スパッタリング収率とは、スパッタリングプロセスにおいて、入射イオン1個当たりにターゲット材料から放出される原子の数のことである。この歩留まりは成膜速度に直接影響するため、スパッタ成膜プロセスでは非常に重要なパラメータである。スパッタリング収率は、ターゲット材料、衝突粒子の質量、粒子のエネルギーなど、いくつかの要因に影響される。
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ターゲット材料:スパッタリング収率の決定には、スパッタリングされる材料の種類が重要な役割を果たします。材料によって結合エネルギーや原子質量が異なるため、原子が表面から放出されやすいかどうかに影響します。一般に、結合エネルギーが強い材料や原子質量の大きい材料は、スパッタリング収率が低くなる。
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スパッタリング粒子の質量:ターゲット材料に衝突させるイオンの質量も重要な要素である。より重いイオンはより大きな運動量を持ち、ターゲット原子とのより効果的な衝突につながります。この運動量の増加により、スパッタリング収率が向上する。
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衝突粒子のエネルギー:入射イオンのエネルギーもスパッタリング収率に大きく影響します。一般的なスパッタリングのエネルギー範囲（10～5000eV）では、一般にイオンのエネルギーが高くなるほど収率が高くなります。高エネルギーのイオンは、ターゲット原子により多くのエネルギーを伝達し、ターゲット原子の表面からの排出を促進する。
スパッタリングプロセス自体は、原子スケールのビリヤードゲームとして視覚化することができ、イオン（手玉の役割）が密集した原子のクラスター（ビリヤードの玉）に衝突する。最初の衝突は原子をクラスターの奥深くに押し込むが、その後の原子同士の衝突によって、表面近くの原子が放出されることもある。入射イオン1個当たりに放出される原子の数がスパッタリング収率であり、スパッタリングプロセスの効率を定量化する。
スパッタリング収率に影響を与えるその他の要因としては、イオンがターゲットに入射する角度、ターゲット材料の表面結合エネルギー、プラズマガス圧や磁場強度（マグネトロンスパッタリング装置の場合）などの運転パラメーターがある。これらの要因を理解し、制御することは、薄膜蒸着、エッチング、分析技術などの用途におけるスパッタリングプロセスの最適化に不可欠である。
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