原子層沉積（Atomic Layer Deposition，ALD），zui初稱為原子層外延（Atomic Layer Epitaxy，ALE），也稱為原子層化學氣相沉積（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition，ALCVD）。原子層沉積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工具。ALD的優點包括：
  1.        可以通過控制反應周期數簡單精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*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) ...
  
  ALD的應用包括：
  半導體領域：晶體管柵極電介質層（高k材料），光電元件的涂層，晶體管中的擴散勢壘層和互聯勢壘層（阻止摻雜劑的遷移），有機發光顯示器的反濕涂層和薄膜電致發光(TFEL)元件，集成電路中的互連種子層，DRAM和MRAM中的電介質層，集成電路中嵌入電容器的電介質層，電磁記錄頭的涂層，集成電路中金屬-絕緣層-金屬（MIM）電容器涂層。
  納米技術領域：中空納米管，隧道勢壘層，光電電池性能的提高，納米孔道尺寸的控制，高高寬比納米圖形，微機電系統（MEMS）的反靜態阻力涂層和憎水涂層的種子層，納米晶體，ZnSe涂層，納米結構，中空納米碗，存儲硅量子點涂層，納米顆粒的涂層，納米孔內部的涂層，納米線的涂層。