Cos'è un metallo barriera?

Un metallo a barriera è un sottile strato di metallo, in forma di placcatura o di film, che è posizionato tra due oggetti per impedire ai metalli morbidi di contaminare altri oggetti.Ad esempio, i componenti di rame e ottone nei moderni chip e circuiti includono sempre un sottile strato di placcatura metallica attorno a loro per evitare di corrompere gli stessi semiconduttori cristallini.A volte, i metalli barriera sono realizzati in ceramica come il nitruro di tungsteno piuttosto che i metalli reali, ma sono ancora considerati metalli barriera.

I metalli barriera richiedono proprietà fisiche specifiche per essere utili al settore dei semiconduttori.Ovviamente, il metallo barriera deve essere abbastanza inerte da evitare di contaminare i materiali circostanti stessi;Tuttavia, la fabbricazione di semiconduttori è costruita attorno al flusso di elettricità in tutto il dispositivo.In quanto tale, il metallo barriera deve essere abbastanza conduttivo da evitare di fermare il flusso elettrico.

Pochissimi metalli soddisfano entrambi questi criteri, il che significa che solo una manciata di materiali funge da metallo barriera nei semiconduttori.Il nitruro di titanio è il metallo barriera più comunemente presente nei semiconduttori.Vengono anche usati cromo, tantalum, nitruro di tantalum e nitruro di tungsteno.

conducibilità e durezza non sono le uniche due proprietà prese in considerazione con un metallo a barriera;Lo spessore del metallo barriera svolge anche un ruolo cruciale nella sua efficacia.Metalli morbidi come il rame possono penetrare una barriera troppo sottile.Qualsiasi metallo morbido che penetra in una barriera sottile potrebbe contaminare l'oggetto vulnerabile dall'altro lato.D'altra parte, la placcatura metallica che è troppo spessa influisce significativamente sul flusso di elettricità nel circuito.Gli ingegneri dei semiconduttori trascorrono molto tempo nei laboratori di prova cercando di ottenere l'equilibrio giusto.

Non tutti i semiconduttori cristallini di metalli barriera, tuttavia.I metalli morbidi corrompono le superfici metalliche più dure altrettanto facilmente e che la contaminazione può comportare un guasto del prodotto in dispositivi ad alta tecnologia.Un sottile strato di metallo inerte che impedisce il contatto di altri due metalli è noto come barriera di diffusione.Le barriere di diffusione si trovano spesso tra gli strati di metalli della piastra e proteggeranno i componenti metallici dalla saldatura.

I metalli utilizzati per una barriera di diffusione non sono sempre gli stessi metalli usati per proteggere i semiconduttori, sebbene i dispositivi che si basano sul flusso di elettricità tra i loro componenti metalliciPotrebbe utilizzare gli stessi metalli barriera dei dispositivi a semiconduttore.In generale, le barriere di diffusione dei metalli della piastra richiedono le stesse proprietà inerte delle barriere a semiconduttore, ma devono anche essere in grado di aderire ai diversi metalli su entrambi i lati.Oro, nichel e alluminio sono tre metalli comuni usati per barriere di diffusione.