原子层刻蚀：工艺、材料兼容性与应用研究进展

曹勇，高远，王正铎，樊秀微，刘忠伟(北京印刷学院 等离子体物理及材料研究室)

摘要：原子层刻蚀（Atomic Layer Etching，ALE）是一种基于“表面改性-刻蚀”循环机制的原子级精度材料去除技术，凭借其单层自限性、高选择性和三维均匀性，被广泛应用于半导体制造、纳米器件加工及光电子器件开发等领域。根据刻蚀过程所需能量来源不同，ALE 技术主要分为热原子层刻蚀（T-ALE）、激光原子层刻蚀（L-ALE）、离子束原子层刻蚀（IB-ALE）和等离子体原子层刻蚀（P-ALE）。文章综述了各类ALE 技术的基本原理、工艺特征及最新研究进展，重点探讨了等离子体原子层刻蚀（P-ALE）在硅基材料、氮化硅、氧化硅及过渡金属化合物等体系中的最新应用。同时，对比国内外发展现状，提出国内ALE 技术有待突破多材料兼容性、工艺稳定性及环保前驱体开发等挑战。最后，展望了ALE技术的未来发展方向，包括激光-等离子体耦合工艺、机器学习驱动的智能化控制及低全球变暖潜能值（GWP）气体替代，为下一代原子级制造技术的研发与应用提供理论支撑。

关键词：等离子体原子层刻蚀；激光原子层刻蚀；热原子层刻蚀；离子束原子层；刻蚀；纳米制造