在圖⒉7(ω中所示的橫向磁場系統(tǒng)中,軸向熔KA1458DTF體和與磁場方向垂直的垂直方向的熔體的對流受到抑制,而和與磁場方向平行的水平方向熔體的對流不受影響。采用橫向磁場能獲得氧含量低、徑向均勻性好的硅錠;但是,產(chǎn)生橫向磁場需要用到很龐大的電磁體,在大型單晶爐上配置橫向磁場成本較高。

   而在單晶爐的爐膛外繞上螺線管,就可以用比橫向磁場低得多的成本形成如圖27(a)所示的縱向磁場。采用縱向磁場時,徑向熔體的對流受到抑制,但軸向熔體的對流不受影響,從石英坩堝底到熔體/晶體界面處有氧的直接傳輸,對晶體中的氧含量難以控制。另外,熔體/晶體界面處的熔體對流受到抑制,晶體中摻雜劑的徑向分布將更不均勻,氧含量比不附加磁場時還高。

   為克服以上兩種磁場的局限性,發(fā)展了各種非均勻分布的磁場。如圖⒉7(c)中所示的尖角形磁場就是其中的一種。目前這種尖角形磁場系統(tǒng)是大型磁控單晶爐常用的附加磁場方式。

   圖⒉7 MCZ爐的多種磁場分布方式磁控直拉法設(shè)備較直拉法設(shè)備復(fù)雜得多,造價也高得多,強磁場的存在使得生產(chǎn)成本也大幅提高。因此,在磁控直拉技術(shù)剛出現(xiàn)時并未受到重視,但隨著硅片直徑的不斷增大,坩堝內(nèi)熔體強對流造成的危害也越來越嚴重,磁控直拉法對熔體自然對流的抑制作用的優(yōu)勢也凸現(xiàn)出來。目前,磁控直拉法在生產(chǎn)高品質(zhì)大直徑硅錠上已成為主要方法。