Esistono dozzine di metodi diversi per la deposizione di silicio a film sottile, ma generalmente possono essere suddivisi in tre categorie. Esistono processi di deposizione di reazioni chimiche, come la deposizione di vapore chimico, l’epitassia a fascio molecolare e l’elettrodeposizione. La deposizione fisica da vapore è un processo di deposizione in cui avviene solo una reazione fisica. Esistono anche processi ibridi che utilizzano mezzi fisici e chimici, tra cui la deposizione mediante polverizzazione catodica e metodi di scarica a gas o bagliore.
La deposizione fisica da vapore è correlata alla varietà di tecnologie di sputtering utilizzate e comporta l’evaporazione del materiale da una sorgente e il suo trasferimento in strati di silicio a film sottile su un substrato bersaglio. Il materiale sorgente viene evaporato in una camera a vuoto, facendo sì che le particelle si disperdano equamente e ricoprano tutte le superfici della camera. I due metodi utilizzati per la deposizione fisica da vapore sono i fasci di elettroni, o e-beam, per riscaldare ed evaporare il materiale sorgente, o l’evaporazione resistiva utilizzando un’elevata corrente elettrica. La deposizione per polverizzazione utilizza un vuoto parziale caricato con un gas inerte ma ionizzato, come l’argon, e gli ioni carichi vengono attratti dai materiali target utilizzati, che rompono gli atomi che poi si depositano sul substrato come silicio a film sottile. Esistono molti tipi diversi di sputtering, inclusi ioni reattivi, magnetron e sputtering di fasci di cluster, che sono tutte variazioni su come viene eseguito il bombardamento ionico del materiale sorgente.
La deposizione chimica da vapore è uno dei processi più comuni utilizzati per produrre silicio a film sottile ed è più preciso dei metodi fisici. Un reattore è riempito con una varietà di gas, che interagiscono tra loro per produrre sottoprodotti solidi che si condensano su tutte le superfici del reattore. Il silicio a film sottile prodotto in questo modo può avere caratteristiche estremamente uniformi e purezza molto elevata, il che rende questo metodo utile per l’industria dei semiconduttori così come nella produzione di rivestimenti ottici. Lo svantaggio è che questi tipi di metodi di deposizione possono essere relativamente lenti, spesso richiedono camere del reattore che funzionano a temperature fino a 2,012° Fahrenheit (1,100° Celsius) e utilizzano gas molto tossici, come il silano.
Ciascuno delle decine di diversi processi di deposizione deve essere considerato quando si produce silicio a film sottile, poiché ognuno ha i propri vantaggi, costi e rischi unici. Le prime camere a ioni reattive sono state sospese dal pavimento del laboratorio per isolarle, poiché dovevano essere caricate a 50,000 volt e potevano cortocircuitare l’attrezzatura del computer anche se si trovavano semplicemente sul cemento nelle vicinanze. I tubi di rame di dodici pollici di diametro che correvano da questi reattori nel substrato roccioso sotto il pavimento di produzione, erano colloquialmente conosciuti come “bastoni di Gesù” dagli operai del laboratorio, con riferimento al fatto che chiunque lo avesse toccato avrebbe parlato con Gesù poiché avrebbe ucciso lui o lei. Prodotti come le celle solari sensibilizzate al colorante offrono un approccio nuovo, meno pericoloso e meno costoso alla produzione di film sottili, in quanto non richiedono substrati semiconduttori di silicio precisi e possono essere prodotti a temperature molto più basse di circa 248° Fahrenheit (120° Centigrado).