日本Resonac與東北大學合作展開一項技術開發計畫,將利用矽晶圓製程中產生的廢棄物–矽污泥(Silicon Sludge)與二氧化碳為原料,製造功率半導體材料碳化矽(SiC)粉末。此技術除了可望降低SiC功率半導體製造過程中的二氧化碳排放量,亦將有助於矽污泥與二氧化碳的再資源化,進而降低產品整體生命週期中的環境負荷。
此項技術的基本構想是以矽污泥與二氧化碳為原料製作SiC粉末,並將其作為SiC單晶成長所需的原材料。自2024年起,雙方已針對此構想進行基礎性研究,如今已完成初步驗證,進入正式開發階段。
目前Resonac主要生產在SiC單晶基板上成長磊晶層的SiC磊晶晶圓,但由於SiC合成需要在高溫、高電力環境下進行,降低環境負荷成為一大挑戰。另一方面,東北大學則利用微波加熱技術,將矽污泥與二氧化碳反應,成功合成SiC粉末。該方法採用固體與二氧化碳反應的碳循環技術「礦化作用(Mineralization)」,以達到矽污泥與二氧化碳的資源再利用。
今後新技術若成功實用化,預估每生產100噸SiC粉末,將可帶來相當於110噸的二氧化碳削減效果。SiC功率半導體本身即為有助於節能的功率元件,若能在製程中實現二氧化碳排放減量與廢棄物再利用,將可在整體產品生命週期中實現更大幅度的環境負荷削減。