En diffusionsbarriär är vanligtvis en tunn beläggning av material som används för att förhindra diffusion. Diffusion uppstår när molekyler rör sig från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration så att lika många uppstår i båda områdena. Diffusion sker oavsett om molekylerna är i gas, flytande eller fast tillstånd, och kan leda till att en produkt kontamineras av en annan.
En diffusionsbarriär är vanligtvis bara mikrometer tunn och används för att förbättra hållbarheten för metallhaltiga produkter genom att bromsa deras korruption från andra produkter i närheten. Dessa typer av barriärer används i en mängd olika kommersiella tillämpningar, så effektiva och billiga barriärer är mycket eftertraktade, särskilt av elektronikindustrin. Även om syre- och vätgasdiffusionsbarriärer finns, är majoriteten av diffusionsbarriärerna metaller.
En bra diffusionsbarriär har fysikaliska och kemiska egenskaper som varierar beroende på vilka metallkomponenter som används för att tillverka barriären. Ju tunnare diffusionsbarriären är och ju mer enhetlig beläggningen är, desto effektivare är barriären. Metallerna i barriären måste vara icke-reaktiva mot materialen runt den, så att de inte diffunderar in i och korrumperar de metaller som barriären ska skydda. Vidare måste diffusionsbarriären kunna fästa starkt vid vad den skyddar för att tillhandahålla en säker barriär som helt förhindrar diffusion av alla molekyler.
De olika materialen som används för att tillverka diffusionsbarriärer erbjuder olika fördelar och man måste se till att optimera barriärens tjocklek, reaktivitet och vidhäftning. Metaller skiljer sig i sin reaktivitet och vidhäftning, med vissa metaller som ger en hög grad av icke-reaktivitet men låg vidhäftning, eller vice versa. Vissa barriärer kan ha flera lager för att tillgodose behovet av både icke-reaktiva och vidhäftande metaller. Alternativt kan en kombination av metaller, kallade legeringar, användas för att bilda barriären. Ett antal metaller har använts för att skapa diffusionsbarriärer, inklusive aluminium, krom, nickel, volfram och mangan.
Diffusionsbarriärer har använts ofta vid tillverkning av elektronik i decennier. De används för att bevara integriteten hos interna kopparledningar från kiseldioxidisoleringen som omger den. Detta tjänar till att förlänga livslängden för den elektroniska enheten genom att förhindra kretsfel som skulle uppstå om koppar och kiseldioxid kom i kontakt. Hittills har tekniken för att skapa och deponera diffusionsbarriärer möjliggjort ökad hastighet för konsumentelektronik; Nya legeringar och barriärdeponeringstekniker undersöks dock för användning i nya generationer av elektronik.