El carbur de silici (SiC) és un material ceràmic que es cultiva amb freqüència com un sol cristall per a aplicacions de semiconductors. A causa de les seves propietats inherents al material i el creixement d'un sol cristall, és un dels materials semiconductors més duradors del mercat. Aquesta durabilitat s'estén molt més enllà de la seva funcionalitat elèctrica.
Durabilitat física
La durabilitat física de SiC s'il·lustra millor examinant les seves aplicacions no electròniques: paper de vidre, matrius d'extrusió, plaques d'armilla antibales, discos de fre d'alt rendiment i encès de flama. SiC ratllarà un objecte en lloc de ratllar-se. Quan s'utilitzen en discos de fre d'alt rendiment, es posa a prova la seva resistència al desgast a llarg termini en entorns durs. Per utilitzar-lo com a placa d'armilla antibales, el SiC ha de tenir una gran resistència física i d'impacte.
Durabilitat química i elèctrica
El SiC és conegut per la seva inercia química; no es veu afectat ni pels productes químics més agressius, com els àlcalis i les sals foses, fins i tot quan s'exposa a temperatures de fins a 800 °C. A causa de la seva resistència a l'atac químic, el SiC no és corrosiu i pot suportar entorns durs, inclosa l'exposició a l'aire humit, aigua salada i una varietat de productes químics.
Com a resultat de la seva banda intercalada d'alta energia, el SiC és altament resistent a les pertorbacions electromagnètiques i als efectes destructius de la radiació. El SiC també és més resistent als danys a nivells més alts de potència que el Si.
Resistència al xoc tèrmic
La resistència del SiC al xoc tèrmic és una altra característica important. Quan un objecte està exposat a un gradient de temperatura extrem, es produeix un xoc tèrmic (és a dir, quan diferents seccions d'un objecte es troben a temperatures significativament diferents). Com a resultat d'aquest gradient de temperatura, la velocitat d'expansió o contracció variarà entre les diferents seccions. El xoc tèrmic pot provocar fractures en materials fràgils, però el SiC és molt resistent a aquests efectes. La resistència al xoc tèrmic del SiC és el resultat de la seva alta conductivitat tèrmica (350 W/m/K per a un sol cristall) i la seva baixa expansió tèrmica en comparació amb la gran majoria de materials semiconductors.
L'electrònica de SiC (per exemple, MOSFET i díodes Schottky) s'utilitza en aplicacions amb entorns agressius, com ara HEV i EV, a causa de la seva durabilitat. És un material excel·lent per al seu ús en aplicacions de semiconductors que requereixen duresa i fiabilitat a causa de la seva resistència física, química i elèctrica.
