反応性スパッタリングは、金属ターゲットからスパッタリングされた原子と、基板上の放電ガスから拡散した反応性ガス分子との化学反応を伴うプロセスである。
この反応によって化合物薄膜が生成され、これが基板上のコーティング材料となる。
5つのポイント
1.非不活性ガスの導入
反応性スパッタリングでは、酸素や窒素などの非不活性ガスが、シリコンなどの元素ターゲット材料とともにスパッタチャンバー内に導入される。
2.基板上での化学反応
ターゲットからの金属分子が基板表面に到達すると、反応性ガス分子と反応して新しい化合物が形成される。
この化合物が基板上に薄膜として蒸着される。
3.ハードコーティングの形成
プロセスで使用される窒素や酸素などの反応性ガスは、基材表面の金属分子と化学反応し、硬質皮膜を形成する。
4.スパッタリングとCVDの組み合わせ
反応性スパッタプロセスは、従来のスパッタリングと化学気相成長法（CVD）の原理を組み合わせたものである。
成膜には大量の反応性ガスを使用し、余分なガスは排気される。
5.膜組成の制御
膜の組成は、不活性ガスと反応性ガスの相対圧力を調整することで制御できる。
膜の化学量論は、SiNxの応力やSiOxの屈折率などの機能特性を最適化するための重要なパラメーターである。
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