[发明专利]一种有压纳米颗粒烧结装置

说明书

本发明提供一种有压纳米颗粒烧结装置，包括施压装置、压力感应装置和加热装置；所述施压装置具有一个能够在压力作用下移动的压力棒，所述压力棒在所述压力作用下挤压所述加热装置内的纳米样品，所述压力感应装置用于检测所述压力棒受到的压力大小，所述加热装置用于加热纳米样品。本发明具有的有益效果：1、本发明中的烧结装置能够提供纳米材料烧结时的恒温恒压环境，从而提升烧结质量，为充分发挥材料性能提供保障。2、本发明中的烧结装置能够实现每份纳米样品烧结时的压力可控目的，做到对每份材料的精确控制。

技术领域

本发明属于半导体制作装置技术领域，具体涉及一种有压纳米颗粒烧结装置。

背景技术

第三代半导体材料是近年来迅速发展起来的以GaN、SiC 为代表的新型半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、以及抗辐射能力强等优点，是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”，在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景，可望成为支撑信息、能源、交通、国防等重点产业发展的重点新材料，正在成为全球半导体产业新的战略高地。其中高密度封装器件中互连材料以及相应工艺的开发是第三代半导体的核心瓶颈技术之一。

随着电子行业的不断发展，碳化硅因其工作温度高，耐压高，传统的封装材料很难满足碳化硅工作的优越性。纳米材料封装时所需温度低而封装后温度急剧升高，能够使碳化硅基板的优越性发挥出来。金属纳米颗粒由于粒径尺寸小，因而具有很高的比表面积；有限的原子数目又会使颗粒表现出量子尺寸效应，电子结构发生显著变化；此外，纳米尺度下，不饱和配位的表面金属原子比例很高，使得纳米颗粒发生严重的表面重构现象，并具有很高的表面能。所以很多学者将目光投向纳米金属材料，纳米材料的烧结需要恒温恒压，针对不同的材料有不同的压力及温度要求，当前的存在的装置难以满足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种有压纳米颗粒烧结装置，能够为纳米材料烧结提供恒温恒压环境。

为解决现有技术问题，本发明提供了一种有压纳米颗粒烧结装置，包括施压装置、压力感应装置和加热装置；所述施压装置具有一个能够在压力作用下移动的压力棒，所述压力棒在所述压力作用下挤压所述加热装置内的纳米样品，所述压力感应装置用于检测所述压力棒受到的压力大小，所述加热装置用于加热纳米样品。

进一步地，所述施压装置包括气压泵和气筒，所述气筒的数量为多个，所述气筒内滑动设置大活塞，所述大活塞内部设有小活塞腔，所述小活塞腔内由上至下依次设有压力感应装置和小活塞，所述小活塞在所述小活塞腔内滑动以挤压压力感应装置；所述小活塞的底部与对应的压力棒相连，所述气筒具有连接其内部位于所述大活塞上方空间的进气口和出气口，所述进气口连接所述气压泵的出气口，所述气筒的进气口和出气口分别通过阀门控制开闭。

进一步地，所述气筒内设有使所述大活塞具有向上运动趋势的大弹簧，小活塞腔内设有使所述小活塞具有远离压力感应装置趋势的小弹簧。

进一步地，所述大活塞的外圆面设有至少两层密封圈，所述大活塞通过所述密封腔与所述气筒内壁滑动密封连接。

进一步地，所述加热装置包括烘箱，所述烘箱内设有用于加热纳米样品的烧结腔，所述压力棒能够伸入对应的烧结腔内。

进一步地，所述烘箱为真空烘箱或充气氛烘箱。

进一步地，所述烘箱的底板设有与烧结腔一一对应的凹槽。

进一步地，所述压力棒为隔热材料制成的棒状物或设有隔热层的棒状物。

进一步地，所述压力感应装置为压力传感器，所述压力传感器在压力作用下产生压力信号。

进一步地，还包括控制装置，所述控制装置与所述施压装置、压力感应装置和加热装置一一电性相连。

本发明具有的有益效果：