早在1918年,切克勞斯基(J。Czochrdskl)從熔融金屬中拉制出了金屬細燈絲。受此啟K4S641632C-TC60發,在20世紀50年代初期,G.K.Ted和J,B,htde采用類似的方法從熔融硅中拉制出了單晶硅錠,開發出直拉法生長單晶硅錠技術。囚此,直拉法又被稱為切克勞斯基法簡稱CZ法。直拉法歷經半個多世紀的發展,拉制的單晶硅錠直徑已達lbO mm,即18英寸。目前,微電子工業使用的單晶硅絕大多數是采用直拉法制備的。

   圖21所示是直拉法生長單晶硅裝置示意圖。將電子級的多晶硅放人坩堝中,加熱使之熔融,用一個卡具夾住一塊適當晶向的籽晶,懸浮在坩堝上。拉單晶時,先將籽晶的另一端插人熔融硅中,直至熔接良好;然后,緩慢地向上提拉,硅錠的熔體/晶體界面處,熔體冷凝結晶轉變成晶體。硅錠被拉出時,邊旋轉邊提拉,而坩堝則是向相反方向旋轉。

   直拉法生長單晶硅錠的裝置稱為單晶爐。圖22所示是TDkA型單晶爐照片,它主要由4個部分組成:爐體部分、加熱控溫系統、真空系統及控制系統。爐體部分包括坩堝、水冷裝置和拉桿等機械傳動部分;加熱控溫系統包括光學高溫計、加熱器、隔熱裝置等;真空系統包括機械泵、擴散泵、真空計、進氣閥等;控制系統有顯示器及控制面板等。

   在單晶爐內通入惰性氣體,可以避免拉制出的單晶硅被氧化、沾污,并可通過在惰性氣體中摻人雜質氣體的方法來給單晶硅錠摻雜。