Brevet FR3161914A1 — publié le 20251107

L’invention concerne une pièce de carbure de silicium polycristalline présentant des propriétés de porosité et d’homogénéité améliorées, son utilisation comme source de carbure de silicium pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium, son procédé de fabrication, et un procédé de croissance PVT mettant en œuvre une telle pièce de carbure de silicium. pièce de carbure de silicium pour la production de monocristaux de carbure de silicium L’invention concerne une pièce de carbure de silicium polycristalline présentant des propriétés de porosité et d’homogénéité améliorées, son utilisation comme source de carbure de silicium pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium, son procédé de fabrication, et un procédé de croissance PVT mettant en oeuvre une telle pièce de carbure de silicium. Le carbure de silicium (SiC) est un matériau présentant un potentiel pour une grande variété d'applications avancées. Utilisé à l'origine comme abrasif en raison de sa dureté, le SiC est maintenant utilisé dans des applications diverses telles que les bagues d'étanchéité, les moteurs diesel, les circuits électroniques, les échangeurs de chaleur industriels, les turbines à gaz et les systèmes de conversion à haute température. Le carbure de silicium est en particulier très intéressant pour la production de matériaux semi-conducteurs. En effet, sa large bande interdite (trois fois supérieure à celle du silicium), son champ de rupture critique élevé, sa conductivité thermique élevée (trois fois supérieure à celle du silicium) et sa vitesse de saturation des électrons élevée font du carbure de silicium un matériau essentiel pour l'électronique de puissance. Les semi-conducteurs de puissance en SiC peuvent par exemple augmenter l'efficacité de la conversion d'énergie, supporter des tensions et des courants plus élevés, et résister à des températures de fonctionnement plus élevées que les dispositifs conventionnels à base de silicium. Tous ces facteurs offrent des avantages essentiels pour des dispositifs tels que les alimentations des centres de données, les modules d'énergie éolienne ou solaire, et les convertisseurs d'entraînement des véhicules électriques. Les matériaux en carbure de silicium utilisés dans l'électronique de puissance sont généralement des plaquettes très pures fabriquées à partir de boules monocristallines. Ces boules monocristallines sont généralement préparées par transport physique en phase vapeur (PVT) (également appelé procédé PVT ou procédé de croissance PVT). Le procédé PVT est une méthode de production et de croissance de monocristaux de carbure de silicium qui implique le chauffage d'une source de SiC, la sublimation de cette source de SiC et la recristallisation du gaz SiC et d'autres produits issus de la sublimation du SiC sur un matériau d'ensemencement lui-même constitué de SiC. D’autres méthodes peuvent être utilisées comme la croissance liquide (bien connue selon l’anglicisme « solution growth »), ou le dépot chimique en phase vapeur (bien connue selon l’anglicisme « Chemical growth deposition » ou CVD). Généralement, une poudre de SiC en tant que matériau source est sublimée à des températures supérieures à 2000°C, et cristallise sur une graine (matériau d'ensemencement) légèrement plus froide. Le choix approprié de la source de poudre de SiC pendant la croissance PVT est une condition préalable à l'obtention d'une qualité cristalline élevée dans la boule de SiC finale. La poudre de SiC peut être produite par un procédé connu sous le nom « Acheson » qui est notamment décrit dans Ellefsen et al. , 2019, Materials , 12, 3272, 1-10. Dans un four sur mesure, du sable de quartz de grande pureté et du noir de carbone sont soumis à une réaction à haute température pour produire un matériau brut qui est ensuite concassé, et broyé, puis passé au tamis pour éliminer les fractions fines et grossières et adapter la distribution de tailles dans la poudre résultante. Enfin, la poudre résultante subit un traitement chimique pour éliminer les impuretés. La densité apparente de cette poudre est de l’ordre de 1,8 g/cm 3 , soit une densité strictement inférieure à 57%. Par ailleurs, le monocristal de carbure de silicium fabriqué à partir de cette source de SiC a une faible hauteur après 144 heures de croissance, ce qui indique un faible taux de croissance et une faible efficacité du procédé. Le brevet US 11,421,339 B2 décrit une poudre de SiC (diamètre de particules de 300 µm) recouverte de carbure de silicium fritté poreux (diamètre de trous de 150 µm) comme source de SiC. Cependant, cette source de SiC ne présente pas un taux de croissance élevé avec une faible concentration de dislocations. Ainsi, le but de la présente invention est de fournir une source de SiC permettant un taux de remplissage du four important, et en particulier une source de SiC permettant un taux de croissance élevée tout en garantissant une faible concentration de dislocations et/ou un plus haut rendement d’utilisation du four, pour répondre à la demande croissante en dispositifs semi-conducteurs de puissance en SiC. L’invention a pour premier objet une pièce comprenant du carbure de silicium, caractérisée en ce qu’elle présence une densité relative allant de 60 à 95% environ, en ce que le carbure de silicium est polycristallin, et en ce que ladite pièce présente : - un indice de polydispersité de la dureté Vickers P HV tel que 0% HV - un indice de polydispersité de la conductivité thermique à 1173°C Pσ tel que 0% Cette gamme de densité permet d’obtenir une pièce adaptée pour être utilisé dans des procédés de transport physique en phase vapeur. Dans la présente invention, le terme « polycristallin » signifie que le carbure de silicium se présente sous la forme de plusieurs petits cristaux appelés cristallites, de taille, de forme et d'orientation variées, séparés par des joints de grains. À l'opposé, un monocristal ou matériau monocristallin est sous la forme d’un unique cristal. Dans la présente invention, le caractère polycristallin peut être déterminé à l’aide d’un microscope électronique à transmission (MET), par diffraction des rayons X (DRX) ou par identification d’au moins deux grains au sein du matériau. La diffraction des rayons X permet notamment d’identifier plusieurs phases cristallines ou de mesurer la taille des cristaux d’une phase cristalline par la méthode de Debye-Scherrer. Dans la mesure où une phase cristalline est largement majoritaire, cette méthode utilise le profil du pic afin de déterminer l’élargissement dû aux dimensions des cristallites. L’étalon utilisé pour déterminer l’élargissement dû à l’appareillage est un échantillon de silicium monocristallin. En considérant un facteur de forme K de 0,89 et à partir de la formule suivante, la taille moyenne des cristallites est trouvée, et si cette taille est inférieure à la moitié de la taille de l’échantillon, le caractère polycristallin de la pièce est confirmé : avec D étant la taille moyenne des cristallites (nm), λ étant la longueur d’onde (nm), Β étant la largeur de bande à la moitié du pic (rad), b étant la largeur de bande à mi-hauteur du pic étalon et θ étant la position du pic (rad). L’identification de deux grains au sein du matériau peut s’effectuer en suivant la procédure décrite dans la norme ASTM E2627-13 intitulée « Standard Practice for Determining Average Grain Size Using Electron Backscatter Diffraction (EBSD) in Fully Recrystallized Polycrystalline Materials ». La procédure doit être suivie jusqu’un point 12.2 inclus. Cette procédure doit être reproduite sur au moins 60 parcelles de 1 mm 2 distinctes ou sur autant de parcelles de 1 mm 2 que possible pour des pièces de surface inférieur à 60 mm 2 . Si sur l’ensemble des scans effectués, aux moins deux grains sont identifiés, le caractère polycristallin de la pièce est confirmé. Le carbure de silicium de la pièce de l’invention peut être sous la forme d’une ou plusieurs phases telles que la phase alpha 4H, la phase alpha 6H, la phase alpha 2H, la phase beta (3C) ou la phase 15R. La pièce de l’invention présente une densité relative allant de 60% à 95% environ, de préférence de 65 à 90% environ, et de façon particulièrement préférée allant de 68 à 85% environ. Dans la présente invention, la densité de la pièce (en g/cm 3 ) est déterminée selon la norme ASTM B962-17 (Méthodes d'essai standard pour la densité des produits de métallurgie des poudres compactés ou frittés utilisant le principe d'Archimède). Il est alors possible d’en déduire la densité relative de la pièce qui correspond à un rapport de la densité mesurée de la pièce obtenue selon le principe d’Archimède (en g/cm 3 ) et de la densité théorique de la pièce qui est de 3,21 g/cm 3 . Une densité relative inférieure à 60% peut entraîner une baisse trop importante de la conductivité thermique et/ou une détérioration de sa dureté. Une densité supérieure à 95% est difficile à atteindre sans additifs de frittage, et/ou est difficile à atteindre de manière peu coûteuse. Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, la pièce comprend essentiellement du carbure de silicium. En d’autres termes, le carbure de silicium représente de préférence au moins 95% en masse environ, et de façon particulièrement préférée au moins 96% en masse environ, par rapport à la masse totale de la pièce. Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, les éléments carbone et silicium représentent au moins 99% en masse environ, et de façon particulièrement préférée au moins 99,8% en masse environ, par rapport à la masse totale de la pièce. La pièce peut comprendre en outre une ou plusieurs impuretés inévitables, en particulier choisies parmi les éléments suivants : B, Al, S, Fe, Cu, Mg, Ni, et Y. Selon une forme de réalisation particulièrement préférée, la pièce est constituée de carbure de silicium et d’une ou plusieurs impuretés inévitables, en particulier choisies parmi les éléments suivants : B, Al, S, Fe, Cu, Mg, Ni, et Y. Dans la présente invention, chacune des impuretés inévitables représente de préférence au plus 50 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 25 ppm environ (par rapport à la masse totale de la pièce). Lorsque la pièce comprend plusieurs impuretés inévitables, elles représentent de préférence une teneur totale d’au plus 1000 ppm environ, de façon particulièrement préférée d’au plus 500 ppm environ, et de façon plus particulièrement préférée d’au plus 100 ppm environ (par rapport à la masse totale de la pièce). Dans la présente invention, l’abréviation « ppm » signifie « parties par million massiques ». En d’autres termes, la teneur en ppm d’un élément ou d’une impureté inévitable est exprimée par rapport à la masse totale de la pièce. De préférence, la pièce est constituée de carbure de silicium et d’une ou plusieurs impuretés inévitables suivantes avec les teneurs correspondantes : - au plus 1 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 0,5 ppm environ de bore (B), - au plus 50 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 25 ppm environ d’aluminium (Al), - au plus 7 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 5 ppm environ de soufre (S), - au plus 15 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 10 ppm environ de fer (Fe), - au plus 1 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 0,5 ppm environ de cuivre (Cu), - au plus 5 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 2 ppm environ de magnésium (Mg), - au plus 0,5 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 0,2 ppm environ de nickel (Ni), - au plus 0,5 ppm environ, et de façon particulièrement préférée au plus 0,2 ppm environ d’yttrium (Y). La pièce de l’invention présente l’avantage d’être une pièce homogène en termes de propriétés mécaniques et/ou physico-chimiques. Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, la pièce présente à la fois un indice de polydispersité de la dureté Vickers P HV tel que 0% HV La pièce présente de façon particulièrement préférée un indice de polydispersité de la dureté Vickers P HV tel que 1% ≤ P HV ≤ 60%. La pièce conforme à l’invention peut avoir une dureté Vickers allant de 510 à 3050 kgf/mm 2 environ, et de préférence de 550 à 2500 kgf/mm 2 environ. Dans la présente invention, la dureté Vickers peut être déterminée selon la norme ASTM E384-11, avec une charge de 1 kg. Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, la pièce présente un indice de polydispersité de la conductivité thermique à 1173°C Pσ tel que 1% ≤ Pσ ≤ 20%. Dans la présente invention, la conductivité thermique à 1173°C peut être déterminée à partir des mesures de diffusivité thermique obtenues selon la méthode Flash telles que définies dans la norme ISO 18755:2022. En particulier, la méthode flash permet de déterminer la diffusivité thermique puis l’utilisation d’une relation mathématique et d’une référence permettent d’accéder à la conductivité thermique. La pièce conforme à l’invention peut avoir une conductivité thermique à 1173°C allant de 10 à 50 W.cm-¹.K-¹ environ, et de préférence de 25 à 45 W.cm-¹.K-¹ environ. La pièce comprend de préférence du carbone et du silicium de sorte que le rapport atomique carbone/silicium va de 0,85 à 1,05 environ, et de façon particulièrement préférée de 0,9 à 1 environ. La pièce de l’invention est de préférence une pièce frittée. En d’autres termes, elle résulte de préférence d’un procédé de frittage, et de façon particulièrement préférée d’un procédé de frittage flash. Le terme "frittage" désigne un processus thermique consistant à chauffer une masse solide de matériau pendant un temps donné à une température inférieure au point de fusion du matériau (consolidation par action de la chaleur). La température élevée entraîne la soudure des particules entre elles pour former une pièce solide. Le frittage flash se différencie du frittage conventionnel de par le fait que la source de chaleur est un courant électrique (continu, continu pulsé ou alternatif), appliqué via des électrodes. Il passe à travers l’enceinte de pressage conductrice et également dans les cas appropriés, à travers l’échantillon. C’est ce courant électrique qui va chauffer l’échantillon, directement en son sein. De façon générale, le frittage flash permet de consolider des matériaux en des temps beaucoup plus brefs. La présente invention a pour deuxième objet l’utilisation d’une pièce telle que définie dans le premier objet de l’invention comme source de carbure de silicium pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium. Grâce à la porosité adaptée et l’homogénéité de la pièce conforme au premier objet, il est possible de l’utiliser comme source de carbure de silicium pour faire croître des monocristaux de carbure de silicium, en particulier dans un procédé de transport physique en phase vapeur. Celle-ci permet notamment d’améliorer le taux de croissance des monocristaux de carbure de silicium tout en garantissant une faible concentration de dislocations. La présente invention a pour troisième objet un procédé de fabrication d’une pièce telle que définie dans le premier objet, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : i) pré-compacter une poudre de carbure de silicium à une pression d’au moins 3 MPa environ, et ii) réaliser un frittage flash de la poudre pré-compactée à une température d’au plus 2200 °C environ. Le procédé de l’invention permet de conduire à une pièce présentant une homogénéité suffisamment précise et contrôlée. Etape i) La poudre de carbure de silicium utilisée dans l’étape i) peut comprendre du carbone et du silicium de sorte que le rapport atomique carbone/silicium va de 0,85 à 1,15 environ, et de façon particulièrement préférée de 0,95 à 0,99 environ. La poudre de carbure de silicium est de préférence une poudre nanométrique, en particulier sous la forme de particules ayant une taille moyenne allant de 10 à 80 nm environ, et de façon particulièrement préférée de 25 à 40 nm environ. Dans la présente invention, la taille moyenne des particules de carbure de silicium peut être déterminée par la mesure de l'aire massique (surface spécifique dénommée SS) des solides par adsorption de gaz ou mesure BET telle que définie dans la norme ISO 9277:2022 selon la formule taille = 6000/(SS *densité). La poudre de carbure de silicium a de préférence une surface spécifique allant de 20 à 200 m²/g environ, et de façon particulièrement préférée de 30 à 70 m²/g environ. Dans la présente invention, la surface spécifique peut être déterminée par adsorption de gaz ou mesure BET telle que définie dans la norme ISO 9277:2022. Le carbure de silicium de la poudre est de préférence sous la forme d’au moins une phase cristalline beta (3C). Cette phase représente de préférence au moins 98% de(s) phase(s) présente(s) dans ladite poudre. L’étape i) de pré-compactage peut être mise en oeuvre sur la poudre de carbure de silicium placée dans un moule. Le moule peut permettre de donner une forme souhaitée à la pièce comprenant du carbure de silicium. Le procédé peut alors comprendre avant l’étape i), une étape i1) au cours de laquelle la poudre de carbure de silicium est placée ou introduite dans un moule. Le moule est de préférence en matériau résistant à une température supérieure à 2300°C environ et à une pression supérieure à 80 MPa environ. Des matériaux appropriés peuvent être le graphite ou le carbure de silicium en phase alpha. Le moule peut être enveloppé ou tapissée d'une feuille flexible pour assurer le contact électrique entre le moule et la poudre de carbure de silicium à pré-compacter et fritter. Des poudres de graphite peuvent également être pulvérisées sur la feuille flexible. L’étape i) est de préférence effectuée par pressage uniaxial à une pression d’au moins 3 MPa environ, et de façon particulièrement préférée à une pression allant de 5 à 20 MPa environ. Le pressage uniaxial est de préférence manuel. L’étape i) est de préférence effectuée à température ambiante (i.e. 18-25°C environ). Le temps de pré-compactage peut aller de 1 à 30 min environ. L’étape i) de pré-compactage est de préférence réalisée sous environnement ambiant (i.e. pression atmosphérique et/ou température ambiante). Etape ii) Dans un mode de réalisation particulier, l’étape ii) est réalisée à une pression allant de 35 à 80 MPa environ. Dans un mode de réalisation particulier, l’étape ii) est réalisée à une température allant de 1700 à 2200°C environ. Le temps de frittage flash ii) peut aller de quelques secondes à quelques heures environ, et en particulier de 2 à 130 min environ. L’étape ii) peut être mise oeuvre avec une vitesse de chauffe allant de 50 à 300°C.min-¹ environ, et de préférence allant de 80 à 200°C.min-¹ environ. À l’issue de l’étape ii) on obtient une masse solide qui correspond à une pièce conforme au premier objet de l’invention. Le procédé peut comprendre en outre une étape iii) de refroidissement. L’étape iii) peut comprendre le refroidissement de la pièce de l’étape ii) jusqu’à une température de 1000°C environ en maintenant une pression identique à la pression appliquée lors de l’étape ii), suivie du refroidissement jusqu’à la température ambiante (i.e. 18-25°C environ) à pression atmosphérique. La pièce peut ensuite être démoulée. L’étape ii) se déroule préférentiellement sous vide. Etape i0) Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le procédé comprend en outre avant l’étape i) ou avant l’étape i1) si elle existe, une étape i0) au cours de laquelle la poudre de carbure de silicium est granulée. La granulation peut être effectuée pendant 24h à 100h, et de préférence pendant 72h. Une telle étape i0) de granulation peut permettre d’augmenter la densité tapée de la poudre de carbure de silicium, notamment sans ajouter de liants ou d’additifs. La densité tapée obtenue à l’issue de l’étape i0) est préférentiellement supérieure à 0,15 g/cm 3 environ, et de façon particulièrement préférée supérieure à 0,2 g/cm 3 environ. Une telle étape i0) de granulation est avantageusement effectuée selon le protocole tel que décrit dans le brevet EP2648834B1. En particulier, l’étape i0) comprend l'introduction de particules de carbure de silicium de tailles nanométriques dans un contenant ayant une paroi intérieure de section circulaire ou sensiblement circulaire et la mise en mouvement de l'ensemble des particules le long de ladite paroi intérieure par mise en rotation du contenant selon un axe de rotation traversant ledit contenant, la mise en mouvement des particules étant réalisée à sec et la rotation du contenant étant réalisée en continu selon une vitesse constante pendant plusieurs heures consécutives. La densité tapée, également connue sous le nom de masse volumique tapée, est utilisée pour évaluer la quantité de matériau, présente dans un volume donné qui comprend à la fois le volume occupé par le matériau et les espaces vides entre les grains ou les particules. Ainsi, la densité tapée d'un matériau granulaire ou en poudre peut varier en fonction de la manière dont il est manipulé, qu'il soit comprimé ou, dont le tassement est effectué. La mesure de la densité tapée peut suivre le protocole suivant : dans une éprouvette graduée de 100 ml (diamètre intérieur : 28 mm), on verse 5 g de poudre et, après avoir tapé 20 fois à une hauteur de 2 cm, on lit la graduation et on calcule la densité à partir du volume. La présente invention a pour quatrième objet un procédé de croissance par transport physique en phase vapeur (i.e. procédé de croissance PVT) caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : a) le chauffage d'une pièce telle que définie dans le premier objet de l’invention comme source de carbure de silicium (SiC), pour former un gaz comprenant du carbone et/ou du silicium, tel qu’un gaz comprenant du carbure de silicium gazeux (SiC), du dicarbure de silicium gazeux (SiC 2 ), du carbone gazeux, du silicium gazeux, et/ou du carbure de disilicium gazeux (Si 2 C), et b) la recristallisation d’un gaz comprenant du carbure et/ou du silicium sur un matériau d'ensemencement constitué de carbure de silicium (SiC). Le chauffage a) permet d’initier la sublimation de la pièce telle que définie dans le premier objet de l’invention et de créer des vapeurs qui s'élèvent et se déposent sur une surface exposée du matériau d'ensemencement et entraînent la croissance de la boule. En particulier, le procédé est mis en œuvre dans une chambre de croissance à transport physique de vapeur contenant une pièce telle que définie dans le premier objet de l’invention comme source de carbure de silicium (SiC) et un matériau d'ensemencement constitué de carbure de silicium (SiC) (graine de carbure de silicium) sur un porte-graine. La chambre de croissance est préférentiellement remplie d'un gaz ambiant tel que de l’argon puis mise sous vide à une pression d’au maximum 1 mbar. La chambre de croissance peut être remplie d’azote si un dopage est mis en oeuvre. L’étape a) est effectuée en chauffant la chambre de croissance à une température allant de 1700 à 2300°C environ. À l’issue de l’étape a), la source de carbure de silicium (SiC) est sublimée. Au cours de l’étape b), la graine de carbure de silicium est exposée à la source de carbure de silicium (SiC) sublimée pour faire croître un cristal de carbure de silicium dans une direction s'étendant à l'écart du porte-graine. La pression de la chambre de croissance va de préférence de 0 à 1 mbar environ. La pièce telle que définie dans le premier objet de l’invention peut également être utilisée comme cible de pulvérisation. Exemples Techniques de mesure Technique de mesure du caractère polycristallin de la pièce de l’invention Des analyses au microscope électronique à transmission (MET) ont été effectuées sur les échantillons frittés avec un microscope de modèle JEM-2000EX de la société JEOL, fonctionnant à 200 kV. Technique de mesure de la densité La densité a été déterminée selon la norme ASTM B962-17 (Méthodes d'essai standard pour la densité des produits de métallurgie des poudres compactés ou frittés utilisant le principe d'Archimède). Technique de mesure de la pureté La composition chimique a été analysée par spectrométrie de masse à décharge luminescente à haute résolution (HR-GDMS) avec un appareil vendu sous la dénomination commerciale « Nu Astrum – HR-GDMS » par la société AMETEK. Les analyses GDMS ont été réalisées au cœur des échantillons avec un liant d'indium de très haute pureté. Les conditions expérimentales comprennent l'utilisation d'argon (6N+) comme gaz de décharge, l'application d'une tension d'excitation de 1 kV et le maintien d'un courant de décharge de 2,0 mA. L'isolant est composé à 100% d'alumine. Un jeu de Facteur de Sensibilité Relatif ou « Relative Sensitivity Factor » (RSF) propre au SiC est utilisé pour la normalisation. Il s’agit d’un facteur de multiplication appliqué au rapport des courants ioniques mesurés pour calculer le rapport des concentrations. L’analyse d’un grand nombre de Matériaux de Référence Certifiés, combinée avec des essais inter-laboratoires a permis de constituer une solide base de RSF relatifs aux matrices analysées. Le mode de détection est réglé sur Faraday, avec un temps d'intégration du comptage d'ions de 160 ms par cycle. La résolution est de 3500. Le courant de silicium est fixé à environ 6 x 10 -11 A. La procédure expérimentale comprend la préparation du plasma, l'ajustement des paramètres, l'étalonnage avec le matériau de référence, l'acquisition de données en mode Faraday et l'analyse ultérieure des données pour identifier les pics caractéristiques des éléments présents dans l'alumine. Les échantillons à analyser sont décomposés et les matériaux sont recueillis dans le noyau et pressés avec un outil en indium de pureté 7N. Afin d'éliminer toute contamination potentielle de la surface, les échantillons sont pulvérisés dans le plasma pendant quelques minutes avant toute acquisition. Technique de mesure de la dureté Pour faciliter les mesures de dureté Vickers, les échantillons ont d'abord été encapsulés par enrobage à chaud, puis polis pour éliminer les aspérités de surface et obtenir une finition de type miroir. Les mesures de dureté Vickers ont été effectuées en utilisant une charge de 1 kg avec un pénétrateur Vickers comme décrit dans la norme ASTM E384-11. Au total, 20 mesures de dureté Vickers ont été effectuées sur la surface d’un échantillon. La surface a été divisée en 20 parcelles égales, et une mesure a été effectuée sur chaque parcelle. Cette approche a permis une évaluation complète de la distribution de la dureté sur toute la surface de l'échantillon. Homogénéité de la dureté Un indice de polydispersité de la dureté, dénommé P DV , a été établi à l’aide de la relation suivante : P HV = (H 90 -D 10 )/H 50 , dans laquelle : - H 10 représente la dureté Vickers à 10% de distribution cumulative, i.e. correspond au point où 10% des mesures totales consistent en des valeurs de dureté plus faible, - H 50 représente la dureté Vickers médiane (50% de distribution cumulative), i.e. correspond au point où 50% des mesures totales consistent en des valeurs de dureté plus faible, - H 90 représente la dureté Vickers à 90% de distribution cumulative, i.e. correspond au point où 90% des mesures totales consistent en des valeurs de dureté plus faible. Technique de mesure de la conductivité thermique La conductivité thermique est directement calculée à partir des mesures de diffusivité thermique obtenues à l'aide de la méthode Flash en chauffant l'échantillon à 1173°C. En utilisant la densité et la chaleur spécifique (capacité thermique spécifique telle que définie ci-après) comme fonctions de la température pour un échantillon de référence tel que du thermographite, et en tenant compte de la densité de l'échantillon à mesurer, il devient possible de calculer la conductivité thermique par des mesures comparatives de la diffusivité thermique entre la référence et l'échantillon. Ces deux propriétés sont liées par l'équation suivante : σ(T) = D(T)⋅ρ(T)⋅Cp(T), dans laquelle : σ(T) représente la conductivité thermique en W.cm-¹.K-¹, D(T) représente la diffusivité thermique en cm².s-¹, ρ(T) est la densité en g.cm-³, et Cp(T) représente la capacité thermique spécifique en J.g-¹.K-¹. Toutes les mesures ont été effectuées conformément à la norme ISO 18755:2022. Au total, 20 mesures ont été effectuées sur la surface de l'échantillon. La surface a été divisée en 20 parcelles égales, et une mesure a été effectuée sur chaque parcelle. Cette approche a permis une évaluation complète de la distribution de la conductivité thermique sur toute la surface de l'échantillon. Homogénéité de la conductivité thermique Un indice de polydispersité de la conductivité thermique, noté Pσ, a été établi à l’aide de la relation suivante : Pσ = (σ 90 -σ 10 )/σ 50 , dans laquelle : - σ 10 représente la conductivité thermique à 1173°C pour une distribution cumulative de 10% , i.e. correspond au point où 10% des mesures totales consistent en des valeurs de conductivité thermique plus faible, - σ 50 représente la conductivité thermique médiane à 1173°C (50% de distribution cumulative), i.e. correspond au point où 50% des mesures totales consistent en des valeurs de conductivité thermique plus faible, - σ 90 représente la conductivité thermique à 1173°C avec une distribution cumulative de 90%, i.e. correspond au point où 90% des mesures totales consistent en des valeurs de conductivité thermique plus faible. Exemple 1 Une pièce conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple 1. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été granulée (étape i0)) puis introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute pureté tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen (étape i1)). La densité tapée de ladite poudre granulée est de 0,28 g/cm 3 . Un pré-compactage de la poudre (étape i)) a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa. Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (étape ii)) (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 35 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1830°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 8 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. Un corps fritté d'une densité de 61% ayant un diamètre de 55 mm a été obtenu. D’autres corps frittés d’une densité de 65% ayant un diamètre de 110 mm, 150 mm et 210 mm ont également été obtenus selon le même protocole et en introduisant 215, 400 et 775 g de poudre respectivement. La pièce de SiC telle qu’obtenue conforme à l’invention présente une densité de 61%, un indice de polydispersité de dureté Vickers de 53%, et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 23%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple 2 Une pièce conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple 2. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été granulée (étape i0)) puis introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute pureté tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen (étape i1)). La densité tapée de ladite poudre granulée est de 0,27 g/cm 3 . Un pré-compactage de la poudre a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa (étape i)). Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (étape ii)) (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 43 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1930°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 5 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. Un corps fritté d'une densité de 67% ayant un diamètre de 55 mm a été obtenu. D’autres corps frittés d’une densité de 67% ayant un diamètre de 110 mm, 150 mm et 210 mm ont également été obtenus selon le même protocole et en introduisant 215, 400 et 775 g de poudre respectivement. La pièce de SiC telle qu’obtenue conforme à l’invention présente une densité de 67%,un indice de polydispersité de dureté Vickers de 41% et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 18%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple 3 Une pièce conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple 3. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été granulée (étape i0)) puis introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute pureté tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen (étape i1)). La densité tapée de ladite poudre granulée est de 0,25 g/cm 3 . Un pré-compactage de la poudre a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa (étape i)). Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (étape ii)) (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 43 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1930°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 10 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. Un corps fritté d'une densité de 70% ayant un diamètre de 55 mm a été obtenu. D’autres corps frittés d’une densité de 70% ayant un diamètre de 110 mm, 150 mm et 210 mm ont également été obtenus selon le même protocole et en introduisant 215, 400 et 775 g de poudre respectivement. La pièce de SiC telle qu’obtenue conforme à l’invention présente une densité de 70%,un indice de polydispersité de dureté Vickers de 32% et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 11%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple comparatif 4 Une pièce non conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple comparatif 4. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute pureté tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen. La densité tapée de ladite poudre est de 0,05 g/cm 3 . Un pré-compactage de la poudre a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa. Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 35 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1830°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 8 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. La pièce de SiC telle qu’obtenue présente une densité de 52%, un indice de polydispersité de dureté Vickers de 73% et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 54%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple comparatif 5 Une pièce non conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple comparatif 5. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen. La densité tapée de ladite poudre est de 0,04 g/cm 3 . Un pré-compactage de la poudre a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa. Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 43 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1930°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 5 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. Un corps fritté d'une densité de 62% ayant un diamètre de 55 mm a été obtenu. La pièce de SiC telle qu’obtenue présente une densité de 62%, un indice de polydispersité de dureté Vickers de 82% et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 45%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple comparatif 6 Une pièce non conforme à l’invention a été préparée de la façon telle que détaillée ci-dessous. Une poudre de carbure de silicium nanométrique (taille moyenne des particules de 37 nm environ), commercialisée par Nanomakers sous la référence « NMSiC6N@35 » a été utilisée dans cet exemple comparatif 6. La surface spécifique de la nanopoudre de carbure de silicium a été déterminée comme étant de 63 m²/g. Le rapport atomique carbone/silicium a été mesuré à 0,96. 50 g de ladite poudre de carbure de silicium a été introduite dans un moule en graphite tapissé de papier graphite de très haute pureté tel que du « Papyex ® » fourni par Mersen. La densité tapée de ladite poudre est de 0,04 g/cm 3 .Un pré-compactage de la poudre a été réalisé par un pressage uniaxial manuel à 3 MPa. Ensuite, le moule en graphite contenant la poudre pré-compactée a été placé dans un système de frittage flash (également connu selon l’anglicisme « Spark Plasma Sintering », ou frittage SPS) vendu sous la dénomination commerciale « Fuji-SPS model 8.40 » par la société Fuji Electronic Industrial Co., LTD. En appliquant une pression de 43 MPa, la poudre pré-compactée est chauffée à 1930°C à une vitesse d'environ 200°C.min-¹. La température et la pression ont été maintenues pendant 10 minutes. Ensuite, le système de chauffage a été désactivé et la température a diminué naturellement, en maintenant la pression jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 1000°C. Un corps fritté d'une densité de 78% ayant un diamètre de 55 mm a été obtenu. La pièce de SiC telle qu’obtenue présente une densité de 78%, un indice de polydispersité de dureté Vickers de 79% et un indice de polydispersité de conductivité thermique à 1173°C de 34%. Les micrographies MET montrent la nature polycristalline des échantillons avec une multitude de cristallites de tailles comprises entre 10 nm et 100 µm. Exemple 7 de procédé de transport physique en phase vapeur Un cristal de semence (ou graine) de SiC a été placé dans la partie supérieure d’une chambre de croissance d'un four à transport physique de vapeur (PVT). Ce four comprend un creuset en graphite, un système de contrôle de la température, un système de pompage à vide poussé et des capteurs de pression et de température. Le creuset en graphite a été chargé d’un matériau source de SiC tel que préparé dans l’un quelconque des exemples 1 à 3 et exemples comparatifs 4 à 6. La température du four a été progressivement augmentée pour initier la sublimation du matériau source de SiC. La température a été contrôlée à différents endroits du four de manière à ce qu'il y ait un gradient thermique entre la source de SiC et la graine de SiC permettant un phénomène de sublimation à la source et une condensation monocristalline à la graine. Cette condensation initie la croissance d'un seul cristal. La croissance se poursuit jusqu'à ce que le cristal atteigne la taille souhaitée. Ensuite, la température a diminué progressivement pour mettre fin à la croissance et permettre au cristal et au four de refroidir. Ce procédé se déroule sous une température de 2180°C mesurée à la source de SiC et de 2130°C mesurée à la graine, sous vide (0,65 mbar). Le taux de croissance a été déterminé comme étant l'épaisseur du cristal divisé par la durée de la croissance. La densité des dislocations (après gravure au KOH) a été déterminée après la découpe et polissage d’un disque appelé « wafer » selon le procédé décrit dans l’article « Measurement of Dislocation Density in SiC Wafers Using Production XRT » (Soukhojak, A. et al. ,2022, 1062, 304-308). L'appareil utilisé est commercialisé sous le nom de « XRTmicron » vendu par RIGAKU). Le tableau 1 ci-dessous illustre les résultats de taux de croissance des monocristaux de SiC (en µm/h) et de concentration de dislocations (nombre de dislocations/cm 2 ). Pièce comprenant du carbure de silicium, caractérisée en ce qu’elle présente une densité allant de 60% à 95%, en ce que le carbure de silicium est polycristallin, et en ce que ladite pièce présente : - un indice de polydispersité de la dureté Vickers P HV tel que 0% HV - un indice de polydispersité de la conductivité thermique à 1173°C Pσ tel que 0% 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle présente un indice de polydispersité de la dureté Vickers P HV tel que 1% ≤ P HV ≤ 60%. 3. Pièce selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle présente un indice de polydispersité de la conductivité thermique à 1173°C Pσ tel que 1% ≤ Pσ ≤ 20%. 4. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est une pièce frittée 5. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre une ou plusieurs impuretés inévitables choisies parmi les éléments suivants : B, Al, S, Fe, Cu, Mg, Ni, et Y. 6. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacune des impuretés inévitables représente au plus 50 ppm. 7. Utilisation d’une pièce telle que définie à l’une quelconque des revendications précédentes comme source de carbure de silicium pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium. 8. Procédé de fabrication d’une pièce telle que définie à l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : i) pré-compacter une poudre de carbure de silicium à une pression d’au moins 3 MPa, et ii) réaliser un frittage flash de la poudre pré-compactée à une température d’au plus 2200°C. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poudre de carbure de silicium est une poudre nanométrique sous la forme de particules ayant une taille moyenne allant de 10 à 80 nm. 10. Procédé de croissance par transport physique en phase vapeur, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : a) le chauffage d'une pièce telle que définie à l’une quelconque des revendications 1 à 6 comme source de carbure de silicium, pour former un gaz comprenant du carbone et/ou du silicium, tel qu’un gaz comprenant du carbure de silicium gazeux, du dicarbure de silicium gazeux, du carbone gazeux, du silicium gazeux, et/ou du carbure de disilicium gazeux, et b) la recristallisation d’un gaz comprenant du carbure et/ou du silicium sur un matériau d'ensemencement constitué de carbure de silicium.