半導体における物理的気相成長（PVD）プロセスは、気化、輸送、凝縮を含む一連のステップを経て、基材上に材料の薄膜を堆積させる。この方法は、半導体製造に不可欠な耐久性、耐腐食性のあるコーティングを作るために極めて重要である。
プロセスの概要
- 気化： 蒸着する材料は、真空環境で高エネルギーのイオン源を用いて気化される。このステップでは、ターゲット材料から原子を除去し、蒸気に変換する。
- 輸送： 気化した材料は、ソースから基板まで低圧領域で輸送されます。この移動は制御された環境で行われ、材料の純度と完全性が保証される。
- 凝縮： 蒸気が基板に到達すると凝縮が起こり、薄膜が形成される。この薄膜は均一で、半導体デバイスの要件に応じて、ナノスケールから可視スケールの厚さまでさまざまです。
詳しい説明
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気化： PVDでは、ターゲット材料は高エネルギー源（通常はイオン砲撃の形）にさらされます。このエネルギーは、ターゲットの表面原子を気化させるのに十分である。汚染防止と環境制御のため、このプロセスは真空チャンバー内で行われる。アルゴンのような不活性ガスの使用は、気化した物質の純度を維持するのに役立つ。
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輸送： 気化された材料は、大きな損失や変質を起こすことなく基板まで輸送されなければならない。真空チャンバー内の低圧環境は、この移動を容易にし、他の粒子との相互作用を最小限に抑え、蒸気が制御された予測可能な方法で基板に到達することを保証します。
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凝縮： 基板に到達した蒸気は凝縮し、薄膜を形成する。この薄膜は、電気的特性（n型やp型の導電性など）や機械的特性（硬度や耐摩耗性など）をもたらすため、半導体デバイスの機能にとって極めて重要です。薄膜の均一性は、半導体の性能や信頼性に影響するため、非常に重要である。
用途と利点
PVDは、高純度、高耐久性、薄膜のコーティングが可能なため、半導体製造に広く利用されています。これらのコーティングは、マイクロチップ、ソーラーパネル、光学レンズなどのデバイスの動作に不可欠です。このプロセスは汎用性が高く、さまざまな材料を蒸着することができ、特定の特性を持つ膜を作るように制御することができる。他の技術との比較
化学気相成長法（CVD）も一般的な手法のひとつだが、PVDは極めて純度の高いコーティングが可能で、さまざまな材料に適しているため、好まれている。どちらの手法も薄膜を成膜することを目的としているが、そのメカニズムや条件が異なるため、異なるシナリオでの適用性に影響を与える。
