ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซรามิกที่มักปลูกเป็นผลึกเดี่ยวสำหรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุโดยธรรมชาติและการเติบโตของผลึกเดี่ยว จึงเป็นหนึ่งในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ทนทานที่สุดในตลาด ความทนทานนี้ขยายไปไกลเกินกว่าฟังก์ชันไฟฟ้า
ความทนทานทางกายภาพ
ความทนทานทางกายภาพของ SiC แสดงให้เห็นได้ดีที่สุดโดยการตรวจสอบการใช้งานที่ไม่ใช่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: กระดาษทราย แม่พิมพ์รีด แผ่นเสื้อเกราะกันกระสุน จานเบรกประสิทธิภาพสูง และตัวจุดไฟ SiC จะขีดข่วนวัตถุซึ่งต่างจากการขีดข่วนเอง เมื่อนำไปใช้กับจานเบรกประสิทธิภาพสูง การทดสอบความทนทานต่อการสึกหรอในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน สำหรับใช้เป็นแผ่นเกราะกันกระสุน SiC ต้องมีความแข็งแกร่งทางกายภาพและแรงกระแทกสูง
ความทนทานต่อสารเคมีและไฟฟ้า
SiC มีชื่อเสียงในด้านความเฉื่อยทางเคมี ไม่ได้รับผลกระทบจากสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากที่สุด เช่น ด่างและเกลือที่หลอมละลาย แม้ว่าจะต้องสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงถึง 800 °C เนื่องจากทนทานต่อการถูกโจมตีด้วยสารเคมี SiC จึงไม่กัดกร่อนและสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบันได้ รวมถึงการสัมผัสกับอากาศชื้น น้ำเกลือ และสารเคมีต่างๆ
เนื่องจากแถบความถี่พลังงานสูง SiC จึงมีความทนทานสูงต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและผลกระทบจากการทำลายล้างของรังสี SiC ยังทนทานต่อความเสียหายในระดับพลังงานที่สูงกว่า Si อีกด้วย
ความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน
ความต้านทานต่อความร้อนช็อกของ SiC เป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เมื่อวัตถุสัมผัสกับการไล่ระดับอุณหภูมิที่รุนแรง เทอร์มอลช็อกจะเกิดขึ้น (กล่าวคือ เมื่อส่วนต่างๆ ของวัตถุมีอุณหภูมิต่างกันอย่างมาก) ผลของการไล่ระดับอุณหภูมินี้ อัตราการขยายหรือหดตัวจะแตกต่างกันไปตามส่วนต่างๆ ช็อกจากความร้อนอาจทำให้เกิดการแตกหักในวัสดุที่เปราะ แต่ SiC มีความทนทานสูงต่อผลกระทบเหล่านี้ ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของ SiC เป็นผลมาจากค่าการนำความร้อนสูง (350 W/m/K สำหรับผลึกเดี่ยว) และการขยายตัวทางความร้อนต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC (เช่น MOSFET และไดโอด Schottky) ใช้ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว เช่น HEV และ EV เนื่องจากความทนทาน เป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ที่ต้องการความเหนียวและความน่าเชื่อถือเนื่องจากความยืดหยุ่นทางกายภาพ เคมี และไฟฟ้า
