DE10146600B4 - Vorrichtung zum Züchten von Kristallen aus der Schmelze - Google Patents

Vorrichtung zum Züchten von Kristallen aus der Schmelze Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Züchten von Kristallen aus der Schmelze mit
a) einem gasdichten Behälter;
b) einer innerhalb des gasdichten Behälters angeordneten Ofeneinrichtung, die mindestens zwei Zonen unterschiedlicher Temperatur aufweist, zwischen denen ein Temperaturgradient besteht;
c) einem innerhalb der Ofeneinrichtung angeordneten Tiegel, in dem sich bei der Züchtung des Kristalls eine Grenzfläche zwischen dem Kristall und der Schmelze, aus welcher der Kristall wächst, einstellt;
d) einer Einrichtung, mit welcher eine Relativbewegung zwischen der Ofeneinrichtung und dem Tiegel in dem Sinne bewirkt wird, daß der Tiegel sich in Richtung von der Zone höherer Temperatur zur Zone niedrigerer Temperatur bewegt, wobei die Grenzfläche im Bereich des Temperaturgradienten verbleibt;
e) einem auf dem Oberflächenspiegel der Schmelze aufliegendem Schwimmer,
dadurch gekennzeichnet, daß
f) der Schwimmer (17) mit einem Meßwandler (24) verbunden ist, der elektrische Ausgangssignale erzeugt, welche für die momentane Position der Grenzfläche (11) repräsentativ sind;
g) eine...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Züchten Kristallen aus der Schmelze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine der gebräuchlichsten Methoden, Kristalle aus der Schmelze zu züchten, ist das sog. Bridgman-Stockbarger-Verfahren. Bei diesem wächst der Kristall in einem Temperaturgradienten, in den der Tiegel eingebracht ist, vertikal von unten nach oben. Man unterscheidet dabei zwei grundsätzliche Bauweisen: Entweder wird der Tiegel mit dem Kristallmaterial durch einen räumlich festen Temperaturgradienten aus einer Zone mit hoher Temperatur in eine solche mit niedrigerer Temperatur abgesenkt oder der Tiegel steht räumlich fest, während der Temperaturgradient mit Hilfe einer vertikalen Mehr-Zonen-Ofeneinrichtung über den Tiegel hinweg nach oben verschoben wird. Die vorliegende Erfindung läßt sich auf beide Ofenarten anwenden.
  • Zur Herstellung qualitativ hochwertiger Kristalle muß die Grenzfläche zwischen Schmelze und Kristall mit sehr konstanter Geschwindigkeit von einigen Millimetern pro Stunde nach oben verschoben werden. Diese Wachstumsgeschwindigkeit bedarf einer ständigen Kontrolle; die in diesem Zusammenhang bisher angewandten Verfahren haben den schwerwiegenden Nachteil, daß sie das Kristallwachstum stören. Dies ist besonders schwerwiegend bei hochviskosen Fest-Flüssig-Übergangsgebieten, bei denen Störungen nur sehr langsam ausheilen.
  • Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der EP 0 870 855 A1 beschrieben. Bei dieser befindet sich auf dem Oberflächenspiegel der Schmelze ein Schwimmer, der die Position eines mechanisch mit diesem gekoppelten beheizten Kolbens so bestimmt, daß dieser Kolben sich stets in der selben Entfernung von der Grenzfläche zwischen Schmelze und Kristall befindet. Auf diese Weise soll der Temperaturgradient, der von dem beheizten Kolben erzeugt wird, im Bereich der Grenzfläche konstant gehalten werden. Eine Überwachung des Kristallwachstums selbst ist auf diese Weise nicht möglich.
  • Aus der DE 32 43 650 A1 ist bekannt, daß Schwimmer zur Messung der Position von Schmelzen geeignet sind, indem an einer Stange ein Linearmeßsystem angeordnet wird, das ein elektrisches Signal erzeugt.
  • Der DE 197 41 307 A1 ist zu entnehmen, daß bei einer Kristallisation, bei welcher sich die Lage der Grenzfläche mit zunehmender Kristallisation ändert, die genaue Lage und ihre Zeitabhängigkeit von Bedeutung sind und zur Steuerung herangezogen werden können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß, ohne das Kristallwachstum zu stören, eine Kontrolle des Verlaufs des Kristallwachstums und ggf. ein korrigierender Eingriff möglich sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also der auf dem Oberflächenspiegel der Schmelze aufliegende Schwimmer dazu genutzt, elektrische Signale zu erzeugen, die einer kontinuierlichen Auswertung zugänglich sind. Dabei wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß sich aus dem zeitlichen Verlauf der Position der Grenzfläche Informationen darüber gewinnen lassen, ob das Kristallwachstum in der gewünschten Weise voranschreitet. Die Form der Meßkurve, welche die momentane Position der Grenzfläche als Funktion der Zeit darstellt, enthält eine Vielzahl von Hinweisen auf den Kristallbildungsvorgang, die ausgewertet werden können.
  • Da die Atmosphäre innerhalb des gasdichten Behälters eine andere ist als in der Umgebung, beispielsweise Vakuum oder auch Schutzgas, umfaßt der Meßwandler ein gemeinsam mit dem Schwimmer bewegliches Teil, welches in einer aus dem gasdichten Behälter herausgeführten, mit diesem dicht verbundenen Umhüllung angeordnet ist, deren Innenraum mit dem Innenraum des Behälters kommuniziert, wobei das gemeinsam mit dem Schwimmer bewegliche Teil berührungslos mit einem außerhalb der Umhüllung befindlichen Teil des Meßwandlers wechselwirkt. Die Umhüllung sorgt dabei für die Atmosphärentrennung zwischen dem Innen- und dem Außenraum des gasdichten Behälters.
  • Der Meßwandler umfaßt ein periodisch magnetisiertes Kunstoffband und einen mit diesem zusammenwirkenden Magnetfeldsensor. Derartige Kunststoffbänder sind handelsüblich erhältlich und weisen eine hohe Positionsgenauigkeit auf. Der Magnetfeldsensor ist bevorzugt eine Hall-Sonde.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der außerhalb der Umhüllung befindliche Teil des Meßwandlers vertikal beweglich ist. Damit hat es folgende Bewandtnis: Die vom Meßwandler direkt erfaßte Größe setzt sich bei Vorrichtungen mit bewegtem Tiegel aus zwei Anteilen zusammen, nämlich der Vertikal verschiebung des Tiegels sowie der Vertikalverschiebung der Schmelzenoberfläche im Tiegel beim Kristallisierungsvorgang, die Folge einer Volumenveränderung ist. Interessant für die Auswertung ist im allgemeinen nur der zweite dieser beiden Anteile. Die Vertikalverschiebung des Tiegels läßt sich mechanisch aus dem Ausgangssignal des Meßwandlers dadurch entfernen, daß der außerhalb der Umhüllung befindliche Teil des Meßwandlers mit der selben Geschwindigkeit bewegt wird wie der Tiegel. Das vom Meßwandler erzeugte Signal steht dann unmittelbar für die Verschiebung der Schmelzenoberfläche bzw. der Fest-Flüssig-Phasengrenze relativ zum Tiegel.
  • Alternativ kann hierzu eine Vorrichtung eingesetzt werden, bei welcher die Auswertelektronik so ausgebildet ist, daß sie von einem Ausgangssignal des Meßwandlers, welche die Gesamtverschiebung des Schwimmers repräsentiert, ein Signal abzieht, welches der Relativverschiebung zwischen Tiegel und Ofeneinrichtung entspricht.
  • Besonders aussagekräftige Informationen liefert diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Auswertelektronik die Steigung des Diagramms ermittelt, in welchem die Verschiebung der Grenzfläche als Funktion der Zeit dargestellt ist, und die Ist-Steigung mit einer Soll-Steigung vergleicht. Diese Ausführungsform der Erfindung macht von der Erkenntnis Gebrauch, daß die Steigung des fraglichen Diagramms im wesentlichen von zwei Faktoren abhängt: Der erste Faktor ist selbstverständlich das Kristallmaterial, das gerade verarbeitet wird. Für dieses läßt sich in Vorversuchen eine optimale Steigung dieses Diagramms ermitteln, die dann als Sollwert für die nachfolgenden Kristallzüchtungen zur Verfügung steht. Der zweite Faktor, der die Steigung in dem Diagramm beeinflußt, ist die Form der Grenzfläche zwischen Schmelze und Kristall. Diese sollte möglichst planar sein. Unerwünscht sind meniskus- oder kegelförmige Grenzflächen. Eine Abweichung der Grenzfläche von der idealen, planaren Form ist dadurch erkennbar, daß die Steigung im Verschiebungs-Zeitdiagramm von dem abgespeicherten Sollwert abweicht, daß dieses Diagramm also beispielsweise lineare Bereiche mit unterschiedlicher Steigung besitzt.
  • Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche nach dem von der Auswertelektronik durchgeführten Soll-Istwertvergleich mindestens einen Betriebsparameter der Vorrichtung so ändert, daß der gewünschte Sollwert der Steigung beibehalten wird. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es also nicht nur möglich, die Qualität der Kristallbildung zu überwachen; vielmehr ist es hier auch möglich, sofort regelnd und korrigierend einzugreifen, wenn Abweichungen vom idealen Kristallwachstum festgestellt werden, und durch geeignete Veränderung der Betriebsparameter das gewünschte Kristallwachstum wieder herbeizuführen.
  • Die Regeleinrichtung kann beispielsweise auf den Temperaturgradienten, in dem sich die Grenzfläche zwischen Kristall und Schmelze befindet, oder auch auf die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Tiegel und Ofeneinrichtung einwirken.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
  • 1 schematisch einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Züchtung von Kristallen;
  • 2 in größerem Maßstab einen Differential-Meßwandler, der Teil der Vorrichtung von 1 ist;
  • Figuren Meßkurven, die mit der Vorrichtung von 1 3 und 4 gewonnen wurden.
  • Die in 1 gezeigte und nachfolgend beschriebene Vorrichtung ist zur Züchtung von Fluorid-Kristallen aus der Schmelze bestimmt. Sie umfaßt einen Hochvakuum-Behälter 1, dessen Innenraum von einer nicht dargestellten Pumpe evakuiert wird. Der doppelwandige Mantel des Hochvakuum-Behälters 1 ist wassergekühlt. Innerhalb des Hochvakuum-Behälters 1 befindet sich ein Hochtemperatur-Isolations mantel 2, der aus einem auf Graphit basierenden Material (Graphitfilz, Graphit-Hartschaum) besteht. Der Hochtemperatur-Isolationsmantel 2 seinerseits umgibt eine Ofeneinrichtung mit einem oberen Hochtemperatur-Ofen 3 sowie einem darunter angeordneten Niedertemperatur-Ofen 4. Die Heizelemente dieser Öfen 3, 4 sind nicht dargestellt.
  • Im Übergangsbereich zwischen dem Hochtemperatur-Ofen 3 und dem Niedertemperatur-Ofen 4 ist ein Tiegel 5 vertikal beweglich angeordnet. Dieser umfaßt einen unteren, fingerartigen Fortsatz 6, einen darüber liegenden konischen Bereich 7 und einen zylindrischen Hauptteil 8. Im fingerartigen Fortsatz 6 befindet sich ein Kristallkeim 9, über diesem der aufgewachsene Kristall 10, der durch eine Grenzfläche 11 von der darüber liegenden Schmelze 12 getrennt ist.
  • Der Tiegel 5 ist in einer Halterung 13 gelagert, die ihrerseits am Ende einer axial und damit vertikal beweglichen Stange 14 auf- und abbewegbar ist. Die Stange 14 ist durch eine Öffnung 15 des Hochtemperatur-Isolationsmantels 4 und – abgedichtet – eine Öffnung 16 des Hochvakuum-Behälters 1 nach unten ausgeführt und dort mit einer nicht dargestellten Hubvorrichtung verbunden.
  • Bei der Züchtung befindet sich die Grenzfläche 11 in der Temperaturgradienten-Zone zwischen den beiden Öfen 3 und 4.
  • Auf dem von der Schmelze 12 gebildeten Oberflächenspiegel liegt eine Schwimmerplatte 17 auf. Diese ist mit ihren Rändern von der Innenwandung des Tiegels 5 geführt und bewegt sich entsprechend dem Stand der Schmelze 12 innerhalb des Tiegels 5 auf und ab. Diese Auf- und Abbewegung der Schwimmerplatte 17 wird über einen Stab 18 übertragen, der durch eine Öffnung 19 im Deckel 20 des Tiegels 5, eine Öffnung 21 im Hochtemperatur-Ofen 3, eine Öffnung 22 in der Hochtemperatur-Isolierung 2 sowie – abgedichtet – eine Öffnung 23 des Hochvakuum-Behälters 1 nach oben ausgeführt ist. Der in der heißen Ofenzone befindliche Bereich des Stabs 18 besteht aus Graphit; außerhalb der heißen Zone geht das Material des Stabs 18 in Wolfram über.
  • Bei größeren Tiegeln 5 kann auch der in der Öffnung 19 des Deckels 20 des Tiegels 5 gleitende Stab 18 statt oder zusätzlich zu den Tiegelwänden die Führung der Schwimmerplatte 17 besorgen.
  • Das obere Ende des Stabs 18 ist mit einem Differential-Meßwandler 24 verbunden, der in 2 in größerem Maßstab dargestellt ist. Auf diese Figur wird nunmehr Bezug genommen.
  • Der Differential-Meßwandler 24 umfaßt ein Vierkantrohr 25, welches in hier nicht näher dargestellter Weise auf der Wandung des Hochvakuum-Behälters 1 vakuumdicht aufgeflanscht ist, über welche es nach oben übersteht. Im Innenraum des Vierkantrohrs 25 befindet sich daher die selbe Atmosphäre (Vakuum oder Schutzgas) wie im Innenraum des Hochvakuum-Behälters 1. In dieses Vierkantrohr 25 ist ein Graphithalter 26 mit rechteckigem Querschnitt eingepaßt und vertikal leichtgängig verschiebbar geführt. An einer Seitenfläche des Graphithalters 26 ist ein periodisch magnetisiertes Kunststoffband 27 eingelassen. Das untere Ende des Graphithalters 26 liegt auf der oberen Stirnfläche des Stabs 18 auf. Der Graphithalter 26 und das an ihm befestigte magnetisierte Kunststoffband 27 bewegen sich also mit dem Oberflächenspiegel der innerhalb des Tiegels 5 befindlichen Schmelze.
  • Das Vierkantrohr 25, das aus unmagnetischem Material besteht, ist durch einen vertikal verlaufenden Vierkantschlitz 29 einer Sensorkopfhalterung 30 hindurchgeführt. Die Sensorkopfhalterung 30 enthält den eigentlichen Sensorkopf, z. B. eine Hall-Sonde 31, der in Abstand von weniger als 1 mm von dem magnetisierten Kunststoffband 27 geführt wird.
  • Durch eine vertikal verlaufende Gewindebohrung 32 der Sensorkopfhalterung 30 ist eine Präzisions-Gewindestange 33 hindurchgeführt. Das untere Ende der Präzisions-Gewindestange 33 ist mit einem Schrittmotor 34 verbunden; das obere Ende der Präzisions-Gewindestange 33 ist in einem Ausleger 35 gelagert, der am oberen Ende des Rohrs 25 befestigt ist. Die Anordnung ist offensichtlich so, daß durch Verdrehen der Präzisions-Gewindestange 33 mit Hilfe des Schrittmotors 34 die Sensorkopfhalterung 30 vertikal gegenüber dem Vierkantrohr 25 verschiebbar ist.
  • Die Verschiebung des mit der Schwimmerplatte 17 gekoppelten magnetisierten Kunststoffbands 27 setzt sich aus zwei Anteilen zusammen: Zum einen enthält sie die Vertikalverschiebung, welche der Tiegel 5 mit Hilfe des Stabs 14 erfährt. Zum anderen reflektiert die Bewegung des Kunststoffbands 27 die eigentlich interessierende Vertikalverschiebung der Grenzfläche 11 im Tiegel beim Kristallisieren. Der erste dieser beiden Anteile wird mechanisch dadurch kompensiert, daß mit Hilfe des Schrittmotors 34 die Sensorkopfhalterung 30 synchron und mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wird wie der Tiegel 5.
  • Das Ausgangssignal des Hall-Sensors 31 wird einer nicht dargestellten Auswertelektronik zugeführt, deren Ausgangs signal unter den geschilderten Umständen direkt proportional der Verschiebung der Grenzfläche 11 ist.
  • In 3 ist eine derartige Meßkurve dargestellt, welche für das hochschmelzende Material LaF3 mit einer Schmelztemperatur von 1493°C aufgenommen wurde. Auf der Ordinate ist die Verschiebung der Schmelzenoberfläche, auf der Abszisse die Zeit bei konstanter Absenkgeschwindigkeit des Tiegels 5 aufgetragen.
  • In der Meßkurve der 3 lassen sich deutlich vier Bereiche unterscheiden:
    Der mit A gekennzeichnete Kurvenbereich entspricht demjenigen Zeitraum der Kristallzüchtung, in welchem sich die Grenzfläche 11 zwischen Schmelze 12 und aufgewachsenem Kristall 10 in dem konischen Bereich 7 des Tiegels 5 befindet. Hier ist die bezüglich der Verschiebung des Tiegels 5 korrigierte Schwimmerverschiebung proportional zur dritten Potenz der Wachstumshöhe des Kristalls, d. h., bei konstanter Absenkgeschwindigkeit des Tiegels 5, proportional zur dritten Potenz der Zeit. Im Bereich B der Meßkurve dagegen liegt die Grenzfläche 11 zwischen Schmelze 12 und aufgewachsenem Kristall 10 in dem zylindrischen Hauptbereich 8 des Tiegels 5. Hier besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der korrigierten Schwimmerverschiebung und der Zeit. Im Bereich C der Meßkurve ist das Kristallwachstum beendet. Der Tiegel 5 wird weiter in den Niedertemperatur-Ofen 4 gefahren: Der geradlinige Bereich C hat aufgrund der thermischen Kontraktion des Kristalls eine geringfügige Steigung. Im Bereich D der Meßkurve schließlich ist die Absenkung des Kristalls abgeschaltet; der Sensorkopf 31 jedoch fährt weiter mit der voreingestellten Kristall-Absenkgeschwindigkeit.
  • 4 zeigt eine weitere Meßkurve, die für das niedrig schmelzende Material LiF (Schmelztemperatur 848°C) aufgenommen wurde. Es lassen sich fünf Bereiche dieser Meßkurve unterscheiden: Der Bereich A entspricht wiederum dem Zeitraum, in welchem sich die Grenzfläche 11 zwischen der Schmelze 12 und dem aufgewachsenen Kristall 10 im konischen Bereich 7 des Tiegels 5 befindet. Man spricht hier auch von "Kegelwachstum". Der Bereich B1 spiegelt eine lineare Abhängigkeit der korrigierten Schwimmerverschiebung mit der Zeit wieder und zwar mit einer ersten Steigung. Dieser Bereich B1 gehört zu einem Zeitraum, in dem sich die Grenzfläche 11 zwischen Schmelze 12 und Kristall 10 im zylindrischen Hauptbereich 8 des Tiegels 5 befindet. Man spricht hier auch von "Zylinderwachstum". Auch der Kurvenbereich B2 entspricht einem Zylinderwachstum des Kristalls. Das Auftretene einer vom Bereich B1 abweichenden Steigung im Kurvenbereich B2 signalisiert jedoch, daß die Form der Grenzfläche 11 sich geändert hat: Aus der gewünschten, ebenen Grenzfläche 11 ist eine unerwünschte, kegelförmige Grenzfläche 11 entstanden, was auf eine ungünstige Geometrie des Ofens hinweist.
  • Der Bereich C entspricht erneut derjenigen Zeit, in welcher das Kristallwachstum abgeschlossen ist und der Kristall weiter in kühlere Ofenbereiche fährt: Die Steigung der Meßgeraden ist durch die thermische Kontraktion des Kristalls bedingt. Im Bereich D schließlich ist wieder die Absenkung des Kristalls abgeschaltet und der Sensorkopf 31 fährt mit der voreingestellten Kristall-Absenkgeschwindigkeit weiter.
  • Der Differential-Meßwandler 24 in 1 mit der zugehörigen Verarbeitungselektronik läßt sich also insbesondere in folgender Weise zu Kontrolle und zur Steuerung des Kristallwachstums einsetzen:
    In vorab durchgeführten Experimenten wird für die Materialien, aus denen in der Vorrichtung Kristalle gezüchtet werden sollen, das ideale Volumen-Kontraktionsverhältnis ermittelt. Damit ist auch die Steigung bekannt, welche beim Züchten eines neuen Kristalls aus diesem Material im linearen Bereich B der Meßkurve entsprechend den 3 und 4 eintreten sollte. Beim Züchten eines neuen Kristalls wird daher der ggf. in der Auswertelektronik eingespeicherte Soll-Wert für die Steigung des Bereichs B mit dem in der Messung tatsächlich ermittelten Wert der Steigung in diesem Bereich B verglichen.
  • Beispielsweise kann der gemessene Wert von dem voreingestellten Wert abgezogen werden, so daß eine Sichtanzeige "0" entsteht, wenn zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Steigung keine Differenz vorliegt. Solange der Kristall mit konstanter Geschwindigkeit wächst, bleibt die Differenz im wesentlichen 0. Treten jedoch Abweichungen auf, können diese zur automatischen oder manuellen Nachregelung der Vorrichtung genutzt werden. Beispielsweise kann bei Mehrzonenöfen die Verschiebungsgeschwindigkeit des Temperaturgradienten nachgeregelt werden; bei Vorrichtungen mit nur zwei Temperaturzonen, wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann die Temperatur eines der beiden Öfen 3, 4 nachgeregelt werden, bis wieder die gewünschte Steigung in der Meßkurve und ggf. die Sichtanzeige "0" erreicht ist.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Züchten von Kristallen aus der Schmelze mit a) einem gasdichten Behälter; b) einer innerhalb des gasdichten Behälters angeordneten Ofeneinrichtung, die mindestens zwei Zonen unterschiedlicher Temperatur aufweist, zwischen denen ein Temperaturgradient besteht; c) einem innerhalb der Ofeneinrichtung angeordneten Tiegel, in dem sich bei der Züchtung des Kristalls eine Grenzfläche zwischen dem Kristall und der Schmelze, aus welcher der Kristall wächst, einstellt; d) einer Einrichtung, mit welcher eine Relativbewegung zwischen der Ofeneinrichtung und dem Tiegel in dem Sinne bewirkt wird, daß der Tiegel sich in Richtung von der Zone höherer Temperatur zur Zone niedrigerer Temperatur bewegt, wobei die Grenzfläche im Bereich des Temperaturgradienten verbleibt; e) einem auf dem Oberflächenspiegel der Schmelze aufliegendem Schwimmer, dadurch gekennzeichnet, daß f) der Schwimmer (17) mit einem Meßwandler (24) verbunden ist, der elektrische Ausgangssignale erzeugt, welche für die momentane Position der Grenzfläche (11) repräsentativ sind; g) eine Auswertelektronik vorgesehen ist, welcher die Ausgangssignale des Meßwandlers (24) zugeführt werden und den ermittelten zeitlichen Verlauf dieser Ausgangssignale mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf, der einen Sollzustand repräsentiert, vergleicht, h) der Meßwandler (24) ein gemeinsam mit dem Schwimmer (17) bewegliches Teil (26, 27) umfaßt, welches in einer aus dem gasdichten Behälter (1) herausgeführten, mit diesem dicht verbundenen Umhüllung (25) angeordnet ist, deren Innenraum mit dem Innenraum des Tanks (1) kommuniziert, wobei das gemeinsam mit dem Schwimmer (17) bewegliche Teil (26, 27) berührungslos mit einem außerhalb der Umhüllung (25) befindlichen Teil (31) des Meßwandlers (24) wechselwirkt; i) der Meßwandler (24) ein periodisch magnetisiertes Kunststoffband (27) und einen mit diesem zusammenwirkenden Magnetfeldsensor (31) umfaßt; j) das innerhalb der Umhüllung (25) befindliche Teil (26, 27) des Meßwandlers (24) mit dem Schwimmer (17) über eine Stange (18) verbunden ist, die im heißesten Bereich der Ofeneinrichtung (3, 49) aus Graphit und außerhalb dieses Bereichs aus Wolfram besteht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (31) eine Hall-Sonde ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der Umhüllung (25) befindliche Teil (31) des Meßwandlers (24) vertikal beweglich ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik so ausgebildet ist, daß sie von einem Ausgangssignal des Meßwandlers (24), welches die Verschiebung des Schwimmers (17) repräsentiert, ein Signal abzieht, welches der Relativverschiebung zwischen Tiegel (5) und Ofeneinrichtung (3, 4) entspricht.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik die Steigung des Diagramms ermittelt, in welchem die Verschiebung der Grenzfläche (11) als Funktion der Zeit dargestellt ist, und die Ist-Steigung mit einer Soll-Steigung vergleicht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche nach dem von der Auswertelektronik durchgeführten Soll-Ist-Wertvergleich mindestens einen Betriebsparameter der Vorrichtung so ändert, daß der gewünschte Sollwert der Steigung beibehalten wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung auf den Temperaturgradienten einwirkt, in dem sich die Grenzfläche (11) zwischen Kristall (10) und Schmelze (12) befindet.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung auf die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Tiegel (5) und Ofeneinrichtung (3, 4) einwirkt.
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