O que é um metal barreira?

Um metal de barreira é uma fina camada de metal, em forma de revestimento ou filme, que é colocada entre dois objetos para impedir que os metais macios contaminem outros objetos. Por exemplo, os componentes de cobre e latão nos chips e circuitos modernos sempre incluem uma fina camada de metal ao redor deles para evitar corromper os próprios semicondutores cristalinos. Às vezes, os metais de barreira são feitos de cerâmica como nitreto de tungstênio em vez de metais reais, mas ainda são considerados metais de barreira.

Os metais de barreira requerem propriedades físicas específicas para serem úteis para a indústria de semicondutores. Obviamente, o metal da barreira precisa ser inerte o suficiente para evitar contaminar os próprios materiais circundantes; No entanto, a fabricação de semicondutores é construída em torno do fluxo de eletricidade em todo o dispositivo. Como tal, o metal da barreira precisa ser condutor o suficiente para evitar interromper o fluxo elétrico.

Muito poucos metais atendem a ambos os dois critérios, que euResp que apenas um pequeno punhado de materiais atua como um metal barreira em semicondutores. O nitreto de titânio é o metal de barreira mais comumente encontrado em semicondutores. Também são usados ​​cromo, tântalo, nitreto de tântalo e nitreto de tungstênio.

Condutividade e dureza não são as únicas duas propriedades levadas em consideração com um metal de barreira; A espessura do metal da barreira também desempenha um papel crucial em sua eficácia. Metais macios, como o cobre, podem penetrar em uma barreira muito fina. Qualquer metal macio que penetra uma barreira fina pode contaminar o objeto vulnerável do outro lado. Por outro lado, o revestimento de metal muito espesso afeta significativamente o fluxo de eletricidade no circuito. Os engenheiros de semicondutores passam muito tempo em testes de laboratórios tentando acertar o equilíbrio.

Nem todos os metais de barreira protegem os semicondutores cristalinos, no entanto. Metais macios me corrompem maisAs superfícies do TAL com a mesma facilidade, e essa contaminação pode resultar em falha do produto em dispositivos de alta tecnologia. Uma fina camada de metal inerte que impede o contato de dois outros metais é conhecido como barreira de difusão. As barreiras de difusão são frequentemente encontradas entre camadas de metais de placas e protegem os componentes metálicos da solda.

Os metais usados ​​para uma barreira de difusão nem sempre são os mesmos metais usados ​​para proteger semicondutores, embora os dispositivos que dependam do fluxo de eletricidade entre seus componentes metálicos possam usar os mesmos metais de barreira que os dispositivos semicondutores. Em geral, as barreiras de difusão de metal da placa requerem as mesmas propriedades inertes que as barreiras semicondutores, mas também precisam ser capazes de aderir aos diferentes metais em ambos os lados. Ouro, níquel e alumínio são três metais comuns usados ​​para barreiras de difusão.