સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) એ સિરામિક સામગ્રી છે જે અવારનવાર સેમિકન્ડક્ટર એપ્લિકેશન્સ માટે સિંગલ ક્રિસ્ટલ તરીકે ઉગાડવામાં આવે છે. તેની આંતરિક સામગ્રી ગુણધર્મો અને સિંગલ-ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિને લીધે, તે બજારમાં સૌથી ટકાઉ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીઓમાંની એક છે. આ ટકાઉપણું તેની વિદ્યુત કાર્યક્ષમતાથી વધુ વિસ્તરે છે.

ભૌતિક ટકાઉપણું

SiC ની ભૌતિક ટકાઉપણું તેના બિન-ઈલેક્ટ્રોનિક એપ્લીકેશનની તપાસ કરીને શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે: સેન્ડપેપર, એક્સટ્રુઝન ડાઈઝ, બુલેટપ્રૂફ વેસ્ટ પ્લેટ્સ, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન બ્રેક ડિસ્ક અને ફ્લેમ ઇગ્નીટર. SiC એક ઑબ્જેક્ટને ખંજવાળ કરશે જે પોતે જ ખંજવાળશે. જ્યારે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન બ્રેક ડિસ્કમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે કઠોર વાતાવરણમાં લાંબા ગાળાના વસ્ત્રો સામેની તેમની પ્રતિકાર પરીક્ષણ માટે મૂકવામાં આવે છે. બુલેટપ્રૂફ વેસ્ટ પ્લેટ તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે, SiC પાસે ઉચ્ચ ભૌતિક અને અસર શક્તિ બંને હોવી આવશ્યક છે.

કેમિકલ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ટકાઉપણું

SiC તેની રાસાયણિક જડતા માટે પ્રખ્યાત છે; 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલા ઊંચા તાપમાનના સંપર્કમાં આવે ત્યારે પણ તે આલ્કલીસ અને પીગળેલા ક્ષાર જેવા અત્યંત આક્રમક રસાયણોથી પણ પ્રભાવિત નથી. રાસાયણિક હુમલાના પ્રતિકારને કારણે, SiC બિન-કાટકારક છે અને ભેજવાળી હવા, ખારા પાણી અને વિવિધ રસાયણોના સંપર્ક સહિત કઠોર વાતાવરણનો સામનો કરી શકે છે.

તેના ઉચ્ચ ઉર્જા બેન્ડગેપના પરિણામે, SiC ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વિક્ષેપ અને રેડિયેશનની વિનાશક અસરો માટે અત્યંત પ્રતિરોધક છે. SiC એ Si કરતાં પાવરના ઊંચા સ્તરે નુકસાન માટે પણ વધુ પ્રતિરોધક છે.

થર્મલ શોક પ્રતિકાર

થર્મલ આંચકો માટે SiC નો પ્રતિકાર એ બીજી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે. જ્યારે કોઈ ઑબ્જેક્ટ અત્યંત તાપમાનના ઢાળના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે થર્મલ આંચકો થાય છે (એટલે ​​​​કે, જ્યારે ઑબ્જેક્ટના વિવિધ વિભાગો નોંધપાત્ર રીતે અલગ તાપમાને હોય છે). આ તાપમાનના ઢાળના પરિણામે, વિસ્તરણ અથવા સંકોચનનો દર વિવિધ વિભાગો વચ્ચે બદલાશે. થર્મલ આંચકો બરડ સામગ્રીમાં અસ્થિભંગનું કારણ બની શકે છે, પરંતુ SiC આ અસરો માટે અત્યંત પ્રતિરોધક છે. SiC નો થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર તેની ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા (એક જ ક્રિસ્ટલ માટે 350 W/m/K) અને મોટા ભાગની સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની તુલનામાં નીચા થર્મલ વિસ્તરણનું પરિણામ છે.

SiC ઈલેક્ટ્રોનિક્સ (દા.ત., MOSFETs અને Schottky diodes)નો ઉપયોગ આક્રમક વાતાવરણ સાથેની એપ્લીકેશનમાં થાય છે, જેમ કે HEVs અને EVs, તેમના ટકાઉપણાને કારણે. તે સેમિકન્ડક્ટર એપ્લીકેશનમાં ઉપયોગ કરવા માટે ઉત્તમ સામગ્રી છે જેમાં તેની ભૌતિક, રાસાયણિક અને વિદ્યુત સ્થિતિસ્થાપકતાને કારણે કઠિનતા અને નિર્ભરતાની જરૂર હોય છે.