由于用坩埚做容器且内部存在对流，随着生成单晶尺寸的加大，热对流、温度梯度均匀性越发难以控制，通过加入磁场使导电熔体受洛伦兹力的作用，可减缓甚至消除对流生产高质量单晶硅。
按磁场类别可分为水平磁场、垂直磁场、CUSP磁场：
垂直磁场由于结构原因无法消除主要对流，很少被采用。
水平磁场的磁场分量方向垂直于埚壁主要热对流与部分强迫对流，可有效抑制运动，且保持生长界面平整性，降低生长条纹。
CUSP磁场因其对称性，熔体的流动和传热性更为均匀，因此对于垂直与CUSP磁场的研究一直在齐头并进。
国内如西安理工大学较早实现磁场应用硅单晶生产和拉晶实验，主要产品为6-8in普及型，面向太阳能光伏电池硅片市场；国外如美国的KAYEX公司和德国的CGS公司，主要产品为8-16in，适应超大规模集成电路和半导体级别的单晶硅棒，在大直径高品质单晶生长的磁场领域占垄断地位，最具代表性。
单晶生长系统中坩埚区域的磁场分布情况是磁体最为关键的部分，包括坩埚边、坩埚中心、液面下适当距离处的磁场强度及均匀度,其整体呈水平且强度均匀的横向磁场，磁力线垂直于晶体生长轴。由磁效应及安培定律知，线圈与坩埚边最为贴近，场强最大。随着距离加大，空气磁阻增强，场强逐渐变小，至中心处最小。
超导磁场的作用
抑制热对流：在没有外加磁场的情况下，熔融硅在加热过程中会产生自然对流，这可能导致杂质分布不均匀和晶体缺陷的形成。外加磁场可以抑制这种对流，使得熔体内部的温度分布更加均匀，减少杂质的不均匀分布。
控制晶体生长速率：磁场可以影响晶体生长的速率和方向，通过精确控制磁场的强度和分布，可以优化晶体生长过程，提高晶体的完整性和均匀性。在单晶硅生长过程中，氧主要通过熔体和坩埚的相对运动进入硅熔体中。磁场通过减少熔体的对流，降低了氧与硅熔体接触的机会，从而减少了氧的溶解。在某些情况下，外加磁场可以改变熔体的热力学条件，比如通过改变熔体的表面张力，这可能有助于氧的挥发，从而降低熔体中的氧含量。
减少氧和其他杂质的溶解：在硅晶体生长过程中，氧是常见的杂质之一，它会导致晶体品质下降。磁场可以降低熔体中的氧含量，从而减少氧在晶体中的溶解，提高晶体的纯度。
改善晶体内部结构：磁场可以影响晶体内部的缺陷结构，如位错和晶界，通过减少这些缺陷的数量和影响其分布，可以提高晶体的整体质量。
提高晶体的电学性质：由于磁场对晶体生长过程中的微观结构有显著影响，因此可以改善晶体的电学性质，如电阻率和载流子寿命，这对于制造高性能的半导体器件至关重要。
