电子束沉积技术的关键是其薄膜生长和控制系统。本文基于微型计算机DA和IEEE 488接口技术，报道了一种全自动超高真空电子束蒸发薄膜生长系统，自动化程度高，使用方便，名义薄膜厚度测量分辨率可达0.1A。精度，可实现双源共蒸发功能和程序预设定的多源多层薄膜自动沉积。

　　在固体薄膜的制备中，常见的沉积方法有：脉冲激光沉积（PLD, Pulsed Laser Deposition）、磁控溅射(Magnetron Sputtering)、热蒸发(ThermalEvaporation)、电子束蒸发(EBE, E-Beam Evaporation)、分子束外延(MBE, Molecular- BeamEpitaxy)、化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposition)等。其中的电子束方法因其薄膜沉积均匀、蒸发速率和薄膜膜厚容易控制、成膜面积大、成本适中等特点，在超导薄膜、多层金属/合金巨磁阻薄膜、纳米薄膜、超晶格薄膜等得到了人们的普遍关注。早在二十世纪初人们就发现在真空中聚焦阴极射线(电子)可熔解难熔材料。1933年Brain和Skinner利用加速电子加热石墨坩埚进行材料蒸发，随后人们发明了很多电子束技术，电子束蒸发薄膜制备得到了快速发展。

　　电子束蒸发系统一般由真空腔体、电子枪、坩埚、膜厚监控和系统控制单元构成，利用电子束的能量熔化蒸发源成为蒸汽后沉积到衬底上。系统的关键是电子束的控制和薄膜厚度的测量，电子束的聚焦、电子束光斑位置与大小、光斑XY方向的扫描等对良好的薄膜沉积起到重要作用。UTT 400超高真空镀膜系统是瑞士Balzers公司设计的单电子枪双坩埚电子束蒸发系统，利用磁偏转线圈和电场控制电子束270°偏转，避免阴极灯丝的污染，能量根据当前蒸发速率与设定蒸发速率的偏差通过PID运算由12位DA转换器控制，膜厚和蒸发速率由5MHz频率晶振检测。但是其核心控制基于单片机，线路复杂，故障率高，显示信息过少，自动化程度不高。该系列镀膜仪在国内外运行的状况显示：设备维护工作量大，使用困难，运转效率不高。本文报道了基于微型计算机DA和IEEE 488接口技术对该系统的彻底改进和优化。

1、电子束蒸发系统真空室组成与薄膜沉积均匀性

　　图1为UTT400超高真空电子束蒸发镀膜仪真空室示意图。衬底加热器为自制铌合金加热盘，可控制衬底温度在室温～900℃之间，挡板和挡板控制单元用于蒸发过程中控制挡板的打开（当前层沉积开始）和关闭（当前层沉积结束），晶振用于检测当前薄膜厚度和蒸发速率，蒸发舟可使用、钼、钨等用于热蒸发。磁偏转线圈在电场的配合下控制电子束270°偏转聚焦到相应的坩埚上熔化蒸发源，电子束斑点可在XY方向上按选定频率和幅度扫描，使蒸发材料熔化更加均匀。本装置目前配置2个坩埚，利用转动控制或双电子枪可装配多达4个坩埚。高真空系统由双级机械前级泵、涡旋分子泵、钛升华金属泵组成，在金属密封的情况下经烘烤极限真空度可达1.0×10^-11mbar，实现了超高真空镀膜。

图1 UTT400高水准进口进口真空电子器件束蒸馏玻璃镀膜仪进口进口真空室重要性模快举手图 　　图2为电子为了满足电子时代发展的需求，束挥发Knudsen盒整治保护膜形成沉积透亮性统计举手图。真空箱罩挥发源空间位置上（r, φ） 处的挥发传输速率依照Knudsen盒（又称K-Cell）整治和Maxwell分布不均规范可表明为：

　　Me为源蒸发器传输率的单位，dMc/dAc为背离Knudsun盒中间的轴φ立场径向区域r处的单位建筑绿地面积的累积传输率的单位，ψ为dAc建筑绿地面积元法向与径向r的对角。这样圆的半径为rs的膜累积衬底居中垂线于Knudsen盒中间的轴，衬底与Knudsen盒口中间的间隔r0，则衬底非核心与衬底中间的膜累积板厚比de/d0为：

　　re为衬底角处到Knudsen盒收口中时间，计数公式中下标e 表达衬底角处(edge)。本整体衬底长度为80 mm，衬底与坩埚时间400mm，可计算的形成沉积尺寸de/d0=0.980，即较大 不一致性约2.0%。

图2 Knudsen盒模形手机束蒸馏光滑性关心图