原子层沉积（ALD）是一种复杂的化学气相沉积（CVD）技术，可在原子尺度上精确、均匀地生长薄膜。该工艺的特点是气相前驱体和活性表面物质之间的化学反应具有顺序性和自我限制性，确保每一层都是一个原子层一个原子层地沉积。
详细说明：
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前驱体的顺序脉冲： ALD 至少使用两种不同的气相前驱体。这些前驱体以顺序方式进入反应室，每种前驱体以自我限制的方式与基底表面发生反应。这意味着每种前驱体都会反应形成单层，多余的前驱体不会进一步反应，可以从反应室中移除。
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清洗步骤： 在前驱体脉冲之间，清洗步骤至关重要。这些步骤包括清除反应空间中多余的前驱体和挥发性反应副产物。这可确保每一层都是纯净的，并确保后续层沉积在干净的表面上，从而提高薄膜的均匀性和质量。
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温度和生长速度： ALD 工艺通常需要特定的温度，通常在 180°C 左右，而且生长速度非常缓慢，每个周期的薄膜厚度在 0.04nm 到 0.10nm 之间。这种受控的生长速度可以沉积非常薄的层，通常在 10nm 以下，而且结果可预测、可重复。
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适形性和阶跃覆盖率： ALD 的显著优势之一是其出色的保形性，这意味着薄膜可以在复杂的几何形状上均匀沉积，实现接近 2000:1 的纵横比。这一特性在半导体行业尤为重要，因为高质量、薄而均匀的薄膜层对设备性能至关重要。
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应用和材料： ALD 广泛应用于半导体行业，用于开发薄的高 K 栅极电介质层。使用 ALD 沉积的常见材料包括氧化铝 (Al2O3)、氧化铪 (HfO2) 和氧化钛 (TiO2)。
总之，气体原子层沉积涉及一个高度受控的过程，在此过程中，按顺序引入特定的气相前驱体，并与基底表面发生反应以形成单层，然后进行吹扫以去除任何未反应的材料。重复这一循环以形成所需的薄膜厚度，确保高度的均匀性和一致性，这对于电子和其他高科技行业的先进应用至关重要。
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