प्रसार बाधा

प्रसार रोधी एक पतली परत होती है, आमतौर पर दो अन्य धातुओं के बीच स्थित माइक्रोमीटर मोटी धातु होती है।यह एक धातु को दूसरे को भ्रष्ट करने से बचाने के लिए एक बाधा के रूप में कार्य करने के लिए किया जाता है

विद्युत आवरण परत को उसके सब्सट्रेट पर आसंजन के लिए भौतिक इंटरलॉकिंग, डिपाजिट अंतर-प्रसार या काम करने के लिए प्लेट और सब्सट्रेट के बीच के रासायनिक बंधन की आवश्यकता होती है। विसरण अवरोधक की भूमिका दो अध्यारोपित धातुओं के अंतर-प्रसार को रोकने या मंद करने के लिए उपयोग की जाती है। इसलिए, प्रभावी होने के लिए अच्छे प्रसार अवरोधक को आसन्न सामग्रियों के संबंध में जड़ता की आवश्यकता होती है। एक अच्छा आसंजन और प्रसार अवरोध प्राप्त करने के लिए, परतों के बीच संबंध दोनों सीमाओं पर सीमित सीमा की रासायनिक प्रतिक्रियासे उत्पन्न होने की आवश्यकता होती है। अच्छा आसंजन या आसंजन मिलने वाली सामग्री आवश्यक रूप से अच्छी प्रसार अवरोध नहीं होती हैं और इसके विपरीत नतीजतन, ऐसे स्थिति उत्पन्न होती है जहां सबस्ट्रेट्स के बीच एक उचित इंटरफ़ेस प्रदान करने के लिए दो या दो से अधिक अलग-अलग परतों का उपयोग किया जाता है।

चयन

जबकि प्रसार अवरोध का चुनाव अंतिम कार्य पर निर्भर करता है, प्रत्याशित परिचालन तापमान और सेवा जीवन, प्रसार अवरोध सामग्री का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर होते है। कई पतली फिल्म धातु संयोजनों का उनके आसंजन और प्रसार अवरोधक गुणों के लिए मूल्यांकन किया गया है।

अल्युमीनियम अपनी ऑक्सीजन प्रतिक्रियाशीलता और अपने ऑक्साइड के स्व-निष्क्रियता रसायन विज्ञान गुणों के कारण अच्छी विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता और तापीय चालकता, आसंजन और विश्वसनीयता प्रदान करता है।

ताँबा भी आसानी से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है लेकिन इसके ऑक्साइड में कम आसंजन गुण होते हैं। जहां तक ​​सोने की बात है तो इसकी खूबी इसकी जड़ता और उपयोग में आसानी पर निर्भर करती है; इसकी समस्या इसकी लागत के रूप में होती है।

क्रोमियम की प्रतिक्रियाशीलता के कारण कई सामग्रियों के लिए उत्कृष्ट आसंजन होते हैं। ऑक्सीजन के लिए इसकी आत्मीयता बाहरी सतह पर एक पतली स्थिर ऑक्साइड परत बनाती है, जो निष्क्रियता रसायन विज्ञान का निर्माण करती है जो संक्षारक वातावरण में भी क्रोमियम और अंतर्निहित धातु के आगे ऑक्सीकरण को रोकता है। मोटर वाहन के उपयोग के लिए इस्पात पर क्रोमियम चढ़ाना में तीन विसरण अवरोधक परतें होती है तांबे, निकल, फिर क्रोमियम दीर्घकालीन स्थायित्व प्रदान करता है जहां कई बड़े तापमान परिवर्तन होते है.यदि क्रोमियम सीधे स्टील पर चढ़ाया जाता है, तो उसके विभिन्न थर्मल विस्तार गुणांक, क्रोम चढ़ाना का कारण बनता है.।

निकेल, निक्रोम, टैंटलम, हेफ़नियम, नाइओबियम,ज़र्कोनियम, वैनेडियम और टंगस्टन धातु के कुछ संयोजन के रूप में होते है, जिनका उपयोग विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रसार अवरोध बनाने के लिए किया जाता है। प्रवाहकीय सिरेमिक का उपयोग किया जा सकता है, जैसे टैंटलम नाइट्राइड, इंडियम ऑक्साइड, कॉपर सिलिसाइड, टंगस्टन नाइट्राइड और टाइटेनियम नाइट्राइड इत्यादि के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

इंटीग्रेटेड सर्किट

बैरियर धातु एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग एकीकृत परिपथों में अर्धचालकों को नरम धातु कॉपर इंटरकनेक्ट से रासायनिक रूप से अलग करने के लिए किया जाता है, जबकि उनके बीच विद्युत संबंध बनाए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, बाधा धातु की एक परत आधुनिक एकीकृत परिपथों में प्रत्येक तांबे के इंटरकनेक्ट को घेरनी चाहिए, ताकि आसपास की सामग्रियों में तांबे के प्रसार को रोका जा सके।

जैसा कि नाम से पता चलता है, एक अच्छा इलेक्ट्रॉनिक संपर्क बनाए रखने के लिए एक बाधा धातु में उच्च विद्युत चालकता होनी चाहिए, जबकि इन तांबे की कंडक्टर फिल्मों को अंतर्निहित डिवाइस सिलिकॉन से पर्याप्त रूप से रासायनिक रूप से अलग करने के लिए पर्याप्त तांबे की प्रसार क्षमता को बनाए रखना चाहिए। बाधा फिल्मों की मोटाई भी काफी महत्वपूर्ण है; बहुत पतली बाधा परत के साथ, आंतरिक तांबा उन उपकरणों से संपर्क और जहरीला हो सकता है जो वे ऊर्जा और सूचना के साथ आपूर्ति करते हैं; बहुत मोटी अवरोधक परतों के साथ, दो बाधा धातु फिल्मों के इन लिपटे ढेर और एक आंतरिक तांबे के कंडक्टर में पारंपरिक एल्यूमीनियम इंटरकनेक्शन की तुलना में अधिक कुल प्रतिरोध हो सकता है, नई धातुकरण तकनीक से प्राप्त किसी भी लाभ को समाप्त कर सकता है।

बाधा धातुओं के रूप में उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्रियों में कोबाल्ट, दयाता, टैंटलम, टैंटलम नाइट्राइड, इंडियम ऑक्साइड, टंगस्टन नाइट्राइड और टाइटेनियम नाइट्राइड शामिल हैं (अंतिम चार प्रवाहकीय सिरेमिक हैं, लेकिन इस संदर्भ में धातुएं हैं)।