Co je to bariérový kov?
Bariérový kov je tenká vrstva kovu, buď ve formě pokovení, nebo ve formě filmu, která je umístěna mezi dva předměty, aby se zamezilo kontaminaci měkkých kovů jinými předměty. Například součásti mědi a mosazi v moderních čipech a obvodech vždy obsahují tenkou vrstvu pokovování kovů kolem nich, aby nedošlo k poškození samotných krystalických polovodičů. Někdy jsou bariérové kovy vyrobeny spíše z keramiky, jako je nitrid wolframu, než ze skutečných kovů, ale stále jsou považovány za bariérové kovy.
Bariérové kovy vyžadují specifické fyzikální vlastnosti, aby byly užitečné pro polovodičový průmysl. Je zřejmé, že bariérový kov musí být dostatečně inertní, aby se zabránilo kontaminaci okolních materiálů samotných; výroba polovodičů je však postavena na toku elektřiny v zařízení. Bariérový kov jako takový musí být dostatečně vodivý, aby se zabránilo zastavení elektrického proudu.
Obě tato kritéria splňuje jen velmi málo kovů, což znamená, že jen malá hrstka materiálů působí jako polovodičové materiály jako bariérový kov. Nitrid titanu je bariérový kov, který se nejčastěji vyskytuje v polovodičích. Používá se také chrom, tantal, nitrid tantalu a nitrid wolframu.
Vodivost a tvrdost nejsou u bariérového kovu považovány pouze za dvě vlastnosti; tloušťka bariérového kovu také hraje klíčovou roli v jeho účinnosti. Měkké kovy, jako je měď, mohou pronikat do příliš tenké bariéry. Jakýkoli měkký kov, který proniká tenkou bariérou, může kontaminovat zranitelný předmět na druhé straně. Na druhé straně, příliš silné kovové pokovování významně ovlivňuje tok elektřiny v obvodu. Polovodičoví inženýři tráví spoustu času testováním laboratoří a snaží se dosáhnout rovnováhy.
Ne všechny bariérové kovy však chrání krystalické polovodiče. Měkké kovy poškozují tvrdší kovové povrchy stejně snadno a že kontaminace může vést k selhání produktu u high-tech zařízení. Tenká vrstva inertního kovu bránící kontaktu dvou dalších kovů je známá jako difúzní bariéra. Mezi vrstvami deskových kovů se často nacházejí difúzní bariéry a chrání kovové komponenty před pájením.
Kovy používané pro difúzní bariéru nejsou vždy stejné kovy používané k ochraně polovodičů, ačkoli zařízení, která spoléhají na tok elektřiny mezi jejich kovovými součástmi, mohou používat stejné bariérové kovy jako polovodičová zařízení. Obecně platí, že difúzní bariéry z kovových desek vyžadují stejné inertní vlastnosti jako polovodičové bariéry, ale musí být také schopny přilnout k různým kovům na obou jejich stranách. Zlato, nikl a hliník jsou tři běžné kovy používané pro difúzní bariéry.