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,構成兩個相區的兩個單相中兩種原子的平衡組成可以按照杠桿規則確定。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。