原子层沉积

原子层沉积 (ALD) 是一种基于连续使用气相化学过程的薄膜沉积技术； 它是化学气相沉积的一个子类。 大多数 ALD 反应使用两种称为前体（也称为反应物）的化学物质。 这些前体以顺序的、自限性的方式一次一个地与材料表面反应。 通过反复暴露于单独的前体，薄膜缓慢沉积。 ALD 是制造半导体器件的关键工艺，也是合成纳米材料的工具集的一部分。

在原子层沉积过程中，通过将薄膜表面暴露于交替的气态物质（通常称为前体或反应物），薄膜在基板上生长。 与化学气相沉积不同，前体不会同时存在于反应器中，而是作为一系列连续的、非重叠的脉冲插入。 在这些脉冲中的每一个中，前体分子以自限方式与表面反应，因此一旦表面上的所有反应位点都被消耗，反应就会终止。 因此，单次暴露于所有前体（所谓的 ALD 循环）后沉积在表面上的xxx材料量由前体-表面相互作用的性质决定。 通过改变循环次数，可以在任意复杂和大型基板上均匀且高精度地生长材料。

ALD 被认为是一种沉积方法，具有生产非常薄的共形薄膜的巨大潜力，可以在原子水平上控制薄膜的厚度和成分。 近期兴趣的主要驱动力是 ALD 在根据摩尔定律缩小微电子设备方面的前景。 ALD 是一个活跃的研究领域，在科学文献中发表了数百种不同的过程，尽管其中一些表现出与理想 ALD 过程不同的行为。 目前有几篇综合评论论文对已发表的 ALD 过程进行了总结，包括 Puurunen、Miikkulainen 等人、Knoops 等人和 Mackus & 等人的工作。 Schneider et al.. 一个交互的、社区驱动的 ALD 过程数据库也可以在线获得，它以带注释的周期表的形式生成最新的概述。

当希望使用有机前体时，采用原子层沉积、分子层沉积 (MLD) 的姊妹技术。 通过结合 ALD/MLD 技术，可以为许多应用制造高度保形和纯混合薄膜。

在 1960 年代，Stanislav Koltsov 与 Valentin Aleskovsky 及其同事在苏联列宁格勒技术研究所 (LTI) 实验性地开发了 ALD 的原理。 目的是通过实验建立在 Aleskovsky 在他 1952 年的适应训练论文中提出的框架假设的理论考虑之上。 实验从金属氯化物反应和水与多孔二氧化硅开始，很快扩展到其他基板材料和平面薄膜。 1965 年，Aleskovskii 和 Koltsov 共同为这项新技术提出了名称 Molecular Layering。Molecular Layering 的原理在 1971 年 Koltsov 的博士论文（教授论文）中进行了总结。分子分层的研究活动范围广泛，从 从基础化学研究到多孔催化剂、吸附剂和填料在微电子及其他领域的应用研究。

1974 年，在芬兰 Instrumentarium Oy 开始开发薄膜电致发光显示器 (TFEL) 时，Tuomo Suntola 将 ALD 设计为一种先进的薄膜技术。 Suntola 根据希腊语中外延的意思，排列在上面，将其命名为原子层外延（ALE）。 xxx个实验是用元素 Zn 和 S 来生长 ZnS。 ALE 作为薄膜生长的一种方法在 20 多个国家获得了国际专利。

当 Suntola 和同事从高真空反应器切换到惰性气体反应器时，出现了突破，这使得能够使用金属氯化物、硫化氢和水蒸气等复合反应物来执行 ALE 工艺。 该技术在 1980 年的 SID 会议上首次公开。 展示的 TFEL 显示器原型由两个氧化铝介电层之间的 ZnS 层组成，所有这些都是在 ALE 工艺中使用 ZnCl2 + H2S 和 AlCl3 + H2O 作为反应物制成的。 ALE-EL 显示器的xxx个大规模概念验证是 1983 年安装在赫尔辛基万塔机场的航班信息板。TFEL 平板显示器于 1980 年代中期由 Lohja Oy 在 Olarinluoma 工厂开始生产。 ALE 的学术研究始于 70 年代的坦佩雷科技大学（Suntola 在那里讲授电子物理学），1980 年代的赫尔辛基科技大学。