化学气相沉积( Chemical Vapor Deposition,CVD),顾名思义就是利用气态先驱反应物，通过原子、分子间化学反应的途径来生成固态薄膜的技术。与 PVD 不同，CVD 过程大多是在较高的压力(较低的真空度)环境下进行的，较高的压力主要是为了提高薄膜的沉积速率。化学气相沉积按照沉积过程中是否有等离子体参与，可分为一般 CVD(也称为热 CVD)和等离子体增强化学气相沉积(Plasma-Enhanced chemical Vapor Deposition,PECVD)。本文主要介绍 PECVD 技术包括 PECVD 过程和常用的 PECVD 设备及工作原理。

  等离子体增强化学气相沉积是在低压化学气相沉积过程进行的同时，利用辉光放电等离子体对沉积过程施加影响的薄膜化学气相沉积技术。从这个意义上讲，传统的 CVD技术依赖于较高的基底温度实现气相物质间的化学反应与薄膜的沉积,因而可以称为热 CVD技术。

  在 PECVD 装置中,工作气压约为5~500Pa,电子和离子的密度一般可以达到 109~1012个/cm3，而电子的平均能量可达 1~10eV。PECVD 方法区别于其他 CVD 方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需要的激活能。电子和气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，从而显著降低 CVD 薄膜沉积的温度范围,使得原来需要在高温下才能进行的 CVD 过程得以在低温实现。低温薄膜沉积的好处是可以避免薄膜与基底间发生不必要的扩散与化学反应、薄膜或基底材料的结构变化与性能恶化、薄膜与基底中出现较大的热应力等。

大多数化学元素可以通过与化学基团结合而被汽化,例如Si与日反应形成SiH4，而AI与CH3结合形成 AI(CH3)3，等。在热 CVD 过程中,上述气体在通过加热的基底时,吸收一定的热能而形成活性基团,如CH3和 AL(CH3)2等。其后,它们相互结合而沉积为薄膜。而在 PECVD 的场合下,等离子体中电子、高能粒子与气相分子的碰撞将提供形成这些活性化学基团所需要的激活能。PECVD的优点主要表现在以下几个方面:

(1)和传统的化学气相沉积相比,工艺温度更低,这主要是由于等离子体激活反应粒子代替了传统的加热激活；

(2)和传统 CVD 相同,膜层的绕镀性好;

(3)膜层的成分在很大程度上可以任意控制,容易获得多层膜;

(4)通过高/低频混合技术可以控制薄膜应力。