El rendimiento del sputtering depende de varios factores clave: la energía de los iones incidentes, las masas de los iones y los átomos del blanco, y la energía de enlace de los átomos en el sólido. Estos factores influyen en la eficacia con la que los átomos son expulsados del material objetivo durante el proceso de sputtering.
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Energía de los iones incidentes: La energía de los iones que inciden en el material objetivo es crucial. En el rango de 10 a 5000 eV, el rendimiento del sputtering aumenta a medida que lo hace la energía de los iones incidentes. Esto se debe a que los iones de mayor energía tienen más energía cinética para transferir a los átomos del blanco, facilitando su expulsión de la superficie.
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Masas de los iones y de los átomos objetivo: La masa de los iones incidentes y la masa de los átomos del blanco también desempeñan un papel importante. En general, el rendimiento del sputtering aumenta con la masa de las partículas bombardeantes. Esto se debe a la mayor transferencia de momento de los iones más pesados a los átomos objetivo, lo que aumenta la probabilidad de eyección. Del mismo modo, la masa de los átomos objetivo afecta a la facilidad con la que se pueden desplazar; los átomos objetivo más ligeros suelen ser más fáciles de bombardear.
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Energía de enlace de los átomos en el sólido: La energía de enlace de los átomos en el material objetivo sólido determina la fuerza con la que se mantienen en su lugar. Las energías de enlace más altas requieren más energía para desalojar los átomos, lo que afecta al rendimiento del sputtering. Los materiales con energías de enlace más bajas son más fáciles de bombardear, ya que los iones incidentes necesitan menos energía para superar los enlaces atómicos.
Estos factores se manipulan en aplicaciones prácticas de sputtering mediante diversas técnicas, como el ajuste de las propiedades del plasma (densidad de iones, por ejemplo), el uso de potencia de RF, la aplicación de campos magnéticos y el ajuste de tensiones de polarización. Estos ajustes ayudan a optimizar las condiciones de sputtering para lograr las velocidades de deposición y las propiedades del material deseadas.
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