Un metal de barieră este un strat subțire de metal, fie sub formă de placare, fie sub formă de film, care este plasat între două obiecte pentru a preveni contaminarea altor obiecte de la metalele moi. De exemplu, componentele de cupru și alamă din cipurile și circuitele moderne includ întotdeauna un strat subțire de placare metalică în jurul lor pentru a evita coruperea semiconductorilor cristalini înșiși. Uneori, metalele de barieră sunt făcute din ceramică, cum ar fi nitrura de wolfram, mai degrabă decât din metale reale, dar sunt încă considerate metale de barieră.
Metalele de barieră necesită proprietăți fizice specifice pentru a fi utile industriei semiconductoarelor. Evident, metalul de barieră trebuie să fie suficient de inert pentru a evita contaminarea materialelor din jur; cu toate acestea, fabricarea semiconductorilor este construită în jurul fluxului de electricitate în întregul dispozitiv. Ca atare, bariera metalică trebuie să fie suficient de conductivă pentru a evita oprirea fluxului electric.
Foarte puține metale îndeplinesc ambele criterii, ceea ce înseamnă că doar o mână mică de materiale acționează ca un metal de barieră în semiconductori. Nitrura de titan este metalul de barieră cel mai frecvent întâlnit în semiconductori. De asemenea, se utilizează crom, tantal, nitrură de tantal și nitrură de wolfram.
Conductibilitatea și duritatea nu sunt singurele două proprietăți luate în considerare cu un metal de barieră; grosimea metalului de barieră joacă, de asemenea, un rol crucial în eficacitatea acestuia. Metalele moi, cum ar fi cuprul, pot pătrunde într-o barieră prea subțire. Orice metal moale care pătrunde într-o barieră subțire ar putea contamina obiectul vulnerabil de pe cealaltă parte. Pe de altă parte, placarea metalică prea groasă afectează în mod semnificativ fluxul de electricitate în circuit. Inginerii de semiconductori petrec mult timp în laboratoarele de testare încercând să obțină echilibrul corect.
Cu toate acestea, nu toate metalele de barieră protejează semiconductorii cristalini. Metalele moi corupă la fel de ușor suprafețele metalice mai dure, iar această contaminare poate duce la defecțiunea produsului în dispozitivele de înaltă tehnologie. Un strat subțire de metal inert care împiedică contactul cu alte două metale este cunoscut ca o barieră de difuzie. Barierele de difuzie se găsesc adesea între straturile de plăci metalice și vor proteja componentele metalice de lipire.
Metalele folosite pentru o barieră de difuzie nu sunt întotdeauna aceleași metale folosite pentru a proteja semiconductorii, deși dispozitivele care se bazează pe fluxul de electricitate între componentele lor metalice ar putea folosi aceleași metale de barieră ca și dispozitivele semiconductoare. În general, barierele de difuzie cu plăci metalice necesită aceleași proprietăți inerte ca și barierele semiconductoare, dar trebuie să poată adera la diferitele metale de pe ambele părți ale acestora. Aurul, nichelul și aluminiul sunt trei metale comune utilizate pentru barierele de difuzie.