原子层沉积（ALD）是一种高度受控的工艺，用于沉积厚度可精确控制的均匀薄膜。它通过一种有序、自限制的表面反应机制进行操作，交替将两种或两种以上的前驱体气体引入反应室。每种前驱体都会与基底或之前沉积的层发生反应，形成化学吸附单层。每次反应后，过量的前驱体和副产物都会被清除，然后再引入下一种前驱体。如此循环往复，直至达到所需的薄膜厚度。
详细说明：
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工艺机制：
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ALD 的特点是使用两种或两种以上的前驱体依次与基底表面发生反应。每种前驱体都以脉冲方式进入反应室，然后进行清洗步骤，以去除多余的前驱体和反应副产物。这种有序的脉冲和吹扫可确保每种前驱体只与可用的表面位点反应，形成具有自我限制性质的单层。这种自限制行为至关重要，因为它能确保薄膜的生长在原子水平上得到控制，从而实现精确的厚度控制和出色的一致性。在微电子领域的应用：
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- ALD 广泛应用于微电子制造，包括磁记录头、MOSFET 栅极堆栈、DRAM 电容器和非易失性铁电存储器等设备。其沉积薄、均匀和保形薄膜的能力尤其有利于先进 CMOS 设备的开发，因为在这种设备中，对薄膜厚度、成分和掺杂水平的精确控制至关重要。ALD 的优势：
- 精度和均匀性： ALD 具有出色的均匀性和保形性，这对于获得高质量薄膜至关重要。通过调整 ALD 周期的次数，可以精确控制镀膜层的厚度。
- 多功能性： ALD 可以沉积多种材料，包括导电和绝缘材料，因此适用于各种应用。
- 操作温度低： ALD 工艺通常在相对较低的温度下运行，这有利于基底的完整性和整体工艺效率。
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性能增强： 通过 ALD 实现的表面涂层可有效降低表面反应速率并增强离子导电性，这在电化学应用中尤为有利。
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ALD 的挑战：
尽管 ALD 具有诸多优势，但它涉及复杂的化学反应过程，需要高成本的设备。镀膜后清除多余的前驱体也增加了制备过程的复杂性。
ALD 薄膜实例：
