柴可拉斯基法

柴可拉斯基法（簡稱柴氏法 英語：Czochralski process），又稱直拉法，是一種用來獲取半導體（如硅、鍺和砷化鎵等）、金屬（如鈀、鉑、銀、金等）、鹽、合成寶石單晶材料的晶體生長方法。這個方法得名于波蘭科學家揚·柴可拉斯基，他在1916年研究金屬的結(jié)晶速率時，發(fā)明了這種方法。后來，演變?yōu)殇撹F工廠的標準制程之一。

直拉法最重要的應(yīng)用是晶錠、晶棒、單晶硅的生長。其他的半導體，例如砷化鎵，也可以利用直拉法進行生長，也有一些其他方法（如布里奇曼-史托巴格法）可以獲得更低的晶體缺陷密度。

硅的直拉法生長

高純度的半導體級多晶硅在一個坩堝（通常是由石英制成）中被加熱至熔融狀態(tài)。諸如硼原子和磷原子的雜質(zhì)原子可以精確定量地被摻入熔融的硅中，這樣就可以使硅變?yōu)镻型或N型硅。這個摻雜過程將改變硅的電學性質(zhì)。將晶種（或稱“籽晶”）置于一根精確定向的棒的末端，并使末端浸入熔融狀態(tài)的硅。然后，將棒緩慢地向上提拉，同時進行旋轉(zhuǎn)。如果對棒的溫度梯度、提拉速率、旋轉(zhuǎn)速率進行精確控制，那么就可以在棒的末端得到一根較大的、圓柱體狀的單晶晶錠。通過研究晶體生長中溫度、速度的影響，可以盡量避免不必要的結(jié)果。上述過程通常在惰性氣體（例如氬）氛圍中進行，并采用坩堝這種由較穩(wěn)定的化學材料制成的反應(yīng)室。