蒸发镀膜装置通常由真空室、真空（排气）系统、蒸发系统和电器设备等组成。真空室内除工件架外，一般还配有加热（烘烤）、离子轰击或离子源等装置；为提高薄膜的厚度均匀性，工件架通常有转动机构；连续镀膜机还有卷板和传动装置以及连续加料装置。排气系统一般由机械泵、罗茨泵和扩散泵组成。蒸发系统包括蒸发源和电器设备，其中电器设备用于测量真空度、膜层厚度及控制台；蒸发源是用来加热待蒸发材料使之汽化蒸发的关键部件，根据加热方式分主要有电阻加热、电子束加热、感应加热和激光加热等多种形式。

电阻式蒸发镀是利用高熔点金属或导电陶瓷加热源的电流热效应加热蒸发镀料并在基片（工件）上形成薄膜的方法，一般采用低电压（4～8伏）大电流（100～300安）的电源提供能量。加热源一般采用熔点高、电阻温度系数大的金属材料如钨、钼、钽等或石墨、导电氮化硼陶瓷等；镀料一般为低熔点材料，如金、银、铝、氟化镁、三氧化铬等，根据材料的特点可加工成丝状、块状或粉状。电阻式蒸发镀装置设备简单，操作方便，被广泛采用，但是存在难以蒸发高熔点的材料以及易产生污染的缺点。

电子束蒸发镀是利用高能电子束加热蒸发镀料在基片（工件）表面凝结成膜的方法，具有可蒸发高熔点的金属或者化合物以及方便而精确地调节与控制蒸发温度和蒸发速率的特点。电子束蒸发镀装置根据电子束蒸发源的电子束的轨迹不同，可分为直射式枪、环型枪、e型枪，使用最广泛的是e型枪。图1为e型电子枪的电子束蒸发装置示意图，坩埚底部的电子枪发射出的电子经加速后被磁铁偏转轰击加热镀料而进行镀膜。这种设计可避免镀料污染或损坏灯丝，也可通过改变磁场的大小和方向控制电子束的加热区域实现大面积的膜层镀制。但这种电子枪要求较高的真空度与高压装置，设备的结构较复杂。空心阴极电子枪是利用低电压、大电流的空心阴极放电产生的等离子电子束作为加热源，具有蒸发粒子能量高、离化率高、成膜质量好的特点，而且空心阴极电子枪对真空度的要求低以及使用低电压工作，设备简单和安全，造价低。在中国，e型电子枪和空心阴极电子枪都已成功地应用于蒸镀及离子镀的设备中。

图1 e型电子枪的电子束蒸发装置示意图

高频感应式蒸发镀是将装有镀料的坩埚放在高频螺旋线圈的中央，使得镀料在高频电磁场的感应下，产生强大的涡流损失和磁滞损失（对铁磁体），致使镀料升温，直至气化蒸发。蒸发源一般由水冷高频线圈和石墨或陶瓷（氧化镁、氧化铝、氧化硼等）组成；高频电源采用的频率为1万至几十万赫兹，输入功率为几至几百千瓦。此法主要用于铝的大量蒸发。

激光蒸发镀是利用高功率激光束加热并蒸发镀料然后在基片（工件）表面凝结成膜的方法，具有加热温度高、蒸发速率高、蒸发过程容易控制、能实现各种化合物的沉积等特点。特别是近年来发展的采用纳秒级脉冲激光器的脉冲激光沉积技术^[注]能够解决高熔点材料的蒸发问题，包括一些难以合成的材料如金刚石、类金刚石、立方氮化硼等的制备问题，而且易于实现反应镀。但是激光蒸发镀难以实现较大面积的镀膜，以及大功率激光器价格昂贵，设备投资高，不利于大规模工业化生产，仅应用在微电子和光电子等领域的材料制备。

蒸发镀也可用于合金与化合物的蒸镀。通常合金中各组分在同一温度下具有不同的蒸汽压，即具有不同的蒸发速率，因此在基片（工件）上沉积的合金薄膜与合金镀料有较大的组分偏离，为消除这种偏离，可采用多蒸发源蒸镀法与闪蒸蒸镀法。多蒸发源蒸镀法是将各种材料分别装在各自的蒸发源中，独立控制各蒸发源的蒸发温度，设法使达到基材上的各种原子与所需镀膜组分相对应。闪蒸蒸镀法是将制成的细粉或粉末状的合金镀料通过特制的加料装置逐粒落到高温的坩埚中，每个颗粒在瞬间完全蒸发。这种方法也适用于三元、四元等多元合金的蒸镀，可以保证膜层组分与镀料合金相一致。

氧化物、碳化物、氮化物等材料的熔点很高，且很难制取高纯度的化合物，可采用反应蒸镀制备薄膜。一般是在蒸发金属镀料的同时充入相应的气体使得两者反应化合沉积成膜，如氧化铝^[注]、三氧化二铬^[注]、二氧化硅^[注]、五氧化二钽^[注]、氮化铝^[注]、氮化钛^[注]、氮化锆^[注]、碳化钛^[注]等。如果在蒸发源和基片（工件）之间形成等离子体，则可显著提高反应气体分子的能量、离化率和相互之间的化学反应程度，称为活性反应蒸发镀。