배리어 메탈이란?

장벽 금속은 연질 금속이 다른 물체를 오염시키는 것을 방지하기 위해 두 물체 사이에 배치되는 도금 또는 필름 형태의 얇은 금속 층입니다. 예를 들어, 현대 칩 및 회로의 구리 및 황동 부품은 결정질 반도체 자체의 손상을 피하기 위해 항상 주위에 얇은 금속 도금 층을 포함합니다. 때때로, 장벽 금속은 실제 금속보다는 텅스텐 질화물과 같은 세라믹으로 만들어 지지만 여전히 장벽 금속으로 간주됩니다.

배리어 금속은 반도체 산업에 유용하기 위해 특정한 물리적 특성을 필요로한다. 분명히, 장벽 금속은 주변 물질 자체를 오염시키지 않도록 충분히 불활성이어야합니다. 그러나 반도체 제조는 장치 전체의 전기 흐름을 중심으로 구축됩니다. 따라서, 장벽 금속은 전기 흐름을 멈추지 않도록 충분히 전도성이 있어야한다.

두 기준을 모두 충족하는 금속은 거의 없으므로 소수의 재료 만 반도체에서 장벽 금속으로 작용합니다. 질화 티타늄은 반도체에서 가장 일반적으로 발견되는 장벽 금속입니다. 크롬, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물 및 텅스텐 질화물도 사용됩니다.

장벽 금속으로 고려되는 두 가지 특성은 전도도 및 경도 만이 아닙니다. 장벽 금속의 두께 또한 그 효과에 결정적인 역할을합니다. 구리와 같은 연질 금속은 너무 얇은 장벽을 관통 할 수 있습니다. 얇은 장벽을 관통하는 부드러운 금속은 다른 쪽의 취약한 물체를 오염시킬 수 있습니다. 반면에 너무 두꺼운 금속 도금은 회로의 전기 흐름에 크게 영향을줍니다. 반도체 엔지니어들은 실험실에서 균형을 맞추기 위해 많은 시간을 보냅니다.

그러나 모든 배리어 금속이 결정질 반도체를 보호하는 것은 아닙니다. 연질 금속은 딱딱한 금속 표면을 쉽게 손상 시키며, 이러한 오염은 첨단 장치에서 제품 고장을 일으킬 수 있습니다. 다른 두 금속의 접촉을 막는 얇은 불활성 금속 층이 확산 방지막으로 알려져 있습니다. 확산 장벽은 종종 판금 층 사이에서 발견되며 금속 부품을 납땜으로부터 보호합니다.

확산 장벽에 사용되는 금속이 반도체를 보호하는 데 사용되는 금속과 항상 동일한 것은 아니지만, 금속 구성 요소 사이의 전기 흐름에 의존하는 장치는 반도체 장치와 동일한 장벽 금속을 사용할 수 있습니다. 일반적으로, 판금 확산 방벽은 반도체 방벽과 동일한 불활성 특성을 필요로하지만 양쪽의 다른 금속에도 접착 할 수 있어야합니다. 금, 니켈 및 알루미늄은 확산 장벽에 사용되는 세 가지 일반적인 금속입니다.