Карбід кремнію (SiC) — це керамічний матеріал, який часто вирощують як монокристал для напівпровідникових застосувань. Завдяки притаманним властивостям матеріалу та росту монокристалів, це один із найміцніших напівпровідникових матеріалів на ринку. Ця довговічність виходить далеко за рамки його електричної функціональності.
Фізична міцність
Фізичну довговічність SiC найкраще можна проілюструвати, вивчивши його неелектронні застосування: наждачний папір, екструзійні матриці, пластини для бронежилетів, високоефективні гальмівні диски та запалювачі полум’я. SiC подряпає об’єкт, а не сам себе. При використанні в високопродуктивних гальмівних дисках їх стійкість до тривалого зношування в суворих умовах перевіряється. Для використання в якості бронежилетної пластини SiC повинен мати як високу фізичну, так і ударну міцність.
Хімічна та електрична стійкість
SiC відомий своєю хімічною інертністю; на нього не впливають навіть найагресивніші хімічні речовини, такі як луги та розплавлені солі, навіть якщо він піддається впливу високих температур до 800 °C. Завдяки своїй стійкості до хімічного впливу SiC не є корозійним і може витримувати суворі умови, включаючи вплив вологого повітря, солоної води та різноманітних хімічних речовин.
Завдяки високій ширині забороненої зони SiC є високостійким до електромагнітних перешкод і руйнівного впливу випромінювання. SiC також більш стійкий до пошкоджень при більш високих рівнях потужності, ніж Si.
Стійкість до термічного удару
Іншою важливою характеристикою SiC є стійкість до термічного удару. Коли об’єкт піддається екстремальному температурному градієнту, виникає тепловий удар (тобто коли різні секції об’єкта мають суттєво різні температури). В результаті цього температурного градієнта швидкість розширення або звуження буде різною для різних секцій. Термічний удар може викликати руйнування крихких матеріалів, але SiC дуже стійкий до цих впливів. Стійкість SiC до термічного удару є результатом його високої теплопровідності (350 Вт/м/К для монокристала) і низького теплового розширення порівняно з переважною більшістю напівпровідникових матеріалів.
Електроніка з SiC (наприклад, МОП-транзистори та діоди Шотткі) використовується в системах з агресивним середовищем, таких як HEV та EV, через їхню довговічність. Це чудовий матеріал для використання в напівпровідникових системах, які вимагають міцності та надійності завдяки своїй фізичній, хімічній та електричній стійкості.
