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La velocidad de sputtering, que mide el número de monocapas por segundo eliminadas de la superficie de un blanco, depende de varios factores críticos.Entre ellos se encuentran el rendimiento del sputtering (número de átomos del blanco expulsados por cada ion incidente), el peso molar del material del blanco, la densidad del material y la densidad de la corriente de iones.Además, factores externos como la presión de la cámara, el tipo de fuente de alimentación (CC o RF) y la energía cinética de las partículas emitidas también influyen en el proceso de sputtering.Comprender estas dependencias es crucial para optimizar las condiciones de sputtering y lograr la calidad de película y las velocidades de deposición deseadas.

Explicación de los puntos clave:

1. Rendimiento de la pulverización catódica (S):

   • El rendimiento de sputtering es el número de átomos del blanco expulsados por cada ion incidente.Es un factor fundamental que influye en la tasa de sputtering.
   • El rendimiento depende de la masa de los iones incidentes, la masa de los átomos del blanco, el ángulo de incidencia y la energía de los iones incidentes.
   • Los rendimientos de pulverización catódica más elevados dan lugar a velocidades de pulverización catódica más altas, ya que se expulsan más átomos de la superficie del blanco por ion.

2. Peso molar del blanco (M):

   • El peso molar del material objetivo afecta a la velocidad de sputtering porque determina el número de átomos en una masa dada de material.
   • Los materiales con pesos molares más elevados tendrán menos átomos por unidad de masa, lo que puede influir en la velocidad de sputtering global cuando se combina con otros factores como el rendimiento de sputtering y la densidad de corriente iónica.

3. Densidad del material (p):

   • La densidad del material objetivo determina el número de átomos presentes en un volumen determinado.
   • Los materiales de mayor densidad tendrán más átomos por unidad de volumen, lo que puede afectar a la velocidad de sputtering cuando se combina con el rendimiento de sputtering y la densidad de corriente iónica.

4. Densidad de corriente iónica (j):

   • La densidad de corriente iónica se refiere al número de iones que golpean la superficie del blanco por unidad de superficie y por unidad de tiempo.
   • Las densidades de corriente iónica más elevadas aumentan el número de iones que bombardean el blanco, lo que se traduce en una mayor velocidad de sputtering.
   • Este factor es directamente proporcional a la tasa de sputtering, ya que más iones dan lugar a más átomos expulsados.

5. Presión de la cámara:

   • La presión de la cámara influye en el proceso de pulverización catódica al afectar al recorrido libre medio de las partículas pulverizadas.
   • Unas condiciones de presión óptimas pueden mejorar la cobertura y la uniformidad de la película depositada controlando la dirección y la energía de las partículas emitidas.

6. Tipo de fuente de alimentación (CC o RF):

   • La elección de la fuente de energía (CC o RF) afecta a la velocidad de deposición, la compatibilidad del material y el coste global del proceso de sputtering.
   • El sputtering de CC se utiliza normalmente para materiales conductores, mientras que el de RF es adecuado para materiales aislantes.
   • La fuente de alimentación también influye en la energía y la dirección de los iones, lo que repercute en la velocidad de sputtering y la calidad de la película.

7. Energía cinética de las partículas emitidas:

   • La energía cinética de las partículas emitidas determina su dirección y cómo se depositan sobre el sustrato.
   • Una mayor energía cinética puede mejorar la adherencia y la calidad de la película, pero también puede dañar el sustrato si no se controla adecuadamente.

8. Exceso de energía de los iones metálicos:

   • El exceso de energía de los iones metálicos puede aumentar la movilidad de la superficie durante el proceso de sputtering.
   • Esta mayor movilidad puede mejorar la calidad de la película depositada al permitir que los átomos encuentren posiciones más estables en el sustrato.

Si se conocen y optimizan estos factores, se puede controlar la velocidad de sputtering y conseguir las propiedades deseadas de la película para diversas aplicaciones.

Tabla resumen:

Factor	Impacto en la tasa de sputtering
Rendimiento del sputtering (S)	Mayor rendimiento = más átomos expulsados por ion, aumentando la velocidad de sputtering.
Peso molar (M)	Mayor peso molar = menos átomos por masa, lo que reduce potencialmente la velocidad de sputtering.
Densidad del material (p)	Mayor densidad = más átomos por volumen, lo que aumenta la velocidad de sputtering.
Densidad de corriente iónica (j)	Mayor densidad de corriente = más iones que alcanzan el blanco, lo que aumenta directamente la velocidad de sputtering.
Presión de la cámara	Una presión óptima mejora la cobertura y la uniformidad de la película.
Fuente de alimentación (CC/RF)	CC para materiales conductores, RF para aislantes; afecta a la velocidad de deposición y a la calidad de la película.
Energía cinética	Una mayor energía mejora la adherencia pero puede dañar el sustrato si no se controla.
Exceso de energía de los iones	Aumenta la movilidad de la superficie, mejorando la calidad de la película al estabilizar las posiciones de los átomos.

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