溅射薄膜的应力主要受几个因素的影响，包括沉积工艺参数、材料特性以及薄膜与基底之间的相互作用。薄膜中的应力可用公式计算：
σ = E x α x (T - T0)
其中
- σ 是薄膜的应力。
- E 是薄膜材料的杨氏模量，用于测量材料的刚度。
- α 是薄膜材料的热膨胀系数，表示材料随温度变化而膨胀或收缩的程度。
- T 是沉积过程中的基底温度。
- T0 是基底材料的热膨胀系数。
该公式表明，薄膜中的应力与杨氏模量和薄膜与基底之间的热膨胀差的乘积成正比，并与沉积过程中的温差成比例。这表明，杨氏模量高和/或热膨胀系数差异大的材料会产生更大的应力。
沉积过程本身在决定薄膜应力水平方面也起着至关重要的作用。溅射作为一种等离子体辅助工艺，不仅涉及中性原子，还涉及带电物种撞击生长薄膜的表面。离子通量与原子通量之比（Ji/Ja）会极大地影响薄膜的微观结构和形态，进而影响残余应力。高离子轰击会使薄膜获得额外的能量，从而导致应力增加。
此外，由功率和压力等参数控制的沉积速率会影响薄膜的均匀性和厚度，从而影响应力。较高的沉积速率可能会导致较高的应力，原因是薄膜的快速堆积以及与基底之间潜在的晶格不匹配。
薄膜缺陷（如夹杂不需要的气体或不规则的晶粒生长）也会导致应力。这些缺陷会产生局部应力点，如果处理不当，可能会导致开裂或分层。
总之，溅射薄膜的应力是材料特性、沉积工艺参数以及薄膜和基底之间相互作用的复杂结果。通过仔细选择沉积设置和沉积后处理来管理这些因素，对于控制应力、确保薄膜的完整性和性能至关重要。
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