Η διαδικασία λεπτής μεμβράνης μπορεί να περιλαμβάνει μια σειρά από διαφορετικές χημικές ή φυσικές διαδικασίες. Οι πιο κοινές τεχνικές επεξεργασίας λεπτής μεμβράνης είναι η χρήση χημικών υγρών ή αερίων, οι μέθοδοι εξάτμισης ή η διαδικασία ψεκασμού. Συνδυασμοί αυτών των τεχνικών είναι επίσης συνηθισμένοι στη διαδικασία λεπτής μεμβράνης, η οποία επιτρέπει περισσότερο έλεγχο των ιδιοτήτων του τελικού προϊόντος. Η διαδικασία της λεπτής μεμβράνης μπορεί να είναι φυσικής ή χημικής φύσης.
Χημικές ουσίες, είτε σε υγρή είτε σε αέρια μορφή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία λεπτής μεμβράνης. Η εναπόθεση χημικών ατμών, για παράδειγμα, εκθέτει ένα υλικό σε μια χημική ουσία που αποσυντίθεται ή αντιδρά στο υλικό. Συχνά δημιουργούνται επικίνδυνα ή πτητικά υποπροϊόντα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, επομένως τα εργαστήρια πρέπει να είναι εξοπλισμένα για να απορρίπτουν τις προκύπτουσες χημικές ουσίες. Η θέρμανση του υποστρώματος μπορεί να ενισχύσει την ανάπτυξη της λεπτής μεμβράνης κατά την εναπόθεση χημικών ατμών.
Η εξάτμιση είναι μια άλλη κοινή διαδικασία λεπτής μεμβράνης. Κατά την εξάτμιση, το υλικό-στόχος θερμαίνεται μέχρι να εξατμιστεί ή να εξαχνωθεί. Μόλις η ουσία είναι αέριο, απελευθερώνεται σε ένα θάλαμο που περιέχει το υπόστρωμα στο οποίο θα σχηματιστεί η λεπτή μεμβράνη. Η ουσία χτυπά το υπόστρωμα και σχηματίζει ένα λεπτό φιλμ.
Υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών μηχανημάτων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξάτμιση των υλικών-στόχων. Αυτά τα μηχανήματα μπορούν να θερμάνουν ένα υλικό στόχο σε θερμαινόμενο πηνίο, πλάκα ή σε θερμαινόμενο θάλαμο. Οι ουσίες μπορούν επίσης να εξατμιστούν εάν χτυπηθούν από μια δέσμη ηλεκτρονίων ή φωτονίων υψηλής έντασης, όπως αυτά που εκπέμπονται από λέιζερ.
Η διαδικασία sputtering, που ονομάζεται επίσης εναπόθεση διασκορπισμού ή reactive magnetron sputtering, είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία λεπτής μεμβράνης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ένα υπόστρωμα τοποθετείται σε θάλαμο κενού σε ένα εξειδικευμένο μηχάνημα. Ο αέρας αναρροφάται από τον θάλαμο και το υλικό στόχος απελευθερώνεται στον θάλαμο με τη μορφή αερίου. Οι ισχυροί μαγνήτες δημιουργούν ένα φορτίο που προκαλεί τον ιονισμό του υλικού στόχου και την εναπόθεση στο υπόστρωμα. Η μετακίνηση του υποστρώματος εμπρός και πίσω κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας διασφαλίζει ότι το λεπτό φιλμ κατανέμεται ομοιόμορφα στην επιφάνειά του.
Η διαδικασία λεπτής μεμβράνης δημιουργεί λεπτές μεμβράνες από διάφορα στοιχεία ή μόρια που κυμαίνονται από μερικές έως μερικές εκατοντάδες άτομα σε πάχος. Οι λεπτές μεμβράνες έχουν πολλές χρήσεις και είναι κοινά εξαρτήματα σε υπολογιστές, οπτικές συσκευές και ως έγχρωμα φίλτρα για κάμερες και τηλεσκόπια. Οι λεπτές μεμβράνες κατασκευάζονται συνήθως από τιτάνιο, αλουμίνιο, χρυσό, ασήμι και κράματα αυτών των μετάλλων. Τα κοινά υποστρώματα περιλαμβάνουν μέταλλα, πλαστικά, γυαλί και κεραμικά.