１ 晶格氧
Si₃N₄的热导主要依赖于声子的传导，而晶格缺陷如空位、层错及晶间杂质的存在会导致声子的散射加剧，从而降低Si₃N₄的热导率。
晶格氧是影响Si₃N₄热导率的关键因素。在氧原子进入Si₃N₄的晶格后，会形成Si空位，这样显著缩短了声子运动的平均自由程，进而降低Si₃N₄的热导率。为了进一步提升Si₃N₄的热导率，可以通过降低原材料中的氧含量来提高烧结活性，同时保持原材料的粒径较小，避免引入额外的氧杂质。
Si₃N₄常用的烧结助剂也往往会引入晶格氧。同时，在液相中会形成热导率通常低于1 W/(m·K) 的晶间第二相，这也对 Si₃N₄ 的实际热导率产生负面影响。研究发现，当采用稀土氧化物作为烧结助剂时，氮化硅的晶格氧含量会因元素离子半径的减小而降低，在确保烧结致密度和晶粒尺寸良好的前提下，尽量实现低温烧结，以降低氮化硅陶瓷基板的生产成本。
2、氮化硅的晶体结构
氮化硅是一种具有强共价键的化合物，其相对分子质量为140.68,常见的晶体结构有 α-Si₃N₄ 和 β-Si₃N₄，均归属于六方晶系。因氮化硅陶瓷的烧结温度通常在 1800 ℃ 以上，β-Si₃N₄ 通常是工业应用中氮化硅陶瓷产品的主要晶相。
（1）β-Si₃N₄晶粒生长驱动力
在α-Si₃N₄转变为β-Si₃N₄的相变过程中，未转变的α-Si₃N₄会显著影响其热导率。这表明，为了提高β-Si₃N₄的导热性能，有必要通过促进α-Si₃N₄向β-Si₃N₄的晶型转变，来激励β-Si₃N₄的形核与生长。
（2）β-Si₃N₄ 晶粒生长形貌
3、致密度
4、烧结工艺
氮化硅陶瓷的致密化需要通过液相烧结实现，6种氮化硅陶瓷烧结工艺对比如下：
本文来源于公众号“陶瓷基板智造”
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