CN115910949A - 一种带有散热功能的芯片三维封装结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有散热功能的芯片三维封装结构及其制备方法，涉及半导体技术领域，该结构包括带有散热通孔阵列的盖板、衬底、功能芯片、金属柱和电极结构，盖板置于衬底上形成空腔，功能芯片、金属柱和电极结构均置于空腔中；电极结构置于衬底上，金属柱的一端连接电极结构，另一端连接散热通孔阵列中的一个散热通孔；功能芯片背面与散热通孔阵列连接，功能芯片正面通过电极结构、金属柱与散热通孔阵列连接。该结构通过对功能芯片的两面同时进行导热和散热，提高了散热效率。另外，制备该结构的方法采用晶圆级工艺，工艺简单、散热能力较好、可靠性较高。且盖板材料根据空腔制作材料进行选择，尽量减小二者之间由于热失配造成的应力。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种带有散热功能的芯片三维封装结构及其制备方法。
背景技术
随着半导体技术的高速发展，功率器件的性能需要不断提升，以满足新一代电子产品对高频大功率器件的要求。目前，多数高功率器件是基于硅和砷化镓等材料制成的晶体管。与传统半导体器件相比，基于新一代半导体材料氮化镓的功率器件具有高频、超宽频及高输出功率等显著优势，在未来的通信领域有着广阔的应用前景。然而器件在大功率工作时会产生较大的热量，随着热量的不断累积，芯片的温度会升高，致使器件的输出功率大幅衰减直至失效，无法充分发挥器件的性能。
另外，在一些MEMS器件中，对散热的要求也比较高。而且往往需要形成一个保护空腔，用来保护器件，并为器件提供真空或气密工作环境。但是由于空腔的存在，且空气或真空的导热系数很差，致使器件的散热效率有限。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种带有散热功能的芯片三维封装结构及其制备方法，本发明的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种带有散热功能的芯片三维封装结构，包括带有散热通孔阵列的盖板、衬底、功能芯片、金属柱和电极结构，盖板置于衬底上形成空腔，功能芯片、金属柱和电极结构均置于空腔中；电极结构置于衬底上，金属柱的一端连接电极结构，另一端连接散热通孔阵列中的一个散热通孔；功能芯片背面与散热通孔阵列连接，功能芯片正面通过电极结构、金属柱与散热通孔阵列连接。
其进一步技术方案为，电极结构包括由上至下依次设置的第一导热层、种子层和扩散阻挡层，第一导热层连接功能芯片正面和金属柱，且第一导热层选用金属材料或导热材料。
其进一步技术方案为，散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，导热填充层的外露侧作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，导热填充层选用金属材料或导热材料。
其进一步技术方案为，功能芯片正面通过凸点连接电极结构，或者，功能芯片正面依次通过金属柱和凸点连接电极结构；
当凸点用于芯片的功能连接时，功能芯片正面通过该凸点连接电极结构、金属柱形成的导电通路，实现功能芯片与外部的电互连；当凸点用于芯片的非功能连接时，功能芯片正面通过该凸点连接电极结构、金属柱形成的散热通路，实现功能芯片的散热。
其进一步技术方案为，还包括设置在功能芯片背面的第二导热层，第二导热层与散热通孔阵列连接。
第二方面，本申请还提供了一种带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，包括如下步骤：
利用刻蚀法在第一衬底一侧制备空腔，将该侧作为第一衬底正面；
利用光刻和电镀技术在第一衬底正面制备电极层；
利用光刻和电镀技术在电极层上制备金属柱；
去除电镀区域以外的电极层，得到电极结构；
将功能芯片正面贴装到电极结构上；
制备带有散热通孔阵列的盖板，盖板与第一衬底正面进行键合，得到含有封闭空腔的芯片三维封装结构；
其中，功能芯片、金属柱和电极结构均置于封闭空腔中，金属柱的一端连接电极结构，另一端连接散热通孔阵列中的一个散热通孔；功能芯片背面与散热通孔阵列连接，功能芯片正面通过电极结构、金属柱与散热通孔阵列连接。
其进一步技术方案为，利用光刻和电镀技术在第一衬底正面制备电极层，包括：
在第一衬底正面沉积扩散阻挡膜层，在扩散阻挡膜层上沉积种子膜层；
在种子膜层上进行光刻胶涂覆、曝光、显影，形成电镀区域；
在电镀区域上电镀第一导热层，去除光刻胶得到电极层；
其中，电极层包括第一导热层、种子膜层和扩散阻挡膜层，第一导热层置于种子膜层的电镀区域上，种子膜层置于扩散阻挡膜层上，第一导热层选用金属材料或导热材料。
其进一步技术方案为，制备带有散热通孔阵列的盖板，包括：
利用刻蚀法在第二衬底一侧制备多个孔结构，将该侧作为第二衬底正面；
在第二衬底正面沉积扩散阻挡层，在扩散阻挡层上沉积种子层；
在种子层上电镀导热填充层，且填充每个孔结构；
利用化学机械抛光法去除第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，使孔结构表面的导热填充层外露；
将第二衬底正面与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
去除载片，得到带有散热通孔阵列的第二衬底作为盖板；
其中，散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，导热填充层的外露侧作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，导热膜层选用金属材料或导热材料。
其进一步技术方案为，制备带有散热通孔阵列的盖板，还包括：
保留第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，将导热填充层与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
在第二衬底背面依次制备扩散阻挡层、种子层和第三导热层，与第二衬底正面的导热填充层、种子层和扩散阻挡层形成对称结构；
去除载片，得到带有散热通孔阵列的结构作为盖板；
其中，散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，位于第二衬底正面的导热填充层作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，导热膜层选用金属材料或导热材料。
其进一步技术方案为，制备带有散热通孔阵列的盖板，还包括：
保留第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，将导热填充层与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
去除载片，利用光刻技术在第二衬底正面制备散热通道，散热通道贯穿第二衬底正面的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，且散热通道的位置与功能芯片正面上用于芯片的非功能连接的凸点位置相对应；
去除光刻胶以及散热通孔阵列所在区域以外的多余的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，得到带有散热通孔阵列和散热通道的结构作为盖板；
其中，散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，位于第二衬底正面的导热填充层作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，导热膜层选用金属材料或导热材料。
本发明的有益技术效果是：
本发明通过将功能芯片正面与金属柱互连连接盖板的散热通孔，以及芯片背面连接盖板的散热通孔，使功能芯片的两面同时进行导热和散热，提高了散热效率，解决了密封空腔内空气和真空导热效率低的问题。本申请制备该封装结构的方法采用晶圆级工艺，工艺简单、成本低、散热能力较好、可靠性较高。另外，盖板材料可以根据空腔制作材料进行选择，确保二者之间的热膨胀系数失配较小，从而尽量减小二者之间的应力。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的带有散热功能的芯片三维封装结构的示意图。
图2是本申请实施例一提供的功能芯片的结构示意图。
图3是本申请实施例二提供的一种带有散热通孔阵列的盖板的结构示意图。
图4是本申请实施例三提供的另一种带有散热通孔阵列的盖板的结构示意图。
图5是本申请实施例四提供的制备实施例一结构的工艺流程示意图。
图6是本申请实施例四提供的制备实施例一结构中盖板的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例一：
如图1所示，该例提供了一种带有散热功能的芯片三维封装结构，包括带有散热通孔阵列10的盖板1a、衬底2、功能芯片3、多个金属柱4和电极结构5。可选的，还包括第二导热层6。
其中，盖板1a置于衬底2上形成空腔7，功能芯片3、金属柱4、电极结构5和第二导热层6均置于空腔7中。电极结构5置于衬底2上，每个金属柱4的一端连接相应的电极结构5，另一端连接散热通孔阵列10中的一个散热通孔。第二导热层6设置在功能芯片3的背面，功能芯片背面通过第二导热层6与散热通孔阵列10连接，功能芯片正面通过电极结构5、金属柱4与散热通孔阵列10连接。
散热通孔阵列10中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103，种子层102和扩散阻挡层103贴附于孔内壁，且扩散阻挡层103设置在外侧，导热填充层101充满孔结构，被种子层102和扩散阻挡层103半包覆设置，导热填充层101的外露侧作为盖板正面与功能芯片背面的第二导热层6和金属柱4连接。其中，导热填充层101选用金属材料，比如铜、铝等单一材料或合金材料；或者选用导热材料，比如导热胶、碳纳米管材料或石墨烯等。第二导热层6选用金属材料，比如铜、铝等单一材料或合金材料；或者选用导热材料，比如导热胶、石墨烯或导热硅脂等。
电极结构5包括由上至下依次设置的第一导热层51、种子层52和扩散阻挡层53，第一导热层51连接功能芯片正面和金属柱4。其中，第一导热层51选材与导热填充层101选材相同。
可选的，衬底2可以选用硅、玻璃、蓝宝石或氮化硅等氮化物衬底，或者选用碳化硅、化合物半导体如砷化镓、磷化铟等常用衬底材料，盖板1a可以根据衬底材料进行选择，确保二者之间的热膨胀系数失配较小，从而尽量减小二者之间键合时造成的应力。种子层102、52优选铜材料；扩散阻挡层103、53可以选用钛、氮化钛、钽或氮化钽等材料。
结合图1、图2(a)、图2(c)所示，功能芯片正面通过设置多个凸点31和金属柱32连接电极结构5；其中，金属柱32一端连接功能芯片正面，另一端连接凸点31。或者，结合图2(b)、图2(c)所示，功能芯片正面通过直接设置多个凸点31连接电极结构5。当凸点31用于芯片的功能连接时，功能芯片正面通过该凸点31连接电极结构5、金属柱4形成的导电通路，实现功能芯片3与外部的电互连；当凸点31用于芯片的非功能连接时，功能芯片正面通过该凸点31连接电极结构5、金属柱4形成的散热通路，实现功能芯片3的散热。
可选的，凸点31选用锡银焊料或无铅焊料；金属柱4、32优选使用铜柱。
实施例二：
本例提供了另一种带有散热功能的芯片三维封装结构，包括与实施例一中结构和连接相同的衬底2、功能芯片3、金属柱4、电极结构5和第二导热层6。区别在于，给出了另一种带有散热通孔阵列10的盖板1b。
如图3所示，在实施例一给出的盖板1a的基础上，盖板1b的散热通孔阵列10中的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103还覆盖在盖板1b上层叠设置，导热填充层101作为盖板正面与功能芯片背面的第二导热层6和金属柱4连接，即一个金属柱4可以连接多个散热通孔。盖板1b还包括由下到上依次设置在盖板背面的扩散阻挡层11、种子层12和第三导热层13，与盖板正面的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103形成对称结构。其中，第三导热层13选材与导热填充层101选材相同。
在本实施例中，相比于盖板1a，盖板1b扩展成类似三明治结构，缓解了表面导热填充层的存在导致键合时应力较大的问题，从而使封装结构的导热效率有所提升。
实施例三：
本例提供了再一种带有散热功能的芯片三维封装结构，包括与实施例一中结构和连接相同的衬底2、功能芯片3、金属柱4、电极结构5和第二导热层6。区别在于，给出了再一种带有散热通孔阵列10的盖板1c。
如图4所示，在实施例一给出的盖板1a的基础上，盖板1c的散热通孔阵列10中的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103还覆盖在盖板1c上层叠设置，导热填充层101作为盖板正面与功能芯片背面的第二导热层6和金属柱4连接，即一个金属柱4可以连接多个散热通孔。盖板1c还包括贯穿盖板正面导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103的散热通道14，散热通道14的位置与功能芯片正面上用于芯片的非功能连接的凸点31位置相对应。
在本实施例中，在盖板1c上保留了导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103，简化了工艺流程，且在盖板1c对应凸点位置设置了散热通道14，缓解了表面导热填充层的存在导致键合时应力较大的问题，从而使封装结构的导热效率有所提升。
实施例四：
该例对应实施例一提供的封装结构，提供了一种带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，结合图5、图6所示，包括如下步骤：
步骤1：如图5-(a)所示，准备第一衬底2。
可选的，第一衬底2选用硅、玻璃、蓝宝石或氮化硅等氮化物衬底，或者选用碳化硅、化合物半导体如砷化镓、磷化铟等常用衬底材料。
步骤2：如图5-(b)所示，利用刻蚀法在第一衬底2一侧制备空腔7，将该侧作为第一衬底正面。
其中，刻蚀法采用等离子体刻蚀、反应离子刻蚀等干法刻蚀方法，或者采用酸或碱溶液进行的湿法刻蚀方法。
步骤3：利用光刻和电镀技术在第一衬底正面制备电极层，包括如下分步骤：
步骤31：如图5-(c)所示，在第一衬底正面沉积扩散阻挡膜层54。可选的，扩散阻挡膜层54可以选用钛、氮化钛、钽或氮化钽等材料。
步骤32：如图5-(d)所示，在扩散阻挡膜层54上沉积种子膜层55。可选的，种子膜层55优选铜材料。
步骤33：如图5-(e)所示，在种子膜层55上进行光刻胶涂覆、曝光、显影，形成电镀区域56。
步骤34：如图5-(f)所示，在电镀区域56上电镀第一导热层51。可选的，第一导热层金属材料，比如铜、铝等单一材料或合金材料；或者选用导热材料，比如导热胶、碳纳米管材料或石墨烯等。
步骤35：如图5-(g)所示，去除光刻胶得到电极层。
其中，电极层包括第一导热层51、种子膜层55和扩散阻挡膜层54，第一导热层51置于种子膜层55的电镀区域56上，种子膜层55置于扩散阻挡膜层54上。
步骤4：利用光刻和电镀技术在电极层上制备金属柱，包括如下分步骤：
步骤41：如图5-(h)所示，在电极层上进行光刻胶涂覆、曝光、显影，形成电镀区域41。
步骤42：如图5-(i)所示，在电镀区域41内电镀金属，去除光刻胶形成金属柱4。可选的，金属柱4优选使用铜柱。
步骤5：如图5-(j)所示，去除电镀区域56以外的电极层，也即去除电镀区域56以外的扩散阻挡膜层54和种子膜层55，得到电极结构5。
步骤6：如图5-(k)所示，将功能芯片3正面贴装到电极结构5上。
其中，结合图2(a)、图2(c)所示，功能芯片正面通过设置多个凸点31和金属柱32连接电极结构5，即金属柱32一端连接功能芯片正面，另一端连接凸点31。或者，结合图2(b)、图2(c)所示，功能芯片正面通过直接设置多个凸点31连接电极结构5。
步骤7：在功能芯片背面涂覆导热材料，或者溅射或沉积金属材料，得到第二导热层6。可选的，金属材料比如选用铜、铝等单一材料或合金材料；导热材料比如选用导热胶、石墨烯或导热硅脂等。
步骤8a：制备带有散热通孔阵列的盖板，包括如下分步骤：
步骤81a：如图6-(a)所示，准备第二衬底1。可选的，第二衬底1可以根据第一衬底2的材料进行选择，确保二者之间的热膨胀系数失配较小，从而尽量减小二者之间键合时造成的应力。
步骤82a：如图6-(b)所示，利用刻蚀法在第二衬底1一侧制备多个孔结构15，将该侧作为第二衬底正面。可选的，可以采用等离子体刻蚀、反应离子刻蚀等干法刻蚀方法实现。
步骤83a：如图6-(c)所示，在第二衬底正面沉积扩散阻挡层103。可选的，扩散阻挡层103可以选用钛、氮化钛、钽或氮化钽等材料。
步骤84a：如图6-(d)所示，在扩散阻挡层103上沉积种子层102。可选的，种子层102优选铜材料。
步骤85a：如图6-(e)所示，在种子层102上电镀导热填充层101，且填充每个孔结构。可选的，导热填充层101优选铜材料。
步骤86a：如图6-(f)所示，利用化学机械抛光法(CMP)去除第二衬底正面上的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103，使孔结构15表面的导热填充层101外露，此时导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103仅保留在每个孔结构15内部。
步骤87a：如图6-(g)所示，将第二衬底正面与一个载片8进行临时键合。可选的，载片8可以是硅、玻璃、蓝宝石、氮化硅等氮化物衬底，或者是碳化硅、化合物半导体如砷化镓、磷化铟，或者是金属、陶瓷或环氧树脂等材料。
步骤88a：如图6-(h)所示，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构15底部的扩散阻挡层103，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列10。
步骤89a：如图6-(i)所示，利用拆键合工艺去除载片8，得到带有散热通孔阵列10的第二衬底作为盖板1a。
步骤9：如图5-(l)所示，将盖板1a与第一衬底2正面进行键合，得到含有封闭空腔7的芯片三维封装结构。可选的，键合方式可以为胶粘结、阳极键合或者玻璃键合等方式。
实施例五：
在实施例四的基础上，本例还提供了一种制备带有散热通孔阵列的盖板的方法，其中步骤81b-步骤85b的方法与实施例四中的步骤81a-步骤85a相同，区别在于，还包括如下分步骤：
步骤86b：直接将导热填充层101与一个载片8进行临时键合。
步骤87b：对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构15底部的扩散阻挡层103，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列10。
步骤88b：在第二衬底背面依次制备扩散阻挡层11、种子层12和第三导热层13，与第二衬底正面的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103形成对称结构。其中，第三导热层13选材与导热填充层101选材相同。
步骤89b：利用拆键合工艺去除载片，得到带有散热通孔阵列10的结构作为盖板1b，如图3所示。
实施例六：
在实施例四的基础上，本例还提供了一种制备带有散热通孔阵列的盖板的方法，其中步骤81c-步骤85c的方法与实施例四中的步骤81a-步骤85a相同，区别在于，还包括如下分步骤：
步骤86c：直接将导热填充层101与一个载片8进行临时键合。
步骤87c：对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构15底部的扩散阻挡层103，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列10。
步骤88c：利用拆键合工艺去除载片，利用光刻技术在第二衬底正面制备散热通道14。其中，散热通道14贯穿第二衬底正面的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103，且散热通道的位置与功能芯片正面上用于芯片的非功能连接的凸点位置相对应。
步骤89c：去除光刻胶以及散热通孔阵列10所在区域以外的多余的导热填充层101、种子层102和扩散阻挡层103，得到带有散热通孔阵列10和散热通道14的结构作为盖板1c。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带有散热功能的芯片三维封装结构，其特征在于，包括带有散热通孔阵列的盖板、衬底、功能芯片、金属柱和电极结构，所述盖板置于所述衬底上形成空腔，功能芯片、金属柱和电极结构均置于所述空腔中；所述电极结构置于所述衬底上，所述金属柱的一端连接所述电极结构，另一端连接所述散热通孔阵列中的一个散热通孔；功能芯片背面与所述散热通孔阵列连接，功能芯片正面通过电极结构、金属柱与所述散热通孔阵列连接。
2.根据权利要求1所述的带有散热功能的芯片三维封装结构，其特征在于，所述电极结构包括由上至下依次设置的第一导热层、种子层和扩散阻挡层，所述第一导热层连接功能芯片正面和金属柱，且所述第一导热层选用金属材料或导热材料。
3.根据权利要求1所述的带有散热功能的芯片三维封装结构，其特征在于，所述散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被所述种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，导热填充层的外露侧作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，所述导热填充层选用金属材料或导热材料。
4.根据权利要求2所述的带有散热功能的芯片三维封装结构，其特征在于，所述功能芯片正面通过凸点连接所述电极结构，或者，所述功能芯片正面依次通过金属柱和凸点连接所述电极结构；
当所述凸点用于芯片的功能连接时，功能芯片正面通过该凸点连接电极结构、金属柱形成的导电通路，实现功能芯片与外部的电互连；当所述凸点用于芯片的非功能连接时，功能芯片正面通过该凸点连接电极结构、金属柱形成的散热通路，实现功能芯片的散热。
5.根据权利要求1-4任一所述的带有散热功能的芯片三维封装结构，其特征在于，还包括设置在功能芯片背面的第二导热层，所述第二导热层与所述散热通孔阵列连接。
6.一种带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
利用刻蚀法在第一衬底一侧制备空腔，将该侧作为第一衬底正面；
利用光刻和电镀技术在第一衬底正面制备电极层；
利用光刻和电镀技术在所述电极层上制备金属柱；
去除电镀区域以外的电极层，得到电极结构；
将功能芯片正面贴装到所述电极结构上；
制备带有散热通孔阵列的盖板，所述盖板与第一衬底正面进行键合，得到含有封闭空腔的芯片三维封装结构；
其中，功能芯片、金属柱和电极结构均置于所述封闭空腔中，所述金属柱的一端连接所述电极结构，另一端连接所述散热通孔阵列中的一个散热通孔；功能芯片背面与所述散热通孔阵列连接，功能芯片正面通过电极结构、金属柱与所述散热通孔阵列连接。
7.根据权利要求6所述的带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，其特征在于，所述利用光刻和电镀技术在第一衬底正面制备电极层，包括：
在第一衬底正面沉积扩散阻挡膜层，在所述扩散阻挡膜层上沉积种子膜层；
在所述种子膜层上进行光刻胶涂覆、曝光、显影，形成电镀区域；
在所述电镀区域上电镀第一导热层，去除光刻胶得到电极层；
其中，所述电极层包括第一导热层、种子膜层和扩散阻挡膜层，所述第一导热层置于种子膜层的电镀区域上，所述种子膜层置于所述扩散阻挡膜层上，所述第一导热层选用金属材料或导热材料。
8.根据权利要求6所述的带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，其特征在于，所述制备带有散热通孔阵列的盖板，包括：
利用刻蚀法在第二衬底一侧制备多个孔结构，将该侧作为第二衬底正面；
在第二衬底正面沉积扩散阻挡层，在所述扩散阻挡层上沉积种子层；
在所述种子层上电镀导热填充层，且填充每个孔结构；
利用化学机械抛光法去除第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，使孔结构表面的导热填充层外露；
将第二衬底正面与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
去除载片，得到带有散热通孔阵列的第二衬底作为盖板；
其中，所述散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被所述种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，导热填充层的外露侧作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，所述导热膜层选用金属材料或导热材料。
9.根据权利要求8所述的带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，其特征在于，所述制备带有散热通孔阵列的盖板，还包括：
保留第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，将所述导热填充层与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
在第二衬底背面依次制备扩散阻挡层、种子层和第三导热层，与第二衬底正面的导热填充层、种子层和扩散阻挡层形成对称结构；
去除载片，得到带有散热通孔阵列的结构作为盖板；
其中，所述散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被所述种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，位于第二衬底正面的导热填充层作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，所述导热膜层选用金属材料或导热材料。
10.根据权利要求8所述的带有散热功能的芯片三维封装结构的制备方法，其特征在于，所述制备带有散热通孔阵列的盖板，还包括：
保留第二衬底正面上的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，将所述导热填充层与一个载片进行临时键合，对第二衬底背面进行减薄和平坦化直至到达孔结构底部的扩散阻挡层，得到多个散热通孔组成的散热通孔阵列；
去除载片，利用光刻技术在第二衬底正面制备散热通道，所述散热通道贯穿第二衬底正面的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，且散热通道的位置与功能芯片正面上用于芯片的非功能连接的凸点位置相对应；
去除光刻胶以及散热通孔阵列所在区域以外的多余的导热填充层、种子层和扩散阻挡层，得到带有散热通孔阵列和散热通道的结构作为盖板；
其中，所述散热通孔阵列中的每个散热通孔结构相同，包括导热填充层、种子层和扩散阻挡层，种子层和扩散阻挡层贴附于孔内壁，且扩散阻挡层设置在外侧，导热填充层充满孔结构，被所述种子层和扩散阻挡层在通孔中半包覆设置，位于第二衬底正面的导热填充层作为盖板正面与功能芯片背面和金属柱连接；其中，所述导热膜层选用金属材料或导热材料。
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