Vad är en diffusionsbarriär?
En diffusionsbarriär är vanligtvis en tunn beläggning av material som används för att förhindra diffusion.Diffusion uppstår när molekyler rör sig från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration så att ett lika antal inträffar i båda områdena.Diffusion händer oavsett om molekylerna är i en gas, flytande eller fast tillstånd och kan leda till förorening av en produkt av en annan.
En diffusionsbarriär är vanligtvis endast mikrometer tunn och används för att förbättra hållbarheten för metallinnehållandeProdukter genom att bromsa sin korruption från andra produkter i närheten.Dessa typer av hinder används i en mängd kommersiella tillämpningar, så effektiva och billiga hinder är mycket eftertraktade, särskilt av elektronikindustrin.Även om syre- och vätgasgasdiffusionsbarriärer finns, är majoriteten av diffusionsbarriärer metaller.
En god diffusionsbarriär har fysiska och kemiska egenskaper som varierar beroende på de metallkomponenter som används för att göra barriären.Ju tunnare diffusionsbarriär och desto mer enhetlig beläggning, desto effektivare barriären.Metallerna i barriären måste vara icke-reaktiva för materialen runt den, så att de inte diffunderar i och korrupta metallerna som barriären ska skydda.Vidare måste diffusionsbarriären kunna följa vad den skyddar för att ge en säker barriär som fullständigt förhindrar diffusion av alla molekyler.
De olika materialen som används för att göra diffusionsbarriärer erbjuder olika fördelar, och man måste se till att man måste vidtas tillOptimera tjockleken, reaktiviteten och vidhäftningen av barriären.Metaller skiljer sig åt i deras reaktivitet och vidhäftning, med vissa metaller som ger en hög grad av icke-reaktivitet men låg vidhäftning, eller vice versa.Vissa barriärer kan ha flera lager för att tillgodose behovet av både icke-reaktiva och limmetaller.Alternativt kan en kombination av metaller, kallade legeringar, användas för att bilda barriären.Ett antal metaller har använts vid skapandet av diffusionsbarriärer, inklusive aluminium, krom, nickel, volfram och mangan.
Diffusionsbarriärer har vanligtvis använts vid tillverkning av elektronik i årtionden.De används för att bevara integriteten i inre kopparledningar från kiseldioxidisoleringen som omger den.Detta tjänar till att förlänga livslängden för den elektroniska anordningen genom att förhindra kretsfel som skulle uppstå om koppar och kiseldioxid kom i kontakt.Hittills har tekniken för att skapa och avsätta diffusionsbarriärer möjliggöra ökad hastighet för konsumentelektronik;Emellertid undersöks nya legeringar och barriäravlagringstekniker för användning i nya generationer av elektronik.