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制备晶体一般有三种途径:①物质凝固;②溶质从溶液中析出;③气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)，这三种途径都可制得有重要价值的大晶体。

一、由熔融态硅制备芯片的基质单晶硅，俗称“拉单晶”。

工业上用焦炭在电炉中将石英砂还原得到粗硅，然后先氯化，再用氢气还原得到的高纯硅是多晶硅。多晶硅是硅晶体的一种形式。当熔融的元素硅在过冷条件下固化时，硅原子以金刚石晶格形式排列成多个晶核。如果晶核生长成具有不同晶体取向的晶粒，则晶粒结合并结晶成多晶硅。其原子排列仅短程有序，存在晶界。单晶硅是具有完整的点阵结构的晶体。单晶硅和多晶硅的结构差异较大。

多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如，多晶硅在力学、光学和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；又如多晶硅的导电性远不如单晶硅，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。

直拉法生长单晶硅，俗称“拉单晶”。是通过电阻加热方式使盛放在石英坩埚中的硅原料熔化成液态，通过控制加热器的功率，升高或降低熔硅的温度，使其达到晶体生长的适宜温度，此时将特定晶向的籽晶与熔硅接触并生长放大，同时向上旋转提拉，从而逐渐生长出一根特定晶向、直径均匀的单晶硅棒。

二、水溶液结晶生产制造激光器的KH₂PO₄大晶体。

制备KH₂PO₄晶体时，对溶液的温度、浓度、杂质含量、pH等条件有很高的要求。我们可以将涂有各种色素的纸树插入KH₂PO₄饱和溶液中，可以观察到“纸树开花”，把各种“纸树开花”放在一起，形成一个“冰雪奇缘”的童话世界。

三、化学气相沉积法(CVD)获得人造金刚石。

该技术可在相对较低的温度和压力下进行。CVD法是采用甲烷、乙炔等含碳气体作为碳源，利用电、热等分解原料并生成碳原子或甲基原子团等活性粒子，并在一定条件下在衬底材料上沉积生长金刚石的工艺。CVD法衍生出多种方法，常见的有：热丝化学气相沉积(HFCVD)法、直流电弧等离子体喷射(DCPJ)法、微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法等。

HFCVD法最早，加热金属灯丝使甲烷气体分解并沉积灯丝高热而产生蒸发，将金属元素掺入碳源气体，对金刚石的沉积造成污染；同时灯丝高热和氧化，其寿命严重降低。

DCPJ法采用直流电弧进行放电，对高流速的气体进行激发和电离，使其产生喷射状的等离子体流，其等离子体中心温度可高达10000℃。该法沉积速率高、气体离化率高。但等离子体喷射在常压下进行，其形态、密度和温度场难以控制，且生长速率过高，金刚石薄膜的沉积质量极差，产生大量非晶相和石墨相，膜层厚度不均一。

MPCVD法通过高压和电磁场的调控产生稳定的微波，其功率连续可调，且气体流量、沉积温度可控；产生的等离子体球非常均匀稳定，可实现均匀稳定且大面积的金刚石膜沉积生长，是目前公认的制备大尺寸单晶金刚石的最佳方法之一。