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柴氏拉晶法

柴氏拉晶法(Czochralski process),簡稱CZ法,是一種用於生長晶體材料的技術,最初由Czochralski於1918年發明,因此得名。這種方法廣泛套用於半導體材料(如砷化鎵等)、金屬(如等)、鹽類和合成寶石單晶材料的製備。

柴氏拉晶法的具體操作過程如下:

將原料加熱至熔點,形成熔融狀態。

使用晶種(seed crystal,也稱為籽晶棒)接觸熔融狀態的原料表面。

在晶種與熔融原料的固液界面上,由於溫度差異,形成過冷狀態。

熔融原料開始在晶種表面凝固,並生長出與晶種相同晶體結構的單晶。

晶種以極緩慢的速度向上拉升,同時可能以一定的轉速旋轉。

隨著晶種的向上拉升,熔融原料逐漸在晶種的液固界面上凝固,形成軸對稱的單晶晶棒。

柴氏拉晶法的特點包括能夠精確控制單晶的生長方向和晶體結構,適用於多種材料的生長,且能夠生產出高質量的單晶材料。這種方法在半導體工業中尤為重要,因為它能夠生產出用於製造積體電路等高科技產品的關鍵材料。