一种新型催化剂被开发出来，以减少在半导体制造过程中使用的强效温室气体。

韩国科学技术院（KAIST）生物化学工程系的崔敏基教授研究团队于近日与三星电子共同研究，开发出一种新催化剂，能够高效且长期地去除半导体微电路工艺中排放的四氟化碳（CF₄）。

CF₄用于在半导体晶圆上制造微电路，工艺中会残留少量。由于碳和氟的结合非常牢固，CF₄不易分解。一旦排放到大气中，其存在时间可达约5万年，对全球变暖的影响是二氧化碳的6000倍以上。

CF₄的分解依赖于催化剂在高温下与水蒸气的化学反应。分解过程中生成的氟化氢（HF）与水分结合，形成强腐蚀环境，导致催化剂的微粒相互聚集或结构发生变化。因此，传统催化剂的性能随着使用时间的延长而下降。

研究团队利用了“无序的力量”。当不同类型的原子被放入同一结构中时，排列会变得复杂，但不易聚集或改变结构。研究团队将铝（AI）、锌（Zn）、镓（Ga）等多种金属均匀混合在一个铝酸盐晶体结构中，即使在高温、潮湿和氟共存的环境中也不易聚集或变形。

新催化剂的CF₄分解率比传统催化剂高出约2.3倍。在约800℃下进行的150小时实验中，传统催化剂的CF₄转化率从93%降至48%，而新催化剂则从98%保持在92%的高水平。研究团队表示，基于这一技术，通过改变金属的种类和组合，可以开发出处理多种半导体工艺气体的催化剂。

崔教授表示：“自然界的无序反而可以使结构更加稳定的原理被应用于催化剂设计中，从而同时实现了高效的CF₄分解性能和长期稳定性。”他还指出：“我们提出了一种新的材料设计方法，通过改变金属的种类和组合，可以扩展到多种半导体工艺气体处理催化剂的开发。”