原子层沉积（Atomic Layer Deposition，简称ALD）是一种 先进的薄膜沉积技术，它基于表面自限制反应原理，通过交替引入前驱体并化学吸附反应形成原子级别的薄膜。这种技术以其高精度、高均匀性和优异的保形性，在微电子、纳米技术和光学等多个领域得到了广泛应用。
技术原理
ALD的基本原理依赖于两个或多个前驱体在反应室中交替引入，通过化学吸附和反应形成原子级别的薄膜。每次反应都是自限制的，即化学吸附会饱和表面，防止过度反应，从而实现对薄膜厚度的精确控制。前驱体的选择对ALD过程至关重要，它们应具备高挥发性、高反应性、化学稳定性、无腐蚀性和毒性等特性。此外，成膜过程中的温度、压力和前驱体脉冲时间等参数也需精确控制，以确保自限制反应的有效性。
工艺特点
自限制反应：
每个循环中，前驱体分子仅能与表面的活性位点反应，一旦这些位点被完全占据，后续的前驱体分子便无法吸附，这保证了每轮沉积仅增加一层原子或分子。
高均匀性和精确度：
ALD在沉积薄膜时具有极高的均匀性和精确度，即使在复杂三维结构上也能保持良好的阶梯覆盖性。
逐层沉积：
ALD是逐层沉积的，每次只沉积一个原子层，适合于高深宽比的3D结构。
前驱体选择：
前驱体是一种含有目标沉积材料化学元素的气体或蒸汽，能够与晶圆表面的特定活性位点反应。
应用领域
由于ALD技术的高精度和高均匀性，它已被广泛应用于以下领域：
微电子：用于制造高精度和高性能的电子器件，如DRAM、3D NAND等。
纳米技术：用于制备纳米级结构和功能材料，如纳米线、纳米颗粒等。
光学：用于制造高精度光学器件，如波导、光栅等。
能源存储：用于制备高效电池和超级电容器。
结论
原子层沉积（ALD）技术作为一种能够实现原子级精确控制的薄膜沉积技术，已成为现代科技中不可或缺的一部分。它的独特优势使其在多个领域得到了广泛应用，并在未来科技发展中将继续扮演重要角色。