Una barrera de difusión suele ser una fina capa de material que se utiliza para evitar la difusión. La difusión ocurre cuando las moléculas se mueven de un área de alta concentración a un área de baja concentración, de modo que ocurre un número igual en ambas áreas. La difusión ocurre ya sea que las moléculas estén en estado gaseoso, líquido o sólido, y puede llevar a la contaminación de un producto por otro.
Una barrera de difusión suele tener un grosor de solo micrómetros y se utiliza para mejorar la vida útil de los productos que contienen metales al disminuir su corrupción de otros productos cercanos. Estos tipos de barreras se utilizan en una variedad de aplicaciones comerciales, por lo que las barreras efectivas y económicas son muy buscadas, especialmente por la industria electrónica. Aunque existen barreras de difusión de gas de oxígeno e hidrógeno, la mayoría de las barreras de difusión son metales.
Una buena barrera de difusión tiene propiedades físicas y químicas que varían según los componentes metálicos utilizados para hacer la barrera. Cuanto más fina sea la barrera de difusión y más uniforme sea el recubrimiento, más eficaz será la barrera. Los metales de la barrera no deben ser reactivos con los materiales que la rodean, para que no se difundan ni corrompan los metales que se supone que protege la barrera. Además, la barrera de difusión debe poder adherirse fuertemente a lo que está protegiendo para proporcionar una barrera segura que evite por completo la difusión de cualquier molécula.
Los diferentes materiales utilizados para fabricar las barreras de difusión ofrecen diferentes ventajas, debiendo cuidarse optimizar el espesor, la reactividad y la adherencia de la barrera. Los metales difieren en su reactividad y adherencia, y algunos metales proporcionan un alto grado de no reactividad pero baja adherencia, o viceversa. Algunas barreras pueden tener múltiples capas para adaptarse a la necesidad de metales adhesivos y no reactivos. Alternativamente, se puede utilizar una combinación de metales, denominada aleaciones, para formar la barrera. Se han utilizado varios metales en la creación de barreras de difusión, incluidos el aluminio, el cromo, el níquel, el tungsteno y el manganeso.
Las barreras de difusión se han utilizado comúnmente en la fabricación de productos electrónicos durante décadas. Se utilizan para preservar la integridad del cableado de cobre interno del aislamiento de sílice que lo rodea. Esto sirve para prolongar la vida útil del dispositivo electrónico al evitar fallas en el circuito que ocurrirían si el cobre y la sílice entraran en contacto. Hasta ahora, la tecnología para crear y depositar barreras de difusión ha permitido aumentar la velocidad de la electrónica de consumo; sin embargo, se están investigando nuevas aleaciones y técnicas de deposición de barrera para su uso en nuevas generaciones de productos electrónicos.