โลหะกำแพงคืออะไร?

โลหะกำแพงเป็นชั้นบาง ๆ ของโลหะไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบการชุบหรือฟิล์มซึ่งอยู่ระหว่างวัตถุสองชิ้นเพื่อป้องกันโลหะอ่อนจากการปนเปื้อนวัตถุอื่น ๆตัวอย่างเช่นส่วนประกอบทองแดงและทองเหลืองในชิปและวงจรสมัยใหม่มักจะมีชั้นบาง ๆ ของการชุบโลหะรอบ ๆ พวกเขาเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียหายเซมิคอนดักเตอร์ผลึกบางครั้งโลหะสิ่งกีดขวางทำจากเซรามิกเช่นทังสเตนไนไตรด์มากกว่าโลหะจริง แต่พวกเขาก็ยังถือว่าเป็นโลหะอุปสรรค

โลหะอุปสรรคต้องการคุณสมบัติทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้เป็นประโยชน์กับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เห็นได้ชัดว่าโลหะสิ่งกีดขวางจะต้องเฉื่อยพอที่จะหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของวัสดุโดยรอบอย่างไรก็ตามการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ การไหลของกระแสไฟฟ้าทั่วทั้งอุปกรณ์เช่นนี้โลหะสิ่งกีดขวางจะต้องเป็นตัวนำมากพอที่จะหลีกเลี่ยงการหยุดการไหลของไฟฟ้า

โลหะน้อยมากตรงตามเกณฑ์ทั้งสองซึ่งหมายความว่ามีเพียงวัสดุเพียงไม่กี่ชิ้นที่ทำหน้าที่เป็นโลหะกำแพงในเซมิคอนดักเตอร์ไทเทเนียมไนไตรด์เป็นโลหะกำแพงที่พบได้บ่อยที่สุดในเซมิคอนดักเตอร์โครเมี่ยม, แทนทาลัม, แทนทาลัมไนไตรด์และทังสเตนไนไตรด์ก็ถูกนำมาใช้

การนำไฟฟ้าและความแข็งไม่ได้มีเพียงสองคุณสมบัติเท่านั้นที่นำมาพิจารณากับโลหะกำแพงความหนาของโลหะสิ่งกีดขวางยังมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพโลหะอ่อนเช่นทองแดงสามารถเจาะกำแพงที่บางเกินไปโลหะอ่อน ๆ ที่แทรกซึมเข้าไปในอุปสรรคบางอาจปนเปื้อนวัตถุที่มีช่องโหว่ในอีกด้านหนึ่งในทางกลับกันการชุบโลหะที่หนาเกินไปมีผลต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรอย่างมีนัยสำคัญวิศวกรเซมิคอนดักเตอร์ใช้เวลาส่วนใหญ่ในการทดสอบห้องปฏิบัติการที่พยายามทำให้สมดุลถูกต้อง

ไม่ใช่สิ่งกีดขวางโลหะทั้งหมดที่ป้องกันผลึกเซมิคอนดักเตอร์ผลึกพื้นผิวโลหะที่มีความเสียหายมากขึ้นอย่างง่ายดายและการปนเปื้อนนั้นอาจส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ล้มเหลวในอุปกรณ์ไฮเทคโลหะเฉื่อยชั้นบาง ๆ ที่ป้องกันการสัมผัสของโลหะอีกสองชนิดเรียกว่าเป็นสิ่งกีดขวางการแพร่กระจายอุปสรรคการแพร่กระจายมักจะพบระหว่างชั้นของโลหะแผ่นและจะป้องกันส่วนประกอบโลหะจากการบัดกรี

โลหะที่ใช้สำหรับสิ่งกีดขวางการแพร่กระจายไม่ได้เป็นโลหะเดียวกันที่ใช้ในการป้องกันเซมิคอนดักเตอร์แม้ว่าอุปกรณ์ที่อาศัยการไหลของกระแสไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบโลหะของพวกเขาอาจใช้โลหะอุปสรรคเดียวกันกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โดยทั่วไปแล้วสิ่งกีดขวางการแพร่กระจายของแผ่นโลหะจำเป็นต้องมีคุณสมบัติเฉื่อยเหมือนกันกับอุปสรรคเซมิคอนดักเตอร์ แต่พวกเขาก็ต้องสามารถยึดติดกับโลหะที่แตกต่างกันทั้งสองด้านของพวกเขาทองคำนิกเกิลและอลูมิเนียมเป็นโลหะสามชนิดที่ใช้สำหรับอุปสรรคการแพร่กระจาย