图3(a)所示的是d1约为80μm时铝层下形成的共晶层。图3(b)所示的是硅的浓度,符合以LCO为基础的高斯拟合,左边和右边都减小到预计的扩散极限375μm。从高斯拟合来看,最大浓度代表了27个计数,而扩散极值处(d2-d1)/2的浓度大约代表了3个计数。在硅的扩散区间(距离LCO375μm)中,对于高烧结峰值温度950℃,C[(d2-d1)/2]/C0=11.11%的硅浓度一直呈现在铝层中,BSF同样是在这样的接触下形成,深达8μm。
图3(c)所示的是在这样的接触下没有形成共晶层而是形成了空穴。这种情况下,铝被储存在一个宽广的接触开缝(d1约为125μm)而且在高烧结峰值温度下烧结(迅速冷却)。通常在这种样品的LCO中会存在空穴,这是由于冷却时时间太短。图3(d)所示的是存在空穴的样品中铝层中的硅成分,描述了在接触开缝的中心和距离接触开缝中心大于150μm的两个极大值处更高浓度形成的不规则形式。这种现象可以由硅和铝之间的接触形成的以下模型解释。
硅-铝层的形成从铝的熔化开始。液体铝浸润电介质的开缝的硅表面,然后硅在铝层中溶解,硅中铝渗透的深度是关于温度和铝球直径的函数。在烧结峰值温度为950℃时,渗透深度是20μm,如图3(a)和图3(c)所示。因为硅在铝中的溶解度比铝在硅中的溶解度要高,所以硅原子在铝中扩散的体积比铝原子在硅中的大。如果烧结峰值温度太高,扩散会加快,而且硅在铝层中扩散的会更深。界面处,首先铝直接和大部分硅接触,并处于饱和状态,然后硅扩散过程从大量的液体铝质量的横向界面的边界(没有饱和的硅)开始,几秒过后,在距离接触面大于370μm的铝层中可以发现大量的硅原子。P型硅(BSF)在渗透时大量铝原子的出现直接变换了邻近表面,一旦烧结峰值温度达到最大值,液体溶解就会达到饱和。