鋁是硅器件或電路芯片中應用最多的內電極材料,鋁-硅二元體系在熱力學平衡狀態(tài)的性質可以從相圖獲得。圖⒈16所示就是鋁一硅體系相圖。GD75232PWR純鋁的凝固點(熔點)是660℃,純硅的凝固點是1417℃,在硅熔體中摻人鋁,或在鋁熔體中摻入硅,熔體的凝固點都下降,凝固點最小值為577℃,這一點稱為共晶點,這一點的組分稱為共晶組成,共晶點硅原子占原子總數的11.3%。鋁-硅在液相完全互溶,在固相只部分互溶.這樣的體系稱為共晶體系。

   由相圖鋁一側看,硅在鋁中的同溶度較大,最大固溶度在577℃時出現,此時鋁中硅原子的原子濃度為1.59%.即每10OO0個鋁-硅原子中有159個硅原子。由相圖硅一側看,鋁在硅中固溶度很小,在相圖中無法表示出來。而由圖115中鋁在硅中的固溶度曲線可知,在1200℃時,鋁在硅中的固溶度最大,為2×1019臟oms/clll’,而硅的原子密度為5×10夕crltoms/Cn1・,即每10000個硅原子中只能溶解攴個鋁原子。

   在任何溫度時,構成兩個相區(qū)的兩個單相中兩種原子的平衡組成可以按照杠桿規(guī)則確定。由圖⒈16可知,硅-鋁熔融液體系,設熔融液中硅的原始濃度為‰,把熔融液從溫度Tl冷卻到溫度乃,將有硅晶體析出,熔融液中硅濃度沿著液相線由鈽降至Cl,固相中硅濃度始終未變是α。若WL為η時液相中鋁一硅的總原子數,Ws為固相中鋁一硅的總原子數,則WLCl和Wsα分別是硅液相和固相中的原子數,硅總原子數為(T/yL+Ws)鱺,根據質量守恒定律有WLCL+WsCs=(WL+Ws)‰,可得杠桿規(guī)則公式:被摻人硅晶體中,圖⒈17是砷一硅體系相圖。在二元體系里可以有中間化合物生成,相圖中有兩種中

間化合物出現,SiAs和⒊A勒,圖中都是用垂直線表示,這是因為它們組成范圍非常狹窄。由相圖可以看出實際上砷-硅體系中共有3個二元體系:⒊―sAs、⒊A陟ˉsA助、sA助一As。