Structural and Morphological Properties of Titanium Aluminum Nitride Coatings Produced by Triode Magnetron Sputtering

TixAl1-xN coatings were grown using the triode magnetron sputtering technique varying the bias voltage between -40 V and -150V. The influence of bias voltage on structural and morphological properties was analyzed by means of energy dispersive spectroscopy, x-ray diffraction and atomic force microscopy techniques. As the bias voltage increased, an increase in the Al atomic percentage was observed competing with Ti and producing structural changes. At low Al concentrations, the film presented a FCC crystalline structure; nevertheless, as Al was increased, the structure presented a mix of FCC and HCP phases. On the other hand, an increase in bias voltage produced a decrease films thickness due to an increase in collisions. Moreover, the grain size and roughness were also strongly influenced by bias voltage. PACS:61.05.cpSe crecieron recubrimientos de TixAl1-xN empleando la técnica de magnetron sputtering tríodo, variando el voltaje de polarización entre -40 V y -150V. Por medio de espectroscopía de energía dispersiva, difracción de rayos x y miscroscopía de fuerza atómica, se analizó la influencia del voltaje de polarización sobre las propiedades morfológicas y estructurales de los recubrimientos. A medida que el voltaje bias se incrementó, se observó un aumento en el porcentaje atómico de Al, compitiendo con la concentración de Ti y produciendo cambios estructurales. A bajas concentraciones de Al, la pelcula exhibió una estructura cristalina FCC; sin embargo, a medida que le porcentaje de Al disminuyó, se pudo detectar una mezcla de fases FCC y HCP. Por otro lado, el incremento en el voltaje de polarización produjo una disminución en el espesor de las películas, debido al aumento en el número de colisiones. Además, el tamaño de grano y la rugosidad se vieron fuertemente afectados por el voltaje bías.PACS:61.05.c