El rendimiento del sputtering, también conocido como tasa de sputtering físico, es una medida del número de átomos perdidos de una superficie por cada partícula energética incidente que incide sobre la superficie.
Es un factor importante en los procesos de deposición por pulverización catódica, ya que afecta a la velocidad de deposición.
El rendimiento del sputtering depende principalmente de tres factores principales: el material objetivo, la masa de las partículas bombardeadoras y la energía de las partículas bombardeadoras.
En el rango de energía en el que se produce el sputtering (10 a 5000 eV), el rendimiento del sputtering aumenta con la masa y la energía de las partículas.
En el rendimiento del sputtering influyen varios factores, como el ángulo con el que los iones golpean la superficie, la cantidad de energía de los iones durante la colisión, el peso de los iones, el peso de los átomos del material objetivo, la energía de enlace entre los átomos del material objetivo, la intensidad del campo magnético y los factores de diseño (en cátodos de magnetrón) y la presión del gas plasma.
Para expulsar un átomo del material objetivo, los iones deben tener una energía mínima, normalmente de 30-50 eV, que depende del material.
Por encima de este umbral, aumenta el rendimiento del sputtering.
Sin embargo, el aumento del rendimiento se aplana rápidamente a energías de iones elevadas porque la energía se deposita más profundamente en el blanco y apenas alcanza la superficie.
La relación entre las masas del ión y del átomo del blanco determina la posible transferencia de momento.
En el caso de átomos diana ligeros, el rendimiento máximo se alcanza cuando la masa del blanco y del ion coinciden aproximadamente.
Sin embargo, a medida que aumenta la masa de los átomos del blanco, el rendimiento máximo se desplaza a relaciones de masas más elevadas entre el ion y el átomo del blanco.
El rendimiento del sputtering tiene ventajas en los procesos de deposición por sputtering, como las altas velocidades de deposición y la capacidad de depositar una amplia gama de materiales.
Sin embargo, también tiene desventajas, como los elevados gastos de capital, las tasas de deposición relativamente bajas para algunos materiales, la degradación de sólidos orgánicos por bombardeo iónico y una mayor tendencia a introducir impurezas en el sustrato en comparación con la deposición por evaporación.
En general, el rendimiento del sputtering es un parámetro importante a tener en cuenta en los procesos de deposición por sputtering, ya que determina la eficiencia y eficacia del proceso de deposición.
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