WO1999028519A2

WO1999028519A2 - Verfahren zum herstellen einer bc(n):h schicht

Info

Publication number: WO1999028519A2
Application number: PCT/EP1998/007844
Authority: WO
Inventors: Tanja Eckardt; Klaus Bewilogua
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2000-06-03
Also published as: DE19753624A1; EP1038044A2; DE59803671D1; EP1038044B1; ATE215616T1; WO1999028519A3

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Bor, Kohlenstoff und Wasserstoff enthaltenden Schicht (30) auf ein Substrat (20) mittels Dampfphasenabscheidung wobei das prozessgas Wasserstoff enthält. Der Verwendungsbereich der Schicht erstreckt sich zum Beispiel auf Zerspanungs- oder Umformwerkzeuge oder als Absorbermaterial in Kernreaktoren.

Description

Verschleiß- und reibungsmindemde Schicht, mit Substrat mit dieser Schicht sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Schicht

Die Erfindung betrifft eine auf einem Substrat haftfest abgeschiedene, ver- schleiß- und reibungsmindemde Schicht das Substrat mit Schicht sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen verschleiß- und reibungsmindemden Schicht.

Bekannt sind Kohlenwasserstoffschichten als anorganische Verbindungen, wobei diese als Plasma- Polymerschicht mit amorphem Charakter gebildet sind. Solche Kohlenwasserstoffschichten können auch bordotiert sein. Borcarbid wird beispielsweise in Pulverform als Schleifmittel verwendet oder aber in gepreßter und gesinterter Form in der Nukleartechnik für Neutronenabsorber, als Verschleißschutz für beispielsweise Sandstrahldüsen oder aber als Fadenführer in der Textilindustrie. Reines Borcarbid ist dabei ein spröder Werkstoff. Er wird daher in Form des losen Kornes zum Schleifen verwendet.

Bekannt ist es auch, eine optische, nämlich transparente Schicht herzustellen, welche beispielsweise auf der Verbindung B₂H₆ beruht, wobei der Wasser- Stoffanteil sehr groß ist. Der Wasserstoffanteil liegt hier bereits im Rohstoff vor.

Beispielsweise aus der US 4,716,083 ist es bekannt, Verschleißschutzschichten aus Bor und Kohlenstoff auf Bauteilen und Werkzeugen vorzusehen. In dieser Schrift ist auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Schichten beschrieben, welche als ungeordnete Beschichtung mit einer Zusammensetzung B_xCι._x beschrieben sind, wobei x im Bereich von 0,6 bis 0,9 liegt. Die Herstellung dieser Schichten erfolgt zum Beispiel durch Sputterverfahren, ist jedoch auch mit anderen Verfahren durchführbar. Aus der US 4,594,294 sowie der EP 0 179 582 sind Mehriagenbeschichtungen bekannt, welche eine verschleißfeste äußere Schicht aus Bor und Kohlenstoff umfassen. Es wird dabei eine Borcarbidbeschichtung mit harter Zwischenschicht aus Carbiden, Boriden oder Nitriden auf Werkzeugen oder Maschinenelementen vorgesehen. Ebenso ist es bekannt, auf Formwerkzeugen Borcarbidbeschichtungen vorzusehen (US 4,590,031 ; EP 0 136 162). Auch auf Dentalwerkzeugen werden ungeordnete verschleißfeste äußere Borcarbidbeschichtungen vorgesehen (US 4,708,653). Ebenso ist es bekannt, eine Borcarbidmatrix mit dispergiertem kubischem Bomitrid als Beschichtung vorzusehen. Die Beschichtung wird durch reaktives Sputtem aufge- bracht. Sie weist erste, zweite und dritte Bereiche auf. Der erste Bereich wird durch Sputtern in einer inerten Atmosphäre auf einem Substrat vorgesehen als zumindest eine Schicht aus ungeordnetem Bor und Kohlenstoff. Die inerte Sputteratmosphäre wird durch Stickstoff ersetzt, um den zweiten Bereich zu bilden, welcher Kubisch-Bomitπ^'d-Kristalle in einer sich vergrößernden Konzen- tration, dispergiert in einer Matrix von ungeordnetem Bor und Kohlenstoff aufweist. Der dritte Bereich, welcher auf dem zweiten Bereich vorgesehen ist, ist als äußere Verschleißschutzschicht gebildet, welche eine im wesentlichen einheitliche Konzentration aus kubischem Bomitrid enthält, welches in ungeordnetem Bor und Kohlenstoff dispergiert ist. Eine solche Beschichtung geht aus der WO 96/35820 hervor. Die US 5,670,252 offenbart eine mehrschichtige Beschichtung, welche Bor enthält. Die Mehrschichtstruktur aus B/B₄C, kubisch Bomitrid/B₄C, Bor/kubisch Bornitrid/B C wird durch reaktives Sputtem hergestellt. Die Mehrschichtstruktur enthält zumindest zwei Materialien aus den genannten Gruppen (Bor, kubisch Bomitrid und Borcabid). Als Reaktivgas wird Stickstoff verwendet.

In der DE-A- 3 347 179 wird ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial beschrieben, das eine Bor-, Kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Deckschicht zur Verbesserung der Lauf- und Abnutzungsbeständigkeit, der Härte sowie der Korrosionsbeständigkeit aufweist.

Damit die Deckschicht des magnetischen Aufzeichnungsmaterials den Magnetkopf nicht beschädigt bzw. um eine Verschlechterung der Laufeigenschaften des in Bandform vorliegenden Auf Zeichnungsmaterials zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß der Borgehalt 50 Atomprozent nicht übersteigen sollte. Als besonders günstig werden Borgehalte in einem Bereich von 1 bis 40 Atomprozent angegeben. Die in dieser Schrift beschriebenen Deckschichten weisen eine Dicke von 2 bis 100 nm auf, da sich bei größeren Dicken die Wiedergabeleistung bzw. -qualität verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verschleiß- und reibungmindernde Schicht sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, welche nicht der Gefahr unterliegt, aufgrund ihrer Sprödigkeit aufeinander reibende Oberflächen von zwei Bauteilen zu beschädigen und zugleich hart genug ist, um als Verschleißschutzschicht optimal dienen zu können.

Die Aufgabe wird mit einer auf einem Substrat haftest abgeschiedenen, verschleiß- und reibungsmindemden Schicht dadurch gelöst, daß die Schicht die Elemente Bor, Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Durch ein Verfahren zum Herstellen einer verschleiß- und reibungsmindemden Schicht wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schicht in einem Dampfphasenabscheideverfahren unter Zuführung eines Prozeßgases abgeschieden wird, wobei das Prozeßgas oder Reaktivgas Wasserstoff enthält. Durch ein Substrat mit einer solchen Schicht wird sie dadurch gelöst, daß die Schicht eine verschleiß- und reibungsmindemde, wasserstoff-modifizierte Borcabidschicht ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.

Dadurch wird vorteilhaft eine verschleiß- und reibungsmindemde Schicht geschaffen, welche zwar weniger hart als Diamant und kubisch Bomitrid ist, jedoch sehr viel kostengünstiger hergestellt werden kann, als beispielsweise Dia- manten. Zudem ist die Schicht vorteilhaft härter als amorphe metallhaltige Kohlenwasserstoffschichten. Dadurch kann sie besser als Verschleißschutzschicht dienen. Aufgrund der weiteren chemischen Bindung mit Wasserstoff und evtl. Stickstoff entsteht eine Strukturmodifikation des vorzugsweise als Target dienenden elementaren Bors, stöchiometrischen oder nicht- stöchiometrischen Borcarbids, was zu einem elastischen Verhalten führt. Im Unterschied zu reinem Borcarbid ist die erfindungsgemäße Schicht nicht spröde, sondern vielmehr elastisch und zugleich hart. Im Unterschied zum Stand der Technik des heterogenen, mehrphasigen, bordotierten Kohlenwasserstoffes ist die erfin- dungsgemäße Schicht ein Kompaktwerkstoff, also ein homogener und einphasiger Werkstoff. Die anorganische Verbindung erscheint amorph oder kristallin. Aufgrund des elastischen Verhaltens der erfindungsgemäßen Schicht tritt vorteilhaft nicht das Problem des Standes der Technik von spröden Borca- bidschichten auf, bei denen aus der Schicht heraus einzelne Partikel herausbrechen und bei aufeinanderreibenden Oberflächen die jeweiligen Bauteile im Bereich ihrer Oberfläche zerstören können. Die abrasiven Partikel können bei der erfindungsgemäßen Schicht nicht mehr herausbrechen. Dieser Vorteil ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Wasserstoffanteiien, wodurch das elastische Werkstoffverhalten entsteht. Eine solche Sprödigkeit bei reinen Borcabidschichten kann auch bei Bor-Kohlenstoffschichten auftreten, wobei auch dabei ein Versagen der beschichteten Bauteile durch Abplatzen oder Ausbrechen der Schicht befürchtet werden muß. Dies wird erfindungsgemäß vorteilhaft vermieden. Die sehr hohe Härte von Borcarbid bleibt bei der erfin- dungsgemäßen Schicht erhalten und wird, wie bereits erwähnt, durch den Einbau geringer Mengen von Wasserstoff und/oder Stickstoff hinsichtlich seiner elastischen Eigenschaften verbessert. Dadurch weist der erfindungsgemäße Werkstoff auch einen deutlich geringeren Reibwert auf, als beispielsweise reines Borcarbid.

Die erfindungsgemäße Schicht hat einen Borgehalt von mehr als 50 at. - % bis 90 at. - %. Die Schicht weist vorzugsweise eine Zusammensetzung B_xCyH_uN_w auf. Besonders bevorzugt liegt der Verhältniswert y/x bei 0,4 > y/x > 0,1 , der von w/x bei 1 > w/x ≥ 0 und der von z y bei 1 > z/y > 0. In Zahienwerten kann y gewählt werden zwischen 10 und 30 at.-%, z zwischen 1 und 20 at.-% und w zwischen 0 und 40 at.-%. Für Bor hat sich auch ein Gehalt im Bereich von 70 bis 90 at. - % bewährt.

Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Schicht durch Sputtem oder eine andere PVD-Technik (Physical Vapor Deposition Technik) hergestellt. Beim

Sputtem werden sowohl Bor als auch Kohlenstoff insbesondere zerstäubt und das Reaktiv- oder Prozeßgas zugeführt. Ein solcher Vorgang wird als reaktives Sputtem mit geringen Mengen an Prozeßgas bezeichnet. Eine solche Technik stellt unter anderem auch das lonenplattieren, Sputtem, Gasflußsputtem oder das Are-Verfahren dar. Zum Einstellen der Schichtzusammensetzung enthält das Prozeßgas Argon (Ar), Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff (H₂), wobei zusätzlich Stickstoff zugeführt werden kann.

Dabei wird das Bor bzw. eine borhaltige Verbindung für die vorliegende Erfindung in Form einer festen oder flüssigen Quelle bereitgestellt.

Besonders bevorzugt wird als Reaktivgas reiner Wasserstoff H₂ oder kohlen- wasserstoffhaltige Gase zugeführt, wie insbesondere Methan CH₄ oder Acetylen C H₂. Die wasserstofftragenden Gase können mit Argon und eventuell Stickstoff einzeln oder gemischt dem Rezipienten während des Sputterprozesses als Prozeßgas zugeführt werden. Der Wasserstoff unterdrückt dabei die Bildung von freiem Graphit im System Bor-Kohlenstoff und sättigt zudem freie Bindungen des Graphit ab.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß bei hydrierten Bor-Kohlenstoff-Filmen, welche im CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition Verfah- ren) hergestellt werden, neben den Bor-Kohlenstoff-Bindungen auch Kohlenstoff-Wasserstoff- und Bor- Wasserstoff- Bindungen auftreten (Onate, J. I., Garcia, A. Bellido/^*, V. Viviente, J. L., Surface and Coatings Technology 49 (1991) 548-553). Derartige metallische Bor-Kohlenstoff-Wasserstoff-Filme zeigen ein besseres elastischen Verhalten, welches auf die schwächeren Bor- Wasserstoff und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen im Vergleich zur Bor-Kohlenstoff Bindung zurückzuführen ist. Die Haftung der metallhaltigen Bor-Kohlenstoff-Wasserstoff-Filme ist gegenüber den metallhaltigen Kohlenstoff-Wasserstoff-Filmen verbessert (Lin, S.-H., Feldman, B.J., Li, D., Applied Physics Letters 69 (1996) 2373-2375). Bei derartigen CVD-Abscheidungen handelt es sich um bordotierte metallhaltige Kohlenstoffschichten, welche einen starken polymeren Charakter aufweisen, wohingegen die erfindungsgemäßen Schichten wasserstoffmodifizierte Borcarbidschichten sind. Eine größere Flexibilität der elastischen Eigenschaften aufgrund des Einführens schwächerer Bindungen und des damit verbundenen Abbaus von Schichtspannungen bedingt auch eine bessere Haftung der erfindungsgemäßen Schichten. Eine gute Haftung einer Schicht auf einem Bauteil ist aber eine wesentliche Voraussetzung für eine verbesserte Verschleißbeständigkeit. Da bekanntlich Borcarbid auch bei höheren Temperaturen beständig ist, wird durch das erfindungsgemäße Zuführen von Wasserstoff und/oder Stickstoff eine modifizierte Borcarbidschicht geschaffen, welche nicht nur verschleiß- und reibungsmin- demd, sondern auch temperaturstabil ist.

Besonders bevorzugt wird ein Magnetron-Sputterπ im unbalancierten Mode vorgesehen, wobei an der Targetelektrode des Magnetrons Gleichspannung (DC) und Mittelfrequenz (MF) oder Hochfrequenz (HF) angelegt werden. Im Rahmen des Dampfphasenabscheideverfahrens wird als Prozeßgas vorzugsweise CH₄ oder C2H2 eingebracht. Zusätzlich können auch noch Stickstoff bzw. Argon mit eingebracht werden. Dadurch ändert sich die Zusammensetzung des Endwerkstoffes. Bei der Herstellung wird Gleichspannung, Mittel- oder Hochfrequenz vorzugsweise an einer Substratelektrode angelegt, wobei die negative Spannung zum Beschießen der wachsenden Schicht mit energiereichen Ionen dient. Besonders bevorzugt liegt eine negative Spannung (=Biasspannung) von 50 bis 100 Volt an. Der im Prozeß herrschende Druck wird vorzugsweise auf Werte zwischen 1 und 50μbar eingestellt. Die Biasspannung zum Sputtem, also die negative Vorspannung am Substrat, sorgt für eine kompakte und homogene Schicht. Besonders bevorzugt werden sich reibende oder gleitende und/oder bewegende Teile mit einer erfindungsgemäßen Schicht versehen. Diese Teile können Zerspanungs- oder Umformwerkzeuge sein, wie Werkzeuge zum Tiefziehen, Massivumformen, Stanzen, Schraubhalsen, Biegen etc. Sie können auch mechanisch abrasiv und/oder adhäsiv beanspruchte Komponenten sein, insbesondere aus dem Motorbereich oder der spanenden Fertigung. Gerade bei der spanenden Fertigung ist eine große Elastizität erforderlich, um Spannungen abzubauen. Der Verwendungsbereich der Schicht erstreckt sich insbesondere auf Getriebe, Lager, Wellen, Zahnräder, Ventile, Stößel etc. Ebenfalls können Vergütungsbauteile mit einer erfindungsgemäßen Schicht versehen werden. Das modifizierte Borcarbid eignet sich vorzugsweise auch als Absorbermaterial in Kernreaktoren oder als Komponente von Hochtemperatur-Thermoelementen.

Die Schichtdicke beträgt bevorzugt 10 nm bis 100 μm, besonders bevorzugt 2 bis 10 μm.

Die Schichten sind im allgemeinen zum größten Teil amorph aufgebaut und enthalten keinen bzw. allenfalls einen geringen Anteil an mikrokristallinen, nicht kubischen Material.

Als Target wird vorzugsweise ein B₄C-Target vorgesehen, welches durch lonen- beschuß zerstäubt wird. Dies geschieht vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre. Reaktivgas wird entweder zugleich zugeführt oder das Target unter Inertgas zerstäubt und das Reaktivgas in Substratnähe zugeführt.

Zur Haftverbesserung kann die Reaktiv- oder Prozeßgaszusammensetzung schrittweise oder kontinuierlich geändet werden. Es entsteht eine gradierte Übergangsschicht. Es kann auch eine Haft- oder haftvermittelnde Zwischen- Schicht vorgesehen sein. Diese besteht insbesondere aus Metall.

Durch den Einbau von Wasserstoff wird die erfindungsgemäße Schicht stabilisiert. Um einen ausreichenden Einbau von Wasserstoff in die Schicht sicherzustellen, sollte die Substrattemperatur unter 500° C liegen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Schicht beschichteten Werkzeuges,

Figur 2 eine Schnittansicht durch ein Substrat mit erfindungsgemäßer Beschichtung und Figur 3 eine alternative Schichtausführung als Schnittansicht.

In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schleifwerkzeuges 1 dargestellt. Das Schleifwerkzeug 1 weist einen Grundkörper 10 mit ringsegmentarti- gen Vorsprüngen 11 am äußeren Umfang 12 auf. Der Grundkörper besteht aus einem Substrat 20. Im Umfangsbereich des Grundkörpers bzw. Substrates ist dieser beschichtet. Die Beschichtung besteht in der Schicht 30, welche als ho- mogener, einphasiger Kompaktwerkstoff eine verschleiß- und reibungsmindemde modifizierte Borcarbidschicht ist.

Auf dem Substrat 20 wird direkt die Schicht 30 aus modifiziertem Borcarbid gebildet, wie dies Figur 2 im Schnitt als Detaiiansicht zeigt. Die Schichtdicke der Schicht 30 beträgt wenige μm, insbesondere 0,2 bis 10μm. Aufgrund der elastischen Eigenschaften durch Zuführen des Prozeßgases Wasserstoff können an der Oberfläche 31 der Schicht 30 nicht versehentlich lose Kömer herausbrechen oder herausplatzen. Ein Schleifen ist mit einem Werkzeug mit einer solchen Schicht 30 daher gefahrlos ohne Beschädigung des zu bear- beitenden Werkstückes möglich.

Anstelle der Verwendung für ein Bauteil oder Werkzeug in Form einer Beschichtung auf dessen Oberfläche kann die erfindungsgemäße modifizierte Borcarbidschicht als Absorbermaterial in Kernreaktoren oder als Komponente von Hochtemperatur - Thermoelementen verwendet werden. Figur 3 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschichtung. Diese weist die modifizierte Borcarbidschicht 30 auf. Zwischen Substrat 20 und Schicht 30 ist jedoch zusätzlich eine metallische Zwischenschicht 40 gebildet als haftvermittelnde Schicht. Sie besteht insbe- sondere aus Titan oder Chrom.

Bezugszeichenliste

Werkzeug

Grundkörper ringsegmentartige Vorsprünge äußerer Umfang

Substrat

Schicht aus modifiziertem Borcarbid Oberfläche

haftvermittelnde Zwischenschicht

Claims

Patentansprüche

1. Auf einem Substrat haftfest abgeschiedene, verschleiß- und reibungsmindemde Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht die Elemente Bor, Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, wobei der Borgehalt in einem Bereich von mehr als 50 at. - % bis 90 at. - % liegt.

2. Schicht nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Stickstoff enthält.

3. Schicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Zusammensetzung BχCyH₂N_w aufweist.

4. Schicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verhältniswert von y/x bei 0,4 > y/x > 0,1 , der von w/x bei 1 > w/x > 0 und der von z/y bei 1 > z/y > 0 liegt.

5. Schicht nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß y zwischen 10 und 30 at.-%, z zwischen 1 und 20 at.-% und w zwischen 0 und 40 at.-% liegt.

6. Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke 10 nm bis 100 nm beträgt.

7. Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke 0,2 bis 10μm beträgt.

8. Substrat mit einer Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine verschleiß- und reibungsmindemde anorganische Ver- bindung aus wasserstoff-modifiziertem Borcarbid aufweist.

9. Substrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein anorganischer, amorpher oder kristalliner homogener oder einphasiger Werkstoff ist.

10. Substrat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Teil von sich bewegenden und/oder reibenden oder gleitenden Teilen ist.

11. Substrat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Teil eines Kernreaktors ist, wobei die Schicht das Absor- bermaterial darstellt oder daß das Substrat Teil eines Hochtemperatur-Thermoelementes ist.

12. Substrat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile Zerspanungs- oder Umformwerkzeuge oder mechanisch abrasiv und/oder adhäsiv beanspruchte Komponenten sind, insbesondere aus dem Motorenbereich, dem Bereich der spanenden Fertigung sowie der Bauteile-Vergütung.

13. Substrat nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine haftvermittelnde Schicht oder Zwischenschicht aus insbesondere einem Metall und darüber die modifizierte Borcarbidschicht aufweist.

14. Verfahren zum Herstellen einer verschleiß- und reibungsmindemden Schicht auf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht in einem Gas- oder Dampfphasenabscheideverfahren unter Zuführung eines Prozeßgases abgeschieden wird, wobei das Prozeßgas oder Reaktivgas Wasserstoff enthält und Bor, Kohlenstoff und Wassserstoff abgeschieden werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozeßgas zusätzlich Stickstoff zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßgas Argon, Kohlenwasserstoff und Wasserstoff enthält.

17. Verfahren nach einem der Ansprüchen oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozeßgas Methan CH oder Acetylen C₂H₂, zugeführt wird.

18. Verfahren nach einer der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfphasenabscheideverfahren ein PVD-Verfahren (Physical-Va- por-Deposition Verfahren) ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als PVD-Verfahren das Sputtem, Gasflußsputtem, Are-Verfahren oder lonenplattieren angewendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetron - Sputtem im unbalancierten Mode verwendet wird, wo- bei an der Targetelektrode des Magnetrons Gleichspannung DC und Mitteloder Hochfrequenz angelegt werden.

21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß reaktiv mit einer geringen Menge an Reaktivgas gesputtert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß elementares Bor oder stöchiometrisches Borcarbid oder nicht-stöchio- metrisches Borcarbid oder eine B₄C-Verbindung im Rezipienten auf einem

Target aufgebracht und mit dem Reaktivgas zur Reaktion gebracht werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß Bor und Kohlenstoff in einer Inertgasatmosphäre zerstäubt werden, wobei das Reaktivgas zugeführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Target unter Inertgas zerstäubt und Reaktivgas in Substratnähe zugeführt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserstofftragenden Gase sowie Stickstoff und/oder Argon einzeln oder gemischt dem Rezipienten während des Beschichtungsverfahrens als Prozeßgas zugeführt werden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktiv- oder Prozeßgas Wasserstoff in Form von reinem Wasserstoff H₂ oder durch kohlenwasserstoffhaltige Gase, insbesondere Metan CH₄ oder Acetylen C₂H₂ zugeführt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß Gleichspannung DC und Mittel- oder Hochfrequenz an einer Substratelektrode angelegt werden, wobei die negative Spannung zum Beschießen der wachsenden Schicht mit energiereichen Ionen dient.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Spannung im Bereich von 50 bis 1000 Volt liegt.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der während des Prozesses herrschende Kammerdruck auf Werte zwischen 1 und 50μbar eingestellt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßgaszusammensetzung schrittweise oder kontinuierlich ge- ändert wird zum Verbessern der Haftung der Schicht auf dem Substrat und/oder Schaffen einer gradierten Übergangsschicht.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrattemperatur kleiner als 500°C ist.