Medida de Tensión Residual en Multicapas de TiN/TaN recubiertas por Pulverización Catódica por Magnetrón con Voltaje de Polarización en Sustrato de Silicio (100)
DOI:
https://doi.org/10.17268/scien.inge.2025.02.06Palavras-chave:
Películas Delgadas, Pulverización Catódica por Magnetrón, Voltaje de Polarización, Tensiones Residuales, Nitruro de Titanio, Nitruro de TantalioResumo
En el presente estudio se investigó el comportamiento del stress en películas multicapa de TiN/TaN, recubiertas en obleas de silicio (100) de 0,3 mm de espesor mediante la técnica de Pulverización Catódica por Magnetrón reactivo. El objetivo principal fue analizar la influencia del voltaje de polarización aplicado al sustrato y del número de bicapas en la tensión residual de las películas delgadas, manteniendo un espesor total constante. Los recubrimientos se produjeron en una atmósfera de Ar/N2, con una temperatura de sustrato de 400 °C y voltajes de polarización de -50 V y -250 V. La estructura nanocristalina y la morfología de las multicapas se caracterizaron mediante difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM), respectivamente. El stress se determinó midiendo la curvatura del sustrato mediante desviación láser, utilizando la fórmula de Stoney. Se observó una transición en el comportamiento del stress de tensivo a compresivo al incrementar el voltaje de polarización de -50 V a -250 V. Específicamente, para un voltaje de polarización de -50 V, la tensión residual fue tensivo y su valor absoluto aumentó ligeramente con el número de bicapas. En contraste, para un voltaje de polarización de -250 V, la tensión residual fue compresivo, y su magnitud absoluta tendió a disminuir al pasar de 2 a 4 bicapas, estabilizándose luego para un mayor número de bicapas. Estos hallazgos demuestran la posibilidad de modular el estado de tensión residual en sistemas multicapa TiN/TaN mediante el control del voltaje de polarización, lo cual es crucial para optimizar la adhesión y el rendimiento mecánico de los recubrimientos protectores y otras aplicaciones de ingeniería de superficies.
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