La vitesse de pulvérisation dépend de plusieurs facteurs, notamment l'énergie des ions incidents, la masse des ions et des atomes de la cible, l'énergie de liaison des atomes dans le solide, le rendement de pulvérisation, le poids molaire de la cible, la densité du matériau et la densité du courant ionique.
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Énergie des ions incidents: L'énergie des ions qui frappent la surface de la cible est cruciale car elle détermine la quantité de matière qui peut être éjectée. Les ions à haute énergie peuvent déplacer plus efficacement les atomes de la surface de la cible, ce qui conduit à un taux de pulvérisation plus élevé.
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Masse des ions et des atomes de la cible: La masse des ions incidents par rapport à la masse des atomes de la cible affecte le taux de pulvérisation. Les ions plus lourds peuvent transférer plus d'énergie aux atomes cibles lors de l'impact, ce qui augmente la probabilité d'éjection. De même, si les atomes cibles sont plus lourds, ils sont moins susceptibles d'être déplacés, à moins que les ions d'impact ne soient également lourds et énergétiques.
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Énergie de liaison des atomes dans le solide: L'énergie de liaison des atomes dans le matériau cible influence la facilité avec laquelle ils peuvent être éjectés. Les énergies de liaison élevées nécessitent plus d'énergie pour déloger les atomes, ce qui peut réduire le taux de pulvérisation, à moins que les ions incidents n'aient suffisamment d'énergie pour surmonter cette liaison.
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Rendement de pulvérisation: Il s'agit du nombre d'atomes de la cible éjectés par ion incident et affecte directement le taux de pulvérisation. Un rendement de pulvérisation plus élevé signifie que plus d'atomes sont éjectés par impact ionique, ce qui entraîne une vitesse de pulvérisation plus rapide.
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Masse molaire de la cible (M): Le poids molaire du matériau de la cible est inclus dans l'équation de la vitesse de pulvérisation, ce qui indique son importance dans la détermination de la vitesse à laquelle le matériau est retiré de la cible.
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Densité du matériau (p): La densité du matériau cible affecte le taux de pulvérisation car les matériaux plus denses ont plus d'atomes par unité de surface, ce qui peut conduire à un taux d'éjection d'atomes plus élevé.
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Densité du courant ionique (j): La densité du courant ionique, ou le nombre d'ions frappant la cible par unité de surface et par unité de temps, influence considérablement la vitesse de pulvérisation. Des densités de courant ionique plus élevées entraînent des impacts d'ions plus fréquents, ce qui peut augmenter la vitesse de pulvérisation.
Ces facteurs sont représentés mathématiquement dans l'équation du taux de pulvérisation : Taux de pulvérisation = (MSj)/(pNAe), où NA est le nombre d'Avogadro et e la charge électronique. Cette équation montre l'interdépendance de ces facteurs dans la détermination du taux de pulvérisation global.
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