Qu'est-ce qu'un métal barrière?

Un métal barrière est une fine couche de métal, soit sous forme de placage ou de film, qui est placé entre deux objets afin d'empêcher les métaux doux de contaminer d'autres objets.Par exemple, les composants en cuivre et en laiton dans les puces et les circuits modernes comprennent toujours une fine couche de placage métallique autour d'eux pour éviter de corrompre les semi-conducteurs cristallins eux-mêmes.Parfois, les métaux barrières sont faits de céramiques telles que le nitrure de tungstène plutôt que les métaux réels, mais ils sont toujours considérés comme des métaux barrières.

Les métaux de la barrière nécessitent des propriétés physiques spécifiques afin d'être utiles à l'industrie des semi-conducteurs.De toute évidence, le métal barrière doit être suffisamment inerte pour éviter de contaminer les matériaux environnants eux-mêmes;Cependant, la fabrication de semi-conducteurs est construite autour du flux d'électricité dans tout l'appareil.En tant que tel, le métal barrière doit être suffisamment conducteur pour éviter d'arrêter le débit électrique.

Très peu de métaux répondent à ces deux critères, ce qui signifie que seule une petite poignée de matériaux agit comme un métal barrière dans les semi-conducteurs.Le nitrure de titane est le métal barrière le plus souvent trouvé dans les semi-conducteurs.Le chrome, le tantale, le nitrure de tantale et le nitrure de tungstène sont également utilisés.

La conductivité et la dureté sont les deux seules propriétés prises en compte avec un métal barrière;L'épaisseur du métal barrière joue également un rôle crucial dans son efficacité.Les métaux mous comme le cuivre peuvent pénétrer une barrière trop mince.Tout métal mou qui pénètre une fine barrière peut contaminer l'objet vulnérable de l'autre côté.D'un autre côté, le placage métallique trop épais affecte considérablement l'écoulement de l'électricité dans le circuit.Les ingénieurs de semi-conducteurs passent beaucoup de temps à tester des laboratoires à essayer de bien faire l'équilibre.Les métaux mous corrompent les surfaces métalliques plus dures tout aussi facilement, et cette contamination peut entraîner une défaillance du produit dans les appareils de haute technologie.Une fine couche de métal inerte empêchant le contact de deux autres métaux est connue sous le nom de barrière de diffusion.Des barrières de diffusion se trouvent souvent entre les couches de métaux de plaque et protégeront les composants métalliques de la soudure.

Les métaux utilisés pour une barrière de diffusion ne sont pas toujours les mêmes métaux utilisés pour protéger les semi-conducteurs, bien que les dispositifs qui reposent sur l'écoulement de l'électricité entre leurs composants métalliquespourrait utiliser les mêmes métaux de barrière que les appareils semi-conducteurs.En général, les barrières de diffusion des métaux de plaque nécessitent les mêmes propriétés inertes que les barrières semi-conductrices, mais ils doivent également être capables d'adhérer aux différents métaux de chaque côté.L'or, le nickel et l'aluminium sont trois métaux communs utilisés pour les barrières de diffusion.