原子層沉積（Atomic Layer Deposition，ALD），*初稱為原子層外延（Atomic Layer Epitaxy，ALE），也稱為原子層化學(xué)氣相沉積（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition，ALCVD）。原子層沉積是在一個(gè)加熱反應(yīng)器中的襯底上連續(xù)引入至少兩種氣相前驅(qū)體物種，化學(xué)吸附的過(guò)程直至表面飽和時(shí)就自動(dòng)終止，適當(dāng)?shù)倪^(guò)程溫度阻礙了分子在表面的物理吸附。一個(gè)基本的原子層沉積循環(huán)包括四個(gè)步驟：脈沖A，清洗A，脈沖B和清洗B。沉積循環(huán)不斷重復(fù)直至獲得所需的薄膜厚度，是制作納米結(jié)構(gòu)從而形成納米器件的極佳工具。ALD的優(yōu)點(diǎn)包括：
  1.        可以通過(guò)控制反應(yīng)周期數(shù)簡(jiǎn)單精確地控制薄膜的厚度，形成達(dá)到原子層厚度精度的薄膜
  2.        不需要控制反應(yīng)物流量的均一性
  3.        前驅(qū)體是飽和化學(xué)吸附，保證生成大面積均勻性的薄膜
  4.        可生成極好的三維保形性化學(xué)計(jì)量薄膜，作為臺(tái)階覆蓋和納米孔材料的涂層
  5.        可以沉積多組份納米薄層和混合氧化物
  6.        薄膜生長(zhǎng)可在低溫（室溫到400oC）下進(jìn)行
  7.        可廣泛適用于各種形狀的襯底。原子層沉積生長(zhǎng)的金屬氧化物薄膜用于柵極電介質(zhì)、電致發(fā)光顯示器絕緣體、電容器電介質(zhì)和MEMS器件，而生長(zhǎng)的金屬氮化物薄膜適合于擴(kuò)散勢(shì)壘。
  
   目前可以沉積的材料包括：
   氧化物: Al2O3, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, ZrO2, HfO2, SnO2, ZnO, La2O3, Y2O3, CeO2, Sc2O3, Er2O3, V2O5, SiO2, In2O3,...
   氮化物: AlN, TaNx, NbN, TiN, MoN, ZrN, HfN, GaN, ...
   氟化物: CaF2, SrF2, ZnF2, ...
   金屬: Pt, Ru, Ir, Pd, Cu, Fe, Co, Ni, ...
   碳化物: TiC, NbC, TaC, ...
   復(fù)合結(jié)構(gòu): AlTiNx, AlTiOx, AlHfOx, SiO2:Al, HfSiOx, ...
   硫化物: ZnS, SrS, CaS, PbS, ...
   納米薄層: HfO2/Ta2O5, TiO2/Ta2O5, TiO2/Al2O3, ZnS/Al2O3, ATO (AlTiO) ...
  
  ALD的應(yīng)用包括：
  半導(dǎo)體領(lǐng)域：晶體管柵極電介質(zhì)層（高k材料），光電元件的涂層，晶體管中的擴(kuò)散勢(shì)壘層和互聯(lián)勢(shì)壘層（阻止摻雜劑的遷移），有機(jī)發(fā)光顯示器的反濕涂層和薄膜電致發(fā)光(TFEL)元件，集成電路中的互連種子層，DRAM和MRAM中的電介質(zhì)層，集成電路中嵌入電容器的電介質(zhì)層，電磁記錄頭的涂層，集成電路中金屬-絕緣層-金屬（MIM）電容器涂層。
  納米技術(shù)領(lǐng)域：中空納米管，隧道勢(shì)壘層，光電電池性能的提高，納米孔道尺寸的控制，高高寬比納米圖形，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的反靜態(tài)阻力涂層和憎水涂層的種子層，納米晶體，ZnSe涂層，納米結(jié)構(gòu)，中空納米碗，存儲(chǔ)硅量子點(diǎn)涂層，納米顆粒的涂層，納米孔內(nèi)部的涂層，納米線的涂層。