近代工程技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越多地用到各種化合物薄膜，化合物薄膜約占全部薄膜材料的70%。制備化合物薄膜可以用各種化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積方法，過去，大多數(shù)化合物薄膜采用CVD方法制備。CVD 技術(shù)目前已經(jīng)開發(fā)了等離子增強(qiáng)CVD，金屬有機(jī)化合物CVD 等新工藝。但因CVD方法需要高溫，材料來(lái)源又受到限制，有的還帶毒性、腐蝕性，污染環(huán)境以及鍍膜均勻性等問題，一定程度上限制了化合物膜的制備。

　　采用PVD方法制備介質(zhì)薄膜和化合物薄膜，除了可采用射頻濺射法外，還可以采用反應(yīng)濺射法。即在濺射鍍膜過程中，人為控制地引入某些活性反應(yīng)氣體，與濺射出來(lái)的靶材物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)沉積在基片上，可獲得不同于靶材物質(zhì)的薄膜。例如在O2 中濺射反應(yīng)而獲得氧化物，在N2或NH3 中獲得氮化物，在O2+N2 混合氣體中得到氮氧化合物，在C2H2 或CH4 中得到碳化物，在硅烷中得到硅化物和在HF 或CF4 中得到氟化物等。目前從工業(yè)規(guī)模大生產(chǎn)化合物薄膜的需求來(lái)看，反應(yīng)磁控濺射沉積技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1、反應(yīng)濺射的機(jī)理

　　反應(yīng)濺射的過程如圖1所示。通常的反應(yīng)氣體有氧、氮、甲烷、乙炔、一氧化碳等。在濺射過程中，根據(jù)反應(yīng)氣體壓力的不同，反應(yīng)過程可以發(fā)生在基片上或發(fā)生在陰極上（反應(yīng)后以化合物形式遷移到基片上）。當(dāng)反應(yīng)氣體的壓力較高時(shí)，則可能在陰極濺射靶上發(fā)生反應(yīng)，然后以化合物的形式遷移到基片上成膜。一般情況下，反應(yīng)濺射的氣壓比較低，因此氣相反應(yīng)不顯著，主要表現(xiàn)為在基片表面的固相反應(yīng)。通常由于等離子體中的流通電流很高，可以有效地促進(jìn)反應(yīng)氣體分子的分解、激發(fā)和電離過程。在反應(yīng)濺射過程中產(chǎn)生一股較強(qiáng)的由載能游離原子組成的粒子流，伴隨著濺射出來(lái)的靶原子從陰極靶流向基片，在基片上克服薄膜擴(kuò)散生長(zhǎng)的激活閾能后形成化合物，以上即為反應(yīng)濺射的主要機(jī)理。

圖1 反應(yīng)濺射原理圖

2、反應(yīng)濺射的特性

　　反應(yīng)磁控濺射即在濺射過程中供入反應(yīng)氣體與濺射粒子進(jìn)行反應(yīng)，生成化合物薄膜。它可以在濺射化合物靶的同時(shí)供應(yīng)反應(yīng)氣體與之反應(yīng)，也可以在濺射金屬或合金靶的同時(shí)供反應(yīng)氣體與之反應(yīng)來(lái)制備既定化學(xué)配比的化合物薄膜。反應(yīng)磁控濺射制備化合物薄膜的特點(diǎn)是：

　�、� 反應(yīng)磁控濺射所用的靶材料(單元素靶或多元素靶) 和反應(yīng)氣體等很容易獲得高的純度，因而有利于制備高純度的化合物薄膜。

　　② 在反應(yīng)磁控濺射中，通過調(diào)節(jié)沉積工藝參數(shù)，可以制備化學(xué)配比或非化學(xué)配比的化合物薄膜，從而達(dá)到通過調(diào)節(jié)薄膜的組成來(lái)調(diào)控薄膜特性的目的。

　�、� 在反應(yīng)磁控濺射沉積過程中，基片的溫度一般不太高。而且成膜過程通常也并不要求對(duì)基片進(jìn)行很高溫度的加熱，因此對(duì)基片材料的限制較少。

　�、� 反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜，并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)量上百萬(wàn)平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。