原子层沉积已经存在数十年了，但是这是将ALD高K材料作为逻辑设备中的栅极介电和DRAM的电容器电介质整合起来的努力，这激发了研究社区掌握该技术并扩大其用途范围。
VEECO/CNT ALD系统已用于研究各种高K介电材料，包括AL2O3，HFO2，TA2O5，TIO2和ZRO2。ALD技术的灵活性允许通过膜，IE Altio，HFSIO等的组合或通过在诸如Alon，Hfon和Zron等薄膜中掺入氮的结合来调整膜性能。ALD High-K介电膜特性包括高电容，低泄漏电流和高击穿电压，使其适合电子应用。
硝化HFO2的HRTEM沉积在fiji®上。L-T Huang等。“通过远程NH3等离子体处理的HFO2门电介质的电气特性的改善”，2013年2月1日，Applied Surface Science卷，第89-93页。
fiji®的HRTEM沉积在氮化Al2O3缓冲层上。J-J Huang等。“通过远程等离子体原子层沉积生长的晶体Zro2 /nitrided Al2O3栅极的晶体ZRO2 /NITRIDED AL2O3门堆的改善，” ECS J. Solid State Sci。技术。2013第2卷，第12期，P524-P528
fiji®的HRTEM沉积ZRO2/AL2O3堆栈。A. O’Mahoney等。“通过原子层沉积沉积的MGO或Al2O3的薄界面控制层的结构和电分析，并在MO2/INXGA1-XAS的高K/III-V界面中掺入（M = HF | Zr，x = 0 | 0.53）GATE堆栈，” ECS Transactions，33（2）69-82（2010）。
fiji®的HRTEM沉积SI：HFO2膜。P.D.Lomenzo等。“棕褐色界面性能和电场循环对铁电Si掺杂的HFO2薄膜的影响”，《应用物理学杂志》 117，134105（2015）。
随着主要的逻辑和记忆芯片制造商将高功率ALD膜整合到他们的产品中，ALD技术在Fab中获得了接受，并且搜索了其他设备区域，在这些设备区域中，ALD膜可以在性能和成本方面提供破坏性的增长。
电极
设备电极的材料必须具有适当的特性。低抗性是主要问题，但是其他薄膜特性在内，包括适当的工作功能和与其他设备材料的化学兼容性至关重要。ALD可以生产一系列纯属（PT，RU，NI）以及金属氮化物（TIN）和导电氧化物（RUO2），这些氧化物均已在电子应用中作为电极材料进行了研究。
fiji®沉积的横截面SEM图像锡 - al2O3-TIN沟渠电容器。M. Burke等。“使用原子层沉积的高纵横比虹彩三维金属 - 绝缘子 - 金属电容器”，J。Vac。科学。技术。A 33（1），2015年1月/2月。
a）和b）fiji®的SEM图像沉积了RUO2涂层碳纳米管和C）单个RUO2涂层碳纳米管的TEM。R. Warren等。“用于超级电容器应用的ALD氧化物氧化物纳米管电极”，2014年IEEE第27届微电气机械系统国际会议（MEMS）。
障碍
现代集成电路利用纳米级，多层接线方案将半导体基板上的离散设备互连，以产生有用的电路，提供功率分配以及作为离芯片交流的输入/输出途径。这些互连通常是细的铜系，它们已沉积在支撑并定义连接途径的模式的低k层间介电（ILD）材料上。铜是一种高度移动的材料，如果直接沉积在ILD上，将随着时间的推移散布到介电和设备性能中。
在铜沉积之前，必须将屏障膜沉积在ILD上。屏障膜的较薄，更具导电性是它对互连电阻的总体影响越少。ALD特别适合其沉积具有非常低铜扩散特性的薄质，共形，无针孔和高导电膜的能力。VEECO/剑桥纳米技术系统已经开发了许多ALD氮化物工艺。
fiji®沉积锡的TEM图像。L. Assaud等。“由热和血浆增强原子层沉积生长的高度符合锡薄膜”，ECS固态科学技术杂志，3（7）P253-P258（2014）。