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1、薄膜應(yīng)力研究的重要性
光學(xué)多層膜系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于微電子系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)等，而由于薄膜應(yīng)力的存在，對系統(tǒng)的功能與可靠性產(chǎn)生很大的影響，它不僅會直接導(dǎo)致薄膜的龜裂、脫落，使薄膜損壞，而且會作用基體，使基體發(fā)生形變，從而使通過薄膜元件的光波前發(fā)生畸變，影響傳輸特性。更重要的是，薄膜在激光輻照下，由于應(yīng)力的存在，加速了薄膜內(nèi)熱力耦合作用，是其破壞的敏感因素，因此很有必要研究光學(xué)多層膜系統(tǒng)中的殘余應(yīng)力，并設(shè)法控制其發(fā)展。
2、薄膜應(yīng)力的成因
薄膜應(yīng)力主要包括熱應(yīng)力與生長應(yīng)力：熱應(yīng)力是當(dāng)薄膜從沉積溫度冷卻到室溫的過程中，由于薄膜與基底的熱膨脹系數(shù)不同引起的；生長應(yīng)力存在于所有鍍膜方法（如真空蒸發(fā)、陰極濺射或氣相沉積）制作的薄膜中，其最大值可達(dá)109N/m2。它的大小與由薄膜和基底材料以及制備工藝條件有關(guān)。
3、光學(xué)薄膜缺陷的特點
薄膜缺陷的研究大約從1970開始，剛開始薄膜缺陷被表征為薄膜表面特征，認(rèn)為是一種典型的粗糙度，在一些文獻中薄膜缺陷被描述為節(jié)瘤。 Guenther首先對光學(xué)薄膜缺陷進行研究，他指出節(jié)瘤是在鍍膜過程中對外部干擾顆粒形狀相似復(fù)制而形成的；現(xiàn)在薄膜缺陷越來越引起人們的重視，很多文獻建立了薄膜節(jié)瘤缺陷模型，其中Lettsl第一次提出了節(jié)瘤缺陷形成的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，另外，Kardar提出了一種薄膜生長的非線性連續(xù)模型，Tren通過對HfO2/SiO2多層膜缺陷一系列的研究，認(rèn)為當(dāng)節(jié)瘤顆粒非常小時，節(jié)瘤生長模型是無效的，但是同時認(rèn)為當(dāng)節(jié)瘤顆粒非常大時，由于屏蔽效應(yīng)會產(chǎn)生更加復(fù)雜的缺陷結(jié)構(gòu)。
薄膜缺陷類型很多，按照缺陷的性質(zhì)，可以分為雜質(zhì)缺陷、電致缺陷、結(jié)構(gòu)缺陷、化學(xué)缺陷、力學(xué)缺陷以及熱缺陷等等；按照缺陷的形貌來分，大致有結(jié)瘤缺陷、陷穴缺陷、條狀缺陷及其它形狀不規(guī)則的復(fù)雜缺陷。一般來說，缺陷的類型、密度、大小隨膜層材料，沉積工藝以及表面清潔度的不同而不同。對激光薄膜來說，根據(jù)實驗觀察，主要有節(jié)瘤與陷穴缺陷。
