Le carbure de silicium (SiC) est une c\u00e9ramique extr\u00eamement dure et dense qui pr\u00e9sente les propri\u00e9t\u00e9s d'un semi-conducteur \u00e0 large bande interdite, notamment une excellente r\u00e9sistance chimique, un faible coefficient de dilatation thermique, ainsi qu'une r\u00e9sistance m\u00e9canique et une rigidit\u00e9 exceptionnelles.<\/p>\n
Le SiC est de plus en plus utilis\u00e9 dans les dispositifs de puissance afin d'augmenter les tensions de tenue et de r\u00e9duire la r\u00e9sistance \u00e0 la conduction par rapport aux dispositifs traditionnels en silicium. Le SiC pr\u00e9sente une intensit\u00e9 de champ \u00e9lectrique de claquage 10 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du silicium.<\/p>\n
Le silicium est l\u2019un des \u00e9l\u00e9ments les plus r\u00e9pandus dans la nature ; on le retrouve dans les puces informatiques, sur les plages de sable blanc et dans divers objets insolites tels que les coupes menstruelles et les implants mammaires. La silice \u2013 qui constitue 25% de la cro\u00fbte terrestre \u2013 est compos\u00e9e de silicium ; bien qu'elle ne soit techniquement consid\u00e9r\u00e9e ni comme un m\u00e9tal ni comme un non-m\u00e9tal, elle conduit bien l'\u00e9lectricit\u00e9 et ses propri\u00e9t\u00e9s s'am\u00e9liorent \u00e0 mesure que la temp\u00e9rature augmente.<\/p>\n
Le carbure de silicium est un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les applications n\u00e9cessitant des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, telles que la production chimique et la fabrication du papier, les technologies \u00e9nerg\u00e9tiques et les composants de r\u00e9seaux de canalisations. Il est connu pour r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures pouvant atteindre 1 600 \u00b0C sans perdre ni sa duret\u00e9 ni sa r\u00e9sistance.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC), sous ses trois formes (amorphe, polycristalline et monocristalline), offre de nombreuses applications. Parmi les trois formes solides dont nous disposons aujourd'hui, le SiC monocristallin pr\u00e9sente des propri\u00e9t\u00e9s physiques sup\u00e9rieures \u00e0 celles de ses homologues et devrait donc \u00eatre privil\u00e9gi\u00e9 pour la plupart des utilisations industrielles.<\/p>\n
Le SiC est un mat\u00e9riau extr\u00eamement r\u00e9sistant, compos\u00e9 d\u2019atomes de carbone et de silicium \u00e9troitement li\u00e9s entre eux au sein de t\u00e9tra\u00e8dres formant un r\u00e9seau cristallin, ce qui en fait un mat\u00e9riau extr\u00eamement r\u00e9sistant dot\u00e9 d\u2019un point de fusion \u00e9lev\u00e9, surpass\u00e9 uniquement par celui du carbure de bore. Le SiC pr\u00e9sente \u00e9galement une bande interdite exceptionnellement large et un champ \u00e9lectrique de claquage extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 de nombreuses applications \u00e9lectroniques : ses propri\u00e9t\u00e9s sup\u00e9rieures permettent aux transistors en SiC d'atteindre une r\u00e9sistance \u00e0 l'\u00e9tat \u201c passant \u201d plus faible tout en conservant leurs seuils de tension de claquage.<\/p>\n
Le silicium est le mat\u00e9riau semi-conducteur dominant, mais ses limites sont d\u00e9sormais \u00e9videntes dans des applications telles que l\u2019\u00e9lectronique de puissance pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques et les instruments embarqu\u00e9s \u00e0 bord des rovers spatiaux et des sondes envoy\u00e9es explorer notre plan\u00e8te. Les propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles sup\u00e9rieures du carbure de silicium \u2013 notamment une bande interdite plus large, un champ \u00e9lectrique de claquage exceptionnellement \u00e9lev\u00e9, une conductivit\u00e9 thermique et une mobilit\u00e9 \u00e9lectronique sup\u00e9rieures \u2013 sont de plus en plus mises en \u00e9vidence.<\/p>\n
Les composants en carbure de silicium sont capables de supporter une tension de claquage bien sup\u00e9rieure \u00e0 celle de leurs \u00e9quivalents en silicium, ce qui permet de concevoir des transistors plus petits, dot\u00e9s d'une tol\u00e9rance accrue \u00e0 la tension de claquage, tout en conservant une r\u00e9sistance \u00e0 l'\u00e9tat passant tr\u00e8s faible par unit\u00e9 de surface.<\/p>\n
Lors de sa fabrication, le SiC poreux est soumis \u00e0 diverses conditions de composition et de traitement ; sa porosit\u00e9 augmente la r\u00e9sistance en r\u00e9duisant la section transversale disponible pour la conduction et en d\u00e9tournant les porteurs de charge.<\/p>\n
Le SiC poreux fritt\u00e9 peut \u00eatre facilement adapt\u00e9 en modifiant sa composition chimique, sa temp\u00e9rature de frittage, sa porosit\u00e9, la taille et la morphologie de ses pores, ainsi que ses caract\u00e9ristiques \u00e9lectriques. Le diam\u00e8tre, la morphologie et la forme des pores d\u00e9terminent la mani\u00e8re dont les impuret\u00e9s se r\u00e9partissent dans sa phase conductrice, ce qui influe sur les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques telles que la dur\u00e9e de vie des trous (tp) et la longueur de diffusion (Lp) du SiC poreux.<\/p>\n
Le SiC pr\u00e9sente des propri\u00e9t\u00e9s physiques, thermiques et chimiques impressionnantes. Sa capacit\u00e9 \u00e0 supporter des temp\u00e9ratures extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es tout en r\u00e9sistant aux chocs chimiques en fait un excellent choix de mat\u00e9riau pour les applications soumises \u00e0 des conditions rigoureuses.<\/p>\n
Le carbure de silicium se cristallise en une structure compacte constitu\u00e9e d\u2019atomes de carbone \u00e9troitement agenc\u00e9s, li\u00e9s de mani\u00e8re covalente par leurs paires d\u2019\u00e9lectrons partag\u00e9es au sein de deux t\u00e9tra\u00e8dres de coordination primaires ; quatre atomes de silicium et quatre atomes de carbone partageant leurs paires d\u2019\u00e9lectrons par le biais d\u2019orbitales hybrides sp\u00b3 cr\u00e9ent deux structures t\u00e9tra\u00e9driques au sein desquelles quatre atomes de silicium et quatre atomes de carbone partagent des paires d\u2019\u00e9lectrons, conf\u00e9rant ainsi \u00e0 ce mat\u00e9riau dur et robuste sa configuration structurelle caract\u00e9ristique. Cette disposition unique conf\u00e8re au carbure de silicium sa remarquable duret\u00e9 et sa grande r\u00e9sistance.<\/p>\n
Les cristaux de SiC cristallin pr\u00e9sentent \u00e9galement une excellente tol\u00e9rance au d\u00e9salignement r\u00e9ticulaire et une excellente conductivit\u00e9 thermique, alliant ainsi une grande tol\u00e9rance au d\u00e9salignement r\u00e9ticulaire \u00e0 une conductivit\u00e9 thermique exceptionnelle. Leur conductivit\u00e9 thermique K \u00e0 temp\u00e9rature ambiante se situe entre celle du diamant pur et celle du cuivre, et augmente \u00e0 mesure que le taux de dopage N augmente.<\/p>\n
Le SiC pr\u00e9sente \u00e9galement des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lastiques remarquables, avec un module d'Young de 131 GPa, comparable \u00e0 celui de mat\u00e9riaux \u201c durs \u201d tels que le diamant (1 000 GPa), les aciers \u201c durs \u201d (200 GPa) et les c\u00e9ramiques \u2013 mais surpasse de loin les mat\u00e9riaux tendres comme le poly\u00e9thyl\u00e8ne et le polypropyl\u00e8ne.<\/p>\n
Le silicium est un \u00e9l\u00e9ment m\u00e9tallique cassant dont l'aspect est similaire \u00e0 celui du fer ; cependant, contrairement au fer, son point de fusion est bien plus bas et il peut r\u00e9agir avec l'oxyg\u00e8ne, le phosphore, l'azote et de nombreux autres \u00e9l\u00e9ments lorsqu'il est \u00e0 l'\u00e9tat fondu. Le silicium peut \u00e9galement \u00eatre fortement dop\u00e9 pour produire une variante de type n ou de type p de ce mat\u00e9riau.<\/p>\n
La structure atomique du carbure de silicium s'apparente \u00e0 celle de cristaux \u00e0 empilement serr\u00e9. Ce mat\u00e9riau contient deux t\u00e9tra\u00e8dres de coordination primaires, compos\u00e9s chacun de quatre atomes de silicium et de quatre atomes de carbone li\u00e9s entre eux par des liaisons covalentes et reli\u00e9s entre eux au niveau de leurs sommets pour former des structures de polytypes \u2013 cr\u00e9ant ainsi deux t\u00e9tra\u00e8dres de coordination primaires qui forment des r\u00e9seaux hexagonaux \u00e0 empilement serr\u00e9 appel\u00e9s \u00ab polytypes \u00bb.<\/p>\n
Le carbure de silicium se pr\u00e9sente sous divers polytypes caract\u00e9ris\u00e9s par des structures cristallines hexagonales, cubiques, rhombo\u00e9driques ou t\u00e9tragonales. Les formes non cubiques, telles que le 4H-SiC et le 6H-SiC, appartiennent \u00e0 ce qu'on appelle la famille a-SiC ; les vari\u00e9t\u00e9s cubiques comprennent les polytypes 10R-SiC, 12C-SiC, 14H-SiC et 15R-SiC.<\/p>\n
Le silicium \u00e9l\u00e9mentaire est insoluble tant dans l'eau que dans l'alcool, mais il peut se dissoudre \u00e0 des concentrations \u00e9lev\u00e9es dans les acides organiques et les alcalis. C'est un r\u00e9ducteur puissant qui, \u00e0 l'\u00e9tat fondu, forme des compos\u00e9s avec de nombreux autres \u00e9l\u00e9ments et m\u00e9taux (notamment le chrome, le tungst\u00e8ne et le molybd\u00e8ne). De plus, le silicium agit comme un oxydant faible : il d\u00e9gage une fum\u00e9e toxique lorsqu'il br\u00fble \u00e0 l'air libre, et r\u00e9agit avec l'eau pour former du siliciure de sodium, un compos\u00e9 explosif et inflammable lorsqu'il est mouill\u00e9.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC), is an extremely hard and dense ceramic with wide bandgap semiconductor properties such as excellent chemical resistance, low coefficient of thermal expansion and superior strength and rigidity. SiC is increasingly being employed in power devices to increase the withstand voltages and decrease turn-on resistance compared with traditional silicon devices. SiC boasts 10… Lire la suite \u00bbAvantages du carbure de silicium<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-280","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=280"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":281,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280\/revisions\/281"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=280"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=280"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=280"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}