晶体的生长原理非常简单和熟悉。假设在最终要蒸发的饱和溶液中加入一些糖晶体。糖晶体的作用是作为额外的糖分子沉积的种子。最后这个晶体能生长的非常大。晶体的生长即使在缺乏种子的情况下也会发生，但产物中会有混乱的小的intergrown晶体。通过抑制不需要的晶核区，种子的使用能生长更大，更完美的晶体。
理论上，硅晶体的生长方式和糖晶体的一致。实际上，不存在适合硅的溶剂，而且晶体必须在超过1400℃的熔融状态下生长。最终的晶体至少有一米长，十厘米的直径，如果他们要用在半导体工业上的话还必须有接近完美的晶体结构。这些要求使得工艺很有挑战性。
通常生产半导体级别的硅晶体的方法是Czochralski工艺。这个工艺，图2.1，使用装满了半导体级别的多晶体硅的硅坩锅。电炉加热硅坩锅直到所有的硅融化。然后温度慢慢降低，一小块种子晶体被放到坩锅里。受控制的冷却使硅原子一层一层的沉积到种子晶体上。装有种子的棒缓慢的上升，所以只有生长中的晶体的低层部分和熔融的硅有接触。通过这个方法，能从融化的硅中一厘米一厘米的拉出一个大的硅晶体。装有晶体的轴缓慢的旋转，保证生长的均匀性。熔融硅的大表面张力把晶体变成了圆柱形而不是棱柱。
图2.1 生长硅晶体的Czochralski工艺。
为了得到需要的纯度和尺寸的晶体，Czochralski工艺要求精确的控制。自动化系统控制了熔化物质的温度和晶体生长的速度。把少量的掺杂多晶硅加到熔融状态的硅中就能控制晶体中的掺杂浓度。除了故意加入的杂质，silica坩锅里的氧和加热物质中的碳会溶解到熔融状态中的硅，混合进生长中的晶体。这些杂质会很微妙的改变最终硅的电学特性。一旦晶体生长到它的最终尺寸，它就会从熔融的液体中提起来，慢慢的冷却到室温。最终的单晶硅圆柱体叫做ingot。
由于集成电路只是在硅晶体的表面形成，并不会穿透表面很深，所以ingot通常会被切成很多圆形的薄片，这就是wafer。每片wafer能制作出成百上千甚至上万的集成电路。Wafer越大，能制作的集成电路越多，经济成本也就越低。大多数现代工艺用150mm（6’’）或200mm（8’’）的wafer。通常长度在1到2米的ingot能产生上千片wafer。
