薄膜应力是薄膜生产、制备中的一种普遍现象，几乎所有的薄膜都处于一定的应力状态。已有的研究表明，残余应力对薄膜的电学、力学性能、尺寸稳定性和使用寿命有着直接的影响。因此，残余应力的研究一直是薄膜研究关注的热点。　　 本文采用了干涉仪法和不同的X射线衍射应力测试方法对几种常用氧化物薄膜中的应力进行了表征，对应力随沉积条件的变化规律进行了深入研究，从微观结构的角度对应力的产生机理进行了分析，探讨了薄膜微观结构与其应力之间的联系，并对YSZ/SiO2组合多层膜中的应力在厚度方向的变化进行了初步实验研究。　　 首先为获取能用X射线衍射方法表征的样品，研究了沉积温度和退火温度对ZrO2薄膜结晶性能和应力的影响，结果表明，在沉积温度为300℃或经400℃退火后的ZrO2薄膜才出现明显的结晶，结晶的薄膜为四方相与单斜相混合结构。随沉积温度升高，ZrO2薄膜的应力性质由张应力逐渐向压应力转变，对应薄膜的结构由非晶逐渐向单斜相和四方相混合结构转变。退火使薄膜结构的变化，薄膜应力也相应的改变。对已结晶的ZrO2薄膜样品，由于其结构的复杂性，采用X射线同倾法与侧倾法不能获得确定的应力值。　　 通过对Y2O3，TiO2及不同Y2O3含量掺杂的ZrO2薄膜的X射线应力表征，发现侧倾法适用于表征光学薄膜的应力，掠入射多个衍射峰方法对无择优取向的薄膜可获得较好的测试结果。　　 通过对HfO2、Y2O3、TiO2及不同Y2O3含量掺杂的ZrO2薄膜应力随沉积条件变化的研究，发现对于单相结构的薄膜，物相结构不变，薄膜的应力性质不变；薄膜应力值的改变受薄膜结构的择优取向，晶粒尺寸，堆积密度等多种因素的影响。　　 在ZrO2膜料中添加不同含量的Y2O3后，在沉积温度为200℃时，Y2O3的加入使得薄膜由非晶结构向立方相转变，薄膜的应力性质由张应力向压应力演变，在沉积温度为300℃时，Y2O3的加入使得薄膜由单斜相与四方相混合结构向立方相转变，并且结晶性逐渐增强，应力性质从压应力向张应力转变。这说明把Y2O3加入ZrO2中，可以改变薄膜的应力状态，薄膜中的残余应力与薄膜沉积过程中微结构的变化有密切关系。　　 在单层膜实验研究的基础上，通过调节两种应力性质相反材料的厚度组合比例可以有效的调节YSZ/SiO2多层膜中的应力。利用X射线掠入射方法，对多层膜的应力在薄膜厚度方向的变化作了初步的研究，通过改变掠入射角，测量了多层膜表层不同深度的结构信息，定性的给出了薄膜应力随深度变化的规律，发现薄膜微结构应变与最终残余应力表现出一致的变化趋势。