La pulverización catódica reactiva es una variación del proceso de pulverización catódica con plasma que se utiliza para depositar una película delgada sobre un material de sustrato. En este proceso, un material objetivo, como el aluminio o el oro, se libera en una cámara con una atmósfera hecha de un gas reactivo cargado positivamente. Este gas forma un enlace químico con el material objetivo y se deposita en un material de sustrato como un compuesto.
Mientras que la pulverización catódica de plasma normal tiene lugar en una cámara de vacío sin atmósfera, la pulverización catódica reactiva tiene lugar en una cámara de vacío con una atmósfera de baja presión formada por un gas reactivo. Las bombas especiales de la máquina eliminan la atmósfera normal, que está hecha de carbono, oxígeno y nitrógeno, entre otros oligoelementos, y llenan la cámara con un gas, como argón, oxígeno o nitrógeno. El gas reactivo en el proceso de pulverización catódica reactiva tiene una carga positiva.
El material objetivo, como el titanio o el aluminio, se libera en la cámara, también en forma de gas, y se expone a un campo magnético de alta intensidad. Este campo convierte el material objetivo en un ion negativo. El material objetivo cargado negativamente es atraído por el material reactivo cargado positivamente y los dos elementos se unen antes de asentarse en el sustrato. De esta forma, se pueden fabricar películas delgadas de compuestos como el nitruro de titanio (TiN) o el óxido de aluminio (Al2O3).
La pulverización catódica reactiva aumenta enormemente la velocidad a la que se puede formar una película delgada a partir de un compuesto. Si bien la pulverización catódica de plasma tradicional es apropiada cuando se crea una película delgada a partir de un solo elemento, las películas compuestas tardan mucho en formarse. Obligar a los productos químicos a adherirse como parte del proceso de película delgada ayuda a acelerar la velocidad a la que se asientan en el sustrato.
La presión dentro de la cámara de pulverización catódica reactiva debe manejarse con cuidado para maximizar el crecimiento de la película delgada. A bajas presiones, la película tarda mucho en formarse. A altas presiones, el gas reactivo puede «envenenar» la superficie objetivo, que es cuando el material objetivo recibe su carga negativa. Esto no solo disminuye la tasa de crecimiento de la película delgada sobre el sustrato de abajo, sino que también aumenta la tasa de envenenamiento; cuantas menos partículas negativas haya, menos enlaces químicos pueden formar con el gas reactivo cargado positivamente y, por lo tanto, más gas reactivo habrá para envenenar la superficie objetivo. Monitorear y ajustar la presión en el sistema ayuda a prevenir este envenenamiento y permite que la película delgada crezca rápidamente.