早在1918年,切克劳斯基(J。Czochrdskl)从熔融金属中拉制出了金属细灯丝。受此启K4S641632C-TC60发,在20世纪50年代初期,G.K.Ted和J,B,htde采用类似的方法从熔融硅中拉制出了单晶硅锭,开发出直拉法生长单晶硅锭技术。囚此,直拉法又被称为切克劳斯基法简称CZ法。直拉法历经半个多世纪的发展,拉制的单晶硅锭直径已达lbO mm,即18英寸。目前,微电子工业使用的单晶硅绝大多数是采用直拉法制备的。

   图21所示是直拉法生长单晶硅装置示意图。将电子级的多晶硅放人坩埚中,加热使之熔融,用一个卡具夹住一块适当晶向的籽晶,悬浮在坩埚上。拉单晶时,先将籽晶的另一端插人熔融硅中,直至熔接良好;然后,缓慢地向上提拉,硅锭的熔体/晶体界面处,熔体冷凝结晶转变成晶体。硅锭被拉出时,边旋转边提拉,而坩埚则是向相反方向旋转。

   直拉法生长单晶硅锭的装置称为单晶炉。图22所示是TDkA型单晶炉照片,它主要由4个部分组成:炉体部分、加热控温系统、真空系统及控制系统。炉体部分包括坩埚、水冷装置和拉杆等机械传动部分;加热控温系统包括光学高温计、加热器、隔热装置等;真空系统包括机械泵、扩散泵、真空计、进气阀等;控制系统有显示器及控制面板等。

   在单晶炉内通入惰性气体,可以避免拉制出的单晶硅被氧化、沾污,并可通过在惰性气体中掺人杂质气体的方法来给单晶硅锭掺杂。