等离子体的性质
等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedCVD，PECVD)中等离子的性质是依靠等离子体中电子的动能去激活气相的化学反应。由于等离子体是离子、电子、中性原子和分子的集合体，在宏观上呈电中性。在等离子体中，大量的能量存储在等离子体的内能之中。等离子体分为热等离子体和冷等离子体。PECVD系统中是冷等离子体，它是通过低压气体放电而形成的。这种在几百帕以下的低气压下放电所产生的等离子体是一种非平衡的气体等离子体。这种等离子体性质是
(1)电子和离子的无规则热运动超过了它们的定向运动。
(2)它的电离过程主要是由快速电子与气体分子碰撞引起。
(3)电子的平均热运动能量比重粒子，如分子、原子、离子和自由基等粒子的运动能量高1~2个数量级。
(4)电子和重粒子碰撞后的能量损失可在两次碰撞之间从电场中补偿。
由于PECVD系统是低温的平衡等离子体，其电子温度Te和重颗粒的温度Ti并不相同，很难用少量的参量来表征一个低温非平衡等离子体。在PECVD技术中，等离子体的首要功能是产生具有化学活性的离子和自由基。这些离子和自由基与气相中的其他离子、原子和分子发生反应或在基体表面引起晶格损伤和化学反应，其活性物质的产额是电子密度、反应剂浓度及产额系数的函数。也就是说，活性物质的产额取决于电场强度、气体压强以及碰撞时粒子的平均自由程。由于等离子体内的反应气体因高能电子的碰撞而离解，使化学反应的激活位垒得以克服，可使反应气体的温度降低。PECVD与常规CVD主要区别在于化学反应的热力学原理不同。在等离子体中气体分子的离解是非选择性的，所以，PECVD沉积的膜层与常规的CVD完全不一样。PECVD产生的相成分可能是非平衡的独特成分，它的形成已不再受平衡动力学的限制。最典型的膜层是非晶态。
1)沉积温度低。
(2)降低因膜/基材料线膨胀系数不匹配所产生的内应力。
(3)沉积速率相对较高。特别是低温沉积利于获得非晶态和微晶薄膜。
由于PECVD的低温工艺，可减少热损伤，减低膜层与衬底材料之间的互扩散及反应等，使电子元器件在制成前或因返修需要，都可进行镀膜。对于超大规模集成电路(VLSI、ULSI)制作来说，Al电极布线形成之后，作为最终保护膜的硅氛化膜(SiN)的形成，以及平坦化，作为层间绝缘的硅氧化膜的形成等，都成功地应用了PECVD技术。作为薄膜器件，以玻璃为基板的有源矩阵方式的LCD显示器用薄膜三极管(TFT)的制作等，也成功地采用了PECVD技术。随着集成电路向更大规模、更高集成度发展和化合物半导体器件的广泛应用，需要PECVD在更低温度、更高电子能量的工艺下进行。为适应这一要求，要开发更低温度下能形成更高平直的薄膜技术。采用ECR等离子体及采用螺旋等离子体的新型等离子体化学气相沉积(PCVD)技术，对SiN、SiOx膜进行了广泛研究，并在用较大规模集成电路层间绝缘膜等方面，已达到实用化程度。
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