Filmes finos medindo de menos de um nanômetro a alguns micrômetros de espessura são muito finos e delicados para serem manuseados sem o auxílio de um substrato. As películas devem ser criadas na superfície de um substrato e permanecer aderidas a esse material depois de feitas. Existem muitos tipos diferentes de substratos de filme fino e os engenheiros escolheram um substrato com base no uso pretendido do filme fino. Os substratos podem ser feitos de metal, cerâmica, vidro, plástico ou combinações desses materiais.
Os substratos de filmes finos cerâmicos são usados para uma variedade de filmes finos, incluindo aqueles destinados ao uso em eletrônicos. Supercondutores, semicondutores e microchips geralmente usam um filme fino que cresce em um substrato cerâmico. Alguns substratos cerâmicos comuns são alumina, berílio e nitreto de alumínio.
A alumina é o substrato cerâmico mais comumente usado em grande parte porque os materiais usados para criá-lo estão prontamente disponíveis e são baratos. O material é durável, conduz bem o calor e é resistente a ácidos e bases fortes. A berília é outra escolha comum porque tem um alto ponto de fusão e é um excelente isolante.
Um material que permanece estável até 2.498 graus Fahrenheit (1.370 graus Celsius), o nitreto de alumínio é outro dos substratos de película fina de cerâmica mais comuns. Também conduz o calor rapidamente e não se expande quando aquecido. Os produtos químicos usados para fazer o substrato não reagem com os usados em semicondutores típicos. Este material é frequentemente usado para dissipadores de calor, dispositivos de microondas, transistores de potência e em materiais usados para manipular objetos em altas temperaturas.
Vidro ou plástico transparente são comumente usados como substratos de filmes finos encontrados em dispositivos ópticos, como microscópios e telescópios. Esses substratos podem ser equipados com várias lentes de filme fino, que podem ser projetadas para executar uma variedade de funções. Eles podem reduzir a faixa de frequências de luz que são permitidas através de lentes ou aumentar certas frequências de luz. Lentes diferentes são projetadas para especificações diferentes, e um único substrato de vidro pode ser equipado com vários filtros de filme fino diferentes que alteram as qualidades da luz de várias maneiras diferentes.
Alguns metais também podem ser usados como substratos de filmes finos. As propriedades de metais específicos são usadas para determinar quais filmes finos eles suportariam melhor. Substratos metálicos são usados em uma variedade de dispositivos de filme fino, incluindo alguns dispositivos eletrônicos.