Was ist ein Barrieretall?
Ein Barrieretall ist eine dünne Metallschicht, entweder in der Überbeamung oder in der Filmform, die zwischen zwei Objekten platziert wird, um zu verhindern, dass weiche Metalle andere Objekte kontaminieren. Beispielsweise umfassen die Kupfer- und Messingkomponenten in modernen Chips und Schaltungen immer eine dünne Schicht Metall, um sie zu vermeiden, die kristallinen Halbleiter selbst zu korrumpieren. Manchmal bestehen Barrieremetalle aus Keramik wie Wolframnitrid und nicht aus tatsächlichen Metallen, aber sie gelten immer noch als Barrieretalle.
Barriermetalle erfordern spezifische physikalische Eigenschaften, um für die Halbleiterindustrie nützlich zu sein. Offensichtlich muss das Barriere -Metall inert genug sein, um die umgebenden Materialien selbst zu kontaminieren. Die Herstellung von Halbleiter ist jedoch um den Stromfluss im gesamten Gerät aufgebaut. Daher muss das Barriere -Metall so leitend sein, dass es vermieden wird, den elektrischen Fluss zu stoppen.
Nur wenige Metalle erfüllen diese beiden KriterienAns, dass nur eine kleine Handvoll Materialien als Barriere -Metall in Halbleitern fungieren. Titannitrid ist das am häufigsten in Halbleitern vorkommende Barriere -Metall. Chrom, Tantal, Tantalnitrid und Wolframnitrid werden ebenfalls verwendet.
Leitfähigkeit und Härte sind nicht die einzigen zwei Eigenschaften, die mit einem Barrieretall berücksichtigt wurden. Die Dicke des Barriere -Metalls spielt auch eine entscheidende Rolle bei seiner Wirksamkeit. Weiche Metalle wie Kupfer können in eine zu dünne Barriere eindringen. Jedes weiche Metall, das in eine dünne Barriere eindringt, kann das verletzliche Objekt auf der anderen Seite kontaminieren. Andererseits beeinflusst die Metallbeschichtung, die zu dick ist, den Stromfluss im Stromkreis erheblich. Halbleiteringenieure verbringen viel Zeit damit, Labors zu testen, um das Gleichgewicht richtig zu machen.
Nicht alle Barriermetalle -Schild -Schild -Halbleiter. Weiche Metalle korrumpieren härter michTALintenoberflächen genauso einfach, und diese Kontamination kann zu Produktversagen in High-Tech-Geräten führen. Eine dünne Inertmetallschicht, die den Kontakt von zwei anderen Metallen verhindert, ist als Diffusionsbarriere bekannt. Diffusionsbarrieren werden häufig zwischen Schichten von Plattenmetallen gefunden und schützen metallische Komponenten vor dem Löten.
Die für eine Diffusionsbarriere verwendeten Metalle sind nicht immer die gleichen Metalle, die zum Schutz von Halbleitern verwendet werden, obwohl Geräte, die sich auf den Stromfluss zwischen ihren Metallkomponenten stützen, dieselben Barriere -Metalle wie Halbleiter -Geräte verwenden könnten. Im Allgemeinen erfordern Plattenmetalldiffusionsbarrieren die gleichen inerten Eigenschaften wie Halbleiterbarrieren, müssen jedoch auch in der Lage sein, die verschiedenen Metalle auf beiden Seiten davon zu haften. Gold, Nickel und Aluminium sind drei übliche Metalle, die für Diffusionsbarrieren verwendet werden.