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微电子技术的发展促使半导体材料研究的迅猛发展，特别是半导体器件特征尺寸的不断减小对纳米薄膜技术提出了更高的要求。 与传统薄膜制备技术相比，原子层沉积技术(ALD)以交替饱和的气相-固相表面反应为基础，理论上每个反应周期只沉积出一个原子层，使得薄膜厚度精确控制在纳米量级成为了可能，因而在半导体工业界引起了广泛关注。然而，当前商用ALD技术由于金属有机反应源配体的位阻效应、衬底表面反应活性位点的限制等使得ALD技术的生长速率往往小于单个原子层沉积的特点，沉积所得薄膜的晶体取向存在随机不可控性，薄膜质量往往是存在较多缺陷的多晶薄膜，远远不能满足集成电路发展对材料精度的要求。 针对以上问题，我组首次提出了一种可变电场调制的远程等离子体原子层沉积(E-PEALD)技术并发表了相关专利。该方法是通过在PEALD系统的衬底中施加了大小和方向可调的直流电压，利用电场对极性反应源分子的偶极力矩作用、等离子体源的电场力作用以及对前驱体的静电吸附作用，实现对薄膜晶格形成机制、生长以及掺杂过程的调控，进而突破传统岛状形核长大的生长机制，实现面化学吸附反应，对超薄二维材料的制备具有重要的优势。 本文的主要研究工作有: 1)详细讨论了原子层沉积技术(ALD)以及等离子体增强原子层沉积技术(PEALD)的物理机制，并针对上述技术的缺点，首次提出了可变电场调制的远程等离子体原子层沉积(E-PEALD)技术，研究了E-PEALD技术的全新的薄膜生长机制。并采用模块化结构设计方案，完成了E-PEALD设备的搭建。 2)参与研发了E-PEALD设备中影响反应条件精确性和稳定性的温控和流量控制模块。讨论了经典PID控制理论，并将其离散化处理应用在数字控制系统中。针对手工整定PID参数依赖经验、效率低下且效果不佳，严重影响了E-PEALD设备工艺条件精确稳定的缺点，本人对PID参数全新的整定方法进行了创新性探索，提出了采用蚁群算法智能整定PID控制参数的方法，收到了十分优异的效果，对进一步提高E-PEALD设备工艺条件的稳定性和可重复性打下了良好的基础。 3)采用本组自行研发的E-PEALD设备进行了第一阶段的实验，采用二乙基锌和水为前驱体源制备了氧化锌薄膜，我们通过改变通入二乙基锌的时间研究了锌源的进气时间对制备出的氧化锌薄膜性质的影响，此外，我们还研究了长反应周期数(1000cycle)条件下制备出的氧化锌薄膜的各方面性质。通过这一阶段的实验，初步验证了设备的稳定性与可靠性，为后续引入可控电场打下良好基础。