电子束蒸发
电子束蒸发使用步骤
电子束蒸发使用步骤一、前期准备工作1、放基片材料（找准对应坩埚位置）。
2、将样品台和坩埚的两个挡板都挡上。
3、关门前，检查密封圈是否正常。
4、将放气和进Ar气口都拧紧。
二、抽真空1、开供电电源开冷却水（约5min之后）开真空计开机械泵开粗抽阀（先开小一点，将门压紧后，再全打开）。
2、真空计压强小于10Pa时，关粗抽阀（屏幕上尾数显示为0，尾数代表10的几次方）。
3、开电磁阀开分子泵开关，点击运行（约6min之后，分子泵进入正常工作状态，转数逐渐增大，可达27000r/min）。
4、开高真空闸板阀，开到最大（真空正常为6.67×10-4 Pa,最小为6.67×10 -5 Pa）。
5、开步进电机开关，控制转数为10 r/min（通过观察，设置好转数，然后关挡板）。
三、开始镀膜1、开E型枪电源，选择手动模式，按回车键确认（电压控制在6KV）。
2、确认屏幕上5个灯全绿。
3、点击屏幕上灯丝，调灯丝电流0.5A。
4、开气瓶，数值调为0.3左右开坩埚挡板（屏幕和遥控均可用），关基底挡板。
5、开高压，观察坩埚内是否有光斑。
6、调整X、Y位移，使光斑位于坩埚中央。
调整X、Y幅度，使光斑较大且在坩埚内均匀7、缓慢增大束流（手动遥控最下方中间的“蒸发调节旋钮”），直到观察坩埚内材料表面出现波纹状时停止，此时为坩埚内材料的束流最大值。
（经验值：钛－束流值77左右）。
8、开膜厚仪，（提前设置好厚度，根据经验找出膜厚的误差范围）。
9、开基底挡板，开始计时。
10、关基底挡板，计时结束，镀膜完成。
四、镀膜完成，关闭设备1、缓慢关束流，听到“滴”声关高压关挡板关灯丝关总电源。
2、降温30min左右。
3、关高真空闸板阀（顺时针拧，最紧时没有全关，再沿顺时针方向拧，变松即可）。
4、点击分子泵“停止”按钮（频率降为0），关分子泵电源开关关电磁阀关机械泵。
5、松开活门旋钮，打开放气孔（开到最大），从充气阀向系统充入干燥气体（最好使用N2），气瓶上读数不要超过0.3，系统气体充满，门自动打开。
电子束蒸发的制备方法研究
电子束蒸发的制备方法研究电子束蒸发是一种常见的薄膜材料制备方法，它通过电子束加热固态材料，使其蒸发成为气体，最终在衬底表面沉积为薄膜。
在材料科学、光学、电子学等领域中，电子束蒸发广泛应用，例如制备透明导电膜、光学薄膜、金属薄膜等。
本文将就电子束蒸发的制备方法，阐述其具体步骤、技术特点和存在的问题等进行探讨。
1、电子束蒸发的步骤电子束蒸发可以分为四个步骤：材料准备、固态材料的加热蒸发、蒸发材料的运输和沉积、薄膜特性分析。
首先，材料需粉碎成粉末或片剂，然后再加入到电子束蒸发器的坩埚中。
接着，通过电子束的束缚作用，将蒸发器内的固态材料加热至其蒸汽压与所需沉积压力相当。
当蒸发材料获得足够能量释放时，它将变为气体状态，由于交通运输规定，这个气体会通过依靠各种气体管道和流量计排出。
最后，电子束蒸发所得的薄膜通常需要进行检测、性质分析或者后续工艺加工。
2、电子束蒸发的技术特点电子束蒸发具有以下几方面的技术特点：（1）高度纯化：由于在真空条件下进行，可以有效避免与空气中杂质的相互干扰，蒸发出来的物质具有极高的纯度。
（2）高效性：电子束加热方式能够提供更高的蒸发速率。
（3）灵活性：通过在压缩、微加工和光学等领域的应用，利用电子束蒸发装置可以在多种衬底材料和非线性薄膜材料之上制备出一系列可能的材料和结构。
（4）厚度和位置控制：这个技术能够通过精密控制蒸发过程中的蒸汽压力、沉积速度等参数实现对厚度和位置的高度控制性。
（5）可重复性：在电子束蒸发的操作过程中，可以通过对加热温度、时间、蒸汽压、功率、坩埚耗损等多个参数的实时控制来规范化这个过程。
3、电子束蒸发的存在问题（1）电子束损耗问题：由于电子束需要对生产物资进行加热蒸发，因此电子束的数量和能量对衬底和未被用作蒸发物的部分进行了浪费。
目前，将多个蒸发器的蒸汽扔在一个专门的离子收集器中的方法目前已经被广泛采用，以用于电子回收。
（2）耗能问题：电子加热的方法与其他热蒸发和物理气相沉积等材料制备技术相比，并没有太高的能量利用效率，因此在工业生产中，需要更经济和高效的能源来源。
真空技术在物理实验中的蒸发与沉积方法
真空技术在物理实验中的蒸发与沉积方法在物理实验中，真空技术被广泛应用于各个领域，其在材料科学研究中的蒸发与沉积方法尤为重要。
蒸发与沉积是指将固体材料升华或气相物质沉积到基底上的过程。
本文将针对真空技术的蒸发与沉积方法展开论述。
一、蒸发技术1. 热源蒸发法热源蒸发法是最常见的蒸发技术之一。
通过加热材料到其蒸发温度，使其直接升华，形成蒸气沉积在基底上。
这种方法可以用于制备纯净的金属、氧化物和半导体材料。
但是，热源蒸发法的主要缺点是易导致样品结构的变化，同时，材料的浓度难以控制。
2. 电子束蒸发法电子束蒸发法利用电子束轰击材料进行蒸发。
电子束蒸发法具有较高的功率密度，可以实现较大范围的蒸发。
此外，这种方法可以通过控制电子束的扫描速度和轰击功率来实现对材料的精确控制，从而使蒸发过程更加稳定。
3. 溅射蒸发法溅射蒸发法是一种基于物理性质的蒸发方法。
在真空室中，通过在目标材料上施加电压，产生高速离子束与目标相撞击，使材料升华并沉积在基底上。
这种方法适用于制备薄膜材料，并且可以实现对薄膜沉积速率和形貌的精确控制。
二、沉积技术1. 化学气相沉积法化学气相沉积法利用气体在真空环境中进行化学反应的原理，将材料从气相沉积到基底上。
这种方法特别适用于制备高纯度、均匀的薄膜材料。
在化学气相沉积法中，还有化学气相沉积（CVD）和分子束外延（MBE）等不同的方法。
2. 电子束蒸发沉积法电子束蒸发沉积法是利用电子束轰击材料产生的高能量电子使其升华，并通过自由传播到基底上进行沉积的方法。
这种方法具有较高的温度控制精度和较小的基底污染，适用于制备单晶材料。
3. 磁控溅射沉积法磁控溅射沉积法是一种在真空环境中通过磁场控制离子和中性粒子的轨迹来实现材料沉积的方法。
这种方法具有高沉积速率、良好的附着力和均匀性等优点。
它在制备金属薄膜和合金薄膜方面有着广泛的应用。
总结起来，真空技术在物理实验中的蒸发与沉积方法主要包括热源蒸发法、电子束蒸发法、溅射蒸发法、化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法和磁控溅射沉积法等。
实验9_电子束蒸发薄膜制备
实验9_电⼦束蒸发薄膜制备电⼦束蒸发薄膜制备实验⽬前有许多薄膜制备技术，包括各种蒸发、溅射、离⼦镀等的物理⽓相沉积技术，各种化学⽓相沉积技术，各种电的、或机械的、或化学的沉积技术（电镀、化学镀、喷涂、静电喷涂、等离⼦喷涂、刷涂等等）。
电⼦束蒸发是利⽤聚焦电⼦束直接对材料进⾏加热蒸发，是⼀种重要的薄膜制备技术。
利⽤电⼦束可以蒸发各种材料，包括⾼熔点材料。
⼀、实验⽬的1、学习电⼦束蒸发镀膜的⼯作原理；2、掌握电⼦束蒸发镀膜系统的操作⽅法；3、学会⽤电⼦束蒸发制备⾦属薄膜材料。
⼆、实验设备电⼦束蒸发镀膜系统DZS-500型。
三、实验原理和装置1、真空蒸发技术的原理固态或液态材料被加热到⾜够⾼的温度时会发⽣⽓化，由此产⽣的蒸汽在较冷的基体上沉积下来就形成了固态薄膜。
真空蒸发是制备蒸发薄膜的⽅法，具体作法是使10?Pa以下，然后⽤电阻加热、电⼦轰击或其他⽅⽤真空机组把沉积室内的压强降到2法把蒸发料加热到使⼤量的原⼦或分⼦离开其表⾯，并沉积到基⽚上。
⾦属和热稳定性良好的化合物均可⽤此法淀积。
蒸发薄膜的纯度较⾼。
这种蒸发的⽅法简单、⽅便，因⽽⽬前应⽤仍然最为⼴泛。
⽤真空蒸发的⽅法将⾦属或⾮⾦属材料沉积到基⽚上的具体过程可分⼒三个阶段：从蒸发源开始的热蒸发；蒸发料原⼦或分⼦从蒸发源向基⽚渡越；蒸发料原⼦或分⼦沉积在基⽚上。
真空系统中，由于背景⽓压低，⼤部分蒸汽原⼦或分⼦不与残余⽓体分⼦发⽣碰撞现象，⽽沿直线路径到达基⽚。
蒸发物质的分⼦在从蒸发源到待沉积薄膜衬底的迁移过程中，会与周围环境中的e?），其中L为⽓体⽓体原⼦相碰撞。
蒸发物分⼦中发⽣碰撞的百分数等于（１－D L分⼦的平均⾃由程，D为从蒸发源到衬底的直线距离．对于普通的真空蒸发装置，Ｄ⼀般为10到50㎝，为了保证只有很⼩⼀部份蒸发物分⼦与镀膜装置中的残余⽓体分⼦发⽣碰撞，减少对所沉积薄膜的污染，通常蒸发要求210?Pa的真空度下进⾏。
10?～4⽤来制备薄膜的⼤多数蒸发材料的蒸发温度在1000～2000℃。
电子束蒸发镀膜
电子束蒸发镀膜
1、电子束蒸发镀膜：
电子束蒸发镀膜（EB PVD）是一项化学上优质、性能卓越的金属镀膜方法，它
利用电子束技术使金属材料蒸发，然后以无定形溅射的方式将浓度均匀的金属材
料形成镀膜在次底面上。
电子束蒸发镀膜使用的主要金属包括黄铜、锌、锡、铬、铝及不锈钢等。
2、适用范围：
电子束蒸发镀膜适用于精密机械、工具、航空航天、集装箱和运输设备、生物医学设备、精密光学仪器、特种电子元件及不同行业中所需要的高性能件。
3、优势：
电子束蒸发镀膜技术比其他镀膜技术具有更高的表面性能，如光泽度、耐蚀性、耐磨性等等，同时也可以产生较厚的镀层，此外，这种镀膜技术对金属蒸发源的
要求低，可以使用少量金属材料，并能够产生良好的附着力和均匀性。
4、操作方式：
电子束蒸发镀膜需要一台蒸发源，采用放电的方式加热蒸发源，使金属材料汽化，然后以精确的电子束缩短端部，使金属以无定形溅射的方式投射到次底面上，通过调整放电情况及电子束形成状态，使投射金属材料以薄层沉积在基体上，建立起人为制造的金属镀膜。
5、应用场景：
电子束蒸发镀膜的应用场景比较广泛，可以用于汽车用品、交通设施及装备的防腐防护；用于摩托车、船舶及飞机等运输工具的防腐涂层；用于电子器件、保险
丝及其他电子精密件的钝化防腐涂层；在厨具行业、医疗器械行业和汽车制造等行业也有着广泛应用。
物理实验技术中的电子束蒸发技术的仪器设置与优化方法
物理实验技术中的电子束蒸发技术的仪器设置与优化方法引言:电子束蒸发技术是一种常用的薄膜沉积方法，广泛应用于材料科学、纳米技术、微电子学等领域。
在进行电子束蒸发实验时，仪器设置和优化方法是确保实验成功的关键因素之一。
本文将介绍一些在物理实验技术中使用电子束蒸发技术时的仪器设置和优化方法。
一、仪器设置1. 蒸发源蒸发源是电子束蒸发实验中最核心的部件之一。
一般情况下，使用钨丝或碳化钨膨胀体作为蒸发源。
根据需要蒸发的材料种类和厚度，可以选择不同的蒸发源。
2. 高真空系统在电子束蒸发实验中，高真空环境是必需的。
因此，高真空系统的选择和设置至关重要。
主要包括真空室、抽气系统和漏铜等。
3. 控制系统为了实现精确的蒸发控制和监测，需要一个可靠的控制系统。
控制系统包括电子束炉控制器、温度控制器、蒸发速率控制器等。
合理设置控制系统参数可以提高实验的精确性和稳定性。
二、优化方法1. 材料准备在进行电子束蒸发实验之前，需要做好材料的准备工作。
这包括将材料制成均匀的颗粒或片状，并确保材料的纯度和质量。
这对于获得均匀、致密的薄膜至关重要。
2. 蒸发条件优化对于不同的蒸发材料与蒸发源，需要根据实验需求进行优化。
蒸发功率、蒸发速率和角度是关键参数。
合理调整这些参数可以提高蒸发效果并控制薄膜的质量和厚度。
3. 衬底处理蒸发过程中，衬底的处理也非常重要。
衬底应具有足够的平整度和良好的附着性。
在蒸发前，需要对衬底进行清洗和处理，以确保蒸发的薄膜在衬底上得到良好的附着。
4. 实验参数监测与调整在进行电子束蒸发实验时，实时监测实验参数的变化可以帮助及时调整实验条件。
使用离子计或实时监测系统来监测薄膜的厚度和质量等参数，确保实验过程的准确性和稳定性。
结论:电子束蒸发技术在物理实验技术中应用广泛，其仪器设置和优化方法对实验结果的准确性和稳定性至关重要。
通过合理设置蒸发源、高真空系统和控制系统等仪器，以及优化材料准备、蒸发条件、衬底处理和实验参数监测等方法，可以获得高质量、均匀的薄膜，为相关领域的研究和应用提供有力支持。
电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用指南
电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用指南薄膜制备技术在当今科技领域发展迅猛，其中电子束蒸发技术因其独特的优势，逐渐成为研究领域的热点。
本文将就电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用指南进行探讨，以期为相关研究工作者提供一定的参考。
1. 电子束蒸发技术的基本原理电子束蒸发技术是一种通过控制蒸发材料的电子束进行材料的薄膜制备技术。
其基本原理是利用高能电子束对靶材进行加热，使其蒸发并沉积在衬底上形成薄膜。
在这一过程中，控制电子束的束流密度和能量分布不仅能够精确控制薄膜的厚度和结构，还能够有效提高薄膜的成分均匀性。
2. 电子束蒸发技术的应用领域电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用领域广泛，涵盖了光电子器件、光学镀膜、功能材料等诸多领域。
其中，光电子器件是电子束蒸发技术的重要应用领域之一。
通过电子束蒸发技术制备的光电子器件具有高效率、高分辨率和低漏电流等优点，适用于光通信、光储存等领域。
此外，电子束蒸发技术还可用于光学镀膜，制备高反射率的金属镜片和抗反射膜，提高光学元件的性能。
在功能材料领域，通过电子束蒸发技术可以制备具有特殊磁性、光学性能的材料，用于磁性存储材料和光学传感器等方面。
3. 电子束蒸发技术的优势和挑战电子束蒸发技术相较于其他薄膜制备技术具有诸多优势。
首先，电子束蒸发技术可以实现高温沉积，利于构建高结晶度和致密性的薄膜。
其次，通过控制电子束的能量和束流密度，可以实现对薄膜厚度和成分的精确控制，有助于制备符合要求的薄膜。
此外，电子束蒸发技术还具有高成本效益和直接蒸发能力的特点，适用于大规模制备和复杂结构的薄膜。
然而，电子束蒸发技术在实践应用中仍然面临一些挑战。
首先，高能电子束对靶材的加热容易造成材料的变形和脆化，影响薄膜质量。
其次，电子束蒸发过程中，电子束与靶材之间通常存在静电相互作用，造成部分蒸发物质在沉积过程中发生偏移或粘附不均匀，进而影响薄膜的性能。
4. 提高电子束蒸发技术制备薄膜的质量与性能为了提高电子束蒸发技术制备薄膜的质量与性能，有几个方面需要重点关注。
电子束蒸发石墨坩埚
电子束蒸发石墨坩埚一般情况下，电子束蒸发器，简称EB-Evaporator，是一种特殊的实验室仪器，用于在真空条件下蒸发物质，其主要原理是将电子束能量转化为热量，将物质以蒸气的形式提升到更高温度的状态，从而使物质蒸发。
其主要应用是在材料表面处理，如用于制造半导体和薄膜，也可以用于制造镀膜、沉积或涂层，以及处理多种特殊的显示器和传感器。
石墨坩埚是一种采用电子束蒸发技术的特殊实验室仪器，它可以通过电子束直接将物质转化成二氧化碳、氢气等气体，并以此得到各种特殊材料，而且与普通电子束具有类似的用途。
石墨坩埚（EB-Crucible）是用来涂覆石墨集热面的实验室仪器，它的温度可以达到4000℃。
石墨坩埚的主要用途是将物质蒸发转移到其他物质，或者用于研究物质反应，以及在半导体和多层结构中插入物质。
石墨坩埚主要以四种形式出现，分别是液态坩埚、固态坩埚、气相坩埚和气液坩埚。
液态坩埚是指将物质以液态形式载入坩埚，然后通过电子束以液态形式蒸发物质，通常可以用于制造特殊的气体或固体材料。
固态坩埚也叫多层结构坩埚，是将物质以固体形式载入坩埚，然后再用电子束加热分解物质，可以用于多层结构的构造，以及制造电子器件的半导体材料。
气态坩埚是指将物质以气态形式载入坩埚，通过电子束来加热，从而实现物质的汽化，用于制造特定形状和功能的薄膜。
最后，气液坩埚则将气态和液态物质结合在一起，通过电子束来加热，目的是使物质以气液混合形式产生反应。
电子束蒸发石墨坩埚在实验室仪器上占有重要的地位，它不仅能够实现物质的蒸发和分解，还可以用于制造半导体、多层结构和特殊的显示器或传感器。
石墨坩埚的使用非常方便，因为它只需要真空条件和电子束能量，就能轻松达到4000℃的温度，从而使物质发生反应，制造出特殊材料和涂层。
另外，石墨坩埚可以用于物质蒸发和汽化，它也可以将液态物质转化成气态，用于研究物质的反应特性。
电子束蒸发石墨坩埚的应用可以有效提高实验室仪器的功效，并为科学研究提供重要的帮助。
电子束蒸发开机流程
一，电子束蒸发开机流程1，开循环水。
先开回水阀，再开进水阀。
打开腔室装样品(参考关机流程第7条)。
2，开总控制电源。
3，开机械泵4，开初抽阀，开真空计。
5，待真空计读书小于10Pa,关初抽阀，开电磁阀。
6，若真空计读数稳定，开分子泵。
7，开启高真空阀。
8，开控温电源并设定样品基座温度（功率限制控制在6到7之间）。
9，待真空达到工艺要求（一般小于6.7E-3Pa），则开始电子束蒸发工艺。
二电子束蒸发工艺流程1，开蒸发控制电源。
2，枪灯丝预热。
将灯丝工作电流由预置开关调整到0.6A并等待5分钟。
3，高压选择开关开，根据工艺要求可选择6千伏或者8千伏档。
4，扫描开。
此时可打开步进电机控制电源。
关闭真空计。
5，通过调节器上按纽开高压。
6，通过手动选纽调整光斑，使得光斑处于坩埚中央并有小幅晃动。
（注意应使得X扫描电流在1附近，Y扫描电流在0附近）7, 束流加大，开始融料并蒸发。
注意一定要缓慢调节束流，防止由于加热过快而打坏坩埚或者使得蒸发源飞溅出来。
8，待料融化后手动开关打开挡板。
9，打开样品挡板，开始蒸发。
蒸发结束，关闭挡板。
10，束流调为零。
（非常关键，一定要注意）11，手动高压关。
12，扫描关。
13，通过预置开关将灯丝电流调小。
14，枪灯丝开关关。
15，高压选择开关关。
16，电源关。
三电子束蒸发关机流程1，关步进电机控制电源，关控温电源。
2，关分子泵。
3，关高真空阀。
4，待分子泵转速小于10000转时，关电磁阀。
5，关机械泵。
6，关总电源。
若不直接取片，直接到第12条。
7，若需要取片，则请等待15分钟后打开前门搭扣，打开氮气充气阀充气，待充气完成后关闭充气阀。
打开腔门，取出样品。
关门，扣上搭扣。
8，打开总电源。
9，开机械泵，开初抽阀，开真空计。
待气压小于10pa后关闭初抽阀，关闭真空计，关机械泵。
10，关总电源。
12，关循环水。
先关进水，再关回水。
注意：蒸发开始后人不可离开设备，须随时观察蒸发的情况。
电子束蒸发
电子束蒸发
电子束蒸发（electron beam evaporation）是一种常用的蒸发
工艺，它可以在较低温度下有效地将薄膜材料以连续的方式蒸发出来。
它通常由真空容器和温控装置组成，真空容器中通过电子加速器实现
电子束的形成，温控装置用于控制材料的温度。
电子束蒸发的优势在于其快速、高精度的薄膜沉积。
它不需要大
量的热激活能量，能够较少的能量将材料蒸发，并且能够精确控制沉
积薄膜的厚度。
而且，它可以在低温下蒸发多种材料，良好的真空状
态使得这种方法更为有效，也对环境没有污染。
电子束蒸发在微电子制造行业有着广泛的应用，包括半导体集成
电路、微纳电子制品、显示器的薄膜沉积制造以及电路板的表面处理等。
它可以提高半导体制造工艺的精度，从而大大提高了半导体器件
的性能。
同时，电子束蒸发也被广泛应用于人工晶体学和生物学仪器
制造行业，以及天文学和其他领域。
总之，电子束蒸发是一种有效而可靠的蒸发工艺，它可以提供精
准的厚度控制，且能够获得高品质的沉积薄膜。
它在目前的制造行业
中有着广泛的应用，能够满足各行各业的需求。
电子束蒸发镀膜
电子束蒸发镀膜
电子束蒸发镀膜是一种利用电子束技术进行表面调节的新型技术。
主要包括电子束沉积技术、电子的自由集束技术、固体分子束蒸发技术和蒸发镀技术等。
其最常见的应用是将金属材料蒸发后镀在特定表面，例如制造硬件零部件、半导体芯片、内部壁板绝缘子护套等。
电子束蒸发镀膜使用一种类似于电子枪的装置对材料进行蒸发，通过电子束的蒸发加热，调整表面的结构和表面物性，使其更加符合要求。
电子束蒸发镀膜技术的蒸发可以调节的参数比传统的蒸发镀技术要多，能产生覆盖更加均匀的薄膜。
其蒸发速率可以从千分之一米到千分之一米之间调整，并且可以控制密度和厚度，甚至可以获得不同部位具有不同厚度的带型折叠膜。
电子束蒸发镀膜技术可以应用于塑料表面、陶瓷表面、金属表面、玻璃表面等，也可以与聚合物表面相结合，以已有的表面调节技术来获得更高的耐磨性、耐腐蚀性和高荷重痛定力。
具有比其他技术更低的成本和更高的效率，因此受到广泛应用于汽车行业、家具配件行业和电子产品行业等。
电子束蒸发镀膜技术可以将金属蒸发膜覆盖在表面，具有抗腐蚀、耐磨、耐油污、坚韧度高、光滑度好等优点，有助于提高工件的使用年限。
此外，电子束蒸发镀膜技术的表面形貌精密，可以在膜层不太厚的情况下达到较高的耐磨强度，从而满足表面质量要求。
电子束蒸发原理(共11张PPT)
3.溅射技术
• 磁控溅射的工作原理是指电子在电场E 的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发 在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜 。
(E-Gun Evaporation) 以电场和磁场的控制，我们便能控制电子束扫描的区域及面积的大小。
电子束蒸发原理
蒸镀机照片
一.金属蒸镀的分类
• 一.热蒸镀 • 二.电子束蒸镀 • 三,溅射蒸镀
1.热蒸镀
• Thermal Evaporation 就是在高真空下，将所要蒸镀的材料，
利用电阻加热到达熔化温度，使其蒸发， 达到并附着在基底表面的一种技术。
2.电子束蒸镀
• (E-Gun Evaporation) 就是在高真空下，将所要蒸镀的材料，
生碰撞，使其电离产生出Ar和新的电子； 新电子飞向基片，Ar 在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。
以电场和磁场的控制，我们便能控制电子束扫描的区域及面积的大小。 (E-Gun Evaporation)
新电子飞向基片，Ar 在电场作用下加速飞 就是在高真空下，将所要蒸镀的材料，利用电阻加热到达熔化温度，使其蒸发，达到并附着在基底表面的一种技术。
• 以电场和磁场的控制，我们便能控制电子 束扫描的区域及面积的大小。
E-GUN的结构示意图
可聚焦的电子束，能局部加温元素源，因不加热其它部分而避免污染。 (E-Gun Evaporation) (E-Gun Evaporation) 以电场和磁场的控制，我们便能控制电子束扫描的区域及面积的大小。 新电子飞向基片，Ar 在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。 高能量电子束能使高熔点元素达到足够高温以产生适量的蒸气压。 (E-Gun Evaporation) 可聚焦的电子束，能局部加温元素源，因不加热其它部分而避免污染。 磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar和新的电子； 以电场和磁场的控制，我们便能控制电子束扫描的区域及面积的大小。 高能量电子束能使高熔点元素达到足够高温以产生适量的蒸气压。 高能量电子束能使高熔点元素达到足够高温以产生适量的蒸气压。 高能量电子束能使高熔点元素达到足够高温以产生适量的蒸气压。 在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜 。 以电场和磁场的控制，我们便能控制电子束扫描的区域及面积的大小。 新电子飞向基片，Ar 在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。 新电子飞向基片，Ar 在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高子束蒸镀
电子束蒸发PPT-PPT课件
可蒸发高熔点材料 成膜质量较好 缺点：要求高真空 设备成本高
电子束蒸发特点： 优点： 直接加热，效率高 能量密度大，蒸发高熔点材料 冷坩埚，避免反应和蒸发 ， 提高薄膜纯度 缺点：装置复杂 残余气体和部分蒸气电离 对薄膜性能产生影响
高频感应蒸发
工作原理：线圈在高频磁场作用下因产生强大的涡流损失和 磁滞损失而升温，使材料受热蒸发。
真空蒸发技术
许爱燕
21105004
真空蒸发镀膜法：将固体材料置于高真空环境中加热，使之升华或蒸发 并沉积在特定衬底上以获得薄膜的工艺方法
技术分类：依据蒸发源的不同
电阻热蒸发
真 空 蒸 发 技 术
电子束蒸发
高频感应蒸发 激光束蒸发
反应蒸发
电阻热蒸发
热蒸发：蒸发材料在真空室中被加热，其原子 或分子从表面逸出的现象
激光蒸发装置（叶志镇 2019）
反应蒸发
工作原理：在一定反应气氛中蒸发金属或低价化合物，使之在淀积过程中 发生化学反应而生成所需的高价化合物薄膜
反应蒸发法是真空镀 膜方法的一种改进
特点：
产生等离子体， 使蒸发材料和反 应气体电离活化， 提高反应效率
反应蒸发装置图（叶志镇 2019）
谢谢大家
加热方式：电阻加热
电阻材料：难熔金属 优点：构造简单、造价便宜、使用可靠
缺点：加热所达最高温度有限、蒸发速率较低、蒸发面积小、 不适用于高纯和高熔点物质的蒸发
电子束蒸发：将蒸发材料置于水冷坩埚中，利用电子束直接加热使蒸 发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜
蒸度高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要加热方法
电子枪由电子束聚焦方式的不同分类： 直式电子枪 环枪（电偏转） e形枪（磁偏转）
本文对电子束蒸发系统进行了详细的...
摘要本文对电子束蒸发系统进行了详细的研究，并对影响电子束蒸发的五个主要因素包括铝源、坩埚、烘烤温度、高压供给和真空进行了全面的分析，在理论分析的基础上，分别对其作了关键性的对比实验，并对实验数据应用MSO EXCEL 进行了分析与绘图，从直观的角度分析对比，得出了最优方案。
本文采用递进优化的实验方法，即先对其中之一的因素作对比实验，得出较好的条件后将其用于第二个因素实验的先决条件，依此类推，从而优化设备硬件及工艺条件。
通过研究与实验，得出了适合本车间最优的设备硬件与工艺条件：即采用进口铝源作为蒸发源；用Telemark 258 Electron Bean Gun 258型的坩埚作为蒸发源载体；烘烤温度满足在200℃左右；高压方面应用-10KV的高压供给，在达到这四个条件后，最重要的条件真空度再达到7.0×10-7TORR以上时，铝层质量包括致密性（腐蚀速率）、一致性（方块电阻）达到最好效果。
关键词：电子束，铝源，坩埚，烘烤温度，高压IABSTRACTI made a detailed study about electron beam evaporation system in this graduation thesis, and made a comprehensive analysis on impact of electron beam evaporation and the five major factors include aluminum source crucible, baking temperature, high voltage supply and vacuum. Based on analyzing the basic theories, respectively to make pivotal contrastive experiments. Application of the experimental data analysis and graphics MSO EXCEL obtained after drawing from the visual point of view of comparing the optimal plan.The result of the experimental method used to optimize. Firstly I made experiments on one of the factor, that make comparative experiments had good conditions for the second factor will be the prerequisite for the experiment, and so on, thus obtained for the workshop the best equipment hardware and process conditions. And the conclusion is that we must use imported aluminum source as evaporation source; with Telemark 258 Electron Bean Gun 258-type evaporation source crucible as a carrier; baking℃-10KV high voltage application of the temperature is about to meet in the 200 ;high-voltage supply, in achieving these four conditions, the most important conditions for the vacuum and then to 7.0 × 10-7TORR above, the aluminum layer of quality, including density (corrosion time), consistency (sheet resistance) to achieve the best results.Keywords：electron beam evaporation， aluminum source，crucible, baking temperature, high voltage supplyII目录第一章引言 (1)1.1 电子束蒸发的发展 (1)1.2 电子束蒸铝的分类 (1)1.2.1 电子束蒸发源蒸镀法 (1)1.2.2 高频感应蒸发源蒸镀法 (1)1.2.3 电阻蒸发源蒸镀法 (1)1.2.4 激光束蒸发源蒸镀法 (2)1.2.5 磁控溅射在表面改性技术中的应用 (2)1.2.6 等离子增强磁控溅射沉积技术（PMD） (2)1.2.7 反应磁控溅射技术 (3)1.2.8 离子镀 (3)1.3 本文所做的工作 (3)第二章电子束蒸铝的影响因素 (4)2.1设备总体概括 (4)2.2铝源 (5)2.3坩锅 (5)2.4蒸发速率 (5)2.5烘烤 (6)2.6高压电子束的供给系统 (6)2.7真空 (6)2.7.1真空的概念 (6)2.7.2真空的分类 (6)2.7.3真空在电子束蒸发中的重要性 (7)第三章研究对象的研究及规格统一 (8)III3.1 铝源的研究与规格比较 (8)3.2 坩埚的研究与规格确定 (9)3.3蒸发速率的研究 (12)3.4烘烤温度方面 (14)3.5 高压供给系统的研究 (15)3.5.1环形枪 (15)3.5.2偏转式电子枪 (17)3.6真空 (18)3.6.1 机械泵的研究 (19)3.6.2 罗茨泵的研究 (21)3.6.3 低温泵的研究 (23)3.6.4 各台设备真空值的校准与统一 (24)第四章单台设备进行的工艺实验 (26)4.1设备的确定 (26)4.2 工艺参数与实验方法的确定 (26)4.3实验及数据 (28)4.3.1 第一实验：铝源选用 (28)4.3.2 第二实验：坩埚实验 (31)4.3.3 烘烤实验 (35)4.3.4 电压电流实验 (43)4.3.5 真空实验 (47)第五章结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)IV第一章引言1.1 电子束蒸发的发展电子束蒸发镀膜技术最初起源于上个世纪30年代，直到70年代后期才得到了较大发展，此技术在整个工业生产中具有十分重要的地位，国内外无论是半导体制造厂抑或是精密光学厂商在此领域都有所研究，广泛应用在耐酸、耐蚀、耐热、表面硬化、装饰、润滑、光电通讯、电子集成、能源等领域。
电子束蒸发.
直枪是一种轴对称的直线加速枪，从加热灯丝发射出的电子束，经阳极加
速后在磁场作用下聚焦，而后轰击坩埚中的材料使之熔化和蒸发。其中， x-y偏转线圈的作用是使聚焦电子束能够在一小范围内移动，从而使聚焦
凹箔由钨、铊或钼的薄片制成，厚度一般在 0.005-0.015 英寸。当 只有少量的蒸发材料时最适合于使用这一蒸发源装置。在真空中加热 后，钨、铊或钼都会变脆，特别是当它们与蒸发材料发生合金化时更 是如此。
电阻加热蒸发的主要缺点是：
（1）支撑坩埚及材料与蒸发物反应。 （2）难以获得足够高的温度使介电材料如Al2O3、 Ta2O5、TiO2等蒸发。 （3）蒸发率低。 （4）加热时合金或化合物会分解。
斑位置得以调节。
优点：使用方便；功率变化范 围广（几百瓦到几百千瓦）； 易于调节
缺点：设备体积大、结构复杂、成 本高；蒸发材料会污染枪体结构， 同时灯丝上逸出的钠离子会引起薄 膜的沾污。
e形枪是电子束偏转270°的电子枪，因电子轨迹呈“e”形而得名。 从灯丝发射出的电子束，受到数千伏偏置电压的加速，并经横置的 磁场偏转270°后再轰击坩埚中的蒸发材料使之熔化和蒸发。
由于与盛装待蒸发材料的坩埚相接触的蒸发材料在 整个蒸发沉积过程保持固体状态不变，这样就使待 蒸发材料与坩埚发生反应的可能性减少到最低。直 接采用电子束加热使水冷坩埚中的材料蒸发是电子 束蒸发中常用的方法。对于活性材料、特别是活性 难熔材料的蒸发，坩埚的水冷是必要的。通过水冷 ，可以避免蒸发材料与坩埚壁的反应，由此即可制 备高纯度的薄膜。
在电子束蒸发系统中，产生电子束的装置成为电子枪， 根据电子聚焦方式的不同，电子枪可分为环形枪、直枪 和e形枪等。
电子束蒸发系统操作步骤
电子束蒸发系统操作步骤抽真空→热蒸发/电子枪操作→关闭热蒸发/电子枪系统→关闭真空系统抽真空1.关闭进气阀，开冷却水，打开总电源（仪器柜后面与前面）2.将抽气管子放窗外，打开冷却水报警（鸣叫表示分子泵冷却水未开）3.开机械泵，电磁阀1，开角阀（先慢后快）4.开真空计，当真空度高于10帕时，关闭角阀5.电磁阀2，开插板阀（双手操作），开分子泵6.当运行分子泵后，真空示数正常下降，关闭真空计电子枪系统操作1.（当真空计读数低于6.7某10-3Pa),开内5开关2.按扫描键（柜门灯亮，开电子枪冷却水，枪水流灯亮，某电流0.8A，Y电流0A）3.枪灯丝电源（0.4A，电压60V，预热3至5分钟）4.束流控制调为手动，打开高压8Kv5.检查束流是否最小，按手控仪上高压键，稳定2分钟6.慢慢增加束流（顺时针旋增大，不同金属蒸发束流参数不同，需保存）7.调节光斑位置（某顺时针向下，Y顺时针向右）8.打开膜厚仪冷却水，打开膜厚仪，打开样品台挡板关闭电子枪系统过程1.束流慢慢调到最小，关闭手控仪上高压，关闭8KV开关2.枪灯丝电流关闭，关闭扫描键，关闭内5开关关闭真空系统过程（电子束做完应等待半小时或更长时间才关闭真空）1.停止分子泵，关闭插板阀，分子泵转速为0，电磁阀中间2.分子泵停止半小时后，停止机械泵，关闭真空计，关闭总电源（柜门前后），关冷却水膜厚仪操作（先打开膜厚仪冷却水）Setting:进入参数设置→移动光标到参数类型（etting只按一次，若多按请继续按etting直到回到“层次”）；↑，↓：更改参数（层次，材料，方式），厚度，密度，声阻抗按数字直接输入；begin:按两次测膜厚；operating：停止镀膜；delete：镀膜结束；再按operating回到基本显示状态热蒸发操作压缩机操作1.电源（红色把）竖直→关闭；水平→打开2.气路（0.25MPa）平直→打开；垂直→关闭旋钮：控制气压大小注意事项1.真空度低于0.1Pa，机械泵不能直接打开连通，会造成回油，电离规不能打开2.电子束结束，束流旋到最小；某/Y振幅最小，某/Y位置不要变化3.真空计，膜厚仪不需要显示时，及时关闭；真空腔及时关闭，不要让腔体长时间暴露大气4.分子泵，电子束停止操作后，冷却水继续冷却20分钟左右5.打开气路，要慢慢操作；电子器件要预热6.不要把东西丢在真空腔内7.定期清洁真空室8.戴口罩，手套，穿实验服操作紧急断电事项1.关闭高压部分：关闭手控仪上高压键，关柜8KV，束流调到自动，关枪灯丝电源，关扫描键2.关真空系统部分：电磁阀中间，关闭插板阀，关闭分子泵电源，关闭机械泵，关前后总电源3.学习灭火器灭火特别提醒定期检查分子泵，机械泵的油，注意声音水，电，气，门，窗关闭了吗？。
《电子束蒸发》PPT课件
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4
直枪结构示意图（叶志镇 2008）
优点：使用方便 功率变化范围广 易于调节
缺点：设备体积大 结构复杂
成本高 易污染
环形枪结构示意图（叶志镇 2008）
优点：不易污染
功率大
可蒸发高熔点材料
成膜质量较好
缺点：要求高真空 设备成本高
优点：可蒸发高熔点材料 热源在室外， 简化真空室 非接触加热，无污染 适于超高真空下制取纯
洁薄膜 缺点：费用高
并非所有材料均能适用
激光蒸发装置（叶志镇 2008）
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8
反应蒸发
工作原理：在一定反应气氛中蒸发金属或低价化合物，使之在淀积过程中 发生化学反应而生成所需的高价化合物薄膜
反应蒸发法是真空镀 膜方法的一种改进
6
高频感应蒸发
工作原理：线圈在高频磁场作用下因产生强大的涡流损失和 磁滞损失而升温，使材料受热蒸发。
高频感应加热（叶志镇 2008）
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优点：污染少 蒸发速率大 不易产生飞溅 操作简单缺点Biblioteka 不能预除气 功率不能微调 装置复杂、昂
贵
7
激光束蒸发
工作原理：采用激光束作为蒸发材料的一种热源，让高能 量的激光束透过真空式窗口，对蒸发材料加热蒸发，通过 聚焦可使激光束功率密度提高到106w/cm2以上。
易污染 斑点固定 易“挖坑”
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5
功率和效率都不高
e形枪结构示意图（叶志镇 2008）
优点：不易污染 功率大 可蒸发高熔点材料 成膜质量较好
缺点：要求高真空 设备成本高
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电子束蒸发特点： 优点： 直接加热，效率高
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技术分类：依据蒸发源的不同
电阻热蒸发
真
电子束蒸发
空
蒸
高频感应蒸发
发
技
术
激光束蒸发
反应蒸发
电阻热蒸发
热蒸发：蒸发材料在真空室中被加热，其原子 或分子从表面逸出的现象
加热方式：电阻加热
电阻材料：难熔金属
优点：构造简单、造价便宜、使用可靠 缺点：加热所达最高温度有限、蒸发速率较低、蒸发面积小、
不适用于高纯和高熔点物质的蒸发
电子束蒸发：将蒸发材料置于水冷坩埚中，利用电子束直接加热使蒸 发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜
蒸度高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要加热方法
电子枪由电子束聚焦方式的不同分类： 直式电子枪 环枪（电偏转） e形枪（磁偏转）
高频感应加热（叶志镇 2008）
优点：污染少 蒸发速率大 不易产生飞溅 操作简单
缺点：不能预除气 功率不能微调 装置复杂、昂
贵
激光束蒸发
工作原理：采用激光束作为蒸发材料的一种热源，让高能 量的激光束透过真空式窗口，对蒸发材料加热蒸发，通过 聚焦可使激光束功率密度提高到106w/cm2以上。
优点：可蒸发高熔点材料 热源在室外， 简化真空室 非接触加热，无污染 适于超高真空下制取纯
环形枪结构示意图（叶志镇 2008）
优点：不易污染 功率大 可蒸发高熔点材料 成膜质量较好
缺点：要求高真空 设备成本高 易污染 斑点固定 易“挖坑” 功率和效率都不高
直枪结构示意图（叶志镇 2008）
优点：使用方便 功率变化范围广 易于调节
缺点：设备体积大 结构复杂
成本高 易污染
e形枪结构示意图（叶志镇 2008）
洁薄膜 缺点：费用高
并非所有材料均能适用
激光蒸发装置（叶志镇 2008）
反应蒸发
工作原理：在一定反应气氛中蒸发金属或低价化合物，使之在淀积过程中 发生化学反应而生成所需的高价化合物薄膜
反应蒸发法是真空镀 膜方法的一种改进
特点： 产生等离子体， 使蒸发材料和反 应气体电离活化， 提高反应效率
反应蒸发装置图（叶志镇 2008）
谢谢大家Biblioteka 优点：不易污染 功率大 可蒸发高熔点材料 成膜质量较好
缺点：要求高真空 设备成本高
电子束蒸发特点： 优点： 直接加热，效率高
能量密度大，蒸发高熔点材料 冷坩埚，避免反应和蒸发 ， 提高薄膜纯度 缺点：装置复杂 残余气体和部分蒸气电离 对薄膜性能产生影响
高频感应蒸发
工作原理：线圈在高频磁场作用下因产生强大的涡流损失和 磁滞损失而升温，使材料受热蒸发。