比較·最後更新 2026年10月8日
APECVD（電漿CVD）
vsBLPCVD（低壓熱CVD）
PECVD與LPCVD的差異（電漿CVD vs 熱CVD）
PECVD與LPCVD都是CVD（化學氣相沉積）的一種方式，但活化能量的來源根本不同。PECVD（Plasma Enhanced CVD）以RF電漿在低溫（200～450°C）活化反應氣體，使金屬導線形成後的低溫絕緣膜沉積成為可能。LPCVD（Low Pressure CVD）只靠熱能在高溫（400～900°C）下反應，形成高密度、低含氫的高品質薄膜。標準的分工是：前段製程（FEOL）的高溫步驟用LPCVD，導線形成後的低溫步驟（BEOL）用PECVD。
Verdict結論
PECVD與LPCVD最大的差異在於「引發反應的能量來源」。PECVD以RF電漿活化氣體，可在150～450°C的低溫沉積，能用於金屬導線形成後（BEOL）的絕緣膜。LPCVD只靠熱能反應，需要400～900°C的高溫，但可得到膜密度高、含氫量少的高品質薄膜，用於前段製程（FEOL）的poly-Si與Si₃N₄。
主要差異
PECVD（電漿CVD）與LPCVD（低壓熱CVD）依比較面向比較| 比較面向 | PECVD（電漿CVD） | LPCVD（低壓熱CVD） |
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| 活化能量來源 | RF電漿（13.56 MHz）或微波・ICP | 僅熱能（電爐・燈管加熱） |
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| 沉積溫度 | 150～450°C（適用金屬導線形成後的低溫步驟） | 400～900°C（poly-Si・Si₃N₄等為600～800°C） |
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| 真空壓力 | 0.1～10 Torr（依製程而異） | 0.1～2 Torr（LPCVD以更低壓力均勻沉積） |
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| 膜質（密度・氫） | 沉積溫度低，膜密度略低。容易含有Si-H・N-H鍵（氫） | 高溫沉積，膜密度高、含氫量少的高品質薄膜 |
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| 薄膜應力 | 可藉RF頻率・功率・壓力在壓應力～張應力之間調整 | 以溫度曲線控制。多為張應力膜 |
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| 晶圓處理方式 | 單片式（單晶圓）或小批次。多為叢集式設備架構 | 以直立式爐管大批次處理（25～200片/爐）。以每片晶圓計算的產能高 |
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| 代表性適用膜種 | TEOS-SiO₂（ILD）・SiN（蝕刻停止層）・SiC・SiOC（Low-k ILD）・a-Si | 高品質Si₃N₄・poly-Si・TEOS-SiO₂（STI）・WSi₂（多晶矽化物） |
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| 代表設備廠商 | 應用材料（Producer/Precision 5000）・科林研發・東京威力科創（Trias）・Novus | 國際電氣（KOKUSAI ELECTRIC，前日立國際電氣）・東京威力科創（Alpha-8S）・ASM International・Centrotherm |
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PECVD在金屬導線形成後不可或缺的原因
在半導體的多層內連線結構（BEOL：Back-End-of-Line）中，形成鋁（Al）或銅（Cu）金屬導線後，必須沉積絕緣膜（ILD：層間介電層）。Al的熔點為660°C、Cu約1085°C，但為了確保導線結構的可靠度並防止阻障金屬劣化，沉積溫度要求在400°C以下。LPCVD無法滿足這項條件，而PECVD藉由電漿活化可在200～400°C沉積高品質的SiO₂・SiN，因此成為BEOL的標準製程。
LPCVD擅長形成高品質薄膜的原因
LPCVD將爐內加熱到600～900°C，在低壓（0.1～2 Torr）條件下使氣相發生熱分解與反應。由於不使用電漿，膜中混入的氫少，可得到膜密度高、電氣特性佳、階梯覆蓋率好等高品質薄膜。特別是閘極電極用的poly-Si（550～650°C）、間隙壁與蝕刻硬遮罩用的Si₃N₄（700～800°C）、STI（Shallow Trench Isolation）用的TEOS-SiO₂等，都以LPCVD形成。直立式爐管可一次處理100片以上，因此每片晶圓的處理成本也較低。
PECVD與LPCVD的具體分工
前段製程（FEOL）的元件形成階段可容許高溫，因此以LPCVD為主力。另一方面，BEOL導線形成之後受低溫限制，必須使用PECVD。代表性的步驟配置為：①STI（淺溝槽隔離）填充→HDPCVD（高密度電漿CVD）與LPCVD的組合，②閘極間隙壁Si₃N₄→LPCVD，③BEOL層間介電層SiO₂→PECVD，④蝕刻停止層SiN→PECVD（低溫），⑤保護層（最終保護層）→PECVD。
常見問題
PECVD與LPCVD最大的差異是什麼？
最大的差異在於活化能量的來源與沉積溫度。PECVD以RF電漿活化反應氣體，可在150～450°C沉積，因此能用於金屬導線形成後的低溫步驟（BEOL）。LPCVD只靠熱能，需要400～900°C的高溫，因此只能用於金屬導線形成前的前段製程（FEOL）。此外在膜質上，LPCVD通常密度較高、含氫較低，品質較好。
LPCVD是什麼？（LPCVD的定義）
LPCVD（Low Pressure CVD：低壓化學氣相沉積）是在通常0.1～2 Torr的低壓下將爐內加熱到600～900°C，只靠熱能引發化學反應來成長薄膜的CVD方式。以直立式爐管（批次爐）可一次處理100～200片晶圓，能沉積高品質的poly-Si・Si₃N₄・TEOS-SiO₂。由於不使用電漿，膜中含氫少，可得到高密度的薄膜。
PECVD能沉積的主要膜種有哪些？
PECVD主要適用的膜種有：①TEOS-SiO₂（以四乙氧基矽烷為原料的ILD用氧化膜），②SiN（蝕刻停止層・間隙壁・保護層），③SiC・SiCN（銅導線的覆蓋層・擴散阻障層），④SiOC・SiOF（Low-k ILD：相對介電常數2.2～3.0），⑤非晶矽（a-Si）等。都對應需要在400°C以下低溫沉積的應用。
PECVD設備廠商有哪些？請介紹主要廠商。
PECVD的主要設備廠商有：應用材料（Applied Materials：以Producer GT・Precision 5000系列擁有最大市占率）、科林研發（Lam Research：Vector System系列等PECVD/CVD）、東京威力科創（TEL：Trias CVD）、Novus（專攻PECVD）等。應用材料在單片式PECVD特別強，在先進邏輯與記憶體領域維持高市占率。
PECVD與LPCVD哪一種晶圓處理量（產能）較高？
無法一概而論，兩者的處理方式不同。LPCVD以直立式爐管一次處理25～200片晶圓（批次處理），每1批處理量大，但爐管升溫與降溫需要時間。PECVD多為單片處理，每1個腔體的WPH（片/小時）通常較高（也有200 WPH以上的機型），但以一批的絕對片數來說不如LPCVD。成本效率則多半是LPCVD較高。
PECVD膜的品質比LPCVD膜差嗎？
由於沉積溫度低，PECVD膜一般比LPCVD膜的密度略低，含有較多Si-H・N-H鍵（氫）。因此濕式蝕刻耐受性、機械強度與電氣絕緣性有時會略遜於LPCVD膜。不過只要最佳化PECVD的製程條件（RF頻率・功率・壓力・氣體比例），品質可以大幅提升。在BEOL受溫度限制只能選擇PECVD，也能形成具充分實用品質的薄膜。