Sputtern ist ein zentrales Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei dem Atome oder Cluster aus einer Festkörperquelle (Target) durch Ionenbeschuss herausgelöst und als dünne Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Grundlage ist typischerweise eine Glimmentladung in einem Niederdruck-Gas, meist Argon, wobei positiv geladene Ionen das Target mit Energien von einigen 100 eV bombardieren und durch Impulsübertrag zur Stoffausschleuderung (Sputtern) führen.

Die Sputterrate und der Schichtaufbau hängen von Targetmaterial, Ionenenergie, Einfallswinkel und Prozessgaszusammensetzung ab. Im Gegensatz zur thermischen Verdampfung ermöglicht Sputtern die Abscheidung praktisch aller Metalle, vieler Legierungen, Keramiken und Verbundtargets, oft mit guter Schichtadhäsion und dichter Mikrostruktur. Die Prozessführung erlaubt eine präzise Kontrolle von Schichtdicke, Rauheit, Eigenspannung und Zusammensetzung.

Technisch werden häufig Magnetron-Sputterquellen eingesetzt, bei denen ein Magnetfeld die Elektronen nahe der Targetoberfläche einsperrt, die Plasmadichte lokal erhöht und so die Abscheiderate steigert sowie die Substratbelastung reduziert. Varianten wie DC- und RF-Magnetronsputtern adressieren leitfähige bzw. nichtleitfähige Targets. Beim reaktiven Sputtern werden reaktive Gase (z. B. O₂, N₂) zugesetzt, um Verbindungen wie Oxide oder Nitride zu erzeugen. Hochleistungs-Pulstechniken (HiPIMS) liefern hochionisierte Sputterflüsse und erlauben dichte, oft feinkristalline Schichten.

Sputterschichten, etwa Aluminium-Sputterschichten in der Mikroelektronik oder Hartstoffschichten (z. B. TiN, Al₂O₃), sind in Optik, Mikro- und Leistungselektronik, Sensorik, Werkzeugbeschichtung sowie Energiesystemen (z. B. Dünnschichtsolarzellen, Barriereschichten) weit verbreitet. Kombinatorische Sputteransätze ermöglichen die schnelle Erforschung komplexer Materialsysteme durch Gradienten- und Multilayersysteme.