原子沉積系統是在一個加熱反應器中的襯底上連續引入至少兩種氣相前驅體物種，化學吸附的過程直至表面飽和時就自動終止，適當的過程溫度阻礙了分子在表面的物理吸附。一個基本的原子層沉積循環包括四個步驟：脈沖A，清洗A，脈沖B和清洗B。沉積循環不斷重復直至獲得所需的薄膜厚度，是制作納米結構從而形成納米器件的較佳工具。
原子沉積系統的優點包括：
1.可以通過控制反應周期數簡單準確地控制薄膜的厚度，形成達到原子層厚度精度的薄膜
2.不需要控制反應物流量的均一性
3.前驅體是飽和化學吸附，保證生成大面積均勻性的薄膜
4.可生成較好的三維保形性化學計量薄膜，作為臺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.薄膜生長可在低溫(室溫到400oC)下進行
7. 可廣泛適用于各種形狀的襯底。原子層沉積生長的金屬氧化物薄膜用于柵極電介質、電致發光顯示器絕緣體、電容器電介質和MEMS器件，而生長的金屬氮化物薄膜適合于擴散勢壘。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；
復合結構: 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)。
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