Integraallülituse valmistamine hõlmab väga õhukeste pooljuhtmaterjali pinnakihtide loomist substraadikihi peale, mis on tavaliselt valmistatud ränist ja mida saab aatomitasandil keemiliselt muuta, et luua erinevat tüüpi vooluahela komponentide, sealhulgas transistorite, kondensaatorite funktsionaalsus. , takistid ja dioodid. See on edasiminek võrreldes varasemate skeemide konstruktsioonidega, kus takistite, transistoride ja muu üksikud komponendid kinnitati käsitsi ühendava leivaplaadi külge, et moodustada keeruline vooluring. Integraallülituse valmistamise protsess töötab komponentidega, mis on nii väikesed, et 2011. aasta seisuga saab mikrokiipide valmistamise rajatises erinevate fotolitograafia- ja söövitusprotsesside abil luua miljardeid neid mõne ruutsentimeetri suurusel alal.
Integraallülitus ehk IC kiip on sõna otseses mõttes pooljuhtmaterjali kiht, kus kõik vooluahela komponendid on omavahel ühendatud ühe tootmisprotsessi käigus, nii et kõiki komponente ei pea enam eraldi tootma ja hiljem kokku panema. Varaseim mikrokiibi integraallülituse vorm toodeti 1959. aastal ja see oli mitmekümne elektroonilise komponendi töötlemata koost. Integraallülituste valmistamise keerukus kasvas aga plahvatuslikult: 1960. aastateks oli IC-kiipidel sadu komponente ja 1969. aastal, mil loodi esimene tõeline mikroprotsessor, tuhandeid komponente. Alates 2011. aastast on elektroonikaahelatel mõne sentimeetri pikkused või laiused IC-kiibid, mis mahutavad miljoneid transistore, kondensaatoreid ja muid elektroonilisi komponente. Arvutisüsteemide ja mälumoodulite mikroprotsessorid, mis sisaldavad peamiselt transistore, on 2011. aasta seisuga IC-kiipide kõige keerukam vorm ja neil võib olla miljardeid komponente ruutsentimeetri kohta.
Kuna integraallülituse komponendid on nii väikesed, on ainus tõhus viis nende loomiseks kasutada keemilisi söövitusprotsesse, mis hõlmavad reaktsioone vahvli pinnal valguse kokkupuutel. Ahelale luuakse mask või muster, mille kaudu valgustatakse vahvli pinnale, mis on kaetud õhukese fotoresistmaterjali kihiga. See mask võimaldab mustreid söövitada vahvlifotoresistile, mida seejärel mustri tahkumiseks kõrgel temperatuuril küpsetada. Seejärel eksponeeritakse fotoresistmaterjal lahustava lahusega, mis eemaldab kas kiiritatud piirkonna või pinna maskeeritud piirkonna sõltuvalt sellest, kas fotoresistmaterjal on positiivne või negatiivne keemiline reagent. Järele on jäänud peen kiht omavahel ühendatud komponente kasutatava valguse lainepikkuse laiuses, mis võib olla kas ultraviolettvalgus või röntgenikiirgus.
Pärast maskeerimist hõlmab integraallülituse valmistamine räni dopingut või üksikute, tavaliselt fosfori või boori aatomite aatomite implanteerimist materjali pinnale, mis annab kristalli kohalikele piirkondadele kas positiivse või negatiivse elektrilaengu. Neid laetud piirkondi tuntakse P- ja N-piirkondadena ning kui nad kokku saavad, moodustavad nad ülekandeühenduse, et luua universaalne elektrikomponent, mida nimetatakse PN-siirdeks. Sellised ristmikud on enamiku integraallülituste puhul 1,000. aasta seisuga umbes 100–2011 nanomeetrit laiad, mis teeb igast PN-ristmikust umbes inimese punavereliblede suuruse, mis on ligikaudu 100 nanomeetrit lai. PN-siirde loomise protsess on keemiliselt kohandatud eri tüüpi elektriliste omaduste näitamiseks, mis võimaldab ristmikul toimida transistori, takisti, kondensaatori või dioodina.
Integraallülituste komponentide ja komponentidevaheliste ühenduste väga peene taseme tõttu tuleb protsessi katkemisel ja vigaste komponentide ilmnemisel kogu vahvel ära visata, kuna seda ei saa parandada. Selle kvaliteedikontrolli taseme tõstab veelgi kõrgem asjaolu, et enamik tänapäevaseid IC-kiipe koosneb 2011. aasta seisuga paljudest integraallülituste kihtidest, mis on üksteise peale virnastatud ja üksteisega ühendatud, et luua lõplik kiip ise ja anda sellele rohkem. töötlemisvõimsus. Samuti tuleb iga vooluahela kihi vahele asetada isoleerivad ja metallist ühenduskihid, samuti selleks, et vooluring oleks funktsionaalne ja töökindel.
Ehkki integraallülituse tootmisprotsessi käigus toodetakse palju praakkiipe, on need, mis töötavad lõpptoodetena, mis läbivad elektrilise testimise ja mikroskoobikontrolli, nii väärtuslikud, et muudavad protsessi väga tulusaks. Integraallülitused juhivad nüüd peaaegu kõiki 2011. aasta seisuga kasutusel olnud kaasaegseid elektroonikaseadmeid, alates arvutitest ja mobiiltelefonidest kuni olmeelektroonikani, nagu televiisorid, muusikamängijad ja mängusüsteemid. Need on ka autode ja lennukite juhtimissüsteemide ning muude digitaalsete seadmete olulised komponendid, mis pakuvad kasutajale programmeerimisvõimet, alates digitaalsetest äratuskelladest kuni keskkonnatermostaatideni.