Τα τελευταία χρόνια, τα κεραμικά υποστρώματα που έχουν χρησιμοποιηθεί μαζικά και ευρέως χρησιμοποιούνται είναι κυρίως: AL2O3, BEO, SIC, SI3N4, ALN και ούτω καθεξής.
Ιδιότητες διαφορετικών ειδών κεραμικών υποστρωμάτων (πηγή: Liao Shengjun. Παρασκευή και ιδιότητες των κεραμικών υλικών νιτριδίου πυριτίου για το υπόστρωμα
AL2O3 Λόγω της απλής διαδικασίας προετοιμασίας, της καλής μόνωσης και της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία, καταλαμβάνει επί του παρόντος σημαντική θέση στη βιομηχανία υποστρώματος διάχυσης θερμότητας. Ωστόσο, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του AL2O3 δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις αναπτυξιακές απαιτήσεις των συσκευών υψηλής ισχύος και υψηλής τάσης και είναι κατάλληλο μόνο για εργασιακά περιβάλλοντα με απαιτήσεις χαμηλής διάχυσης θερμότητας και λόγω της χαμηλής αντοχής κάμψης, της περιοχής εφαρμογής των κεραμικών AL2O3 ως υπόστρωμα διαρροής θερμότητας είναι επίσης περιορισμένο.
Αν και το κεραμικό υπόστρωμα BEO έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή διηλεκτρική σταθερά για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της αποτελεσματικής διάχυσης θερμότητας, αλλά λόγω της τοξικότητάς του, έχει αντίκτυπο στην υγεία των εργαζομένων και δεν ευνοεί την εφαρμογή μεγάλης κλίμακας.
Τα κεραμικά ALN έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα και θεωρούνται υποψήφια υλικά για υποστρώματα διάχυσης θερμότητας. Ωστόσο, τα κεραμικά ALN έχουν κακή αντοχή σε θερμικό σοκ, εύκολη διαφθορά, χαμηλή αντοχή και σκληρότητα, η οποία δεν ευνοεί την εργασία σε πολύπλοκο περιβάλλον και είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία της εφαρμογής της.
Τα κεραμικά SIC έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα, αλλά λόγω της υψηλής διηλεκτρικής τους απώλειας και της χαμηλής τάσης διάσπασης, δεν ευνοεί την εφαρμογή του περιβάλλοντος υψηλής συχνότητας και υψηλής τάσης.
Το νιτρίδιο του πυριτίου αναγνωρίζεται ως το καλύτερο κεραμικό υπόστρωμα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα και υψηλή αξιοπιστία στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Αν και η θερμική αγωγιμότητα του κεραμικού υποστρώματος SI3N4 είναι ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη του ALN, η αντοχή της κάμψης και η ανθεκτικότητα του θραύσης μπορεί να φτάσει περισσότερο από διπλάσιο του ALN. Ταυτόχρονα, η θερμική αγωγιμότητα των κεραμικών SI3N4 είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των κεραμικών AL2O3. Επιπλέον, ο συντελεστής θερμικής διαστολής του κεραμικού υποστρώματος SI3N4 είναι κοντά σε αυτόν του κρυστάλλου SIC της τρίτης γενιάς, καθιστώντας το πιο σταθερό ώστε να ταιριάζει με το Crystal υλικό SIC. Αυτό καθιστά το Si3n4 το προτιμώμενο υλικό για υποστρώματα υψηλής θερμικής αγωγιμότητας για συσκευές ισχύος ημιαγωγού SIC 3ης γενιάς.