PECVD：是藉助微波或射頻等使含有薄膜成分原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學活性很強，很容易發生反應，在基片上沉積出所期望的薄膜。為了使化學反應能在較低的溫度下進行，利用了等離子體的活性來促進反應，因而這種CVD稱為等離子體增強化學氣相沉積(PECVD).本文將和大家講解一下PECVD。
Part 1.PECVD技術的原理
物質普遍存在的形態與一定數量級的結合能基本上是一一對應的。我們一般會把固態稱之為物質的第一態，當分子中的動能超過其在晶體中的結合能時，晶體的固有結構就會被破壞，進而轉化為液體（物質的第二態）；當在第二態下的分子動能超過範德華力鍵結合能時，液態會轉化為氣態（物質的第三態）；其中氣體在特殊條件下受到高能激發，產生了電離，導致氣體中的部分外層電子脫離了原子核，變成由電子、正離子以及中性粒子組成的一種混合集合體形態，該形態我們稱為物質的第四態——等離子體。
PECVD（等離子體增強化學氣相沉積技術），是通過外部增加的電場作用於系統內所參與反應的氣體，使氣體電離進而產生輝光放電的效應，通過較高能量的等離子體來激活其化學反應，實現對應薄膜的沉積。具體原理詳見下圖：
在開頭關於離子體介紹中提到，等離子體是電子、正離子和中性粒子組成的一種混合集合體形態，這些粒子之間會不斷地進行碰撞，在碰撞中就會發生能量的相互交換，由於離子的質量要遠大於電子質量，導致這種相互碰撞的能量交換方式進行的很緩慢，因此從宏觀上看，離子體的內部粒子集合形態表現為一種熱力學趨於平衡的狀態。但是從微觀上來看，離子體的內部粒子集合形態仍然處於被激發的高能狀態，內部的高能量的電子與處於該場中的氣體分子發生碰撞，產生的能量足以使分子鍵斷裂，進而生成新的物質。從整體上看，由於系統內部反應氣體在反應腔體內電激活為離子體，此過程會伴隨產生熱量，避免了外部的為反應提供較多的熱量，使其在較低溫度甚至常溫下可以在基板上形成薄膜。
上文中提到PECVD反應過程中，各種粒子之間一直在產生碰撞，特別是在與高能量的電子的碰撞，高能量的電子會將氣體分子電離，形成大量氣體電離後的離子和很多較高自由能的活性基團；這些較高自由能的活性基團與周圍其他的活性基團、未形成活性基團的氣體分子或者其基團本身相互間進行複雜的反應，向沉積需要的活性基團方向發展；沉積需要的活性基團以及還沒有經過活化的氣體分子擴散到基板的表面，在整個反應結束之後，這些氣體將會被直接排出腔體；在襯底上，由於活化作用而產生的活性化學基團之間會發生相互作用，反應的產物最終會沉積於基板上。
Part 2PECVD技術的優點
①反應所需溫度較低，偏於不必處於較高的溫度氛圍下，成膜與基片間的應力問題得到了相對地改善。
②PEDCVD工作氣壓相對較低，反應物中的自由程較短，能夠更較精確的去控制成膜的厚度提高成膜的均勻性。
③應用範圍廣，可在不同基底上生長晶態或者非晶態的薄膜。
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Part 3目前PCVD設備調試的基本狀況
根據生成的不同薄膜選擇合適的反應氣體參與反應，目前設備的適用範圍：主要用於沉積SiOX，SiNX,SiONX，相關反應式如下：
通過控制氣體的反應時間來控制成膜的厚度，不同類型、不同厚度的薄膜在自然光照射下呈現出不同的顏色。部分成膜厚度與顏色的對應關係如下：
小結：PECVD工藝設備中對應的反應腔體壓力、射頻功率、反應溫度都會影響最終的成膜質量，根據不停形貌、不同類型的薄膜優化調整相關的參數，以達到最終的成膜效果。
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