Was ist eine Diffusionsbarriere?
Eine Diffusionsbarriere ist normalerweise eine dünne Beschichtung des Materials, die zur Verhinderung der Diffusion verwendet wird. Die Diffusion tritt auf, wenn sich Moleküle von einer Fläche mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit geringer Konzentration bewegen, so dass in beiden Bereichen eine gleiche Anzahl auftritt. Diffusion tritt auf, ob sich die Moleküle in einem Gas, einem flüssigen oder festen Zustand befinden, und können durch ein anderes zur Kontamination eines Produkts führen. Diese Arten von Hindernissen werden in einer Vielzahl von kommerziellen Anwendungen verwendet, sodass effektive und kostengünstige Barrieren sehr gefragt werden, insbesondere von der Elektronikindustrie. Obwohl Sauerstoff- und Wasserstoffgasdiffusionsbarrieren bestehen, sind die meisten Diffusionsbarrieren Metalle. Je dünner der DiffUsionsbarriere und je gleichmäßiger die Beschichtung, desto wirksamer die Barriere. Die Metalle in der Barriere müssen nicht reaktiv für die Materialien um ihn herum sein, sodass sie die Metalle, die die Barriere schützen soll, nicht in die Metalle diffundieren und korrupt werden. Darüber hinaus muss die Diffusionsbarriere in der Lage sein, sich stark an das zu halten, was es schützt, um eine sichere Barriere bereitzustellen, die die Diffusion durch Moleküle vollständig verhindern kann.
Die verschiedenen Materialien, die zur Herstellung von Diffusionsbarrieren verwendet werden, bieten unterschiedliche Vorteile, und es muss darauf geachtet werden, die Dicke, Reaktivität und Einhaltung der Barriere zu optimieren. Metalle unterscheiden sich in ihrer Reaktivität und Einhaltung, wobei einige Metalle einen hohen Grad an Nicht-Reaktivität, aber eine geringe Einhaltung bieten oder umgekehrt. Einige Hindernisse haben möglicherweise mehrere Schichten, um die Notwendigkeit von nicht reaktiven und adhäsiven Metallen gerecht zu werden. Alternativ eine Kombination von Metallen namens Legierungen, may werden verwendet, um die Barriere zu bilden. Eine Reihe von Metallen wurde zur Schaffung von Diffusionsbarrieren verwendet, einschließlich Aluminium, Chrom, Nickel, Wolfram und Mangan.
Diffusionsbarrieren werden seit Jahrzehnten häufig bei der Herstellung von Elektronik verwendet. Sie werden verwendet, um die Integrität der internen Kupferverkabelung aus der Silica -Isolierung zu erhalten, die sie umgibt. Dies dient dazu, die Lebensdauer des elektronischen Geräts zu verlängern, indem ein Schaltungsausfall verhindern würde, der auftreten würde, wenn Kupfer und Siliciumdioxid in Kontakt kommen würden. Bisher hat die Technologie zur Erstellung und Ablagerung von Diffusionsbarrieren eine erhöhte Geschwindigkeit der Unterhaltungselektronik ermöglicht. Es werden jedoch neue Legierungen und Barriere -Abscheidungstechniken zur Verwendung in neuen Generationen von Elektronik untersucht.