原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）是一种先进的薄膜制备技术，通过逐层自限制反应实现原子级精度的薄膜生长。近年来，随着微纳加工技术的快速发展，ALD因其优异的均匀性、保形性和厚度可控性，在半导体、光电子、新能源等领域展现出巨大的应用潜力。

ALD技术与微纳加工的结合

微纳加工是指制造微米或纳米尺度结构与器件的技术，广泛应用于集成电路、MEMS（微机电系统）、传感器等领域。ALD凭借其独特的优势，成为微纳加工中不可或缺的工艺手段。

高保形性与均匀性

ALD通过交替通入前驱体气体，使薄膜在基底表面逐层生长，即使在高深宽比结构（如纳米孔、三维结构）中也能实现均匀覆盖。这一特性使其在微纳加工中尤为重要，例如在FinFET晶体管制造中，ALD沉积的高k介质层能有效提升器件性能。

纳米级厚度控制

微纳加工对薄膜厚度的要求极为严格，ALD通过循环次数精确控制薄膜厚度（可达亚纳米级），满足纳米器件对材料性能的苛刻需求。例如，在柔性电子器件中，ALD沉积的氧化铝薄膜可作为高效阻隔层，延长器件寿命。

低温工艺兼容性

传统薄膜沉积技术（如CVD）通常需要高温，而ALD可在低温（甚至室温）下进行，适用于对温度敏感的微纳结构加工，如有机电子器件或生物传感器。

ALD在微纳加工中的典型应用

半导体制造：ALD沉积的High-k介质（如HfO₂）用于先进逻辑芯片，提升晶体管性能。

纳米光学器件：通过ALD制备的超薄金属氧化物薄膜可用于光子晶体、超表面等纳米光学结构。

能源存储：在锂离子电池中，ALD包覆的纳米电极材料可显著提高循环稳定性。

未来展望

随着微纳加工技术向更小尺度、更高集成度发展，ALD将在新型存储器（如MRAM）、量子器件、仿生纳米材料等领域发挥更大作用。同时，开发新型前驱体、提升沉积速率、降低成本将是ALD技术未来的重点研究方向。

总之，原子层沉积作为微纳加工的核心技术之一，将持续推动纳米科技与高端制造的进步，为下一代电子、光电子及能源器件提供关键工艺支持。