PVD（Physical Vapor Deposition／物理気相成長）は、蒸発・スパッタリングなどの物理的プロセスによって固体材料を気化し、ウェハ表面に薄膜を堆積させる成膜技術の総称です。化学反応を利用するCVD（化学気相成長）とは異なり、材料の物理的な状態変化（固体→気体→固体）を利用するため、高純度な金属膜の形成に適しています。
主な手法は2種類です。スパッタリングは、アルゴンイオンをターゲット材料に衝突させて原子を弾き飛ばし、ウェハ上に堆積させます。現在の半導体製造ではマグネトロンスパッタリングが主流で、金属配線・バリアメタル・シード層の形成に広く使われます。真空蒸着（Evaporation）は、材料を電子ビームや抵抗加熱で蒸発させる手法で、太陽電池や化合物半導体デバイスの製造に用いられます。
半導体製造でのPVDの主な用途は、銅ダマシン配線プロセスにおけるTaN/Taバリアメタルと銅シード層の形成、アルミニウム配線、コンタクト材料のチタン・窒化チタン（Ti/TiN）、ゲートメタルなどです。バリアメタルとシード層は薄くて均一な成膜が求められ、装置の精密な制御が不可欠です。
PVDの利点は、低温（室温〜数百℃）での成膜が可能な点と膜純度の高さです。しかし、ステップカバレッジ（深い穴・溝の内壁への均一な成膜）はCVDやALDに劣ります。このため、微細なビアやトレンチへの充填にはCVD/ALDタングステンや電解メッキ銅が使われ、PVDはバリア・シード層に限定される傾向があります。
先端ノードでは、イオナイズドPVD（i-PVD）やHigh Power Impulse Magnetron Sputtering（HiPIMS）などの高指向性スパッタ技術が採用されています。これにより、高アスペクト比の構造内部へのバリアメタル被覆性を向上させています。主要装置メーカーはApplied Materials（Endura系）が圧倒的シェアを持ちます。