柴可拉斯基法

柴可拉斯基法（簡(jiǎn)稱柴氏法 英語(yǔ)：Czochralski process），又稱直拉法，是一種用來(lái)獲取半導(dǎo)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(zhǎng)方法。這個(gè)方法得名于波蘭科學(xué)家揚(yáng)·柴可拉斯基，他在1916年研究金屬的結(jié)晶速率時(shí)，發(fā)明了這種方法。后來(lái)，演變?yōu)殇撹F工廠的標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)。其他的半導(dǎo)體，例如砷化鎵，也可以利用直拉法進(jìn)行生長(zhǎng)，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(zhǎng)

高純度的半導(dǎo)體級(jí)多晶硅在一個(gè)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(gè)摻雜過(guò)程將改變硅的電學(xué)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(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如果對(duì)棒的溫度梯度、提拉速率、旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)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(guò)研究晶體生長(zhǎng)中溫度、速度的影響，可以盡量避免不必要的結(jié)果。上述過(guò)程通常在惰性氣體（例如氬）氛圍中進(jìn)行，并采用坩堝這種由較穩(wěn)定的化學(xué)材料制成的反應(yīng)室。