第三代半导体材料功率密度高、热导率高、禁带宽度大,其器件的互连材料需满足“低温互连,高温服役”的工作要求。传统互连材料如锡基合金焊料存在耐高温性差（＞300℃）、易产生脆性金属间化合物等问题,无法适用于第三代半导体器件的互连。纳米金属材料如纳米铜由于具有低温烧结特性可作为第三代半导体器件的互连材料,但纳米铜在空气中易于发生氧化。如何改进纳米铜粉的抗氧化性并兼顾其烧结性能成为一个重要的研究课题。针对该课题,本文提出向纳米铜颗粒中加入微米铜颗粒的方法以改进铜粉的抗氧化性与烧结性能。结合微米铜表面活性低与纳米铜比表面积大的特性,可获得致密度更高、抗氧化性更好的复合铜粉以应用于第三代半导体器件的互连。为了验证这一研究思路,本文探究了不同配比的250 nm-1μm复合铜粉烧结性能的差异,同时改进了铜膏的制备工艺。研究发现微纳铜粉能够获得良好的烧结性能,配比最优的微纳铜粉在260℃、2 MPa、30 min的烧结条件下剪切强度能达到81.4 MPa,烧结后的电阻率为6×10-7Ω·m,热导率为186.74 W/m·K。在220℃、2 MPa、30 min条件下,微纳铜粉的剪切强度为42 MPa。该微纳铜粉在低温低压下能获得良好的互连性能。为了解释微纳铜颗粒在低温下（＜300℃）的烧结机理,本文提出了微流烧结机理。使用粒径为40 nm～1.8μm左右的铜颗粒进行无压烧结并对烧结后的颗粒尺寸与烧结颈长度进行测量统计,研究发现烧结颈半径（x）与颗粒半径（a）之间存在着定量关系。考虑相邻颗粒间的传质是以表面张力驱动的物质微流动过程,本文提出了一个定量模型以描述烧结过程中烧结颈长度与颗粒半径之间的关系。为了揭示微纳铜粉对烧结性能的调控机理,本文从团聚体的角度探讨了微纳颗粒烧结体的结构-性能关系。通过对不同溶剂下制备的微纳铜膏进行稀释、热压烧结和表征分析,发现铜烧结体的孔洞尺寸（Lc）与铜颗粒团聚体的尺寸（La）之间呈线性关系。在实验基础上提出了定量模型以预测烧结体的整体强度。结果表明,溶剂接触角越大铜膏稀释后的团聚体尺寸越小,烧结体的缺陷尺寸越小,烧结性能更优异。综上,本文针对微纳颗粒的烧结机理与性能调控机制提出了新的理论解释。