克服低溫等離子滲氮層質量的缺點，研究人員開發了低溫等離子發生器，當氣壓低于10PA時，就不會產生異常輝光放電了。通過射頻激發微波，或從熱絲上釋放出的高能電子沖擊電離等方式都可以產生等離子體，這些低壓等離子體充滿整個處理空間，其中包含了大量的活性原子，如此會提高滲氮效率。在射頻低溫等離子發生器滲氮中，低溫等離子發生器的產生和基底偏壓是分開控制的，因而能夠分別控制離子能量轉換和基底表面的通量。由于工作氣壓比較低，消耗的氣量也相應降(低)。
       

在原子團滲氮工藝中，低能量轉換的直流輝光放電能夠產生NH原子團，能夠利用這些高活性的原子團來滲氮，整個工藝需要一個外加電源來加熱工件，這與氣體滲氮過程相仿。這種工業不僅能夠精(確)地控制表面拓撲，而且還可以選擇是否形成化合物層，也可以在低溫等離子發生器表面結構特性不改變的前提下，控制化合物層的厚度和擴散層的深度。若金屬表面有窄縫和孔，用這種工藝也可以很容易地實現滲氮。

傳統低溫等離子發生器滲氮工藝采用的是直流或脈沖異常輝光放電。這種工藝在低合金鋼和工具鋼的滲氮處理表現尚可，但對不銹鋼，特別是有奧氏體結構的鋼來說，就表現欠佳。高溫滲氮工藝過程中會析出CrN，所以金屬表面很硬而且耐磨，但缺點是易被腐蝕。低溫和低壓放電技術已成功地解決了這個問題，用這種工藝生產出的改性層包含一個稱為擴展奧氏體的富氮層。