現有的直拉法拉晶技術存在兩種對流形式,即自然對流和強迫對流。自然對流是由溫度梯度造成,而強迫對流由拉晶時設定的晶轉、堝轉及熔體的粘滯性造成。一般情況下,強迫對流在拉晶中相對穩定;理想情況下,自然對流和強迫對流是趨向穩定的關係(臨界狀態)。但在實際情況中。自然對流的影響會逐漸加強,破壞這種理想的臨界狀態,造成了晶體生長液面的溫度震盪,導致雜質在晶體界面的微分凝,造成晶體的光學性質,電學性質的不均勻性。
為了抑制這種現象,就要降低溫度梯度的影響,一般的措施有:1.容器的縱橫比,即考慮好坩堝的形狀和尺寸。
2.在失重情況下生長。
3.雙坩堝法,擋板法等。即在坩堝內加入其它裝置來減少自然對流。
4.增加強迫對流,來控制自然對流,如磁場拉晶法。
磁場拉晶技術簡介:
在現行的直拉爐中增加磁場裝置。由於熔體本身導電,導電的流體在磁場中運動,流體的電流微元穿過磁力線,產生作用於其上的安培力,該力的方向同電流微元的運動方向相反,因此可以阻滯流體的熱對流,提高晶體性能和均勻性。