Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique qui est fréquemment développé sous forme de monocristal pour les applications de semi-conducteurs. En raison de ses propriétés matérielles inhérentes et de sa croissance monocristalline, il s'agit de l'un des matériaux semi-conducteurs les plus durables du marché. Cette durabilité s'étend bien au-delà de sa fonctionnalité électrique.
Durabilité physique
La durabilité physique du SiC est mieux illustrée par l'examen de ses applications non électroniques : papier de verre, matrices d'extrusion, plaques de gilet pare-balles, disques de frein haute performance et allumeurs de flamme. Le SiC rayera un objet au lieu d'être lui-même rayé. Lorsqu'ils sont utilisés dans des disques de frein hautes performances, leur résistance à l'usure à long terme dans des environnements difficiles est mise à l'épreuve. Pour être utilisé comme plaque de gilet pare-balles, le SiC doit posséder à la fois une résistance physique et une résistance aux chocs élevées.
Durabilité chimique et électrique
Le SiC est réputé pour son inertie chimique ; il n'est pas affecté même par les produits chimiques les plus agressifs, tels que les alcalis et les sels fondus, même lorsqu'il est exposé à des températures pouvant atteindre 800 °C. En raison de sa résistance aux attaques chimiques, le SiC est non corrosif et peut résister à des environnements difficiles, notamment l'exposition à l'air humide, à l'eau salée et à une variété de produits chimiques.
Du fait de sa bande interdite à haute énergie, le SiC est très résistant aux perturbations électromagnétiques et aux effets destructeurs des rayonnements. Le SiC est également plus résistant aux dommages à des niveaux de puissance plus élevés que le Si.
Résistance aux chocs thermiques
La résistance du SiC aux chocs thermiques est une autre caractéristique importante. Lorsqu'un objet est exposé à un gradient de température extrême, un choc thermique se produit (c'est-à-dire lorsque différentes sections d'un objet sont à des températures très différentes). En raison de ce gradient de température, le taux d'expansion ou de contraction variera entre les différentes sections. Les chocs thermiques peuvent provoquer des fractures dans les matériaux fragiles, mais le SiC est très résistant à ces effets. La résistance aux chocs thermiques du SiC est le résultat de sa conductivité thermique élevée (350 W/m/K pour un monocristal) et de sa faible dilatation thermique par rapport à la grande majorité des matériaux semi-conducteurs.
L'électronique SiC (par exemple, les MOSFET et les diodes Schottky) est utilisée dans des applications avec des environnements agressifs, tels que les HEV et les EV, en raison de leur durabilité. C'est un excellent matériau pour une utilisation dans les applications de semi-conducteurs nécessitant de la ténacité et de la fiabilité en raison de sa résistance physique, chimique et électrique.
