薄膜科学与技术
薄膜科学与技术教学大纲
《薄膜科学与技术》教学大纲一、课程简介课程名称：薄膜科学与技术 Science and Technology of Thin Films课程类型：专业课（选修）学时：48学分：3开课学期：7开课对象：材料物理专业先修课程：固体物理导论；材料分析测试技术参考教材：1．郑伟涛《薄膜材料与薄膜技术》化学工业出版社2．田民波《薄膜技术与薄膜材料》清华大学出版社3．杨邦朝《薄膜物理与技术》电子科技大学出版社4．唐伟忠《薄膜材料制备原理，技术及应用》冶金工业出版社二、课程性质、目的与任务《薄膜科学与技术》是“材料物理”专业本科生拓展知识面的选修课程，它也适合材料类其它专业学生选修。
学生在已具备一定的固体物理导论、材料分析测试技术等知识的基础上，通过本课程了解薄膜的基本概念、特殊性和重要性；掌握薄膜材料的制备方法、形成过程、表征方法、性质及应用。
薄膜是材料的一种特殊形态。
薄膜科学是现代材料科学中极其重要和发展最为迅速的一个分支，已成为微电子学、光电子学、磁电子学等新兴交义学科的材料基础，成为了构筑高新技术产业的基本要素。
通过对薄膜科学与技术课程的学习，并通过相关资料查询、阅读、专题报告及综合分析与讨论，逐渐使学生掌握薄膜基本概念、特殊性、制备方法、生长理论和研究方法，为今后从事薄膜材料及相关材料领域的研究和工作打下良好的基础。
三、教学基本要求1. 了解和掌握薄膜的定义、分类、特殊性和重要性。
2. 掌握与薄膜制备和研究相关的真空基础知识。
3. 掌握薄膜材料的制备方法及原理。
4. 掌握薄膜的成核和生长理论；5. 掌握薄膜的厚度、结构、成份、原子化学键合、应力、附着力的表征分析方法。
6. 了解薄膜材料的性质及应用。
本课程介绍薄膜的基础知识和研究进展。
重点要求掌握薄膜材料的制备方法及表征技术。
课程较全面地介绍了薄膜材料的各种制备方法、生长过程和表征方法，具有较好的广度和深度。
使学生基本具备相关资料综合分析和整理能力。
《薄膜科学与技术》课程讲稿-绪论
六、薄膜科技的新进展
1. 纳米薄膜 2. 单分子膜、单原子膜 3. 特殊要求的新薄膜 如高损伤阈值多色光学膜 宽波段红外薄膜
三、薄膜材料与薄膜技术的发展
2. 薄膜材料进展 * 可以制取在平衡状态下不存在的物质 （如SiXO2-X，AlXGa1-Xas） * 可在更低温度下进行物质的合成 （如溅射镀膜、离子镀膜） * 可制备各种各样的薄膜 （金属膜、合金膜、非金属膜、半导体膜、 陶瓷膜、非晶态化合物膜和塑料膜等） * 基体材料不受限制
1.物理气相沉积： 热激活，溅射 --物质的原子或分子逸出 --沉积在基片上形成薄膜， 防止污染，沉积过程在真空中进行。 真空蒸镀（电阻加热、电子束、激光、 分子外延）， 溅射沉积（直流、射频、中频） 离子束 技术 （离子注入、双束技术、离 子束辅助 沉积、离子镀等）。
2. 化学气相沉积： 构成薄膜元素的单质或化合气体 --化学反应 --生成固态物质 --沉积在基片上形成薄膜。 3.溶液镀膜法： 溶液中 --化学反应或电化学反应 --在基 片上沉积薄膜
三、薄膜材料与薄膜技术的发展
3. 应用上的进展
* 产生新物性、新功能 （表面效应、量子效应等） * 电子器件和大规模集成电路 * 磁性膜、磁记录介质 * 绝缘膜、电介质膜 * 压电、铁电、热释电及超导膜、传感器膜等功能薄膜 * 多色光学器件膜、光记录膜、光导膜等光学膜 * 耐磨、抗蚀和自润滑膜 * 装饰膜 应用领域：电子、计算机、磁光记录、信息、传感器、能源、机 械、光学、航空航天和核工业等
四、薄膜的性质
2. 结构与缺陷 2.2 异常结构和化学计量比特性
* 异常结构定义：和相图不符合的结构。 （ 如非晶硅结构，300~400℃以下可制得 稳态结构，表现独特的力, 热, 光, 电磁等 物性，薄膜技术是有力制备手段之一。）
薄膜材料与薄膜技术
薄膜材料与薄膜技术薄膜材料是一种在工业和科学领域中广泛应用的材料，其厚度通常在纳米至微米级别。
薄膜技术则是制备、处理和应用薄膜材料的技术，涉及物理、化学、材料科学等多个领域。
薄膜材料的研究和应用已经深入到电子、光学、能源、生物医学等各个领域，成为现代科技发展的重要组成部分。
一、薄膜材料的分类根据材料的性质和制备方法，薄膜材料可以分为多种类型。
常见的薄膜材料包括金属薄膜、半导体薄膜、聚合物薄膜等。
金属薄膜通常具有良好的导电性和热导性，常用于电子器件的制备；半导体薄膜则是制备光电器件的重要材料；而聚合物薄膜则具有良好的柔韧性和可塑性，被广泛应用于包装材料、传感器等领域。
二、薄膜技术的发展随着科学技术的不断进步，薄膜技术也在不断发展。
目前，常见的薄膜制备技术包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、溶液法等。
这些技术各有特点，可以制备不同性质的薄膜材料，满足不同领域的需求。
同时，随着纳米技术的发展，越来越多的纳米薄膜材料被制备出来，开拓了新的应用领域。
三、薄膜材料的应用薄膜材料在电子、光学、能源、生物医学等领域都有着重要的应用。
在电子领域，薄膜材料被广泛应用于集成电路、平板显示器、太阳能电池等器件中，发挥着重要作用；在光学领域，薄膜材料被用于制备光学薄膜、反射镜等光学器件；在能源领域，薄膜太阳能电池、燃料电池等也在逐渐成为发展的热点；在生物医学领域，生物传感器、药物传递系统等也离不开薄膜材料的支持。
四、薄膜技术的未来发展随着科技的不断进步，薄膜技术也在不断创新。
未来，随着人工智能、大数据、物联网等新兴技术的发展，薄膜材料的应用领域将会更加广泛，薄膜技术也将迎来新的发展机遇。
同时，随着环境保护意识的增强，绿色环保的薄膜材料和技术也将得到更多关注和应用。
薄膜材料与薄膜技术作为现代科技的重要组成部分，对于推动科技进步、促进产业发展、改善人类生活质量都起着重要作用。
我们期待着薄膜材料与薄膜技术在未来能够取得更大的突破和发展，为人类社会的发展作出更大的贡献。
[课件](讲义1)薄膜物理与技术PPT
薄膜物理与技术PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/0fb96d25eff9aef8941e06b4.png)
主要参考书
薄膜物理与器件. 肖定全、朱建国、朱基亮等，国防工业 出版社 (2011-05) 半导体薄膜技术与物理. 叶志镇、吕建国、吕斌，浙江大 学出版社 (2008-09) 薄膜物理与技术. 杨邦朝、王文生，电子科技大学出版社 (2006-09) 薄膜材料制备原理、技术及应用. 唐伟忠，冶金工业出版 社(2003-01) 薄膜科学与技术手册. 田民波、刘德令，机械工业出版社， (1991) Internet
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按薄膜厚度和晶体结构
• 超薄膜 • 二维纳米薄膜 • 薄膜 • 厚膜 • 单晶薄膜 • 多晶薄膜 • 非晶薄膜/微晶 • 纳米晶薄膜
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~ 10 nm < 100 nm < 10 µ m 10 ~ 100 µ m
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四、薄膜的历史
1000多年前，阿拉伯人发明了电镀 7世纪，溶液镀银工艺 19世纪中，电解法、化学反应法、真空蒸镀法等 20世纪以来，学术和实际应用中取得丰硕成果，溅射法 近年来，Sol-Gel法、激光闪蒸法……
1. 2. 2. 3. 4. 5.
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按照材料特性（按σ，ε，u）
按电导率（ σ ）分有： 金属薄膜 半导体薄膜 绝缘体薄膜 超导体薄膜 光电薄膜 … 按（ ε ）分有： 介质薄膜
铁电薄膜
压电薄膜 热电薄膜
按导磁率（ u ）分有： 磁性薄膜 非磁性薄膜
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薄膜科学包括：
（1） 薄膜制造技术—— 气相沉积生长法（PVD、CVD…） 氧化生长法 Sol-gel法 电镀（电解）法 … （2）薄膜的形成（生长）—— 从气相原子凝结→形成晶核→核长 大 →网状结构（不连续性）→成膜（连续性）
材料科学中的薄膜制备技术研究综述
材料科学中的薄膜制备技术研究综述薄膜作为一种重要的材料形态，在材料科学领域中具有广泛的应用。
薄膜制备技术的研究和发展，不仅能够扩展材料的功能性，并提高材料的性能，还可以为各个领域提供更多的应用可能性。
本文将综述材料科学中薄膜制备技术的研究进展，并重点探讨了几种常见的薄膜制备技术。
1. 物理气相沉积（PVD）物理气相沉积是一种常见的薄膜制备技术，它通过蒸发或溅射等方法将材料转化为蒸汽或离子，经过气相传输沉积在基底上形成薄膜。
物理气相沉积技术包括热蒸发、电子束蒸发、分子束外延和磁控溅射等方法。
这些方法在薄膜制备中具有高温、高真空和高能量等特点，能够制备出具有优异性能的薄膜。
然而，物理气相沉积技术在薄膜厚度的控制上存在一定的局限，且对于一些化学反应活性较高的材料来说，难以实现。
2. 化学气相沉积（CVD）化学气相沉积是一种将反应气体在表面上发生化学反应生成薄膜的方法。
CVD 技术根据反应条件的不同可以分为低压CVD、大气压CVD和等离子CVD等。
这些技术在实现复杂薄膜结构和化学组成控制上相较于PVD技术更具优势。
化学气相沉积技术可用于金属、氧化物、氮化物以及半导体材料等薄膜的制备。
然而，该技术所需的气体和化学物质成分较复杂，容易引起环境污染，并且对设备的要求较高。
3. 溶液法制备薄膜溶液法是一种常用的低成本、高效率的薄膜制备技术。
常见的溶液法包括旋涂法、浸渍法、喷涂法和柔性印刷法等。
这些方法通过将溶液中的溶质沉积在基底上，形成薄膜。
溶液法制备薄膜的优势在于简单易行、成本低、适用于大面积薄膜制备。
然而，溶液法制备出的薄膜常常具有较低的晶化程度和机械强度，且在高温和湿润环境下易失去稳定性。
4. 磁控溅射技术磁控溅射技术是一种通过离子轰击固体靶材的方法制备薄膜。
在磁控溅射过程中，离子轰击靶材，使靶材表面的原子转化为蒸汽，然后通过惰性气体的加速将蒸汽沉积在基底上。
磁控溅射技术可用于金属、氧化物、氮化物等薄膜的制备，并可实现厚度和成分的精确控制。
了解薄膜和纳米技术的原理和应用
了解薄膜和纳米技术的原理和应用薄膜与纳米技术是当今十分先进的科学领域。
它们的原理和应用不仅仅局限于电子产品，其涉及领域之广泛，令人叹为观止。
想要真正了解薄膜与纳米技术，便需要深入了解它们的原理、应用等方面。
一、薄膜技术薄膜技术是一个高精度制备材料的过程。
它可以将普通材料变成较为高级的材料，这是因为薄膜技术可以控制材料的结构和形状，使其具有独特的性能和特点。
薄膜技术可以通过四种方式进行制备：物理蒸发、电子束蒸发、溅射蒸发和化学气相沉积。
其中，最为常用的是化学气相沉积技术，这种技术可以制备出较为均匀的超薄膜，并且可以按照不同的需求控制不同的物理属性。
通过这种制备方式，我们可以得到各种各样的微型结构物件，并且在微小空间中拥有许多独特属性的应用。
比如：太阳能电池板、生物医学应用器具等等。
二、纳米技术纳米技术可以将材料制备成纳米级别。
它的一个最为重要的特点就是，它使得机器可以不断地缩小，同时还可以保持并且改进它的性能。
这就是我们现在所说的“纳米机器人”。
在生命科学中，纳米技术的应用已经十分普及，比如：纳米材料的生物探针、纳米载体的药物携带、纳米机器人的药物运输等等。
由于其自身拥有高度的稳定性和抗腐蚀性，这使得它在各种材料的制备中可以展现出非凡的性能。
虽然纳米技术的发展速度异常迅猛，但这个过程也面临一些较为困难的问题，比如缺乏有效的技术，对生物生态系统的安全性还有很多的疑问等等。
为了使得纳米技术的发展能够更加顺利，并且发挥出最佳的性能和应用，科学工作者们将会面临着不小的挑战。
三、薄膜和纳米技术的结合薄膜技术和纳米技术结合之后，可以制备出更加新颖的材料，以及拥有更加独特性能的微小器件。
通常，较为常见的应用有光电器件、光电子学、催化等等。
光电器件是应用光学等光学技术制造的技术。
纳米材料通常被应用在光电器件中，这是因为纳米粒子具有很好的光学性能。
由于其小尺寸和量子效应，它们的电子吸收能力比较强，反射能力也比较弱，这使得它们可以有效地转换能量和光，从而使得一些材料更具有实际应用价值。
光学薄膜技术的最新进展
光学薄膜技术的最新进展光学薄膜技术是一门涉及光学、物理、材料科学等多个领域的交叉学科，近年来随着科技的不断发展，光学薄膜技术也取得了许多重要的突破和进展。
本文将就光学薄膜技术的最新进展进行探讨，介绍一些新的技术和应用，展望未来的发展方向。
一、多功能光学薄膜材料的研究随着人们对光学器件性能要求的不断提高，传统的光学薄膜材料已经不能完全满足需求。
因此，研究人员开始着手开发具有多功能性能的光学薄膜材料。
这些材料不仅具有优异的光学性能，还具备其他特殊功能，如抗污染、抗划伤、防紫外线等。
通过在材料表面引入特殊的功能性分子或纳米结构，可以赋予光学薄膜材料更多的特性，提高其在实际应用中的稳定性和耐用性。
二、纳米光学薄膜的制备技术纳米技术的发展为光学薄膜技术带来了新的机遇。
利用纳米技术制备的纳米光学薄膜具有更高的光学性能和更广泛的应用领域。
通过控制纳米结构的形貌和尺寸，可以调控光学薄膜的光学性质，实现对光的吸收、透射和反射的精确控制。
同时，纳米光学薄膜还具有更好的光学均匀性和稳定性，能够有效减小光学器件的色散和损耗，提高其性能和可靠性。
三、光学薄膜在光学器件中的应用光学薄膜在光学器件中有着广泛的应用，如反射镜、透镜、滤光片等。
随着光学器件对性能要求的不断提高，光学薄膜技术也在不断创新和发展。
近年来，一些新型光学器件如光子晶体、纳米光栅等开始受到关注，这些器件对光学薄膜的性能和稳定性提出了更高的要求。
因此，研究人员在光学薄膜的制备工艺、材料选择和性能优化方面进行了大量的研究，取得了许多重要的成果。
四、光学薄膜技术在光通信领域的应用光通信作为一种高速、大容量的通信方式，对光学器件的性能要求极高。
光学薄膜技术在光通信领域有着重要的应用，如光纤通信、激光器、光学放大器等。
近年来，随着5G通信的快速发展，光通信技术也得到了迅速推广，对光学薄膜技术提出了更高的要求。
研究人员通过优化光学薄膜的设计和制备工艺，提高其在光通信器件中的性能和可靠性，推动了光通信技术的进步和发展。
薄膜技术的应用研究
薄膜技术的应用研究随着科技的发展，人们对于材料的要求越来越高。
薄膜技术作为一项先进的新型材料处理技术，不仅能够有效地改良材料的性质，还能满足人们对于新型材料的不断追求。
薄膜技术的应用研究，关乎着材料科学的未来发展。
本文将探究薄膜技术的应用研究。
一、什么是薄膜技术？薄膜技术是指利用各种物理化学的手段、尤其是利用化学气相沉积、溅射、离子注入、电化学沉积、溶液浸涂等方式制备的具有一定形貌和一定功能的高分子、金属、半导体、非晶体、单质及复合材料的薄膜。
薄膜一般可以分成单层薄膜、多层薄膜和复合薄膜三大类。
薄膜技术具有制备方法简单、无污染、成本低、制备速度快、制备膜层具有良好的压电、防腐蚀性、能吸附有害气体、有光电功能等特点。
这使得薄膜技术在电子、光电、光学、生物医学、信息存储、能源等领域得到了广泛的应用。
二、薄膜技术在电子领域的应用电子设备需求微小成分和高效性能，这使得薄膜技术成为电子领域的重要技术。
薄膜技术可以用于制造电容器、电阻器、电感器、磁性材料、半导体器件、微处理器等电子材料。
在显示技术中，薄膜技术制备的ITO透明电极不仅具备良好的电传导性能，而且还具有很好的光透过性能，使得其在OLED、太阳能电池和触控屏等电子显示器件中广泛应用。
在半导体器件中，薄膜技术可以用于制造半导体材料的原材料、累积生长多晶硅、微处理器的加工等。
同时，薄膜技术制备的硅质薄膜保证了晶体管及集成电路的良好工作性能，还可以防止杂散电压的产生，保证电路设计的稳定运行。
三、薄膜技术在生物医学领域的应用薄膜技术在生物医学领域的应用主要包括生物传感器、药物控释及组织工程领域等。
在生物传感器中，薄膜技术可以制备敏感度高、选择性好、反应快速的传感材料薄膜，实现生物分子的检测。
例如，用薄膜技术制备的氨气传感器、NO2气体传感器、生物传感器可以准确地用于检测空气质量和水质污染情况。
在药物控释中，薄膜技术可以通过制备具有特殊性质的材料薄膜来实现药物的缓慢释放，延长药效持续时间。
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1、薄膜的定义。
气相沉积制备薄膜主要有哪三种方法？ 答：薄膜是指存在于衬底上的一层厚度一般为零点几个纳米岛数十微米的薄层材料。
气相方法主要有：1化学气相淀积（CVD ）,如热、光或等离子体CVD 和物理气相淀积（PVD ），和外延；有时也分为CVD 、热蒸发镀、和溅射镀三种。
2、真空度的定义。
其国际单位和英制单位是什么，他们之间的换算。
测量真空度通常用什么仪器，各自适用于什么真空范围？
答：真空度，指真空状态下(低于大气压)的气体稀薄程度.国际单位：帕斯卡 (Pa)。
英制单
位为英寸水柱 。
换算1个大气压=101325Pa=英制406.7英寸水柱=旧制760毫米汞柱。
仪器有：指针式真空计、U 形真空计、压缩式真空计、热真空计，磁控放电真空计，电离真空计等，适用范围
真空计名称
测量范围(Pa) 真空计名称
测量范围
(Pa) 水银
U 型管 105～10 高真空电离真空计 10-1～10-5 油U 型管 104～1 高压力电离真空计 102～10-4 光干涉油微压计 1～10-2 B-A 计
10-1～10-8 压缩式真空计(一般型) 10-1～10-3 宽量程电离真空计 10～10-8 压缩式真空计(特殊型) 10-1～10-5 放射性电离真空计 105～10-1 弹性变形真空计 105～102 冷阴极磁放电真空计 1～10-5 薄膜真空计 105～10-2 磁控管型电离真空计 10-2～10-11 振膜真空计
105～10-2 热辐射真空计 10-1～10-5 热传导真空计(一般型) 102～10-1 分压力真空计 10-1～10-14
热传导真空计(对流型)
105～10-1
3、解释磁控溅射沉积薄膜的原理，并画出示意图。
答：利用等离子体中的离子，对被溅射物体电极进行轰击，使气相等离子体内具有被溅射物体的粒子，粒子沉积到晶片上形成薄膜。
是在二级直流溅射系统基础上，利用增加磁场，使电子或离子运动轨迹变成类螺旋运动，增加放电区的电子密度和电离效率，增加电子与原子的碰撞几率，提高等离子体浓度，提高溅射效率。
4.比较蒸发镀、溅射镀的优缺点
答：1）蒸发镀是在真空度不低于10-2Pa的环境中，用电阻加热或电子束和激光轰击等方法把要蒸发的材料加热到一定温度，使材料中分子或原子的热振动能量超过表面的束缚能，从而使大量分子或原子蒸发或升华，并直接沉淀在基片上形成薄膜。
设备（电阻式）结构简单、造价低廉、操作容易，制成的薄膜纯度高、质量好，成模速率快、效率高，薄膜生长机理单纯。
缺点：加热温度有限；金属丝的蒸发会沾染淀积膜；不适用于难熔金属和耐高温的介质材料。
电子束和激光加热则能克服电阻加热的缺点。
只加热淀积材料，存在辐射损伤；且大功率激光器的造价很高
总体：台阶覆盖能力差；难以生产控制良好的合金；淀积薄膜的速率限制；淀积薄膜材料纯度的限制；不容易获得结晶结构薄膜、薄膜和基板的附着力小、工艺重复性不好。
2）溅射镀是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下的高速运动轰击作为阴极的靶，使靶材中的原子或分子逸出来而沉淀到被镀工件的表面，形成所需要的薄膜。
优点：任何物质均可以溅射，尤其是高熔点，低蒸气压的元素和化合物；更精确地控制所沉积薄膜合金成分；溅射膜与基板之间的附着性好；薄膜密度高，针孔少，且膜层的纯度较高，不存在坩埚污染现象；膜厚可控制和重复性好；用于清除硅表面的二氧化硅层等。
缺点是设备比较复杂，需要高压装置。
溅射淀积的成膜速度低；基板温升较高和易受杂质气体影响等。
5、PVD、CVD的定义和优缺点
答：1）物理气相淀积(Physical Vapor Deposition)，指蒸发、溅射沉积或复合技术等，利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上从而完成薄膜生长的过程。
不涉及化学反应。
物理气相沉积技术工艺过程简单，整个过程只有相变而没有化学反应，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强；相对CVD而言，PVD中溅射等工艺温度较低；具体工艺蒸发和溅射的优缺点见第4题。
缺点具有方向性和阴影效应；与CVD相比，台阶覆盖能力较差，均匀性较差。
CVD：Chemical Vapor Deposition，指一种或数种物质的气体，以某种方式激活后，在衬底表面发生化学反应并淀积出所需的固体薄膜的生长技术。
常用的有APCVD、LPCVD、PECVD三种。
CVD：所得薄膜一般纯度较高，致密，结晶性和理想配比都比较好；具有淀积温度低（PECVD）、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围广、设备简单等优点；便于制备各种单质、化合物以及各种复合材料;高的生产效率和低的设备及运行成本.与其他相关工艺具有较好的相容性.
缺点：需要在高温下反应，基片温度高，，参加反应的源和反应后的余气都有一定的毒性
6解释薄膜形核与生长的物理过程;薄膜内应力产生的原因及其预防和测试方法。
答：有两大部分：新相的形核和薄膜的生成。
核的形成与生长有四个步骤：（1）原子吸附；（2）表面扩散迁移；（3）原子凝结形成临界核；（4）稳定核捕获其他原子生长；
具体包括：形成晶核；晶粒生长；晶粒聚结；缝道填补；沉积膜生长。
首先，当这些分子到达表面时，有些着陆就立刻吸附并永久粘附在那里（很少发生）；有些先沿着晶片表面扩散以找到合适的位置后吸附并永久粘附下来(可能会引起物理性吸附和化学性吸附)；有的则吸附并经过一段时间停留后解吸附；
随后这些吸附原子在晶片表面上横向迁移以释放多余的凝结能，并彼此碰撞释放多余的能量形成核团，如果核团的尺寸超过临界半径，它将永远留在衬底表面上，并在成长过程中借助于吸附更多的原子而持续降低整体自由能趋向于稳定，同时逐渐长大。
不久之后，衬底表面上布满了大大小小晶粒，原本个别而独立的晶粒开始相互接触，彼此之间开始进行内扩散，形成更大的大晶粒；晶粒继续增大，只留下彼此之间小小的缝隙，缝道逐渐被填满后，整个完整的薄膜初步形成，薄膜继续增厚。
应力产生的原因：一般来说，薄膜应力起源于薄膜生长过程中的某种结构不完整性(如杂质、空位、晶粒边界、位错和层错等)、表面能态的存在以及薄膜与基体界面间的晶格错配等。
这仲由薄膜本身结构和缺陷所决定的应力称为本征应力，又可分为界面应力和生长应力。
界面应力来源于薄膜与基体在接触界面处的晶格错配或高的缺陷密度,而生长应力则与薄膜生长过程中各种结构缺陷的运动密切相关。
主要分为:内应力：热应力：生长应力。
具体原因又包括：（1）热应力（热收缩效应）；（2）相转移效应；（3）空位的消除；（4）界面失配；（5）杂质效应；（6）原子、离子埋入效应；（7）表面张力（表面能）
应力消除方法：1)调整镀膜过程中工艺参数，通过调整镀膜时的基地温度、真空度、沉积速率等工艺参数会直接影响薄膜中的最终残余应力水平，可以控制减小；2）镀膜前添加层间缓冲层；3）改进薄膜沉积技术
测试方法：①悬壁梁法；②弯盘法；③X射线衍射法；④激光拉曼法。
⑤光谱法，⑥激光干涉（反射）实时测量法
7 在单晶硅基片上分别沉积多晶Si、Au薄膜，可采用哪些技术制备？如何表征和测试所制备薄膜的形貌、结构、成分、膜厚、膜基结合力？（所用的仪器设备）
答：多晶硅薄膜的制备分为直接制备法和间接制备法。
直接法主要有LPCVD(硅烷热分解法);和催化化学气相沉积等。
间接法是把预先沉积的非晶硅薄膜转化为多晶硅，主要有固相晶化、脉冲快速热退火（PRTA）、金属诱导横向晶化、微波晶化和准分子激光晶化。
Au薄膜一般采用PVD方法比较多，可以采用磁控溅射，电子束蒸发进行制备。
表征和测试：形貌观察可采用AFM，SEM、光学显微镜、TEM，结构的表征还可以用SEM、XRD、透射电镜（TEM）、低能电子衍射（LEED）、反射式高能电子衍射（RHEED）；成分的表征可用：EDX，俄歇电子能谱（AES)、X射线光电子能谱仪（XPS）、二次离子质谱仪（SIMS）、卢瑟福背散射（RBS）、电子探针EPMA；薄膜厚度可采用台阶仪，椭偏仪，干涉仪，石英晶体振荡法，膜基结合力一般采用划痕法、压入法、基体拉伸法、胶带剥离法、摩擦法、超声波法、离心力法、脉冲激光加热疲劳法、滚动接触疲劳法。