Co to jest metal barierowy?

Metal barierowy jest cienką warstwą metalu, w formie splatania lub warstwy, która jest umieszczona między dwoma obiektami, aby zapobiec zanieczyszczeniu innych obiektów miękkich.Na przykład elementy miedzi i mosiężnych w nowoczesnych wiórach i obwodach zawsze zawierają cienką warstwę metalu, aby uniknąć uszkodzenia samych krystalicznych półprzewodników.Czasami metale barierowe są wykonane z ceramiki, takich jak azotek wolframowy, a nie rzeczywiste metale, ale nadal są uważane za metale barierowe.

Metale barierowe wymagają określonych właściwości fizycznych, aby były przydatne dla przemysłu półprzewodnikowego.Oczywiście metal barierowy musi być wystarczająco obojętna, aby uniknąć zanieczyszczenia samych otaczających materiałów;Jednak wytwarzanie półprzewodnikowe jest zbudowane wokół przepływu energii elektrycznej w całym urządzeniu.W związku z tym metal barierowy musi być wystarczająco przewodzący, aby uniknąć zatrzymania przepływu elektrycznego.

Bardzo niewiele metali spełnia oba te kryteria, co oznacza, że tylko niewielka garść materiałów działa jako metal barierowy w półprzewodnikach.Azotan tytanowy jest metalem barierowym najczęściej występującym w półprzewodnikach.Stosuje się również chrom, tantalu, azotek tantalu i azotek wolframowy.

Przewodność i twardość nie są jedynymi właściwościami uwzględnionymi za pomocą metalu barierowego;Grubość metalu barierowego odgrywa również kluczową rolę w jego skuteczności.Miękkie metale, takie jak miedź, mogą przenikać zbyt cienką barierę.Każdy miękki metal, który przenika cienką barierę, może zanieczyścić wrażliwy obiekt po drugiej stronie.Z drugiej strony, zbyt grube poszycie metalowe wpływa na przepływ energii elektrycznej w obwodzie.Inżynierowie półprzewodnikowe spędzają dużo czasu na testowaniu laboratoriów, próbując poprawnie uzyskać równowagę.

Nie wszystkie metalowe metale krystaliczne krystaliczne półprzewodniki.Miękkie metale równie łatwo uszkodzone twardsze powierzchnie metalowe, a zanieczyszczenie może powodować awarię produktu w zaawansowanych technologicznie urządzeniach.Cienka warstwa obojętnego metalu zapobiegająca kontaktowi dwóch innych metali jest znana jako bariera dyfuzyjna.Bariery dyfuzyjne często występują między warstwami metali płytowych i będą chronić metaliczne elementy lutowania.

Metale stosowane do bariery dyfuzyjnej zawsze te same metale stosowane do ochrony półprzewodników, chociaż urządzenia opierające się na przepływie energii elektrycznej między ich komponentami metalowymimoże używać tych samych metali barierowych, co urządzenia półprzewodnikowe.Zasadniczo bariery dyfuzji metali płyty wymagają tych samych właściwości obojętnych jak bariery półprzewodników, ale muszą być również w stanie przylegać do różnych metali po obu stronach.Złoto, nikiel i aluminium to trzy powszechne metale stosowane do barier dyfuzyjnych.