O barieră de difuzie este de obicei un strat subțire de material utilizat pentru a preveni difuzia. Difuzia are loc atunci când moleculele se deplasează dintr-o zonă de concentrație mare într-o zonă de concentrație scăzută, astfel încât să apară un număr egal în ambele zone. Difuzia are loc indiferent dacă moleculele sunt în stare gazoasă, lichidă sau solidă și poate duce la contaminarea unui produs cu altul.
O barieră de difuzie este de obicei subțire de numai micrometri și este utilizată pentru a îmbunătăți durata de valabilitate a produselor care conțin metal, încetinind corupția acestora de la alte produse din apropiere. Aceste tipuri de bariere sunt utilizate într-o varietate de aplicații comerciale, astfel încât barierele eficiente și ieftine sunt foarte căutate, în special de industria electronică. Deși există bariere de difuzie a oxigenului și a hidrogenului gazos, majoritatea barierelor de difuzie sunt metale.
O barieră de difuzie bună are proprietăți fizice și chimice care variază în funcție de componentele metalice utilizate pentru realizarea barierei. Cu cât bariera de difuzie este mai subțire și cu cât acoperirea este mai uniformă, cu atât bariera este mai eficientă. Metalele din barieră trebuie să nu fie reactive la materialele din jurul acesteia, astfel încât să nu difuzeze și să nu corupă metalele pe care se presupune că bariera le protejează. În plus, bariera de difuzie trebuie să fie capabilă să adere puternic la ceea ce protejează pentru a oferi o barieră sigură care va preveni complet difuzia de către orice moleculă.
Diferitele materiale utilizate pentru realizarea barierelor de difuzie oferă avantaje diferite și trebuie avut grijă să se optimizeze grosimea, reactivitatea și aderența barierei. Metalele diferă prin reactivitate și aderență, unele metale oferind un grad ridicat de nereactivitate, dar aderență scăzută sau invers. Unele bariere pot avea mai multe straturi pentru a satisface nevoia de metale nereactive și adezive. Alternativ, o combinație de metale, numite aliaje, poate fi utilizată pentru a forma bariera. Un număr de metale au fost utilizate în crearea barierelor de difuzie, inclusiv aluminiu, crom, nichel, wolfram și mangan.
Barierele de difuzie au fost utilizate în mod obișnuit în fabricarea de electronice de zeci de ani. Ele sunt utilizate pentru a păstra integritatea cablurilor interne de cupru din izolația de silice care o înconjoară. Acest lucru servește la prelungirea duratei de viață a dispozitivului electronic prin prevenirea defecțiunii circuitului care ar avea loc dacă cuprul și siliciul ar intra în contact. Până acum, tehnologia de creare și depunere a barierelor de difuzie a permis o viteză crescută a electronicelor de larg consum; cu toate acestea, noi aliaje și tehnici de depunere a barierelor sunt investigate pentru utilizare în noile generații de electronice.