El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico que se cultiva con frecuencia como monocristal para aplicaciones de semiconductores. Debido a sus propiedades materiales inherentes y al crecimiento monocristalino, es uno de los materiales semiconductores más duraderos del mercado. Esta durabilidad se extiende mucho más allá de su funcionalidad eléctrica.
Durabilidad física
La durabilidad física de SiC se ilustra mejor al examinar sus aplicaciones no electrónicas: papel de lija, troqueles de extrusión, placas de chaleco antibalas, discos de freno de alto rendimiento y encendedores de llama. SiC rayará un objeto en lugar de rayarse él mismo. Cuando se utiliza en discos de freno de alto rendimiento, se pone a prueba su resistencia al desgaste a largo plazo en entornos hostiles. Para su uso como placa de chaleco antibalas, el SiC debe poseer una alta resistencia física y al impacto.
Durabilidad química y eléctrica
SiC es conocido por su inercia química; no se ve afectado ni siquiera por los productos químicos más agresivos, como los álcalis y las sales fundidas, incluso cuando se expone a temperaturas de hasta 800 °C. Debido a su resistencia al ataque químico, el SiC no es corrosivo y puede soportar entornos hostiles, incluida la exposición al aire húmedo, agua salada y una variedad de productos químicos.
Como resultado de su banda prohibida de alta energía, el SiC es muy resistente a las perturbaciones electromagnéticas ya los efectos destructivos de la radiación. El SiC también es más resistente al daño a niveles más altos de potencia que el Si.
Resistencia al choque térmico
La resistencia del SiC al choque térmico es otra característica importante. Cuando un objeto se expone a un gradiente de temperatura extremo, se produce un choque térmico (es decir, cuando diferentes secciones de un objeto se encuentran a temperaturas significativamente diferentes). Como resultado de este gradiente de temperatura, la tasa de expansión o contracción variará entre las diversas secciones. El choque térmico puede provocar fracturas en materiales frágiles, pero el SiC es muy resistente a estos efectos. La resistencia al choque térmico del SiC es el resultado de su alta conductividad térmica (350 W/m/K para un solo cristal) y baja expansión térmica en comparación con la gran mayoría de los materiales semiconductores.
La electrónica de SiC (p. ej., MOSFET y diodos Schottky) se utiliza en aplicaciones con entornos agresivos, como HEV y EV, debido a su durabilidad. Es un material excelente para usar en aplicaciones de semiconductores que requieren dureza y confiabilidad debido a su resiliencia física, química y eléctrica.
