物理的気相成長法（PVD）は、薄膜コーティングプロセスである。
コーティング材料の原子、イオン、分子を基材に物理的に蒸着させる。
このプロセスは、純金属、金属合金、セラミックのコーティングに使用される。
コーティングの厚さは通常1～10µmです。
PVDの特徴は、真空をベースとしたアプローチにある。
物理的な方法で材料を気化させ、堆積させる。
この点が、化学気相成長法（CVD）のような化学プロセスと異なる点です。
プロセスの概要
1.材料の気化：
蒸着する材料は、最初は固体の状態であるが、様々な方法で気化させる。
この方法には、レーザーパルス、アーク、イオン/電子砲撃などがある。
このステップにより、固体の材料が蒸気の状態に変換される。
2.蒸気の輸送：
気化した材料は、低圧の領域を横切ってソースから基板まで輸送される。
これは通常、蒸着チャンバー内で減圧制御された雰囲気の中で行われる。
3.基板上の凝縮：
基板に到達すると、蒸気は凝縮して薄膜を形成する。
このステップでは、基板表面で蒸気が物理的に固体状態に戻る。
詳しい説明
気化法：
PVDでは、いくつかの技術によって材料の気化を実現することができます。
例えばスパッタリング は、イオンによる高エネルギー砲撃によってターゲット材料の原子を放出する。
この方法では、さまざまな材料を高い精度と均一性で蒸着することができる。
もうひとつの方法は蒸発真空中で材料を沸点まで加熱する。
これにより材料は蒸発し、基板上に堆積する。
輸送と蒸着：
気化した材料の輸送は、均一なコーティングを実現するために非常に重要である。
蒸着チャンバー内の低圧環境は、蒸気がソースから基板まで一直線に移動することを保証します。
これにより、蒸気の経路を変える可能性のある他の粒子との衝突を最小限に抑えることができます。
凝縮と膜形成：
基板上の蒸気の凝縮は、基板温度や蒸気の性質などの要因に影響される。
基板の温度は、凝縮の速度と得られる膜の構造に影響を与える。
基板温度が高ければ、より結晶性の高い構造になる。
温度が低いとアモルファス膜になることがある。
用途とバリエーション
PVDは、エレクトロニクス、光学、航空宇宙など様々な産業で広く使用されている。
材料の特性を向上させる薄膜の成膜に使用される。
このプロセスは、さまざまな材料や目的に適合させることができる。
例えば反応性蒸着 では、蒸気がチャンバー内でガスと反応し、窒化チタン（TiN）のような化合物材料を形成する。
このような多様性により、PVDは先端デバイスやコンポーネントの製造において重要な技術となっている。
要約すると、物理的気相成長法は、基板上に薄膜を蒸着するための多用途で精密な方法である。
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