Targets in der Dünnschicht- und Beschichtungstechnik

Begriff und Funktion
Als Targets werden in der Beschichtungs- und Dünnschichttechnik die Festkörperquellen bezeichnet, aus denen Material für die Abscheidung auf ein Substrat bereitgestellt wird. Typische Verfahren sind Sputtern (physikalische Gasphasenabscheidung, PVD), Lichtbogenverdampfung oder gepulste Laserablage (PLD). Das Target definiert dabei maßgeblich die Zusammensetzung, Reinheit und Mikrostruktur der abgeschiedenen Schicht.

Werkstoffanforderungen
Targets müssen hohe chemische Reinheit, definierte Stöchiometrie und kontrollierte Mikrostruktur (Korngröße, Porosität, Textur) aufweisen, um reproduzierbare Schichteigenschaften zu gewährleisten. Mechanische Integrität unter thermischer und ionischer Belastung, gute Wärmeleitfähigkeit sowie definierte elektrische Leitfähigkeit (leitend vs. dielektrisch) sind prozessabhängig kritisch.

Herstellung und Mikrostruktur
Targets werden häufig durch Schmelzmetallurgie, Pulvermetallurgie (Pressen/Sintern, Heißisostatisches Pressen), Sprühkompaktierung oder mechanisches Legieren hergestellt. Für komplexe Legierungen und Keramiken ist die homogene Verteilung der Elemente bzw. Phasen entscheidend, da lokale Inhomogenitäten direkt zu lateralen Schwankungen der Schichtzusammensetzung führen.

Designaspekte
Geometrie (Planar‑ vs. Rotating-Targets), Dimensionierung und Anbindung an den Targethalter beeinflussen Erosionsprofil, Ausbeute und Schichtdickenhomogenität. Spezielle Multilayer- oder Komposit‑Targets erlauben gradierte oder multikomponentige Schichten. Die Kontrolle von Restspannungen und Rissanfälligkeit im Target ist wesentlich, um Partikelbildung und Prozessunterbrechungen zu vermeiden.

Bedeutung für Schichteigenschaften
Die Auswahl und Auslegung des Targets ist ein zentrales Stellglied für funktionale Dünnschichten, etwa Hartstoffschichten (TiAlN, CrN), Diffusionsbarrieren, transparente leitfähige Oxide oder funktionale Oxidkeramiken. Für eine exakte Übertragbarkeit von Werkstoffdesign in die Schicht ist eine enge Korrelation zwischen Targetcharakterisierung und Schichtanalytik erforderlich.

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