¿Qué es una barrera de metal?
Una barrera de metal es una capa delgada de metal, ya sea en forma de enchapado o película, que se coloca entre dos objetos para evitar que los metales suaves contaminen otros objetos. Por ejemplo, los componentes de cobre y latón en chips y circuitos modernos siempre incluyen una capa delgada de metal a su alrededor para evitar corromper los semiconductores cristalinos mismos. A veces, los metales de barrera están hechos de cerámica como el nitruro de tungsteno en lugar de los metales reales, pero aún se consideran metales de barrera.
Los metales de barrera requieren propiedades físicas específicas para ser útiles para la industria de semiconductores. Obviamente, la barrera de metal debe ser lo suficientemente inerte para evitar contaminar los materiales circundantes en sí; Sin embargo, la fabricación de semiconductores se construye alrededor del flujo de electricidad en todo el dispositivo. Como tal, la barrera de metal debe ser lo suficientemente conductora como para evitar detener el flujo eléctrico.
Muy pocos metales cumplen con ambos criterios, que yoRespuesta que solo un pequeño puñado de materiales actúa como una barrera de metal en semiconductores. El nitruro de titanio es la barrera de metal que se encuentra más comúnmente en los semiconductores. También se usan cromo, tantalio, nitruro de tantalio y nitruro de tungsteno.
La conductividad y la dureza no son las dos únicas propiedades tomadas en cuenta con una barrera de metal; El grosor de la barrera metal también juega un papel crucial en su efectividad. Los metales blandos como el cobre pueden penetrar una barrera que es demasiado delgada. Cualquier metal suave que penetre en una barrera delgada podría contaminar el objeto vulnerable en el otro lado. Por otro lado, el enchapado de metal que es demasiado grueso afecta significativamente el flujo de electricidad en el circuito. Los ingenieros de semiconductores pasan mucho tiempo en la prueba de laboratorios tratando de obtener el equilibrio correcto.
No todos los metales de barrera protegen a los semiconductores cristalinos, sin embargo. Los metales blandos corrompen más duroTAL aparece con la misma facilidad, y esa contaminación puede provocar una falla del producto en dispositivos de alta tecnología. Una capa delgada de metal inerte que evita el contacto de otros dos metales se conoce como barrera de difusión. Las barreras de difusión a menudo se encuentran entre capas de metales de placa y protegerán los componentes metálicos de la soldadura.
Los metales utilizados para una barrera de difusión no siempre son los mismos metales utilizados para proteger a los semiconductores, aunque los dispositivos que dependen del flujo de electricidad entre sus componentes metálicos pueden usar los mismos metales de barrera que los dispositivos semiconductores. En general, las barreras de difusión de metales de placa requieren las mismas propiedades inerte que las barreras de semiconductores, pero también deben poder adherirse a los diferentes metales a ambos lados de ellas. El oro, el níquel y el aluminio son tres metales comunes utilizados para barreras de difusión.