随着半导体工艺尺寸的不断减小,具有高保形性、膜厚精确可控的原子层沉积技术得到了更多的重视。然而,随之而来的图形密度与工艺复杂度的提升,加大了参数调节难度。利用计算机模拟工艺过程,可降低工艺调节成本、加快工艺制程,是解决上述问题的最好方法。本文在已有相关研究的基础上,结合众模型的优点,开发出一套计算速度快、精度较高的原子层沉积模拟仿真算法。并利用MATLAB软件开发了ALD工艺仿真程序,可直观演示沉积表面轮廓的变化过程。为国内ALD工艺仿真建模提供了新思路。首先,本文分析了ALD沉积工艺的基础理论和反应机理,并对先进工艺节点中高深宽比结构、SAXP工艺等做了介绍;总结了微观表面过程模型、基于稳态理论模型和宏观设备尺度模型在参数多少和计算量上的优劣;介绍了两种常用的沉薄膜积生长系统算法:元胞自动机法和几何法。其次,本文建立了稳态过程模块化ALD沉积模型,利用前驱体分布模块、表面反应耦合模块完成了关键变量的计算与传递。再利用生长模块完成表面轮廓演化;利用模型对平面生长进行模拟,得到与实际误差极小的生长速率（300℃下0.0738nm/cycle）模拟结果;接着,增加生长方向识别算法,使之能够完成垂直孔型结构剖面沉积轮廓仿真工作,并利用工艺生产数据验证了模型轮廓的高拟合度;并拟合了温度与生长速率的对应关系;创新建立了倾角侧壁孔的剖面沉积模型。最后,选用MATLAB软件完成模型程序开发。以HfO₂薄膜ALD沉积为例,利用模型对孔型结构的不同衬底尺寸（半径、深度、深宽比）进行仿真,结果显示,深孔、窄孔和深宽比大于30的孔,孔底生长速率会减慢;还对不同反应环境条件下的ALD沉积进行仿真,结果显示,极限的循环次数与不足的前驱体剂量会使得孔底部生长速率减慢;还利用本模型对先进的应用场景中高深宽比结构、SAXP中沉积步骤进行模拟,得到较好的模拟结果。