以金屬、合金、低價(jià)金屬化合物或半導(dǎo)體材料作為靶陰極，在濺射過程中或在基片表面沉積成膜過程中與氣體粒子反應(yīng)生成化合物薄膜，這就是反應(yīng)磁控濺射。反應(yīng)磁控濺射廣泛應(yīng)用于化合物薄膜的大批量生產(chǎn)，這是因?yàn)椋?

(1)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 ( 氧、氮、碳?xì)浠衔?/a>等 ) 純度很高，因而有利于制備高純度的化合物薄膜。

(2) 利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測(cè)等離子體中的金屬粒子含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定，從而使沉積速率穩(wěn)定。

(3) 使用圓柱形旋轉(zhuǎn)靶減小絕緣介質(zhì)膜的覆蓋面積。

(4) 降低輸入功率，并使用能夠在放電時(shí)自動(dòng)切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。

(5) 反應(yīng)過程與沉積過程分室進(jìn)行，既能有效提高薄膜沉積速率，又能使反應(yīng)氣體與薄膜表面充分反應(yīng)生成化合物薄膜。

和直流濺射相比交流磁控濺射采 用交流電源代替直流電源，解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。交流濺射時(shí)，靶對(duì)真空室壁不是 恒定的負(fù)電壓 , 而是周期一定的交流脈沖電壓。設(shè)脈沖電壓的周期為 T， 在負(fù)脈沖 T —△ T 時(shí)間間隔內(nèi)，靶面處于放電狀態(tài)，這一階段和直流磁控濺射相似；靶面上的絕緣層不斷積累正電荷，絕緣層上的場(chǎng)強(qiáng)逐步增大；當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)增大至一定限度后靶電位驟降為零甚至反向，即靶電位處于正脈沖△ T 階段。在△ T 時(shí)間內(nèi)，放電等離子體中的負(fù)電荷─電子向靶面遷移并中和了絕緣層表面所帶的正電荷，使絕緣層內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)恢復(fù)為零，從而消除了靶面異常放電的可能性。

在靶面平均功率一定的前提下，負(fù)脈沖期間可以給靶施加更大的脈沖功率，因此交流濺射還可以在不改變靶的冷卻條件下增強(qiáng)基片附近的等離子體密度。交流濺射 ( 脈沖濺射 ) 的電壓波形可以是對(duì)稱的，也可以是不對(duì)稱的。通常將輸出電壓波形為不對(duì)稱的矩形波的交流濺射方式稱為脈沖濺射 ( 常用于單靶濺射 ) ；而將輸出波形為對(duì)稱方波或正弦波的濺射方式稱為交流濺射 ( 常用于對(duì)靶濺射 ) 。當(dāng)交流濺射技術(shù)用于對(duì)靶濺射時(shí)，一個(gè)周期中每塊靶輪流充當(dāng)陰極和陽極，形成良好的“自清潔”效應(yīng)。在沉積多元合金或化合物薄膜時(shí)，還可以通過調(diào)節(jié)交變脈沖電壓的占空比來改變薄膜的組分。

Window等人在1985年首先引入了非平衡磁控濺射的概念，并給出了非平衡磁控濺射平面靶的原理性設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)磁控濺射靶，其外環(huán)磁場(chǎng)強(qiáng)度與中部磁極的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等或接近，稱為“平衡磁控濺射靶”；如果某一磁極的磁場(chǎng)相對(duì)于另一極性相反的部分增強(qiáng)或減弱，就形成了“非平衡磁控濺射靶”。

非平衡磁控濺射法通過附加磁場(chǎng)，將陰極靶面的等離子體引到濺射靶前200mm到300mm的范圍內(nèi)，使基片沉浸在等離子體中。這樣一方面濺射出來的粒子沉積在基片表面形成薄膜，另一方面等離子體轟擊基片，起到離子輔助的作用，極大的改善了膜層質(zhì)量。非平衡磁控濺射除了具有較高的濺射速率外，能夠向鍍膜區(qū)輸出更多的離子，離子濃度正比于濺射靶的放電電流。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制備各種硬質(zhì)薄膜。