ALD 和 ALE 是微納制造領域的核心工藝技術，它們分別從沉積和刻蝕兩個維度解決了傳統工藝在精度、均勻性、選擇性等方面的挑戰。兩者既互補又相輔相成，未來在半導體、光子學、能源等領域的聯用將顯著加速技術革新。

核心概念與原理

ALD（Atomic Layer Deposition）：

原子層沉積是一種逐層生長薄膜的工藝。

每個循環通過“自限性反應”，將化學前體逐層吸附并反應，沉積一個原子層的材料。

目標：構建具有高均勻性、無缺陷、埃級厚度精度的薄膜。

2. ALE（Atomic Layer Etching）：

原子層刻蝕是逐層去除材料的工藝。

每個循環分兩步完成，首先激活表面化學，然后物理去除一個原子層。

目標：在不損傷材料的基礎上，實現納米級的精準刻蝕。

工藝流程對比

性能與應用對比

應用實例

ALD 應用：

半導體制造：在柵極上沉積高介電常數材料（如 HfO?），減少漏電流并提升器件性能。

納米能源：在太陽能電池上均勻沉積鈍化膜，提高光電轉換效率。

光學與光子學：制造高質量抗反射涂層。

2. ALE 應用：

先進節點技術：用于 7nm 及以下制程中極窄線寬結構的精準刻蝕。

3D NAND 制造：在高深寬比的存儲單元中實現均勻溝槽刻蝕。

MEMS 器件：對微通道或微透鏡陣列進行無損刻蝕。

主要區別總結

目的不同：

ALD 用于添加材料，構建超薄、均勻的薄膜層。

ALE 用于移除材料，加工出超細、精準的結構。

2. 精度驅動機制：

ALD 依賴于化學吸附和分子反應來保證厚度的均勻性。

ALE 通過化學激活和物理刻蝕，確保刻蝕深度可控。

3. 適用范圍：

ALD 偏向表面涂覆、界面構建。

ALE 偏向圖案加工、形貌刻蝕。

未來發展趨勢

ALD 與 ALE 的聯用：

在復雜器件制造中，ALD 可用于涂覆保護層，ALE 精確刻蝕所需形貌。

兩者結合推動高深寬比器件（如 GAA 晶體管、3D 存儲器）的發展。

2. 高效前體開發：

ALD 和 ALE 都需要化學前體，其反應性、選擇性決定了工藝效率與質量。

開發環保型、易清除的高活性前體是未來方向。

3. 設備優化：

提升 ALD 與 ALE 的工藝速率，兼顧量產能力和精度控制，推動技術在先進制程中的應用。

ALD 和 ALE 是微納制造領域的核心工藝技術，它們分別從沉積和刻蝕兩個維度解決了傳統工藝在精度、均勻性、選擇性等方面的挑戰。兩者既互補又相輔相成，未來在半導體、光子學、能源等領域的聯用將顯著加速技術革新。