為了消除多晶材料中各小晶體之間的晶粒間界對(duì)半導(dǎo)體材料特性參量的巨大影響，半導(dǎo)體器件的基體材料一般采用單晶體。單晶制備一般可分大體積單晶(即體單晶)制備和薄膜單晶的制備。體單晶的產(chǎn)量高，利用率高，比較經(jīng)濟(jì)。但很多的器件結(jié)構(gòu)要求厚度為微米量級(jí)的薄層單晶。由于制備薄層單晶所需的溫度較低，往往可以得到質(zhì)量較好的單晶。具體的制備方法有：

①?gòu)娜?span style="text-indent:2em;">體中拉制單晶：用與熔體相同材料的小單晶體作為籽晶，當(dāng)籽晶與熔體接觸并向上提拉時(shí)，熔體依靠表面張力也被拉出液面，同時(shí)結(jié)晶出與籽晶具有相同晶體取向的單晶體。

②區(qū)域熔煉法制備單晶：用一籽晶與半導(dǎo)體錠條在頭部熔接，隨著熔區(qū)的移動(dòng)則結(jié)晶部分即成單晶。

③從溶液中再結(jié)晶。

④從汽相中生長(zhǎng)單晶。前兩種方法用來(lái)生長(zhǎng)體單晶，用提拉法已經(jīng)能制備直徑為200毫米,長(zhǎng)度為1～2米的鍺、硅單晶體。后兩種方法主要用來(lái)生長(zhǎng)薄層單晶。這種薄層單晶的生長(zhǎng)一般稱外延生長(zhǎng)，薄層材料就生長(zhǎng)在另一單晶材料上。這另一單晶材料稱為襯底，一方面作為薄層材料的附著體，另一方面即為單晶生長(zhǎng)所需的籽晶。襯底與外延層可以是同一種材料(同質(zhì)外延)，也可以是不同材料（異質(zhì)外延）。采用從溶液中再結(jié)晶原理的外延生長(zhǎng)方法稱液相外延；

采用從汽相中生長(zhǎng)單晶原理的稱汽相外延。液相外延就是將所需的外延層材料(作為溶質(zhì)，例如GaAs)，溶于某一溶劑（例如液態(tài)鎵）成飽和溶液，然后將襯底浸入此溶液，逐漸降低其溫度，溶質(zhì)從過(guò)飽和溶液中不斷析出，在襯底表面結(jié)晶出單晶薄層。汽相外延生長(zhǎng)可以用包含所需材料為組分的某些化合物氣體或蒸汽通過(guò)分解或還原等化學(xué)反應(yīng)淀積于襯底上，也可以用所需材料為源材料，然后通過(guò)真空蒸發(fā)、濺射等物理過(guò)程使源材料變?yōu)闅鈶B(tài)，再在襯底上凝聚。分子束外延是一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的真空蒸發(fā)工藝。

利用這種方法可以精確控制射向襯底的蒸氣速率，能獲得厚度只有幾個(gè)原子厚的超薄單晶，并可得到不同材料不同厚度的互相交疊的多層外延材料。非晶態(tài)半導(dǎo)體雖然沒(méi)有單晶制備的問(wèn)題，但制備工藝與上述方法相似，一般常用的方法是從汽相中生長(zhǎng)薄膜非晶材料。