日本完成利用硅废料制备半导体碳化硅粉体的基础研究

日前，日本领先材料企业Resonac（力森诺科，原昭和电工）宣布与TOHOKU（东北大学）共同研究的从废弃硅和CO₂制造SiC功率半导体材料的技术已完成基础研究，接下来，将推进面向应用的正式研究。

硅废料和CO₂的资源再生示意图

控制碳排放，特别是生产制造过程中CO₂的削减和有效利用，已成为当前全球性课题；可持续发展，特别指对废物的再资源化，同样是当今制造业最关注的焦点。其中，半导体和太阳能电池板不可或缺的硅晶圆在切割时会产生大量的硅废料，其再资源化备受关注。这便是Resonac与TOHOKU在2024年启动该项目研究的原因——把硅晶圆制造过程中产生的废弃物（硅废料）和二氧化碳（CO₂）作为原料，制备出碳化硅（SiC）粉末，应用于制作SiC功率半导体的SiC单晶材料生长。如果这项技术得以实用化，SiC功率半导体不仅作为产品能够节约能源，而且在制造过程中也能实现二氧化碳排放的减少、硅废料和二氧化碳的再资源化，从而在整个生命周期内降低环境负荷。

TOHOKU（东北大学）的“矿物流化”技术，可以通过基于微波加热的方式，将CO₂与硅废料反应合成SiC粉末；继而，Resonac再将该SiC粉末应用于SiC单晶衬底，生长外延层的SiC外延片和半导体器件。

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