當(dāng)結(jié)晶加速時(shí),晶體的直徑會(huì)變粗,提高上升速度可以使直徑變小,提高溫度可以抑制結(jié)晶速度。相反,如果結(jié)晶變慢,直徑變小,可以通過(guò)降低拉制速度和冷卻來(lái)控制。在拉晶開(kāi)始時(shí),拉出一定長(zhǎng)度、直徑為3 ~ 5 mm的窄頸,以消除晶體位錯(cuò)。這個(gè)過(guò)程叫做拉晶。然后將單晶直徑放大到工藝要求,進(jìn)入等徑階段,直到大部分熔硅結(jié)晶成單晶錠,只留下少量邊角料。停爐后,取出單晶棒,工序結(jié)束。
直拉法(CZ法)是將原料多晶硅塊放入應(yīng)時(shí)坩堝中,在單晶爐中加熱熔化,然后將直徑只有12mm的棒狀籽晶(稱為籽晶)浸入熔體中。在合適的溫度下,熔體中的硅原子會(huì)沿著固液界面上籽晶的硅原子排列結(jié)構(gòu)形成規(guī)則晶體,成為單晶。當(dāng)籽晶緩慢旋轉(zhuǎn)并向上提拉時(shí),熔體中的硅原子會(huì)繼續(xù)在前面形成的單晶上結(jié)晶,繼續(xù)其規(guī)則的原子排列結(jié)構(gòu)。如果整個(gè)結(jié)晶環(huán)境穩(wěn)定,可以反復(fù)形成晶體,最終形成原子排列整齊的圓柱形硅單晶,即硅單晶錠。