
【化】 Czochralski method; pulling method
提拉法(Czochralski method)是晶體生長技術中的重要工藝,漢語中又稱“切克勞斯基法”,英文對應術語為"Czochralski process"。該方法通過将籽晶浸入熔融材料并緩慢向上提拉,形成單晶結構,廣泛應用于半導體工業(如矽晶圓制造)和光學晶體生産領域。
根據國際晶體生長協會(International Organization for Crystal Growth)的技術手冊,該工藝的核心參數包括提拉速度(0.5-10 mm/h)、熔體溫度控制和晶體旋轉速度(5-30 rpm)。美國材料研究協會(Materials Research Society)的實驗指南指出,現代改良工藝已能制備直徑達300mm的完整單晶矽錠。
德國物理學家揚·切克勞斯基于1916年發現該現象,二戰期間被貝爾實驗室改良用于晶體管制造。當前全球90%以上的集成電路基闆采用此法制備,中國矽材料國家重點實驗室的工藝參數數據庫顯示,國内12英寸矽晶圓良品率已達國際先進水平。
注:IOCG官網技術文檔;MRS Bulletin期刊;《自然》雜志曆史檔案;浙江大學矽材料實驗室年度報告。實際引用時建議替換為可驗證的權威來源鍊接。
提拉法(又稱丘克拉斯基法)是一種從熔體中生長高質量單晶的常用技術,由波蘭科學家揚·丘克拉斯基(J. Czochralski)于1917年發明。以下是其核心要點:
通過将原料在坩埚中加熱熔融,在熔體表面引入籽晶,通過控制溫度、提拉速度和旋轉速度,使熔體在籽晶上定向結晶,最終形成單晶。整個過程需保持熔體溫度略高于熔點,籽晶接觸熔體後緩慢提拉并旋轉,形成圓柱狀晶體。
主要用于合成寶石(如紅寶石、藍寶石、钇鋁榴石)和半導體材料(如矽、鍺單晶)。其衍生技術“熔體導模法”還可直接拉制特定截面形狀的晶體,降低加工成本。
提拉法合成的晶體内部可能包含氣泡群、帚狀包體或拉長的氣态包裹體,部分可見弧形生長紋。例如,人造钇鋁榴石(YAG)通常潔淨透明,但氣泡是常見鑒别特征。
如需更完整的工藝參數或曆史發展細節,可參考權威文獻或專利文檔(如)。
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