物理气相外延(playsical    vapor   epitaxy，PVE)

在真空中利用气态原子进行金属、半导体薄膜材料制备的一种方法。在真空条件下加热(或溅射)膜材。形成膜材原子(或分子)束，沉积到单晶基底上，沉积膜的结晶取向与基底单晶取向相同。膜材与基底材料相同时称同质外延，膜材和基底材料不同时称异质外延。物理气相外延由于形成气态膜材原子方式的不同，通常包括：(1)分子束外延(MBE)；(2)离子束外延(IBE)；(3)离子团束外延(ICBE)。

物理气相外延具有以下特点：第一，膜材原子(分子或离子)束依靠自身的热能或加速的动能沉积到单晶基底上，要求的单晶基底温度相对比较低(通常500～600^oC)，可以避免相互扩散和有利于降低外延层中缺陷密度。第二，外延生长是在高真空(或超高真空)中进行，生长速率很慢，可对膜的厚度、组分和杂质进行精确控制，实现原子层生长，精确控制不同膜材交替生长制备新型超晶格材料。第三，沉积的原子具有能量，提高了表面迁移率，外延层有极好的平整度。第四，可对单晶膜生长机制和薄膜的微观结构进行原位观察。

物理气相外延中，薄膜是由蒸发原子(或分子)凝聚或附着在基片上形成的。它不是一种简单的原子堆积，而是在基底表面沿一定方向有规则地排列。对外延膜形成过程已提出了几种理论模型，部分地为实验结果所证实，但还得有一种统一的理论来说明在基底表面的成核过程和生长结构特征。实验上，影响外延膜形成的主要因素有膜材和基底材料的种类、膜材的气化温度、气化速率、离子能量、基底温度和真空环境。

物理气相外延已成为电子薄膜材料研究和生产的一种重要工艺技术。用ICBE技术在200～500^oC范围可生长GaAs、ZnS和CdTe等多种薄膜；MBE技术是物理气相外延中发展最为迅速的一种工艺技术，已成功地制备了多种超晶格材料并已获得实际应用。