一种半球形/共形内外表面异质膜层沉积的原子层沉积系统及其使用方法，涉及一种原子层沉积系统及其使用方法。本发明是要解决现有的原子层沉积系统只能进行平面衬底的膜层制备或非平面衬底所有表面膜层的制备，无法对半球形/共形内外表面进行异质膜层沉积的技术问题。本发明采用了前驱体换向阀、外壁前驱体进气口及内壁前驱体进气口，通过前驱体换向阀的调节，可以使前驱体只进入球形/共形基底内表面或外表面，从而实现在内外表面单独沉积，能够有效解决内外表面无法生长异质膜层的难题。本发明实现了在球形/共形内外表面均匀生长膜层，实现了基体上膜厚的不均匀性小于1％(Al2O3薄膜)。