バリア金属とは何ですか？

バリア金属は、めっきまたはフィルム形態のいずれかの薄い金属層であり、柔らかい金属が他のオブジェクトを汚染するのを防ぐために2つのオブジェクトの間に配置されます。たとえば、最新のチップやサーキットの銅と真鍮のコンポーネントには、結晶性半導体自体が破損しないように、それらの周りに金属メッキの薄い層が常に含まれています。時には、バリア金属は実際の金属ではなく窒化タングステンなどのセラミックで作られていますが、それでもバリア金属と見なされています。

バリア金属には、半導体産業に役立つために特定の物理的特性が必要です。明らかに、バリア金属は、周囲の材料自体を汚染しないように十分に不活性である必要があります。ただし、半導体製造は、デバイス全体の電気の流れの周りに構築されています。そのため、バリア金属は電気の流れの停止を避けるために十分に導電性である必要があります。

これらの両方の基準を満たしている金属はほとんどありません。少数の材料のみが半導体のバリア金属として機能すること。窒化チタンは、半導体で最も一般的に見られるバリア金属です。 Chromium、Tantalum、Tantalum nitride、およびTungsten Nitrideも使用されます。

導電率と硬度は、バリア金属で考慮される2つの特性だけではありません。バリア金属の厚さも、その有効性において重要な役割を果たします。銅などの柔らかい金属は、薄すぎる障壁に浸透する可能性があります。薄い障壁に浸透する柔らかい金属は、反対側の脆弱なオブジェクトを汚染する可能性があります。一方、厚すぎる金属メッキは、回路の電気の流れに大きく影響します。半導体エンジニアは、バランスを適切に取得しようとして、ラボのテストに多くの時間を費やしています。

ただし、すべてのバリア金属が結晶性半導体をシールドしているわけではありません。柔らかい金属は私を激しく腐敗させますTALは同じくらい簡単に表面し、その汚染はハイテクデバイスで製品の故障をもたらす可能性があります。他の2つの金属の接触を防ぐ不活性金属の薄い層は、拡散障壁として知られています。拡散障壁はしばしばプレート金属の層の間に見られ、金属成分をはんだ付けから保護します。

拡散バリアに使用される金属は、常に半導体を保護するために使用される金属と同じではありませんが、金属成分間の電気の流れに依存するデバイスは、半導体デバイスと同じバリア金属を使用する可能性があります。一般に、プレート金属拡散障壁は半導体障壁と同じ不活性特性を必要としますが、それらの両側の異なる金属に接着することもできます。金、ニッケル、アルミニウムは、拡散障壁に使用される3つの一般的な金属です。