【實驗目的】

利用電子束（electron beam）將鍍膜材料加熱並使其蒸發，而達成薄膜沉積的目的，此系統保持真空度於8x10^-9torr左右，因此可製備高純度之薄膜，若採用晶格匹配之基板則可製作單晶或織構的薄膜品質。

【所需器材】

膜厚偵測儀

真空壓力計

電子束蒸鍍系統

蒸鍍材料

【實驗原理】

電子束蒸鍍之工作原理係將鎢絲在高壓下(約3.6~7 kV，視電子槍設計而定)通以電流(數10 mA)激發出電子，藉由磁場將此電子偏轉集中入射於坩堝內的鍍料，使其達到熔融蒸發狀態。其優點在於其功率較大，可蒸鍍熔點較高的材料，且由於加熱部位局限於坩堝附近，多餘之熱量可由坩堝基座之循環冷卻水帶走，故整個裝置較不易因過熱而產生釋氣(outgassing)，因而影響系統的真空度。但其缺點為蒸鍍速率的穩定度不如分子源坩堝(K-cell)，並且對於合金鍍料其蒸發的分子的比例成份有些許影響。此外，在以上之蒸鍍裝置的上方皆有一機械快門，可在數十毫秒內開啟或遮蔽分子束，以精確地控制薄膜成長的厚度。

圖一 單坩堝式電子槍簡圖，圖中燈絲所產生之電子為高電壓吸出後，經由兩旁之磁鐵偏折270度再轟擊到坩堝的位置

【實驗方法及步驟】

1. 利用丙酮及酒精清潔Si基板
2. 將基板固定於樣品座上。
3. 對樣品準備腔(load-lock chamber)破真空並放入樣品。
4. 進行樣品準備腔抽氣。
5. 待樣品準備腔之壓力達5x10^-7 torr即可將樣品準備腔與成長腔間之閥門開啟，並利用傳輸桿將試片送入成長腔。
6. 關閉樣品準備腔與成長腔間之閥門。
7. 開啟膜厚計電源並鍵入鍍源之參數。
8. 選擇適當之鍍源並開啟電子槍電源至6kV繼而施加電流。
9. 待偵測到鍍源之鍍率後，即可進行蒸鍍。
10. 達到鍍膜厚度即將電子槍電流降至零，並關閉電子槍及膜厚計電源。
11. 開啟樣品準備腔與成長腔間之閥門並利用傳輸桿將樣品座送至樣品準備腔。
12. 關閉樣品準備腔與成長腔間之閥門。
13. 對樣品準備腔破真空並取出樣品。

圖二 e beam 系統設置示意圖