Hva er et barriere metall?

Et barriere metall er et tynt lag metall, enten i plettering eller filmform, som er plassert mellom to gjenstander for å forhindre at myke metaller forurenser andre gjenstander.For eksempel inkluderer kobber- og messingkomponentene i moderne chips og kretsløp alltid et tynt lag metallplatering rundt seg for å unngå å ødelegge de krystallinske halvlederne selv.Noen ganger er barriere metaller laget av keramikk som wolframnitrid i stedet for faktiske metaller, men de anses fortsatt som barriere metaller.

Barriermetaller krever spesifikke fysiske egenskaper for å være nyttige for halvlederindustrien.Det er klart at barriere metallet må være inert nok til å unngå å forurense selve de omkringliggende materialene;Imidlertid er halvlederproduksjon bygget rundt strømmen av strøm gjennom enheten.Som sådan må barriere metallet være ledende nok til at det unngår å stoppe elektrisk strømning.

Svært få metaller oppfyller begge disse kriteriene, noe som betyr at bare en liten håndfull materialer fungerer som et barriere metall i halvledere.Titannitrid er barriere metall som oftest finnes i halvledere.Tykkelsen på barriere metall spiller også en avgjørende rolle i dens effektivitet.Myke metaller som kobber kan trenge gjennom en barriere som er for tynn.Ethvert mykt metall som trenger inn i en tynn barriere, kan forurense det sårbare objektet på den andre siden.På den annen side påvirker metallplatting som er for tykk betydelig strømmen av strøm i kretsen.Halvlederingeniører bruker mye tid på å teste laboratorier på å prøve å få balansen helt riktig.

Ikke alle barriere metaller skjermer krystallinske halvledere.Myke metaller ødelegger hardere metalloverflater like enkelt, og at forurensning kan føre til produktsvikt i høyteknologiske enheter.Et tynt lag med inert metall som forhindrer kontakt med to andre metaller er kjent som en diffusjonsbarriere.Diffusjonsbarrierer finnes ofte mellom lag med platemetaller og vil beskytte metalliske komponenter fra lodding.

Metallene som brukes til en diffusjonsbarriere er alltid de samme metaller som brukes til å beskytte halvledere, selv om enheter som er avhengige av strømmen av elektrisitet mellom metallkomponenterkan bruke de samme barriere metaller som halvlederenheter.Generelt krever platemetalldiffusjonsbarrierer de samme inertegenskapene som halvlederbarrierer, men de må også være i stand til å feste seg til de forskjellige metaller på hver side av dem.Gull, nikkel og aluminium er tre vanlige metaller som brukes til diffusjonsbarrierer.