Hva er en diffusjonsbarriere?

En diffusjonsbarriere er vanligvis et tynt belegg av materiale som brukes for å forhindre diffusjon.Diffusjon oppstår når molekyler beveger seg fra et område med høy konsentrasjon til et område med lav konsentrasjon slik at et like antall oppstår i begge områdene.Diffusjon skjer om molekylene er i en gass, flytende eller fast tilstand, og kan føre til forurensning av et produkt av et annet.

En diffusjonsbarriere er vanligvis bare mikrometer tynn, og brukes til å forbedre holdbarheten til metallholdigProdukter ved å bremse korrupsjonen fra andre produkter i nærheten.Disse typer barrierer brukes i en rekke kommersielle applikasjoner, så effektive og rimelige barrierer er svært etterspurt, spesielt av elektronikkindustrien.Selv om oksygen- og hydrogengassdiffusjonsbarrierer eksisterer, er flertallet av diffusjonsbarrierer metaller.

En god diffusjonsbarriere har fysiske og kjemiske egenskaper som varierer avhengig av metallkomponentene som brukes til å gjøre barrieren.Jo tynnere diffusjonsbarriere, og jo mer ensartet belegget er, desto mer effektive er barrieren.Metallene i barrieren må være ikke-reaktive for materialene rundt den, slik at de ikke diffunderer seg i og ødelegger metallene som barrieren antas å beskytte.Videre må diffusjonsbarrieren være i stand til å feste seg sterkt til det den beskytter for å gi en sikker barriere som fullstendig vil forhindre diffusjon av eventuelle molekyler.

De forskjellige materialene som brukes til å gjøre diffusjonsbarrierer som gir forskjellige fordeler, og forsiktighet må tas til tilOptimaliser tykkelsen, reaktiviteten og etterlevelsen av barrieren.Metaller er forskjellige i reaktivitet og etterlevelse, med noen metaller som gir en høy grad av ikke-reaktivitet, men lav etterlevelse, eller omvendt.Noen barrierer kan ha flere lag for å imøtekomme behovet for både ikke-reaktive og limmetaller.Alternativt kan en kombinasjon av metaller, kalt legeringer, brukes til å danne barrieren.En rekke metaller har blitt brukt i opprettelsen av diffusjonsbarrierer, inkludert aluminium, krom, nikkel, wolfram og mangan.

diffusjonsbarrierer har ofte blitt brukt i produksjonen av elektronikk i flere tiår.De brukes til å bevare integriteten til interne kobberkabler fra silisiumsisolasjonen som omgir den.Dette tjener til å forlenge levetiden til den elektroniske enheten ved å forhindre kretssvikt som ville oppstå hvis kobber og silika kom i kontakt.Så langt har teknologien for å skape og deponere diffusjonsbarrierer muliggjort økt hastighet på forbrukerelektronikk;Imidlertid blir nye legeringer og barriereavsetningsteknikker undersøkt for bruk i nye generasjoner av elektronikk.