填充第四层间介质层，将所述空腔封闭。
可选地，所述第一层间介质层、第一驱动电极、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构和第一牺牲层的制作方法包括：
在所述半导体衬底上形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层内形成相互绝缘的第一导电插塞、第二导电插塞、第三导电插塞和第四导电插塞；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层；
在所述第二绝缘层内形成相互绝缘的第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构、第一驱动电极，所述第一互连结构与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连结构与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连结构与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；
在所述第一驱动电极上方的第二绝缘层内形成第一牺牲层，所述第一牺牲层与所述第一互连结构、第二互连结构第三互连结构齐平，所述第一牺牲层覆盖所述第一驱动电极、第一驱动电极与所述第一互连结构之间的部分第一绝缘层、第一驱动电极与所述第二互连结构之间的部分第一绝缘层。
可选地，所述第二绝缘层和第一牺牲层的制作方法为：
在所述第一绝缘层上形成相互绝缘的第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极，所述第一互连线与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连线与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连线与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极；
在所述第二绝缘层内形成第五导电插塞、第六导电插塞、第七导电插塞，所述第五导电插塞与所述第一互连线电连接并形成所述第一互连结构，所述第六导电插塞与所述第二互连线电连接并形成所述第二互连结构，所述第七导电插塞与所述第三互连线电连接并形成所述第三互连结构；
刻蚀所述第一驱动电极上方的第二绝缘层，在所述第二绝缘层内形成凹槽，所述凹槽露出第一驱动电极、所述第一驱动电极与所述第一互连线之间的部分第一绝缘层、第一驱动电极与所述第二互连线之间的部分第二绝缘层；
形成填充满所述凹槽的第一牺牲层，所述第一牺牲层覆盖所述第一驱动电极、所述第一驱动电极与所述第一互连线之间的部分第一绝缘层、所述第一驱动电极与第二互连线的部分第一绝缘层；
进行平坦化工艺，使得所述第一牺牲层与所述第二绝缘层齐平。
可选地，所述第二绝缘层和第一牺牲层的制作方法为：
在所述第一绝缘层上形成相互绝缘的第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极，所述第一互连线与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连线与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连线与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；
在所述第一绝缘层上形成覆盖所述第一驱动电极、第一互连线、第二互连线和第三互连线的第一牺牲层；
进行刻蚀工艺，去除位于所述第一互连线、第二互连线、第三互连线、第一绝缘层上的第一牺牲层，保留位于所述第一驱动电极上的第一牺牲层，且保留的第一牺牲层覆盖所述第一互连线与第一驱动电极之间的部分第一绝缘层、所述第二互连线与第二驱动电极之间的部分第一绝缘层；
在所述第一互连线、第二互连线、第三互连线、第一绝缘层上形成与所述第一牺牲层齐平的第二绝缘层；
在所述第二绝缘层内形成第五导电插塞、第六导电插塞、第七导电插塞，所述第五导电插塞与所述第一互连线电连接并形成所述第一互连结构，所述第六导电插塞与所述第二互连线电连接并形成所述第二互连结构，所述第七导电插塞与所述第三互连线电连接并形成所述第三互连结构。
可选地，所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极利用同一工艺步骤制作。
可选地，所述第二层间介质层、质量块和第二牺牲层的制作方法包括：
在所述第一层间介质层上形成相互绝缘的第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极，所述可动电极与所述第一驱动电极的位置对应，所述可动电极位于所述第一牺牲层上方，且所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层，所述第四互连线与所述第一互连结构的第五导电插塞电连接，所述第五互连线与所述第二互连结构的第六导电插塞电连接，所述第六互连线与所述第三互连结构的第七导电插塞电连接；
在所述第一层间介质层上形成第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极；
在所述第二层间介质层内制作相互绝缘的第八导电插塞、第九导电插塞、第十导电插塞和至少一个质量层插塞，其中所述第八导电插塞与所述第四互连线电连接并形成所述第四互连结构，所述第九导电插塞与所述第五互连线电连接并形成第五互连结构，所述第十导电插塞与所述第六互连线电连接并形成第六互连结构，所述质量层插塞位于所述可动电极上方，位于所述可动电极上方的质量层插塞和相邻的质量层插塞之间的第二层间介质层构成所述质量层；
进行沉积工艺，在所述质量块暴露出的第一牺牲层上形成与所述质量块齐平的第二牺牲层；
在所述质量层上方形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接且构成质量块，且所述另一端部分覆盖所述第二牺牲层。
可选地，所述第二层间介质层、质量块和第二牺牲层的制作方法包括：
在所述第一层间介质层上形成相互绝缘的第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极，所述可动电极位于所述第一牺牲层上方，且所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层，所述第四互连线与所述第一互连结构的第五导电插塞电连接，所述第五互连线与所述第二互连结构的第六导电插塞电连接，所述第六互连线与所述第三互连结构的第七导电插塞电连接；
在所述第一层间介质层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖部分第一牺牲层、第四互连线、第五互连线、第六互连线；
进行刻蚀工艺，去除位于所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极上的第二牺牲层，保留位于所述第一牺牲层上形成第二牺牲层；
在所述第一层间介质层上形成与所述第二牺牲层齐平的第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述第四互连线、第五互连线、第六互连线；
在所述第二层间介质层内制作相互绝缘的第八导电插塞、第九导电插塞、第十导电插塞和至少一个质量层插塞，相邻的质量层插塞之间为第二层间介质层，其中所述第八导电插塞与所述第四互连线电连接并形成所述第四互连结构，所述第九导电插塞与所述第五互连线电连接并形成第五互连结构，所述第十导电插塞与所述第六互连线电连接并形成第六互连结构，所述质量层插塞位于所述可动电极上方，位于所述可动电极上方的质量层插塞和相邻的质量层插塞之间的第二层间介质层构成所述质量层；
在所述质量层上方形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接且构成质量块且所述悬臂的另一端部分覆盖所述第二牺牲层。
可选地，所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极利用同一工艺步骤制作。
可选地，所述层间介质层的制作方法还包括：
在所述悬臂上形成刚性层的步骤，所述刚性层用于提高所述悬臂的刚性。
可选地，所述刚性层的材质为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅，所述刚性层的厚度范围为300埃～10微米。
可选地，所述第三层间介质层的制作方法包括：
在所述第二层间介质层上沉积第三牺牲层，所述第三牺牲层覆盖所述固定件、悬臂和所述第二牺牲层；
刻蚀所述第三牺牲层，去除位于所述固定件、部分悬臂上方的部分第三牺牲层，保留位于部分悬臂和第二牺牲层上方的第三牺牲层；
在第二层间介质上形成与所述第三牺牲层齐平的第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述固定件、未被所述第三牺牲层覆盖的部分悬臂；
在所述第三牺牲层内形成与所述第三牺牲层其的第七互连结构，所述第七互连结构与所述第六互连结构电连接。
可选地，所述第三层间介质层的制作方法包括：
在所述第二层间介质层上形成第三层间介质层，所述第三层间介质层覆盖所述悬臂、第二驱动电极、第七互连结构；
进行刻蚀工艺，去除部分第三层间介质层，在所述第一牺牲层上方的第三层间介质层内形成露出所述悬臂和部分第二牺牲层的开口；
进行沉积工艺，形成填充满所述开口的第三牺牲层，且所述第三牺牲层覆盖所述部分第二牺牲层；
进行平坦化工艺，使得所述第三牺牲层与所述第三层间介质层齐平。
可选地，所述通孔的孔径范围为0.1～10微米，所述通孔的深宽比范围为0.3～1.5。
可选地，所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的去除方法为利用氧离子或氮离子的等离子体灰化去除。
可选地，所述牺牲层的刻蚀方法为利用氧离子或氮离子的等离子体灰化去除。
相应地，本发明还提供一种惯性微机电传感器，包括：
半导体衬底；
层间介质层，位于所述半导体衬底上；
空腔，位于所述层间介质层内；
固定件，位于所述空腔外部的层间介质层内；
驱动电极，位于所述空腔外部的层间介质层内，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
质量块，位于所述空腔内，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
可选地，
所述质量块包括：
可动电极，悬置于所述空腔内；
质量层，位于所述可动电极的表面，用于增大所述质量块的质量块的质量；
悬臂，一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接，且所述悬臂将所述质量层和可动电极悬置于所述空腔内，所述悬臂与所述质量层和可动电极构成质量块，所述悬臂使得所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
可选地，所述质量层包括：
多个质量层插塞和位于相邻的质量层插塞之间的绝缘层。
可选地，所述质量层插塞均匀排布于所述可动电极表面。
可选地，还包括：
刚性层，位于所述悬臂上，用于增大所述悬臂的刚性。
可选地，所述刚性层的材质为氧化硅、氮化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述刚性层的厚度范围为300埃～10微米。
本发明在半导体衬底上形成层间介质层，然后在所述层间介质层形成空腔，在所述空腔外的层间介质层内形成固定件和驱动电极，在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动，由于所述层间介质层、固定件和驱动电极均形成于半导体衬底上，且所述质量块位于所述层间介质层内的空腔内，由于所述层间介质层、固定件、驱动电极、质量块利用CMOS工艺制作，因此本发明的实现了惯性微机电传感器与CMOS工艺的兼容，从而有利于器件的微缩；
进一步优化地，所述质量块包括可动电极、质量层和悬臂，所述质量层用于提高所述质量块的质量，从而提高了所述质量块的惯性，提高了惯性微机电传感器的抗噪声的能力；
进一步优化地，所述质量层上方还形成有刚性层，所述刚性层用于增大所述悬臂的刚性，防止所述悬臂反复运动而发生变形，防止所述变形影响所述质量块与所述驱动电极之间的相对运动，从而提高了质量块的工作可靠性；
进一步优化地，所述驱动电极包括第一驱动电极、第二驱动电极、第三驱动电极，所述驱动电极能够从各自的方向分别驱动所述质量块，从而使得所述质量块能够进行至少三个方向的运动；
进一步优化地，所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极制作，简化了工艺步骤；
进一步优化地，所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极利用同一工艺步骤制作，从而简化了工艺步骤；
进一步优化地，所述第三介质层中的第三牺牲层的制作方法包括：首先在所述第二层间介质层上形成第三牺牲层，然后刻蚀所述第三牺牲层，然后形成与所述第三牺牲层齐平的第三介质层，与先在所述第二层间介质层上制作第三层间介质层，然后在所述第三层间介质层内制作开口，在所述开口内沉积第三牺牲层，最后研磨所述第三牺牲层相比，本发明无需对第三牺牲层进行研磨，从而避免了对第三牺牲层研磨时难以研磨，避免了研磨过程中难以找到研磨终点(endpoint)。
附图说明
图1是本发明的惯性微机电传感器的惯性微机电传感器的制作方法流程示意图；
图2～图9是本发明的惯性微机电传感器的制作方法剖面结构示意图。
具体实施方式
现有技术通常通常利用微机电系统技术或机械加工技术制作惯性微机电传感器，从而所述惯性微机电传感器为分离器件，外置于半导体衬底中。这使得惯性微机电传感器无法与CMOS工艺兼容，不利于器件的微缩。并且由于惯性微机电传感器的质量块的质量越大，质量块的惯性越大，稳定性与抗环境噪声的能力也相应就越好。而由于微机电系统技术或机械加工技术限制，现有的惯性微机电传感器的质量块的材质通常为硅或锗硅，利用硅或锗硅制作的质量块的质量偏小，这使得惯性微机电传感器的噪声大，从而该质量块的惯性无法满足应用的要求。若利用现有方法仅增加硅或锗硅的体积以增加所述质量块的质量，不仅会增大微机电传感器的体积，不利于器件的微缩，而且还会增加惯性微机电传感器的成本。
为了解决上述问题，本发明提供一种惯性微机电传感器的制作方法，所述方法在半导体衬底上形成惯性微机电传感器，并且所述惯性微机电传感器的制作利用的是普通的CMOS制作工艺，所述惯性微机电传感器的各个部分利用的是普通的半导体技术领域的常用材料，因此本发明实现了惯性微机电传感器的制作与CMOS制作工艺的兼容。
本发明提供一种惯性微机电传感器，请参考图9，包括：
半导体衬底100，所述半导体衬底100内形成有晶体管，所述晶体管用于驱动惯性微机电传感器的质量块和各个驱动电极；
层间介质层，位于所述半导体衬底100上；所述层间介质层包括：第一层间介质层101，位于所述半导体衬底100上；第二层间介质层118，位于所述第一层间介质层101上；第三层间介质层130，位于所述第二层间介质层118上；第四层间介质层134，位于所述第三层间介质层130上，所述第一层间介质层101、第二层间介质层118、第三层间介质层130和第四层间介质层134的材质可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅等电学绝缘材质，本实施例中，所述第一层间介质层101、第二层间介质层118、第三层间介质层130和第四层间介质层134的材质相同，所述材质为氧化硅；
空腔135，位于所述层间介质层内，本实施例中，所述空腔135位于所述第一层间介质层101、第二层间介质层118和第三层间介质层130内，所述空腔135用于向所述惯性质量传感器的质量块提供运动空间，使得所述质量块能够在所述空腔135内进行运动；
第一导电插塞102，位于所述空腔135外的层间介质层内，且所述第一导电插塞102位于所述第一层间介质层101内，所述第一导电插塞102与所述半导体衬底100内的晶体管电连接，所述第一导电插塞102的材质为金属钨；
固定件，位于所述空腔135外部的层间介质层内，所述固定件包括：相互电连接的第一互连结构和第四互连结构；作为一个实施例，所述第一互连结构位于所述第一层间介质层101内，且与所述第一层间介质层101齐平，所述第一互连结构包括第一互连线109和与所述第一互连线109电连接的第五导电插塞110；其中所述第一互连线109与所述第一导电插塞102电连接，且所述第一互连线109的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或镍，优选为铝；所述第五导电插塞110的材质为金属，所述金属优选为钨；所述第四互连结构位于所述第二层间介质层118内且与所述第二层间介质层118齐平，所述第四互连结构包括第四互连线114和与所述第四互连线114电连接的第八导电插塞122；其中所述第四互连线114与所述第五导电插塞110电连接，所述第四互连线114的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或镍，优选为铝；所述第八导电插塞122的材质为金属，所述金属优选为钨；
驱动电极，位于所述空腔135外部的层间介质层内，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
质量块，位于所述空腔135内，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
作为一个实施例，所述质量块包括：
可动电极115，悬置于所述空腔135内，所述可动电极115能够在所述空腔135内自由运动，所述可动电极115的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或镍，优选为铝，所述可动电极115的厚度范围为0.1～10微米；
质量层，位于所述可动电极115的表面，所述质量层包括多个质量层插塞121和位于相邻的质量层插塞121之间的部分第二层间介质层118；
悬臂124，一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层插塞121和可动电极115电连接，且所述悬臂124将所述质量层和可动电极115悬空，且所述悬臂能够与所述质量层和可动电极115能够与所述驱动电极进行相对运动，所述悬臂124的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或钨，优选为铝，作为一个实施例，所述悬臂124的厚度范围为0.1～10微米。
所述质量层插塞121的材质为金属，所述金属可以为金、银、铜、铝、钨、钛等，优选为钨。由于在所述质量块内设置了材质为钨的质量层插塞121，与现有技术的质量块为一体的硅层或锗硅层构成相比，由于金属钨密度远远大于所述硅或锗硅的密度，虽然相邻的导电层插塞121之间为部分第二层间介质层118，但是在质量块的体积相同的情况下，本发明的质量块的质量明显大于利用硅或锗硅制作的质量块的质量，从而提高了惯性微机电传感器的惯性，增强了所述惯性微机电传感器抗噪声的能力。
在本发明的优选实施例中，所述质量层插塞121均匀分布于所述可动电极115上，本发明所述的质量层插塞121均匀分布，是指所述质量层插塞121之间的间距相同，从而使得所述质量块的几何中心与物理中心一致，使得所述质量块能够进行平衡运动，防止质量块的中心偏移。
作为优选的实施例，所述惯性微机电传感器还包括：
刚性层127，位于所述悬臂124上方，所述刚性层127用于增大所述悬臂124的刚性，防止所述悬臂124由于随着所述可动电极115进行运动过程中所述悬臂124发生金属疲劳，从而增大了所述悬臂124的刚性和使用寿命，提高了惯性微机电传感器的可靠性。
请继续参考图9，所述驱动电极用于驱动所述质量块在所述空腔135内进行多个方向的运动。图中示出了在一个平面内且相互垂直的x方向和y方向的运动，所述质量块还可以沿z方向进行运动，所述z方向与y方向构成一个平面，且所述z方向垂直于x方向和y方向构成的平面。由于视图的原因，未示出质量块运动的z方向。
所述质量块进行多个方向的运动的原理为：
以x方向为例，沿y方向设置一驱动电极，该驱动电极作为一个电极板，所述质量块作为另一电极板，所述质量块通过固定件接收来自半导体衬底100的电信号或来自外部的电信号，而该驱动电极接收来自半导体衬底100的电信号或来自外部的电信号，当在所述驱动电极和所述质量块之间施加电信号时，所述驱动电极和质量块则由于相互排斥而进行沿x方向的相对运动，从而所述驱动电极和质量块之间的沿x方向的距离发生变化，即所述驱动电极和质量块的沿x方向的电容发生变化；
同理，若要使得所述质量块能够进行y方向的运动，则需要沿x方向设置一驱动电极，该驱动电极作为一个电极板，所述质量块作为另一电极板，该质量块通过固定件接收来自半导体衬底100的电信号或来自外部的电信号，而该驱动电极接收来自半导体衬底100的电信号或来自外部的电信号，当在所述驱动电极和所述质量块之间施加电信号时，所述驱动电极和质量块则由于相互排斥而进行沿y方向的相对运动，从而所述驱动电极和质量块之间的沿y方向的距离发生变化，即所述驱动电极和质量块的沿y方向的电容发生变化。
需要说明的是，根据应用的场合的不同，所述惯性微机电传感器可以分为加速度传感器、陀螺仪等，具体的质量块的形状和结构需要本领域技术人员进行相应的调整，在此不应所述质量块的形状和结构。
为了实现所述质量块能够进行相互垂直的x方向和y方向的运动以及垂直于x和y所在平面的z方向的运动，所述驱动电极应包括多个。
具体地，结合图9，所述驱动电极分别是：第一驱动电极108、多个第二驱动电极和第三驱动电极133。所述第一驱动电极108和第三驱动电极133沿x方向设置，所述第一驱动电极108和第三驱动电极133使得所述质量块能够沿y方向进行运动。
作为一个实施例，所述第一驱动电极108位于所述第一层间介质层101内，且所述第一驱动电极108与所述第四导电插塞103电连接。所述第一驱动电极108的材质为金属，所述金属可以为金、银、铜、铝、钛、镍等，优选为铝。
所述第三驱动电极133位于所述空腔135上方的第四层间介质层134内，所述第三驱动电极133用于使得所述质量块能够沿y方向进行运动。所述第三驱动电极133内形成有通孔，所述通孔内填充有部分所述第四层间介质层134，以将所述空腔135密封为密闭的空间。作为一个实施例，所述通孔的孔径为0.1～10微米，所述通孔的深宽比范围为0.3～1.5。
所述第二驱动电极有多个，所述第二驱动电极使得所述质量块能够沿y方向和z方向进行运动，所述z方向垂直于y方向和x方向构成的平面。其中，一部分第二驱动电极沿y和x组成的平面中的y方向设置，该部分使得所述质量块能够沿x方向运动；另一部分第二驱动电极沿y和z组成的平面中的y方向设置，该部分使得所述质量块能够沿z方向运动。
所述多个第二驱动电极的结构相同，具体地，所述第二驱动电极包括：第二互连结构、与所述第二互连结构电连接的第五互连结构和与所述第五互连结构电连接的第八互连线125。其中，所述第二互连结构位于所述第一层间介质层101内，且所述第二互连结构与所述第一层间介质层101齐平。在本发明的一个实施例中，所述第二互连结构包括：第二互连线107和与所述第二互连线107电连接的第六导电插塞111。所述第二互连线107与所述第二导电插塞104电连接，所述第二互连线107的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或镍，优选为铝。
所述第五连结构位于所述第二层间介质层118内，且所述第五互连结构与所述第二层间介质层118齐平。作为一个实施例，所述第五互连结构包括：第五互连线116和与所述第五互连线116电连接的第九导电插塞120，所述第五互连线116与所述第六导电插塞111电连接。所述第五互连线116的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或钨，优选为铝。所述第九导电插塞120的材质为金属，所述金属为钨。
所述第八互连线125位于所述第三层间介质层130内，且所述第八互连线125与所述第九导电插塞120电连接。所述第八互连线125的材质为金属，所述金属为金、银、铜、铝、钛或钨，优选为铝。
本发明所述的第三驱动电极133通过相互电连接的第十一导电插塞132、第八互连线126、第六互连结构、第三互连结构和第三导电插塞103与半导体衬底100内的晶体管电连接，接收来自晶体管的控制信号。所述第十一导电插塞132和第八互连线126位于所述第三层间介质层130内，所述第十一导电插塞132的材质为金属，例如为钨，所述第八互连线126的材质为金属，例如为铝，所述第八互连线126与所述悬臂124可以利用同一金属层制作；所述第六互连结构位于所述第二层间介质层118内，且所述第六互连结构与所述第二层间介质层118齐平，所述第六互连结构包括相互电连接的第六互连线117和第九导电插塞119，所述第九导电插塞119的材质为金属，例如为钨，所述第九导电插塞119与所述第八互连线126电连接，所述第六互连线117的材质为金属，例如为铝或铜；所述第三互连结构包括相互电连接的第三互连线106和第七导电插塞112，所述第七导电插塞112与所述第六互连线117电连接，所述第七导电插塞112的材质为金属，例如为钨，所述第三互连线106与所述第三导电插塞105电连接，所述第三互连线106的材质为金属，例如为铜或铝。
相应地，本发明提供了一种惯性微机电传感器的制作方法，如图1所述的本发明的惯性微机电传感器的制作方法流程示意图。所述惯性微机电传感器的制作方法包括：
步骤S1，提供半导体衬底；
步骤S2，在所述半导体衬底上形成层间介质层；
步骤S3，在所述层间介质层内形成空腔；
步骤S4，在所述空腔外部的层间介质层内形成固定件和驱动电极，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
步骤S5，在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
为了更好地说明本发明的技术方案，请结合图2～图10所示的本发明一个实施例的惯性微机电传感器制作方法流程示意图。
首先，请参考图2，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100内形成有晶体管，所述晶体管用于驱动后续形成的惯性微机电传感器。
所述半导体衬底100上形成有第一层间介质层101，所述第一层间介质层101内形成有相互绝缘的第一驱动电极108、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构。
作为一个实施例，所述形成有所述第一驱动电极108、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构的第一层间介质层101的制作方法包括：
首先，请参考图2，在所述半导体衬底100上形成第一绝缘层。所述第一绝缘层内将通过后续的金属化工艺步骤形成导电插塞，以将半导体衬底100内的晶体管与后续工艺步骤中形成的惯性微机电传感器的各个互连结构和驱动电极电连接。所述第一绝缘层的材质为电学绝缘材质，例如所述第一绝缘层的材质可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。所述第一绝缘层可以利用氧化工艺或化学气相沉积工艺制作。所述第一绝缘层的厚度应根据要形成的导电插塞的深度决定。作为一个实施例，所述第一绝缘层的厚度范围为500～5000埃。例如所述第一绝缘层的厚度可以为500埃、3000埃或5000埃。
然后，请继续参考图2，进行刻蚀工艺，在所述第一绝缘层内形成至少4个接触孔，分别为：第一接触孔、第二接触孔、第三接触孔和第四接触孔。所述第一接触孔用于制作与后续形成的固定件电连接的第一导电插塞，所述第二接触孔用于制作与后续形成的第二驱动电极电连接的第二导电插塞，所述第三接触孔用于制作与后续形成的第四驱动电极电连接的第三导电插塞，所述第四接触孔用于制作与后续形成的第一驱动电极电连接的第四导电插塞。刻蚀所述通孔的方法与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，在此不做详细地说明。
然后，请继续参考图2，在所述第一接触孔、第二接触孔、第三接触孔和第四接触孔内填充金属，形成第一导电插塞102、第二导电插塞104、第三导电插塞105和第四导电插塞103。所述金属为钨。
然后，请继续参考图2，在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层。所述第二绝缘层的材质可以与所述第一绝缘层的材质相同或不同。作为一个实施例，所述第二绝缘层的材质与第一绝缘层的材质相同，即为氧化硅。所述第二绝缘层可以利用氧化工艺或化学气相沉积工艺。
接着，请继续参考图2，在所述第一绝缘层上形成金属层，所述金属层的材质为金、银、铜、铝、钛等，优选为铝。所述金属层可以利用化学气相沉积或物理气相沉积工艺制作。
然后，请继续参考图2，刻蚀所述金属层，形成第一互连线109、第二互连线107、第三互连线106和第一驱动电极108。其中，所述第一驱动电极108作为电容的一个极板，后续工艺形成的质量块作为电容的又一极板，所述第一驱动电极108和所述后续工艺形成的质量块上施加电信号时，所述质量块能够进行沿y方向的运动。图中x方向与y方向在同一平面内，且所述x方向与y方向垂直。
然后，请继续参考图2，在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层与所述第一绝缘层共同构成第一层间介质层101。所述第二绝缘层覆盖所述第一互连线109、第二互连线107、第三互连线106和第一驱动电极108。
然后，请继续参考图2，刻蚀所述第二绝缘层，在所述第二绝缘层内形成多个接触孔，作为一个实施例，所述接触孔至少包括：第五接触孔，位于所述固定件的第一互连线109上且露出部分第一互连线109；第六接触孔，位于所述第二驱动电极的第二互连线107表面且露出部分第二互连线107；第七接触孔，位于所述第三互连线106表面且露出部分第三互连线106。
然后，请继续参考图2，进行金属沉积工艺，在所述第五接触孔内填充金属，形成第五导电插塞110，所述第五导电插塞110与所述第一互连线109电连接且两者构成所述第一互连结构；在所述第六接触孔内填充金属，形成第六导电插塞111，所述第六导电插塞111与所述第二互连线107电连接且两者构成所述第二互连结构；在所述第七接触孔内填充金属，形成第七导电插塞112，所述第七导电插塞112与所述第三互连线106电连接且两者构成所述第三互连结构。
作为优选的实施例，在金属沉积工艺之后，还需要进行平坦化工艺，以使得所述第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构与所述第一层间介质层101齐平，从而有利于后续的工艺进行。
请继续参考图2，进行刻蚀工艺，去除所述第一驱动电极108上方部分第二绝缘层，在所述第一层间介质层101内形成凹槽，所述凹槽的位置与所述第一驱动电极108的位置对应。所述凹槽露出下方的第一驱动电极108，且位于所述第一驱动电极108两侧的部分第一层间介质层101(即所述第一驱动电极108与所述第一互连线109之间的部分第一层间介质层101和第一驱动电极108与所述第二互连线107之间的部分第一层间介质层101)也被刻蚀掉并作为凹槽的一部分。所述凹槽用于在后续的工艺中填充牺牲层。形成所述凹槽的刻蚀工艺与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，在此不做详细的说明。
然后，请继续参考图2，在所述凹槽内沉积填充第一牺牲层113，所述第一牺牲层113用于提供暂时的平台，在后续的工艺步骤中所述第一牺牲层113上将形成质量块，最终所述第一牺牲层113将通过刻蚀工艺去除，以将所述质量块悬空。为了防止去除所述第一牺牲层113时对所述第一层间介质层101和各个导电插塞产生破坏，所述第一牺牲层113的材质应选择与所述第一层间介质层101和各个导电插塞具有刻蚀选择比的材质。
作为本发明的优选实施例，所述第一牺牲层113的材质为非晶碳，其可以利用CMOS工艺中的普通的化学气相沉积工艺制作，并且可以利用CMOS工艺中的等离子体灰化工艺去除，且不会损伤所述第一层间介质层101和各个导电插塞。
作为一个实施例，所述第一牺牲层113可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺，具体参数为：温度范围为350℃～450℃，气压范围为1torr～20torr，RF功率范围为800W～1500W，反应气体包括：C3H6和HE2，反应气体流量为1000sccm～3000sccm，其中C3H6∶HE2的体积比例为1∶1～5∶1。
由于所述第一牺牲层113是利用等离子体增强化学气相沉积工艺制作，因此，所述第一牺牲层113在沉积完毕后，可能会有多余的第一牺牲层覆盖在所述第一层间介质层101表面，需要进行平坦化工艺，去除位于所述第一层间介质层101表面的多余的第一牺牲层，以形成平整的表面，有利于后续工艺步骤的进行。所述平坦化工艺为化学机械研磨工艺。所述化学机械研磨工艺与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，在此不做详细地说明。
作为本发明的又一实施例，所述形成所述第一驱动电极108、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构和第一层间介质层101的制作方法还可以为：
首先，请参考图2，在所述半导体衬底100上形成第一绝缘层，所述第一绝缘层内形成有第一导电插塞102、第二导电插塞104、第三导电插塞105和第四导电插塞103。所述第一导电插塞102、第二导电插塞104、第三导电插塞105和第四导电插塞103的制作方法与前一实施例的第一导电插塞102、第二导电插塞104、第三导电插塞105和第四导电插塞103的制作方法相同，在此不做赘述。
然后，在所述第一绝缘层表面沉积金属层，所述金属层用于制作互连线。所述金属层的材质可以为金、银、铜、铝、钛、镍等，优选为铝。
接着，刻蚀所述金属层，形成第一互连线109、第二互连线107、第三互连线106和第一驱动电极108。所述第一驱动电极108与所述第四导电插塞103电连接，所述第一驱动电极108接收来自半导体衬底100的控制信号。其中，所述第一驱动电极108作为电容的一个极板，后续工艺形成的质量块作为电容的又一极板，所述第一驱动电极108和所述后续工艺形成的质量块上施加电信号时，所述质量块能够进行沿y方向的运动。图中x方向与y方向在同一平面内，且所述x方向与y方向垂直。
然后，进行沉积工艺，在所述第一绝缘层上形成第一牺牲层113，保留位于所述第一驱动电极108的上方和两侧的部分第一牺牲层113，即保留的第一牺牲层113除了位于所述第一驱动电极108上面的部分外，所述保留的第一牺牲层113还超过了所述第一驱动电极108，并向所述第一驱动电极108的两侧延伸到第一互连线109和第二互连线109的上方。所述保留的第一牺牲层113用于在后续的工艺步骤中支撑后续工艺步骤中形成的质量块，最终所述第一牺牲层113将会被去除。所述第一牺牲层113的材质应选择与所述第一绝缘层、第一驱动电极具有刻蚀选择比的材质，以防止所述刻蚀工艺造成所述第一绝缘层和第一驱动电极的损伤。作为一个实施例，所述第一牺牲层113的材质为非晶碳，其制作方法请参考前一实施例，在此不做赘述。
然后，刻蚀所述第一牺牲层113，去除部分所述第一牺牲层113，保留位于所述第一驱动电极108上方的第一牺牲层113，所述刻蚀为利用含氮或含氧的等离子体进行的灰化工艺。所述作为一个实施例，所述第一牺牲层113的刻蚀方法为：利用氧气产生氧离子的等离子体，温度范围为150℃～450℃进行刻蚀，在此温度下，致密非晶碳并不会发生剧烈燃烧，而可以被氧化成二氧化碳气体，第一牺牲层113能够彻底地被去除，而器件的其余部分并不会受到影响。
然后，请继续参考图2，在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层与所述第一绝缘层构成所述第一层间介质层101。所述第二绝缘层的材质为氧化硅或氮化硅，其利用化学气相沉积工艺或氧化工艺形成。
接着，进行化学机械研磨工艺，对所述第二绝缘层进行平坦化，以使得所述第二绝缘层与所述第一牺牲层113齐平。
然后，在所述第二绝缘层内形成第五导电插塞110、第六导电插塞111、第七导电插塞112。其中所述第五导电插塞110与所述第一互连线109电连接且两者构成所述第一互连结构；所述第六导电插塞111与所述第二互连线107电连接且两者构成所述第二互连结构；所述第七导电插塞112与所述第三互连线106电连接且两者构成所述第三互连结构。所述第五导电插塞110、第六导电插塞111、第七导电插塞112的制作方法请参考前一实施例，在此不做赘述。
与本发明前一实施例先形成第二绝缘层、然后在所述第二绝缘层内形成开口、接着在所述开口内形成第一牺牲层、最后对所述第一牺牲层进行化学机械研磨工艺的制作方法相比，由于所述第一牺牲层113结构较为致密，对所述第一牺牲层113进行化学机械研磨工艺时可能会出现研磨速率较低、难以找到研磨终点相比，本实施例采用的方法为首先沉积第一牺牲层113、然后刻蚀所述第一牺牲层113、然后形成第二绝缘层、并对所述第二绝缘层进行研磨，从而避免了对第一牺牲层113研磨引起的研磨速率较低、难以找到研磨终点的问题，提高了工艺的稳定性。
接着，请参考图3，在所述第一层间介质层101上沉积金属层，所述金属层的材质可以为金、银、铜、铝、钛、镍等，优选为铝。所述金属层的制作方法可以为化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。
然后，继续参考图3，对所述金属层进行刻蚀工艺，形成所述第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115。由于所述第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115为通过对同一金属层刻蚀形成，从而提高了工艺的集成度，简化了工艺步骤。刻蚀金属层的方法与现有技术相同，作为本领域技术人员的公知技术，在此不做赘述。
其中，所述第四互连线114与所述第五导电插塞110电连接，所述第五互连线116与所述第六导电插塞111电连接，所述第六互连线117与所述第七导电插塞112电连接，所述可动电极115与所述第四导电插塞103电连接。所述可动电极115部分覆盖所述第一牺牲层113的表面即位于所述第一可动电极115与所述第四互连线114之间的部分第一牺牲层113以及位于所述第一可动电极115与所述第五互连线116之间的部分第一牺牲层113的表面是暴露的，以便于后续形成的第二牺牲层与所述第一牺牲层形成一体的结构，最终可以利用刻蚀工艺将所述第二牺牲层和第一牺牲层去除。
请参考图4，在所述第一层间介质层101上制作第二层间介质层118。所述第二层间介质层118内将制作多个导电插塞，并形成质量块的质量层。所述第二层间介质层118的材质为电学绝缘材质，所述电学绝缘材质可以为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。作为一个实施例，所述第二层间介质层118的材质为氧化硅，其可以利用化学气相沉积工艺制作。
然后，继续参考图4，在所述第二层间介质层118内形成第八导电插塞122、多个质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119。所述多个质量层插塞121与相邻的第二层间介质层118共同构成质量层，所述质量层插塞121用于增大质量块的质量。所述第八导电插塞122、多个导电质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119利用相同的工艺步骤制作，从而能够与CMOS工艺集成，减少工艺步骤。所述第八导电插塞122、多个导电质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119材质为钨金属。
其中，所述第八导电插塞122与所述第四互连线114电连接并形成第四互连结构，该第四互连结构与所述第一互连结构(所述第一互连结构由第一互连线109和第五导电插塞110构成)构成固定件，该固定件用于固定后续形成的悬臂，并通过悬臂向后续形成的质量块提供电信号。该固定件与所述第一导电插塞102电连接，且该固定件通过所述第一导电插塞102接收来自半导体衬底100内的晶体管的控制信号；
所述第九导电插塞120与所述第五互连线116电连接并形成第五互连结构，所述第五互连结构与第二互连结构(第二互连结构由第二互连线107和第六导电插塞111构成)电连接并构成第二驱动电极，所述第二驱动电极与所述第二导电插塞104电连接，并且通过所述第二导电插塞104接收来自半导体衬底100内的晶体管的控制信号，作为一个实施例，所述第二驱动电极的数目有多个，分为第一部分和第二部分，其中第二驱动电极的第一部分分布于沿所述x方向和y方向组成的平面中的y方向，所述第二驱动电极的第一部分作为电容的一个极板，后续工艺步骤中形成的质量块作为电容的又一极板，在所述第二驱动电极的第一部分与所述质量块之间施加电信号时，所述后续工艺步骤中形成的质量块能够沿x方向进行运动；所述第二驱动电极的第二部分分布于垂直于x方向和y方向的z方向与所述y方向组成的平面内，且所述第二驱动电极的的第二部分沿该平面内的y方向排布，所述第二驱动电极的第二部分作为电容的一个极板，所述后续工艺步骤中形成的质量块作为电容的又一极板，在所述第二驱动电极的第二部分与所述质量块之间施加电信号时，所述后续工艺步骤中形成的质量块能够进行z方向的运动；
所述第十导电插塞119与所述第六互连线117电连接并形成第六互连结构。
所述多个质量层插塞121位于所述可动电极115上方，所述多个质量层插塞121与所述可动电极115电连接，相邻的质量层插塞121之间为部分第二层间介质层118。所述多个质量层插塞121的材质为金属，优选为钨。所述多个质量层插塞121用于增大质量块的质量。
由于现有技术通常利用一体的硅层或锗硅层制作质量块，硅层或锗硅层制作所述质量块的方法无法与CMOS后段制作工艺兼容，而本发明利用质量层利用的是CMOS工艺中后段工艺，即与CMOS工艺中的导电插塞在同一工艺步骤中制作，不仅实现了与CMOS工艺的兼容，而且由于所述质量层插塞121的材质为钨，钨的密度远远大于硅或锗硅的的密度，从而在同样的体积下，本发明的质量块的质量远远大于利用硅层或锗硅层制作的质量块的质量。并且所述质量块的质量与所述质量层插塞121的数目有关，即所述质量层插塞121的数目越多，所述质量块的质量越大，当所述质量层完全由质量层插塞121构成时，所述质量块的质量最大。本实施例中仅示出了4个质量层插塞121，在实际中，所述质量层插塞121的数目可以有更多。
在工艺步骤不变的情况下，通过调整所述质量层插塞121的数目，可以方便地调整最终形成的质量块的质量，使得所述惯性微机电传感器的制作工艺灵活。
然后，继续参考图4，对所述第二层间介质层118进行刻蚀，所述刻蚀为对着未被所述可动电极115覆盖的且下方只有第一牺牲层113的部分第二层间介质层118进行刻蚀，直至露出所述第一牺牲层113，在所述第二层间介质层118内形成开口，在所述开口内填充第二牺牲层123。所述第二牺牲层123用于支撑后续形成的质量块的悬臂，最终所述第二牺牲层123将会通过刻蚀工艺去除。为了防止去除所述第二牺牲层123造成相邻的可动电极115和第二层间介质层118的损伤，所述第二牺牲层123应选择与所述可动电极115和第二层间介质层118具有刻蚀选择比的材质。作为一个实施例，所述第二牺牲层123的材质与所述第一牺牲层113的材质相同，其制作方法请参考所述第二牺牲层123的制作方法，在此不做赘述。
经过上述步骤，形成了具有质量层、第二牺牲层123的第二层间介质层118。在本发明的又一实施例，形成有质量层和第二牺牲层123的第二层间介质层118的制作方法还可以为：
首先，结合图3，在所述第一层间介质层101上形成第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115。所述第四互连线114与所述第五导电插塞110电连接，所述第五互连线116与所述第六导电插塞111电连接，所述第六互连线117与所述第七导电插塞112电连接，所述可动电极115与所述第四导电插塞103电连接。所述可动电极115部分覆盖所述第一牺牲层113的表面即位于所述第一可动电极115与所述第四互连线114之间的部分第一牺牲层113以及位于所述第一可动电极115与所述第五互连线116之间的部分第一牺牲层113的表面是暴露的，以便于后续形成的第二牺牲层与所述第一牺牲层形成一体的结构，最终可以利用刻蚀工艺将所述第二牺牲层和第一牺牲层去除。所述第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115的制作方法请参考前一实施例中第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115的制作方法，在此不做赘述。
其中，所述第四互连线114与所述第五导电插塞110电连接，所述第五互连线116与所述第六导电插塞111电连接，所述第六互连线117与所述第七导电插塞112电连接，所述可动电极115与所述第四导电插塞103电连接。
所述可动电极115部分覆盖所述第一牺牲层113的表面，即所述可动电极115与所述第四互连线114之间暴露出部分第一牺牲层113，所述可动电极115与所述第五互连线116之间暴露出部分第一牺牲层113，以便于后续在所述可动电极115与所述第四互连线114之间暴露的第一牺牲层113上和所述可动电极115与所述第五互连线116之间暴露出的部分第一牺牲层113上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层与所述第一牺牲层形成一体的结构，最终可以利用刻蚀工艺将所述第二牺牲层和第一牺牲层去除。
然后，沉积第二牺牲层123，所述第二牺牲层123覆盖所述第一层间介质层101、第四互连线114、第五互连线116、第六互连线117和可动电极115的表面，且所述第二牺牲层123覆盖部分第一牺牲层113。所述第二牺牲层123的材质和制作方法请参考前一实施例中第一牺牲层113的材质和制作方法，在此不做赘述。
接着，刻蚀所述第二牺牲层123，去除位于所述可动电极115与所述第四互连线114之间暴露的第一牺牲层113上和所述可动电极115与所述第五互连线116之间暴露出的部分第一牺牲层113上的第二牺牲层123以外的其余第二牺牲层123。所述第二牺牲层123的刻蚀利用氮离子或氧离子的等离子体进行灰化工艺，具体的方法请参考所述第一牺牲层113的刻蚀方法，在此不作赘述。
然后，形成第二层间介质层118，所述第二层间介质层118的材质和制作方法与前一实施例的第二层间介质层118的材质和制作方法相同，请参考前一实施例，在此不做赘述。
接着，进行化学机械研磨工艺，对所述第二层间介质层118进行平坦化工艺，使得所述第二层间介质层118与所述第二牺牲层123齐平，从而有利于后续工艺的进行。
然后，在所述第三层间介质层内形成第八导电插塞122、多个质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119。所述第八导电插塞122、多个质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119的制作方法与前一实施例的第八导电插塞122、多个质量层插塞121、第九导电插塞120和第十导电插塞119制作方法相同，在此不做赘述。经过上述步骤，形成具有质量层和第二牺牲层123的第二层间介质层118。
与前一实施例先制作第二层间介质层118、然后在所述第二层间介质层118内制作开口、接着在所述第二层间介质层内填充第二牺牲层123、然后对所述第二牺牲层123进行化学机械研磨相比，本实施例首先沉积第二牺牲层123、然后刻蚀第二牺牲层123、接着沉积第二层间介质层118、并对所述第二层间介质层118进行研磨，所述第二层间介质层118的材质为普通的氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅等，与所述第二牺牲层123相比，所述第二层间介质层118易于研磨，从而前一实施例制作所第二层间介质层118和与所述第二层间介质层118齐平的第二牺牲层123齐平的方法相比，本实施例避免了研磨速率下降、无法找到研磨终点的问题。
请参考图5，在所述第二层间介质层118上形成金属层，所述金属层覆盖所述第八导电插塞122、第二牺牲层123、多个质量层插塞121、第二层间介质层118、第九导电插塞120和第十导电插塞119。所述金属层的材质为金、银、铝、铜、钛、镍等，优选为铝。所述金属层的厚度范围为30～3000埃，其制作方法可以为化学气相沉积或物理气相沉积工艺。
然后，继续参考图5，刻蚀所述金属层，分别形成悬臂124、第七互连线125和第八互连线126，所述悬臂124与所述第八导电插塞122电连接，且所述悬臂124暴露出位于所述可动电极115与第五互连线116之间的部分第二牺牲层123。所述悬臂124与质量层、可动电极115构成质量块。
所述悬臂124与所述固定件电连接，且所述悬臂124与所述质量层的多个质量层插塞121电连接，并且所述悬臂124通过所述质量层的多个质量层插塞121与所述可动电极115电连接。在所述第二牺牲层123和第一牺牲层113被去除后，所述悬臂124用于将所述质量层和可动电极115悬空，并与所述质量层和可动电极115共同进行与所述后续形成的驱动电极进行相对运动。
所述第七互连线125与所述第九导电插塞120电连接，且所述第七互连线与所述第九导电插塞120、第五互连线116、第六导电插塞111、第二互连线107构成一个第二驱动电极，图中仅是出了在x和y构成的平面中沿y方向形成的一个第二驱动电极，该第二驱动电极使得质量块能够沿x方向进行运动。实际上，以垂直于x和y构成的平面上的z方向为例，该z方向与y方向构成的平面中，沿y方向还形成有至少一个第二驱动电极，该第二驱动电极的结构与图中所示的第二驱动结构相同，且所述第二结构能够使得质量块能够沿z方向进行运动。
所述第八互连线126与所述第十导电插塞119电连接，所述第八互连线126用于与后续形成的第三驱动电极电连接。
作为优选的实施例，在所述第二层间介质层118上沉积第三绝缘层，所述第三绝缘层至少覆盖所述悬臂124、所述悬臂124与所述第七互连线125之间的部分第二牺牲层123、第七互连线125和第八互连线126和位于所述第七互连线125与第八互连线126之间的第二层间介质层118的表面。所述第三绝缘层用于制作刚性层，所述第三绝缘层的厚度范围为300埃～10微米。
然后进行刻蚀工艺，去除所述悬臂124与所述第七互连线125之间的部分第二牺牲层123上方的部分第三绝缘层和位于所述第七互连线125与第八互连线126之间的第二层间介质层118的部分第三绝缘层，在所述悬臂124表面形成刚性层127，在所述第七互连线125和第八互连线126表面形成保护层128。所述刚性层127用于增大所述悬臂124的刚性，防止所述悬臂124在反复运动过程中由于金属疲劳而失效，防止所述质量块无法进行运动，从而提高了所述质量块的使用寿命，改善了所述惯性微机电传感器的工作可靠性。所述保护层128一方面用于将所述第七互连线125和第八互连线126电学绝缘，另一方面所述保护层128还可以保护所述第七互连线125和第八互连线126，防止所述第七互连线125和第八互连线126受到损伤。
然后，请参考图6，在所述第二层间介质层118上形成第三层间介质层130，所述第三层间介质层130覆盖所述刚性层127和所述悬臂124和第七互连线125之间暴露的部分第二牺牲层123。所述第四层间介质层130的材质为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。
然后，继续参考图6，进行刻蚀工艺，去除位于刚性层127上的部分第三介质层130和所述悬臂114和第七互连线125之间暴露的部分第二牺牲层123表面的第三层间介质层130，在所述刚性层127和所述悬臂114和第七互连线125之间暴露的部分第二牺牲层123上形成开口，所述开口的位置与所述第一牺牲层113的位置对应。
接着，请参考图7，在所述开口内沉积第三牺牲层131，所述第三牺牲层131用于支撑后续形成的第三驱动电极，最终所述第三牺牲层131与下方的第二牺牲层123、第一牺牲层113将会通过刻蚀工艺去除。作为优选的实施例，所述第三牺牲层131应选择与所述刚性层127和第三层间介质层130具有刻蚀选择比的材质，以防止刻蚀所述第三牺牲层131时损伤所述刚性层127和第三层间介质层130。作为本发明的优选实施例，所述第三牺牲层131的材质为非晶碳，其制作方法请参考所述第一牺牲层113、第二牺牲层123的制作方法，在此不做赘述。
在所述第三牺牲层131沉积后，还需要进行平坦化工艺，以使得所述第三牺牲层131与所述第三层间介质层130齐平，有利于后续工艺步骤的进行。所述平坦化工艺可以为化学机械研磨的方法。
需要说明的是，上述制作第三层间介质层130和第三牺牲层131的方法还可以为先制作第三牺牲层131，然后刻蚀第三牺牲层131，最后制作第三层间介质层130，并对所述第三层间介质层130进行化学机械研磨工艺。具体地所述第三层间介质层130和第三牺牲层131的制作方法包括：
首先，在所述第二层间介质层118表面形成第三牺牲层131，所述第三牺牲层131覆盖所述刚性层127、第七互连线125上方的保护层128与所述第八互连线126上方的保护层128之间的部分第二层间介质层118的表面、所述刚性层127与第七互连线125之间暴露的部分第二牺牲层123表面。
然后，进行刻蚀工艺，去除部分第三牺牲层，仅保留位于所述刚性层127与第七互连线125之间暴露的部分所述第二牺牲层122上方的第三牺牲层131和部分悬臂127上方的第三牺牲层131。保留的第三牺牲层131的位置与所述第一牺牲层113的位置对应。所述第三牺牲层131的刻蚀方法为利用氧离子或氮离子的等离子体进行灰化工艺，具体请参考第一牺牲层113和第二牺牲层123的刻蚀方法，在此不做赘述。
接着，在所述第二层间介质层118上形成第三层间介质层130，所述第三层间介质层130的材质可以为氧化硅、氮化硅、氮化硅或氮氧化硅。
然后，进行化学机械研磨工艺，对所述第三层间介质层130进行研磨，使得所述第三层间介质层130与所述第三牺牲层131齐平。
然后，请参考图7，在所述第三层间介质层130内形成第十一导电插塞132，所述第十一导电插塞132与所述第八互连线126电连接，所述第十一导电插塞132与所述第八互连线126、所述第十导电插塞119、第六互连线117、第七导电插塞112、第三互连线106构成第七互连结构，该第七互连结构与后续形成的第三驱动电极电连接。
上述步骤中，由于所述化学机械研磨工艺对所述第三层间介质层130进行研磨，从而避免了前一实施例制作所述第三层间介质层130和第三牺牲层131时对所述第三牺牲层131的研磨，由于所述第三牺牲层131的结构较为致密，从而在化学机械研磨工艺时可能会有研磨速率下降、无法找到研磨终点的问题，本实施例对通过对所述第三层间介质层130进行研磨，所述第三层间介质层130的材质为常见的氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅，从而与研磨第三牺牲层131相比，所述第三层间介质层130的研磨较为容易，从而避免了研磨所述第三牺牲层131研磨速率下降、无法找到研磨终点的问题。
接着，请继续参考图7，在所述第三层间介质层130上沉积金属层，所述金属层的材质为金、银、铜、铝、钛、镍等，优选为铝。
接着，刻蚀所述金属层，形成第三驱动电极133，并且在所述第三驱动电极133内形成通孔。所述通孔露出下方的第三牺牲层131。所述第三驱动电极133与所述第七互连结构的第十一导电插塞132电连接。所述第三驱动电极133用于驱动所述质量块，使得所述质量块能够沿沿y方向进行运动。
需要说明的是，所述第三驱动电极133通过所述第七互连结构、第六互连结构(图中第六互连结构由相互电连接的第六互连线117和第十导电插塞119构成)、第三互连结构(图中第三互连结构由相互电连接的第三互连线106和第七导电插塞112构成)、第三导电插塞105接收来自半导体衬底100的控制信号，所述第三驱动电极133作为电容的一个极板，所述质量块作为电容的另一极板，在所述第三驱动电极133与所述质量块之间施加电信号时，所述质量块能够沿y方向进行运动。
所述通孔用于去除所述第三牺牲层131以及所述第三牺牲层131下方的第二牺牲层123和第一牺牲层113。
为了保证能够将所述第三牺牲层131、第二牺牲层123和第一牺牲层113完全去除，所述通孔的深宽比范围应为0.3～1.5，所述通孔的孔径范围为0.1～10微米。
接着，请参考图8，利用氧离子或氮离子的等离子体进行灰化工艺，去除所述第三牺牲层131、第二牺牲层123和第一牺牲层113，在所述第一层间介质层101、第三层间介质层118和第四层间介质层130内形成空腔135。具体地，所述灰化工艺的参数为：
温度范围为150℃～450℃，气压范围为1torr～20torr，RF功率范围为800W～1500W，反应气体包括：C3H6和HE2，反应气体流量为1000sccm～3000sccm，其中C3H6∶HE2的体积比例为1∶1～5∶1。
在上述参数范围内，可以将所述第三牺牲层131、第二牺牲层123和第一牺牲层113灰化为含碳的气体，通过所述通孔排出，并且不会损伤质量块。
接着，请参考图9，在所述第三层间介质层130上方形成第四层间介质层134，所述第四层间介质层134至少将所述空腔135上方的通孔填满，将所述空腔135封闭。所述第四层间介质层134的制作方法为化学气相沉积工艺。
需要说明的是，由于所述通孔的深宽比范围为0.3～1.5，且通孔的尺寸较小，因此在进行化学气相沉积工艺时，会首先将所述通孔靠近所述空腔135的部分封闭，从而不会有第四层间介质层透过所述通孔进入所述空腔135。
综上，本发明提供的惯性微机电传感器及其制作方法，所述制作方法在半导体衬底上形成层间介质层，然后在所述层间介质层形成空腔，在所述空腔外的层间介质层内形成固定件和驱动电极，在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动，由于所述层间介质层、固定件和驱动电极均形成于半导体衬底上，且所述质量块位于所述层间介质层内的空腔内，且所述层间介质层、固定件、驱动电极、质量块利用CMOS工艺制作，因此本发明的实现了利用CMOS工艺制作惯性微机电传感器；
在本发明的优选实施例中，所述质量块包括可动电极、质量层和悬臂，所述质量层用于提高所述质量块的质量，从而提高了所述质量块的惯性，提高了惯性微机电传感器的抗噪声的能力；
在本发明的优选实施例中，所述质量层上方还形成有刚性层，所述刚性层用于增大所述悬臂的刚性，防止所述悬臂反复运动而发生变形，防止所述变形影响所述质量块与所述驱动电极之间的相对运动，从而提高了质量块的工作可靠性；
在本发明的优选实施例中，所述驱动电极包括第一驱动电极、第二驱动电极、第三驱动电极，所述驱动电极能够从各自的方向分别驱动所述质量块，从而使得所述质量块能够进行至少三个方向的运动；
在本发明的优选实施例中，所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极制作，简化了工艺步骤；
在本发明的优选实施例中，所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极利用同一工艺步骤制作，从而简化了工艺步骤；
在本发明的优选实施例中，所述第三介质层中的第三牺牲层的制作方法包括：首先在所述第二层间介质层上形成第三牺牲层，然后刻蚀所述第三牺牲层，然后形成与所述第三牺牲层齐平的第三介质层，与先在所述第二层间介质层上制作第三层间介质层，然后在所述第三层间介质层内制作开口，在所述开口内沉积第三牺牲层，最后研磨所述第三牺牲层相比，本发明无需对第三牺牲层进行研磨，从而避免了对第三牺牲层研磨时难以研磨，避免了研磨过程中难以找到研磨终点(end point)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (22)
1.一种惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成层间介质层；
在所述层间介质层内形成空腔；
在所述空腔外部的层间介质层内形成固定件和驱动电极，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
在所述空腔内形成质量块，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
2.如权利要求1所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述层间介质层的制作方法包括：
在所述半导体衬底上形成第一层间介质层；
在所述第一层间介质层内形成相互绝缘的第一驱动电极、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构；
在所述第一驱动电极上的第一层间介质层内形成第一牺牲层，所述第一牺牲层与所述第一互连结构、第二互连结构第三互连结构齐平；
在所述第一层间介质层上形成第二层间介质层；
在所述第二层间介质层内形成第四互连结构、第五互连结构、第六互连结构，所述第四互连结构与第一互连结构电连接且两者构成固定件，所述第五互连结构与第二互连结构电连接且两者构成第二驱动电极，所述第六互连结构与所述第三互连结构电连接；
在所述第一牺牲层上形成可动电极，所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层；
在所述可动电极上形成质量层，所述质量层与所述固定件和第二驱动电极齐平，且所述质量层用于增大所述质量块的质量；
在所述可动电极暴露的第一牺牲层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层与所述质量层齐平；
在所述质量层上形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，所述悬臂的另一端与所述质量层和可动电极电连接，所述悬臂部分覆盖所述第二质量层，所述悬臂、质量层和可动电极构成所述质量块，所述质量块部分覆盖所述第一牺牲层；
在所述质量块和第二层间介质层上形成第三层间介质层，所述第三层间介质层内形成有第三牺牲层，所述第三牺牲层覆盖所述第二牺牲层和部分悬臂，所述第三层间介质层内形成有第七互连结构，所述第七互连结构与所述第六互连结构电连接；
在所述第三牺牲层上形成第三驱动电极，所述第三驱动电极内形成有通孔，所述通孔露出所述第三牺牲层，所述第三驱动电极与所述第七互连结构电连接；
利用所述通孔去除所述第三牺牲层、第二牺牲层和第一牺牲层，在所述第一层间介质层、第二层间介质层、第三层间介质层内形成空腔，使得所述质量块悬置于所述空腔内；
在所述通孔内填充第四层间介质层，将所述空腔封闭。
3.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第一层间介质层、第一驱动电极、第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构和第一牺牲层的制作方法包括：
在所述半导体衬底上形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层内形成相互绝缘的第一导电插塞、第二导电插塞、第三导电插塞和第四导电插塞；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层；
在所述第二绝缘层内形成相互绝缘的第一互连结构、第二互连结构、第三互连结构、第一驱动电极，所述第一互连结构与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连结构与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连结构与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；在所述第一驱动电极上方的第二绝缘层内形成第一牺牲层，所述第一牺牲层与所述第一互连结构、第二互连结构第三互连结构齐平，所述第一牺牲层覆盖所述第一驱动电极、第一驱动电极与所述第一互连结构之间的部分第一绝缘层、第一驱动电极与所述第二互连结构之间的部分第一绝缘层。
4.如权利要求3所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第二绝缘层和第一牺牲层的制作方法为：
在所述第一绝缘层上形成相互绝缘的第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极，所述第一互连线与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连线与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连线与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极；
在所述第二绝缘层内形成第五导电插塞、第六导电插塞、第七导电插塞，所述第五导电插塞与所述第一互连线电连接并形成所述第一互连结构，所述第六导电插塞与所述第二互连线电连接并形成所述第二互连结构，所述第七导电插塞与所述第三互连线电连接并形成所述第三互连结构；刻蚀所述第一驱动电极上方的第二绝缘层，在所述第二绝缘层内形成凹槽，所述凹槽露出第一驱动电极、所述第一驱动电极与所述第一互连线之间的部分第一绝缘层、第一驱动电极与所述第二互连线之间的部分第二绝缘层；形成填充满所述凹槽的第一牺牲层，所述第一牺牲层覆盖所述第一驱动电极、所述第一驱动电极与所述第一互连线之间的部分第一绝缘层、所述第一驱动电极与第二互连线的部分第一绝缘层；进行平坦化工艺，使得所述第一牺牲层与所述第二绝缘层齐平。
5.如权利要求3所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第二绝缘层和第一牺牲层的制作方法为：
在所述第一绝缘层上形成相互绝缘的第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极，所述第一互连线与所述第一导电插塞电连接，所述第二互连线与所述第二导电插塞电连接，所述第三互连线与所述第三导电插塞电连接，所述第一驱动电极与所述第四导电插塞电连接；
在所述第一绝缘层上形成覆盖所述第一驱动电极、第一互连线、第二互连线和第三互连线的第一牺牲层；
进行刻蚀工艺，去除位于所述第一互连线、第二互连线、第三互连线、第一绝缘层上的第一牺牲层，保留位于所述第一驱动电极上的第一牺牲层，且保留的第一牺牲层覆盖所述第一互连线与第一驱动电极之间的部分第一绝缘层、所述第二互连线与第二驱动电极之间的部分第一绝缘层；
在所述第一互连线、第二互连线、第三互连线、第一绝缘层上形成与所述第一牺牲层齐平的第二绝缘层；
在所述第二绝缘层内形成第五导电插塞、第六导电插塞、第七导电插塞，所述第五导电插塞与所述第一互连线电连接并形成所述第一互连结构，所述第六导电插塞与所述第二互连线电连接并形成所述第二互连结构，所述第七导电插塞与所述第三互连线电连接并形成所述第三互连结构。
6.如权利要求4或5所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第一互连线、第二互连线、第三互连线和第一驱动电极利用同一工艺步骤制作。
7.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第二层间介质层、质量块和第二牺牲层的制作方法包括：
在所述第一层间介质层上形成相互绝缘的第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极，所述可动电极与所述第一驱动电极的位置对应，所述可动电极位于所述第一牺牲层上方，且所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层，所述第四互连线与所述第一互连结构的第五导电插塞电连接，所述第五互连线与所述第二互连结构的第六导电插塞电连接，所述第六互连线与所述第三互连结构的第七导电插塞电连接；
在所述第一层间介质层上形成第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极；
在所述第二层间介质层内制作相互绝缘的第八导电插塞、第九导电插塞、第十导电插塞和至少一个质量层插塞，其中所述第八导电插塞与所述第四互连线电连接并形成所述第四互连结构，所述第九导电插塞与所述第五互连线电连接并形成第五互连结构，所述第十导电插塞与所述第六互连线电连接并形成第六互连结构，所述质量层插塞位于所述可动电极上方，位于所述可动电极上方的质量层插塞和相邻的质量层插塞之间的第二层间介质层构成所述质量层；
进行沉积工艺，在所述质量块暴露出的第一牺牲层上形成与所述质量块齐平的第二牺牲层；
在所述质量层上方形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接且构成质量块，且所述另一端部分覆盖所述第二牺牲层。
8.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第二层间介质层、质量块和第二牺牲层的制作方法包括：
在所述第一层间介质层上形成相互绝缘的第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极，所述可动电极位于所述第一牺牲层上方，且所述可动电极部分覆盖所述第一牺牲层，所述第四互连线与所述第一互连结构的第五导电插塞电连接，所述第五互连线与所述第二互连结构的第六导电插塞电连接，所述第六互连线与所述第三互连结构的第七导电插塞电连接；
在所述第一层间介质层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖部分第一牺牲层、第四互连线、第五互连线、第六互连线；
进行刻蚀工艺，去除位于所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极上的第二牺牲层，保留位于所述第一牺牲层上形成第二牺牲层；
在所述第一层间介质层上形成与所述第二牺牲层齐平的第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述第四互连线、第五互连线、第六互连线；
在所述第二层间介质层内制作相互绝缘的第八导电插塞、第九导电插塞、第十导电插塞和至少一个质量层插塞，相邻的质量层插塞之间为第二层间介质层，其中所述第八导电插塞与所述第四互连线电连接并形成所述第四互连结构，所述第九导电插塞与所述第五互连线电连接并形成第五互连结构，所述第十导电插塞与所述第六互连线电连接并形成第六互连结构，所述质量层插塞位于所述可动电极上方，位于所述可动电极上方的质量层插塞和相邻的质量层插塞之间的第二层间介质层构成所述质量层；
在所述质量层上方形成悬臂，所述悬臂的一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接且构成质量块且所述悬臂的另一端部分覆盖所述第二牺牲层。
9.如权利要求7或8所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第四互连线、第五互连线、第六互连线和可动电极利用同一工艺步骤制作。
10.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述层间介质层的制作方法还包括：
在所述悬臂上形成刚性层的步骤，所述刚性层用于提高所述悬臂的刚性。
11.如权利要求10所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述刚性层的材质为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅，所述刚性层的厚度范围为300埃～10微米。
12.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第三层间介质层的制作方法包括：
在所述第二层间介质层上沉积第三牺牲层，所述第三牺牲层覆盖所述固定件、悬臂和所述第二牺牲层；
刻蚀所述第三牺牲层，去除位于所述固定件、部分悬臂上方的部分第三牺牲层，保留位于部分悬臂和第二牺牲层上方的第三牺牲层；
在第二层间介质上形成与所述第三牺牲层齐平的第二层间介质层，所述第二层间介质层覆盖所述固定件、未被所述第三牺牲层覆盖的部分悬臂；
在所述第三牺牲层内形成与所述第三牺牲层其的第七互连结构，所述第七互连结构与所述第六互连结构电连接。
13.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第三层间介质层的制作方法包括：
在所述第二层间介质层上形成第三层间介质层，所述第三层间介质层覆盖所述悬臂、第二驱动电极、第七互连结构；
进行刻蚀工艺，去除部分第三层间介质层，在所述第一牺牲层上方的第三层间介质层内形成露出所述悬臂和部分第二牺牲层的开口；
进行沉积工艺，形成填充满所述开口的第三牺牲层，且所述第三牺牲层覆盖所述部分第二牺牲层；
进行平坦化工艺，使得所述第三牺牲层与所述第三层间介质层齐平。
14.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述通孔的孔径范围为0.1～10微米，所述通孔的深宽比范围为0.3～1.5。
15.如权利要求2所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的去除方法为利用氧离子或氮离子的等离子体灰化去除。
16.如权利要求2、5、8、12中任一权利要求所述的惯性微机电传感器的制作方法，其特征在于，所述牺牲层的刻蚀方法为利用氧离子或氮离子的等离子体灰化去除。
17.一种惯性微机电传感器，其特征在于，包括：
半导体衬底；
层间介质层，位于所述半导体衬底上；
空腔，位于所述层间介质层内；
固定件，位于所述空腔外部的层间介质层内；
驱动电极，位于所述空腔外部的层间介质层内，所述驱动电极与所述固定件电学绝缘；
质量块，位于所述空腔内，所述质量块与所述固定件电连接，且所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
18.如权利要求17所述的惯性微机电传感器，其特征在于，
所述质量块包括：
可动电极，悬置于所述空腔内；
质量层，位于所述可动电极的表面，用于增大所述质量块的质量块的质量；悬臂，一端与所述固定件电连接，另一端与所述质量层和可动电极电连接，且所述悬臂将所述质量层和可动电极悬置于所述空腔内，所述悬臂与所述质量层和可动电极构成质量块，所述悬臂使得所述质量块能够与所述驱动电极进行相对运动。
19.如权利要求18所述的惯性微机电传感器，其特征在于，所述质量层包括：多个质量层插塞和位于相邻的质量层插塞之间的绝缘层。
20.如权利要求19所述的惯性微机电传感器，其特征在于，所述质量层插塞均匀排布于所述可动电极表面。
21.如权利要求18所述的惯性微机电传感器，其特征在于，还包括：刚性层，位于所述悬臂上，用于增大所述悬臂的刚性。
22.如权利要求21所述的惯性微机电传感器，其特征在于，所述刚性层的材质为氧化硅、氮化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述刚性层的厚度范围为300埃～10微米。
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