PECVD là sử dụng vi sóng hoặc tần số vô tuyến để ion hóa khí chứa nguyên tử thành phần màng mỏng, tạo thành plasma cục bộ, plasma có hoạt tính hóa học rất mạnh, dễ dàng phản ứng, lắng đọng màng mỏng mong muốn trên tấm nền. Để phản ứng hóa học có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn, sử dụng hoạt tính của plasma để thúc đẩy phản ứng.
Quy trình này chủ yếu được ứng dụng trong lớp phủ DLC.

Ưu điểm: Nhiệt độ cơ bản thấp; Tốc độ lắng đọng nhanh; Chất lượng màng tốt, ít lỗ kim, không dễ nứt