对于导电材料的填充技术，早期的金属沉积工艺采用物理气相沉积（Physical VaporDeposition,PVD）工艺。但是，PVD技术的填充能力和台阶覆盖能力都比较弱。为解决上述问题，化学气相沉积（CVD）技术在接触孔钨栓填充上得到应用。在工艺优化后，CVD技术能够提供保型沉积，这意味着比 PVD技术更为优越的填充能力。当集成电路工业引入铜互连技术后，不论 PVD还是CVD技术都不能满足其填充能力的要求。研究发现，电化学沉积（ECD）技术能够提供更为优越的填充技术以满足铜互连技术中的挑战。ECD 技术因其工艺具备自下而上（bottom-up）的特点，因而具有更优越的填充能力，对于高深宽比的间隙来说，这是一种理想的填充方式。在最近发展的替代栅工艺中，金属沉积将面临一些新的技术挑战。

在接触孔钨栓填充、后端互连工艺铜填充以及后栅极工艺中的栅极填充中，一个共同的组成部分是阻挡层或晶籽层沉积或类阻挡层沉积，或可统一成为薄层金属沉积。薄层金属沉积需要良好的台阶覆盖性（step coverage），传统的 MOCVD或PVD工艺在阻挡层或晶籽层沉积上已经沿用多年，随着互连通孔尺寸的减小，台阶覆盖等问题已经成为限制其继续应用的瓶颈。原子层气相沉积（Atomic Layer Deposition,ALD）技术正在逐步成为主流。

ALD过程是在经过活性表面处理的衬底上进行，首先将第一种反应物引入反应室使之发生化学吸附，直至衬底表面达到饱和；过剩的反应物则被从系统中抽出清除，然后将第二种反应物放入反应室，使之和衬底上被吸附的物质发生反应；剩余的反应物和反应副产品将再次通过泵抽或惰性气体清除的方法清除干净，这样就可得到目标化合物的单层饱和表面。这种ALD的循环可实现一层接一层的生长从而可以实现对沉积厚度的精确控制。ALD 技术在台阶覆盖、侧壁及底部覆盖等方面都表现优异，但是ALD沉积速率较低的劣势也亟待改善。

ALD相比传统的MOCVD和 PVD等沉积工艺具有先天的优势。它充分利用表面饱和反应天生具备厚度控制能力及高度的稳定性，对温度和反应物通量的变化不太敏感。这样得到的薄膜既纯度高、密度高、平整，又具有高度的保型性，即使对于纵宽比高达100:1的结构也可实现良好的阶梯覆盖。ALD也顺应工业界向更低的热预算发展的趋势，多数工艺都可以在400°C以下进行。由于 ALD是基于在交互反应过程中的自约束性生长，此工艺必须经过精细的调节来达到最合适的结果。