Silisiumkarbid (SiC) er et keramisk materiale som ofte dyrkes som en enkeltkrystall for halvlederapplikasjoner. På grunn av dets iboende materialegenskaper og enkeltkrystallvekst, er det et av de mest holdbare halvledermaterialene på markedet. Denne holdbarheten strekker seg langt utover dens elektriske funksjonalitet.
Fysisk holdbarhet
SiCs fysiske holdbarhet illustreres best ved å undersøke dens ikke-elektroniske bruksområder: sandpapir, ekstruderingsdyser, skuddsikre vestplater, høyytelses bremseskiver og flammetennere. SiC vil skrape et objekt i motsetning til å bli ripet opp selv. Når de brukes i høyytelses bremseskiver, blir deres motstand mot langvarig slitasje i tøffe miljøer satt på prøve. For bruk som skuddsikker vestplate må SiC ha både høy fysisk styrke og slagstyrke.
Kjemisk og elektrisk holdbarhet
SiC er kjent for sin kjemiske treghet; den er upåvirket av selv de mest aggressive kjemikaliene, som alkalier og smeltede salter, selv når den utsettes for temperaturer så høye som 800 °C. På grunn av sin motstand mot kjemisk angrep, er SiC ikke-korrosiv og tåler tøffe miljøer, inkludert eksponering for fuktig luft, saltvann og en rekke kjemikalier.
Som et resultat av det høye energibåndgapet er SiC svært motstandsdyktig mot elektromagnetiske forstyrrelser og de destruktive effektene av stråling. SiC er også mer motstandsdyktig mot skade ved høyere kraftnivåer enn Si.
Termisk støtmotstand
SiCs motstand mot termisk sjokk er en annen viktig egenskap. Når et objekt utsettes for en ekstrem temperaturgradient, oppstår termisk sjokk (dvs. når forskjellige deler av et objekt har betydelig forskjellige temperaturer). Som et resultat av denne temperaturgradienten vil ekspansjons- eller sammentrekningshastigheten variere mellom de ulike seksjonene. Termisk sjokk kan forårsake brudd i sprø materialer, men SiC er svært motstandsdyktig mot disse effektene. Den termiske sjokkmotstanden til SiC er et resultat av dens høye termiske ledningsevne (350 W/m/K for en enkelt krystall) og lave termiske ekspansjon sammenlignet med de aller fleste halvledermaterialer.
SiC-elektronikk (f.eks. MOSFET-er og Schottky-dioder) brukes i applikasjoner med aggressive miljøer, som HEV-er og EV-er, på grunn av deres holdbarhet. Det er et utmerket materiale for bruk i halvlederapplikasjoner som krever seighet og pålitelighet på grunn av dets fysiske, kjemiske og elektriske motstandskraft.
