Sputterpinnoitteissa

Sputterpinnoitteet ovat ohuita kalvoja, jotka on tuotettu sputteroinnin avulla fysikaalisessa haihdutuksessa (PVD). Sputteroinnissa plasmassa syntyneet ionit iskevät kohteen pinnoitteeseen, jolloin sen atomit irtoavat. Irronneet atomit tiivistyvät substraatin pinnalle ja muodostavat kalvon. Prosessi tapahtuu tyhjiössä, ja kalvonlaajuutta hallitaan säätelemällä tehoa, paineita, lämpötilaa sekä kohde- ja substraatin etäisyyttä. Reaktiivisessa sputteringissä käytetään reaktiivisia kaasuja kuten happea tai typpeä, jolloin syntyy nitridi- tai oksidipinnoitteita sekä niiden seoksia.

Kohdemateriaalit ja pinnoitetyypit. Kohdemateriaalit voivat olla siirtymämetalleja (esim. Ti, Cr, Al, W) sekä näiden nitridejä, oksideja tai karbideja (TiN, CrN, Al2O3, TiC). Monikerros- ja sekoituspinnoitteet mahdollistavat haluttujen ominaisuuksien yhdistämisen, kuten kovuuden, kulutuskestävyyden, hyvän kiinnittymisen ja korroosionkestävyyden. Sputterpinnoitteissa syntyy usein tiheä, kolonnirakenteinen mikrostruktuuri, ja kalvopaksuus voi vaihdella pienistä nanometreistä useisiin mikrometreihin.

Ominaisuudet ja sovellukset. Sputterpinnoitteet tarjoavat hyvän kovuuden, kulutuskestävyyden ja korroosionkeston sekä usein hallitun sähköisen tai optisen ominaisuuden. Ne soveltuvat työkalujen ja muovien kulutuspinnoitteiksi, koristepinnoitteiksi (esim. TiN-kalvo), optisiin pinnoitteisiin (antireflektoivat ja dielektriset kerrokset) sekä elektronisiin komponentteihin. Pinnoitteen ominaisuudet riippuvat materiaalista, prosessista ja jännitystilasta.