微纳米尺度薄膜/基底材料残余应力研究进展

残余应力是功能失效的主要原因，它可能导致薄膜形状发生重大变化，甚至产生分层、屈曲和裂纹。这不仅会破坏器件的结构完整性，而且直接影响到薄膜光学、电学、力学等物理性质，导致严重缩短使用寿命。为了研究薄膜特征参数与残余应力的关系，本文首先概述了微纳米尺度薄膜/基底体系中残余应力的机理模型及测试方法。然后，在单层膜领域，综述了沉积条件、薄膜厚度、工艺参数(溅射功率、工作压力、基底温度、退火状态)等因素对薄膜残余应力的影响；在多层膜领域，介绍了调制周期、缓冲层对薄膜残余应力分布的作用。最后展望了薄膜/基底体系残余应力研究的发展方向，指出应该从机理模型、应力分布规律以及探索功能材料的残余应力等方向开展研究。