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原子層沉積（Atomic layer deposition)是一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積與普通的化學沉積有相似之處。但在原子層沉積過程中，新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯(lián)的，這種方式使每次反應只沉積一層原子。

單原子層沉積（atomic layer deposition，ALD），又稱原子層沉積或原子層外延（atomic layer epitaxy） ，是一種基于有序、表面自飽和反應的化學氣相薄膜沉積技術。最初是由芬蘭科學家提出并用于多晶熒光材料ZnS:Mn以及非晶Al2O3絕緣膜的研制，這些材料是用于平板顯示器。由于這一工藝涉及復雜的表面化學過程和低的沉積速度，直至上世紀80年代中后期該技術并沒有取得實質(zhì)性的突破。

但是到了20世紀90年代中期，人們對這一技術的興趣在不斷加強，這主要是由于微電子和深亞微米芯片技術的發(fā)展要求器件和材料的尺寸不斷降低，而器件中的高寬比不斷增加，這樣所使用材料的厚度降低至幾個納米數(shù)量級。

因此，原子層沉積技術的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來，如單原子層逐次沉積，沉積層極均勻的厚度和優(yōu)異的一致性等就體現(xiàn)出來，而沉積速度慢的問題就不重要了。以下主要討論原子層沉積原理和化學，原子層沉積與其他相關技術的比較，原子層沉積設備，原子層沉積的應用和原子層沉積技術的發(fā)展。

原子層沉積系統(tǒng)（ALD）的原理：

原子層沉積是通過將氣相前驅(qū)體脈沖交替地通入反應器并在沉積基體上化學吸附并反應而形成沉積膜的一種方法（技術）。當前驅(qū)體達到沉積基體表面，它們會在其表面化學吸附并發(fā)生表面反應。在前驅(qū)體脈沖之間需要用惰性氣體對原子層沉積反應器進行清洗。由此可知沉積反應前驅(qū)體物質(zhì)能否在被沉積材料表面化學吸附是實現(xiàn)原子層沉積的關鍵。氣相物質(zhì)在基體材料的表面吸附特征可以看出，任何氣相物質(zhì)在材料表面都可以進行物理吸附，但是要實現(xiàn)在材料表面的化學吸附必須具有一定的活化能，因此能否實現(xiàn)原子層沉積，選擇合適的反應前驅(qū)體物質(zhì)是很重要的。