Mi az a gátfém?
A gátfém egy vékony fémréteg, akár bevonással, akár film formájában, amelyet két tárgy közé helyeznek annak érdekében, hogy megakadályozzák a lágy fémek más tárgyak szennyeződését.Például a modern chipsben és áramkörökben lévő réz- és sárgaréz alkatrészek mindig tartalmaznak egy vékony fémréteget körülöttük, hogy elkerüljék a kristályos félvezetők megzavarását.Időnként a gátfémek kerámiákból készülnek, például a volfrám -nitridből, nem pedig a tényleges fémekből, ám ezeket még mindig gátfémeknek tekintik.
A gátfémek speciális fizikai tulajdonságokat igényelnek annak érdekében, hogy hasznosak legyenek a félvezető ipar számára.Nyilvánvaló, hogy a gátfémnek elég inertnek kell lennie, hogy elkerülje a környező anyagok szennyeződését;A félvezető gyártás azonban az egész készülék egész villamos áramlása körül épül.Mint ilyen, a gátfémnek elég vezetőképesnek kell lennie, hogy elkerülje az elektromos áramlás leállítását.
Nagyon kevés fém felel meg mindkét kritériumnak, ami azt jelenti, hogy csak egy kis maroknyi anyag akadályfémként működik a félvezetőkben.A titán -nitrid az a gátfém, amelyet leggyakrabban a félvezetőkben találnak.A króm, a tantalum, a tantalum -nitrid és a volfrám -nitrid szintén használnak.A gátfém vastagsága szintén döntő szerepet játszik hatékonyságában.A lágy fémek, például a réz, behatolhatnak egy túl vékony akadályba.Bármely puha fém, amely áthatol egy vékony gátba, szennyezi a sebezhető tárgyat a másik oldalon.Másrészt, a túl vastag fémbevonat szignifikánsan befolyásolja az áramkör áramlását.A félvezető mérnökök sok időt töltenek a laboratóriumok tesztelésére, hogy megpróbálják az egyensúlyt megfelelő módon elérni.A lágy fémek ugyanolyan könnyen korrupt, keményebb fémfelületek, és hogy a szennyeződés a csúcstechnológiájú eszközökben a termékhibát okozhatja.A két másik fém érintkezését megakadályozó vékony inert fémréteg diffúziós gátnak nevezzük.A diffúziós akadályokat gyakran találják a lemezfémek rétegei között, és a fémkomponensek a forrasztástól megpillantják.
A diffúziós gáthoz használt fémek nem mindig ugyanazokA fém alkatrészek ugyanazokat a gátfémeket használhatják, mint a félvezető eszközök.Általában véve a lemezfém -diffúziós akadályok ugyanolyan inert tulajdonságokat igényelnek, mint a félvezető akadályok, de képesnek kell lenniük arra is, hogy mindkét oldalán lévő különféle fémekhez tartsanak.Az arany, a nikkel és az alumínium három általános fém, amelyet a diffúziós akadályokhoz használnak.