Karbid křemíku (SiC) je keramický materiál, který se často pěstuje jako monokrystal pro polovodičové aplikace. Díky svým vlastnostem materiálu a růstu monokrystalů je to jeden z nejodolnějších polovodičových materiálů na trhu. Tato odolnost daleko přesahuje jeho elektrickou funkčnost.
Fyzická odolnost
Fyzickou odolnost SiC nejlépe ilustruje zkoumání jeho neelektronických aplikací: brusný papír, vytlačovací lisy, desky neprůstřelných vest, vysoce výkonné brzdové kotouče a zapalovače plamenů. SiC poškrábe předmět na rozdíl od samotného poškrábání. Při použití ve vysoce výkonných brzdových kotoučích je testována jejich odolnost vůči dlouhodobému opotřebení v drsném prostředí. Pro použití jako deska neprůstřelné vesty musí mít SiC vysokou fyzikální i rázovou pevnost.
Chemická a elektrická odolnost
SiC je známý pro svou chemickou inertnost; není ovlivněn ani těmi nejagresivnějšími chemikáliemi, jako jsou alkálie a roztavené soli, a to ani při vystavení teplotám až 800 °C. Díky své odolnosti vůči chemickému napadení je SiC nekorozivní a odolává drsnému prostředí včetně vystavení vlhkému vzduchu, slané vodě a řadě chemikálií.
Díky své vysokoenergetické bandgap je SiC vysoce odolný vůči elektromagnetickému rušení a destruktivním účinkům záření. SiC je také odolnější vůči poškození při vyšších úrovních výkonu než Si.
Odolnost proti tepelným šokům
Další důležitou vlastností je odolnost SiC vůči teplotním šokům. Když je objekt vystaven extrémnímu teplotnímu gradientu, dochází k tepelnému šoku (tj. když různé části objektu mají výrazně odlišné teploty). V důsledku tohoto teplotního gradientu se bude rychlost expanze nebo kontrakce mezi různými sekcemi lišit. Tepelný šok může způsobit lomy v křehkých materiálech, ale SiC je vůči těmto vlivům vysoce odolný. Odolnost SiC proti tepelnému šoku je výsledkem jeho vysoké tepelné vodivosti (350 W/m/K u monokrystalu) a nízké tepelné roztažnosti ve srovnání s převážnou většinou polovodičových materiálů.
Elektronika SiC (např. MOSFET a Schottkyho diody) se používá v aplikacích s agresivním prostředím, jako jsou HEV a EV, kvůli jejich odolnosti. Je to vynikající materiál pro použití v polovodičových aplikacích vyžadujících houževnatost a spolehlivost díky své fyzikální, chemické a elektrické odolnosti.
