La culture d’un lingot de silicium peut prendre d’une semaine à un mois entier, selon de nombreux facteurs tels que la taille, la qualité et les spécifications. Plus de 75 % de toutes les plaquettes monocristallines en silicium se développent via la méthode Czochralski (CZ) qui utilise des morceaux de silicium polycristallin vierge. Ces morceaux sont fondus et placés dans un creuset de quartz avec de petites quantités d’éléments appelés dopants, les plus courants étant le bore, le phosphore, l’arsenic et l’antimoine. Les dopants ajoutés confèrent les propriétés électriques souhaitées pour le lingote cultivé et, selon le dopant utilisé, le lingote devient un lingoté de type P ou N (bore : type P ; phosphore, antimoine, arsenic : type N).
Les matériaux sont ensuite chauffés à une température supérieure au point de fusion du silicium, autour de 1420 degrés Celsius. Une fois la combinaison silicium polycristallin et dopant liquéfiée, un seul cristal de silicium, la graine, est positionné au-dessus de la fonte, touchant à peine la surface. La graine a la même orientation cristalline requise dans le lingot fini. Pour obtenir une uniformité de dopage, la graine et le creuset de silicium en fusion sont tournés dans des directions opposées. Une fois les conditions de croissance du cristal remplies, le cristal de graine est lentement soulevé hors de la fonte. La croissance commence par un tirage rapide du cristal de graine afin de minimiser le nombre de défauts cristallins dans le lingogot au début du processus de croissance. La vitesse de traction est alors réduite pour permettre au diamètre du cristal de dépasser légèrement le diamètre final souhaité. Lorsque le diamètre cible est obtenu, les conditions de croissance sont stabilisées pour maintenir le diamètre. À mesure que la graine est lentement élevée au-dessus de la fonte fondue, la tension superficielle entre la graine et la fonte provoque l’adhérence d’un mince film de silicium à la graine puis refroidit. Pendant le refroidissement, les atomes du silicium fondu s’orientent vers la structure cristalline de la graine.
Une fois le lingot complètement adulte, il est meulé à un diamètre approximatif légèrement supérieur au diamètre souhaité de la plaquette de silicium finie. Le lingot reçoit ensuite une encoche ou un plat pour indiquer son orientation, selon le diamètre de la plaquette, les spécifications du client ou les normes EMI. Une fois qu’il a passé plusieurs inspections, le lingot est découpé en gaufrettes.