氮化矽具有硬度大，強度高，熱膨脹係數小，抗氧化性能好，熱腐蝕性能好，摩擦係數小，高溫蠕變小，與有潤滑的金屬表面相似等諸多優異特性，是綜合性能最好的結構陶瓷材料。單晶氮化矽的理論導熱率可達400W/(m·K），具有成為高導熱基片的潛力。此外氮化矽的熱膨脹係數為3.0X10^(-6)/左右，與si,sic,和GaAs等材料匹配良好，這使得氮化矽陶瓷將成為一種極具有吸引力的高強度高導熱電子器件基板材料。與其他陶瓷材料相比，氮化矽陶瓷材料具有明顯優勢。尤其是在高溫條件下氮化矽陶瓷材料表現出的耐高溫性能、對金屬的化學惰性、超高的硬度和斷裂韌性等力學性能。



氮化矽陶瓷微強共價鍵結構，熱的傳遞機制為聲子傳熱。氮化矽陶瓷燒結提複雜的結構，對聲子的散射較大，使常用氮化矽陶瓷結構件產品熱導率偏低。然而通過配方設計和燒結工藝優化等方法，目前高導熱氮化矽陶瓷在不損失力學性能的前提下，熱導率可以達到80-100W/(m·K）.從熱導率的角度，似乎氮化矽陶瓷與氮化鋁陶瓷還存在差距。但是陶瓷基片在半導體封裝中是以陶瓷覆銅板的形式使用的，氮化矽陶瓷基板優異的力學性能，使其可以塗覆更厚的金屬銅。此外氮化矽陶瓷覆銅板還具有更好的安培容量。由此可見氮化矽陶瓷是綜合了散熱性、可靠性和電性能最佳的半導體絕緣基片材料，未來的應用前景十分廣闊。



目前，氮化矽陶瓷基片產品已用於混合動力汽車/純電動汽車市場領域，全球半導體器件技術都朝著更高的電壓，更大的電流和更大的功率密度方向發展。這種趨勢推動者寬禁帶半導體在不久的將來迅速的替代矽。高的功率和使用環境的負責力學性，對封裝材料的付款可靠性提出來及其嚴苛的要求。如前文分析氮化矽陶瓷基片是集高導熱率，高可靠性於一身的綜合性能最佳的基片材料，氮化矽陶瓷基片必將是未來半導體器件陶瓷基片的發展趨勢，並為第三代半導體的發展提供堅實的材料基礎。（摘自新材料產業）