原子層沉積與普通的化學(xué)沉積有相似之處。但在原子層沉積過(guò)程中，新一層原子膜的化學(xué)反應是直接與之前一層相關(guān)聯(lián)的，這種方式使每次反應只沉積一層原子。

　　原子層沉積是通過(guò)將氣相前驅體脈沖交替地通入反應器并在沉積基體上化學(xué)吸附并反應而形成沉積膜的一種方法(技術(shù))。當前驅體達到沉積基體表面，它們會(huì )在其表面化學(xué)吸附并發(fā)生表面反應。在前驅體脈沖之間需要用惰性氣體對原子層沉積反應器進(jìn)行清洗。由此可知沉積反應前驅體物質(zhì)能否在被沉積材料表面化學(xué)吸附是實(shí)現原子層沉積的關(guān)鍵。氣相物質(zhì)在

　　基體材料的表面吸附特征可以看出，任何氣相物質(zhì)在材料表面都可以進(jìn)行物理吸附，但是要在材料表面的化學(xué)吸附必須具有一定的活化能，因此能否實(shí)現原子層沉積，選擇合適的反應前驅體物質(zhì)是很重要的。

　　原子層沉積的表面反應具有自限制性，實(shí)際上這種自限制性特征正是原子層沉積技術(shù)的基礎。不斷重復這種自限制反應就形成所需要的薄膜。

　　原子層沉積的自限制特征 :根據沉積前驅體和基體材料的不同，原子層沉積有兩種不同的自限制機制，即化學(xué)吸附自限制(CS)和順次反應自限制(RS)過(guò)程。

　　化學(xué)吸附自限制沉積過(guò)程中，反應前驅體輸入到基體材料表面并通過(guò)化學(xué)吸附(飽和吸附)保持在表面。當第二種前驅體通入反應器，起就會(huì )與已吸附于基體材料表面的一前驅體發(fā)生反應。兩個(gè)前驅體之間會(huì )發(fā)生置換反應并產(chǎn)生相應的副產(chǎn)物，直到表面的一前驅體*消耗，反應會(huì )自動(dòng)停止并形成需要的原子層。因此這是一種自限制過(guò)程，而且不斷重復這種反應形成薄膜。

　　與化學(xué)吸附自限制過(guò)程不同，順次反應自限制原子層沉積過(guò)程是通過(guò)活性前驅體物質(zhì)與活性基體材料表面化學(xué)反應來(lái)驅動(dòng)的。這樣得到的沉積薄膜是由于前驅體與基體材料間的化學(xué)反應形成的。

　　對于順次反應自限制過(guò)程，一方面基體材料表面必須先經(jīng)過(guò)表面活化，另一方面，這種沉積反應實(shí)際是半反應⑵和⑶的組合。每個(gè)半反應完成后材料表面的功能基團都會(huì )發(fā)生變化，并且一個(gè)原子層沉積完成時(shí)，材料表面要恢復到初的活化基團狀態(tài)。這種恢復特點(diǎn)以及材料表面原始活性狀態(tài)是區分上述兩種不同的自限制反應沉積過(guò)程的主要因素。