在薄膜內(nèi)部任一截面上，單位截面的一側(cè)受到另一側(cè)施加的力稱為薄膜的內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力一般用。表示，其單位為N/m2。用真空蒸發(fā)、濺射、氣相生長等方法制作的薄膜都有內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力*時(shí)可達(dá)(10)9 N/m2，過大的內(nèi)應(yīng)力會(huì)使薄膜開裂或起皺脫落，使薄膜元器件失效。
    內(nèi)應(yīng)力可分為張應(yīng)力和壓應(yīng)力兩大類。截面的一側(cè)受到來自另一側(cè)的拉伸方向的力時(shí)，稱為張應(yīng)力;而受到推壓方向的力時(shí)，稱為壓應(yīng)力。過大的張應(yīng)力使薄膜開裂;過大的壓應(yīng)力使薄膜起皺或脫落，一般習(xí)慣上對張應(yīng)力取正號，對壓應(yīng)力取負(fù)號。
    內(nèi)應(yīng)力從其起源來分，可分為熱應(yīng)力和本征應(yīng)力。在制備薄膜的過程中，薄膜和基片都處于比較高的溫度，當(dāng)薄膜制備完以后，它與基片又都恢復(fù)到常溫狀態(tài)，由于薄膜和基片的熱膨脹系數(shù)有差別，這樣在薄膜內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，這種由熱效應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。當(dāng)薄膜和基片的熱膨脹系數(shù)與溫度無關(guān)時(shí)，熱應(yīng)力隨溫度作線性變化，薄膜和基片的熱膨脹系數(shù)越接近，熱應(yīng)力也就越小。
    薄膜的形成過程中由缺陷等原因而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為本征應(yīng)力。從總內(nèi)應(yīng)力減去熱應(yīng)力就是本征應(yīng)力的值。本征應(yīng)力與薄膜厚度有關(guān)。在薄膜厚度很小時(shí)，構(gòu)成薄膜的小島互不相連，即使相連也呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)的內(nèi)應(yīng)力較小。隨著膜厚的增加，小島互相連接，由于小島之間晶格排列的差異以及小孔洞的存在，使內(nèi)應(yīng)力迅速增大，并出現(xiàn)*值。膜厚進(jìn)一步增加，并形成連續(xù)薄膜時(shí)，膜中不再有小孔洞存在，此時(shí)應(yīng)力減小并趨于一穩(wěn)定值。