一般而言,采用直流磁控溅射金属靶材沉积具有较快的速率,而采用射频磁控溅射化合物靶材沉积化合物薄膜沉积速率较慢。在溅射技术中,也可以采用类似于反应蒸发的方法，溅射金属靶材的同时,让化学反应在基片表面发生,形成所需要的化合物薄膜,这样就可以在较高沉积速率下制备化合物薄膜。这一技术称反应溅射。

反应溅射技术是将一种反应气体加入到惰性溅射气体中,与被溅射出来的靶材金属原子发生反应从而在衬底上形成化合物的一种薄膜制备方法。反应溅射可以是直流溅射,也可以是射频溅射,还可以采用中频交流(一般频率为40kHz)和脉冲直流(10~200kHz)反应溅射技术。为了提高溅射效率,还可以加入磁场进行磁控溅射。

理想的反应溅射是发生在基片表面,但实际上反应也同时发生在靶材表面。靶材表面的反应会使得金属靶表面形成化合物,从而降低溅射速率(化合物的溅射产额低于金属的溅射产额),这一现象称做“靶中毒”。靶中毒的程度与靶材材料、活性气体成分、真空室内的放电电流、电压、反应室内气体总压、各种气体的分压、温度及反应室几何结构等诸多因素有关。

靶材的毒化不仅会降低薄膜的沉积速率,同时也对溅射工艺的控制提出了严格要求,因为靶中毒,会使得溅射过程变得不稳定。为了减轻靶材中毒的可能性,可以采取以下几个方面的措施:

(1) 将反应气体尽可能直接输人到基片表面而远离靶材,提高活性气体的利用效率:

(2) 提高靶材的溅射速率,使靶材刻蚀速率超过反应速率,保持表面的金属状态:

(3) 采用中频或脉冲溅射技术。

反应溅射能制备化合物薄膜,将各种反应气体和金属靶结合可以合成有多方面应用的单一或多组分化合物。由于反应溅射具有灵活、通用、方便以及操作温度低等优点,使得项技术应用广泛。