PVD・スパッタリングとは？半導体の金属薄膜を成膜する技術をわかりやすく解説【2026年版】

結論：PVD（Physical Vapor Deposition）はターゲット材料に粒子をぶつけて飛散させ、ウェハ上に金属薄膜を形成する技術。Cu配線のバリア層・シード層・メタルゲート電極など金属薄膜形成の主力技術であり、Applied Materialsが装置市場を独占する。

PVDとCVDの違い

薄膜成膜技術には大きく2種類ある。CVD（化学気相堆積）はガス反応で膜を形成し段差被覆性が高く絶縁膜に適する。一方、PVD（物理気相堆積）は物理的な飛散で膜を形成し、金属薄膜に適して純度が高い。PVDの代表的方式がスパッタリングだ。アルゴンイオンでターゲット（Ti・Ta・Cuなど）を叩き、はじき出た原子がウェハに付着して薄膜を形成する。

半導体製造での主な用途

• バリア層：Cu配線がSiO₂に拡散するのを防ぐTaN/Ta層（厚さ2〜5nm）
• シード層：Cu電解めっきの核となるCu薄膜（数十nm）
• メタルゲート電極：TiN・TaN等のHKMGゲート電極形成
• Al配線・Wプラグ：旧世代ノードおよびコンタクトプラグ

先端ノードではバリア層・シード層の厚さが1nm以下になりつつあり、PVDの限界に対してALDとのハイブリッド工程（ALD＋PVDシード）が採用される場面が増えている。

投資・M&A視点

PVD装置市場はApplied Materials（Enduraプラットフォーム）が世界シェア70%以上を独占。先端ノードへの移行でバリア層の薄膜化要求が厳しくなり、ALDとのハイブリッド工程需要が拡大している。Applied Materialsの高シェアはこの分野での設備投資計画に直結し、TSMCやSamsungの投資サイクルをそのまま反映する。

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