Integroitujen piirien valmistus käsittää prosessin, jossa luodaan hyvin ohuita puolikerrosmateriaalikerroksia puolijohdemateriaalista substraattikerroksen päälle, joka on yleensä valmistettu piistä, ja jota voidaan muuttaa kemiallisesti atomitasolla luodakseen toiminnallisuuden erityyppisille piirikomponenteille, mukaan lukien transistorit, kondensaattorit , vastukset ja diodit. Se on edistysaskel verrattuna aiempiin piirimalleihin, joissa vastuksen, transistorin ja muiden komponenttien yksittäiset komponentit kiinnitettiin käsin liitettävään leipälautaan monimutkaisten piirien muodostamiseksi. Integroitujen piirien valmistusprosessi toimii niin pienillä komponenteilla, että miljardeja niistä voidaan luoda muutaman neliösenttimetrin alueelle vuodesta 2011 lähtien erilaisten litografia- ja etsausprosessien avulla mikrosirun valmistuslaitoksessa.
Integroitu piiri tai IC -siru on kirjaimellisesti puolijohdemateriaalikerros, jossa kaikki piirikomponentit on kytketty yhteen valmistusprosessien sarjassa, joten kaikkia komponentteja ei enää tarvitse valmistaa erikseen ja koota myöhemmin. Varhaisin mikrosirun integroitu piiri tuotettiin vuonna 1959 ja se oli useiden kymmenien elektronisten komponenttien raaka kokoonpano. Integroitujen piirien valmistuksen hienostuneisuus kasvoi kuitenkin eksponentiaalisesti, kun satoja komponentteja oli IC -siruilla 1960 -luvulle mennessä ja tuhansia komponentteja vuoteen 1969 mennessä, kun ensimmäinen todellinen mikroprosessori luotiin. Vuodesta 2011 lähtien elektronisissa piireissä on muutaman senttimetrin pituisia tai leveitä IC -siruja, joihin mahtuu miljoonia transistoreita, kondensaattoreita ja muita elektronisia komponentteja. Tietokonejärjestelmien ja muistimoduulien mikroprosessorit, jotka sisältävät enimmäkseen transistoreita, ovat kehittynein IC -sirujen muoto vuodesta 2011, ja niissä voi olla miljardeja komponentteja neliösenttimetriä kohti.
Koska integroidun piirin valmistuksen komponentit ovat niin pieniä, ainoa tehokas tapa luoda ne on käyttää kemiallisia etsausprosesseja, joihin liittyy reaktioita kiekon pinnalla valolle altistumiselta. Piirille luodaan naamio tai eräänlainen kuvio, ja sen läpi valoa paistaa kiekon pinnalle, joka on päällystetty ohuella kerroksella valoresististä materiaalia. Tämän naamion avulla kuviot voidaan syövyttää kiekkojen valoresistiin, joka sitten paistetaan korkeassa lämpötilassa kuvion kiinteyttämiseksi. Valoresistimateriaali altistetaan sitten liuottavalle liuokselle, joka poistaa joko säteilytetyn alueen tai pinnan peitetyn alueen riippuen siitä, onko fotoresistimateriaali positiivinen vai negatiivinen kemiallinen reagenssi. Jäljelle jää hieno kerros yhteen kytkettyjä komponentteja käytetyn valon aallonpituuden leveydellä, joka voi olla joko ultraviolettivaloa tai röntgensäteitä.
Peittämisen jälkeen integroidun piirin valmistukseen kuuluu piin seostaminen tai yksittäisten tavallisesti fosfori- tai booriatomien atomien istuttaminen materiaalin pintaan, mikä antaa kiteen paikallisille alueille joko positiivisen tai negatiivisen sähkövarauksen. Nämä varautuneet alueet tunnetaan nimellä P- ja N -alueet, ja kun ne kohtaavat, ne muodostavat lähetysliitoksen yleisen sähkökomponentin luomiseksi, joka tunnetaan PN -liitoksena. Tällaiset risteykset ovat noin 1,000-100 nanometrin leveitä vuodesta 2011 useimpien integroitujen piirien osalta, mikä tekee jokaisesta PN -liitoksesta noin ihmisen punasolun koon, joka on noin 100 nanometrin leveä. PN -liitosten luomisprosessi on räätälöity kemiallisesti näyttämään erityyppisiä sähköisiä ominaisuuksia, jolloin risteys voi toimia transistorina, vastuksena, kondensaattorina tai diodina.
Koska integroitujen piirien komponentit ja liitännät ovat erittäin hienojakoisia, koko prosessi hajoaa ja komponentit ovat viallisia, koko kiekko on heitettävä pois, koska sitä ei voida korjata. Tämän laadunvalvonnan tason nostaa vieläkin korkeammalle tasolle se, että useimmat nykyaikaiset IC -sirut koostuvat vuodesta 2011 lähtien monista kerroksista integroituja piirejä, jotka on pinottu toistensa päälle ja yhdistetty toisiinsa luodakseen lopullisen sirun itse ja antamaan sille enemmän prosessointitehoa. Jokaisen piirikerroksen väliin on myös sijoitettava eristys- ja metalliset liitoskerrokset, jotta piiri toimisi ja toimisi luotettavasti.
Vaikka monia hylkääviä siruja tuotetaan integroidun piirin valmistusprosessissa, ne, jotka toimivat lopputuotteina, jotka läpäisevät sähköiset testaukset ja mikroskooppitarkastukset, ovat niin arvokkaita, että ne tekevät prosessista erittäin kannattavan. Integroidut piirit ohjaavat nyt lähes kaikkia nykyaikaisia elektronisia laitteita, joita käytettiin vuodesta 2011 lähtien, tietokoneista ja matkapuhelimista kulutuselektroniikkaan, kuten televisioihin, musiikkisoittimiin ja pelijärjestelmiin. Ne ovat myös olennaisia autojen ja lentokoneiden ohjausjärjestelmien ja muiden digitaalisten laitteiden komponentteja, jotka tarjoavat käyttäjälle ohjelmointikyvyn tason digitaalisista herätyskelloista ympäristötermostaatteihin.