Il processo a film sottile può comportare una serie di diverse procedure chimiche o fisiche. Le tecniche di lavorazione del film sottile più comuni utilizzano sostanze chimiche liquide o gassose, metodi di evaporazione o il processo di sputtering. Combinazioni di queste tecniche sono comuni anche nel processo a film sottile, che consente un maggiore controllo sulle proprietà del prodotto finale. Il processo a film sottile può essere di natura fisica o chimica.
I prodotti chimici, sia in forma liquida che gassosa, possono essere utilizzati per creare un film sottile. La deposizione chimica da vapore, ad esempio, espone un materiale a una sostanza chimica che si decompone o reagisce al materiale. Ci sono spesso sottoprodotti pericolosi o volatili creati durante questo processo, quindi i laboratori devono essere attrezzati per smaltire i prodotti chimici risultanti. Il riscaldamento del substrato può aumentare la crescita del film sottile durante la deposizione chimica da vapore.
L’evaporazione è un altro processo comune a film sottile. Nell’evaporazione, il materiale target viene riscaldato fino a quando non evapora o sublima. Una volta che la sostanza è un gas, viene rilasciata in una camera che contiene il substrato su cui si formerà il film sottile. La sostanza colpisce il substrato e forma un film sottile.
Esistono diverse macchine che possono essere utilizzate per evaporare i materiali target. Queste macchine possono riscaldare un materiale target su una bobina riscaldata, una piastra o in una camera riscaldata. Le sostanze possono anche essere evaporate se vengono colpite da un fascio di elettroni o fotoni ad alta intensità, come quelli emessi da un laser.
Il processo di sputtering, chiamato anche deposizione di sputter o sputtering di magnetron reattivo, è un processo a film sottile comunemente usato. Durante questo processo, un substrato viene posto in una camera a vuoto in una macchina specializzata. L’aria viene aspirata dalla camera e il materiale target viene rilasciato nella camera sotto forma di gas. Magneti potenti creano una carica che fa sì che il materiale bersaglio si ionizzi e si depositi sul substrato. Lo spostamento del substrato avanti e indietro durante questo processo assicura che il film sottile sia distribuito uniformemente sulla sua superficie.
Il processo a film sottile crea film sottili di vari elementi o molecole che variano da poche a poche centinaia di atomi di spessore. I film sottili hanno molti usi e sono componenti comuni in computer, dispositivi ottici e come filtri colorati per fotocamere e telescopi. I film sottili sono comunemente realizzati in titanio, alluminio, oro, argento e leghe di questi metalli. I substrati comuni includono metalli, plastica, vetro e ceramica.