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內應力測量方法大體上可分為兩類,即機械法和衍射法。機械法測量基片受應力作用后彎曲的程度,衍射法則測量薄膜晶格常數的畸變。在這兩大類中又分別有許多不同的方法,下面簡單介紹幾種常用的方法。
一、懸臂梁法
將薄膜沉積在基片上,基片受到薄膜應力的作用后將發生彎曲。當薄膜的內應力為張應力時,基片表面應為由凹面向蒸發方向彎曲。當薄膜的內應力為壓應力時,蒸有薄膜的基片表面就成為凸面,向蒸發方向彎曲。根據這個原理,將長條形基片的一端固定,另一端懸空,形成所謂懸臂梁,如圖7一9所示。當基片蒸發上薄膜后,受薄膜應力的影響基片發生形變,懸空的一端將發生位移,測量位移量并應用給定的公式就可算出薄膜中的內應力。為了便于測量,并達到較高的靈敏度,要求基片彈性好。厚度均勻、厚度與長度的比值很小。常用的基片是云田片和玻璃片,有時也用硅、銅、鋁和鎳等金屬片。這種方法的靈敏度取決于能檢測出的基片一端的最小位移量。