Η κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων περιλαμβάνει μια διαδικασία δημιουργίας πολύ λεπτών επιφανειακών στρωμάτων ημιαγώγιμου υλικού πάνω από ένα στρώμα υποστρώματος, συνήθως κατασκευασμένο από πυρίτιο, που μπορεί να αλλοιωθεί χημικά σε ατομικό επίπεδο για να δημιουργήσει τη λειτουργικότητα διαφόρων τύπων εξαρτημάτων κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένων τρανζίστορ, πυκνωτών , αντιστάσεις και διόδους. Είναι μια πρόοδος σε σχέση με τα προηγούμενα σχέδια κυκλωμάτων όπου μεμονωμένα εξαρτήματα αντιστάσεων, τρανζίστορ και άλλων προσαρτήθηκαν με το χέρι σε μια συνδετική πλακέτα ψωμιού για να σχηματίσουν πολύπλοκα κυκλώματα. Μια διαδικασία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων λειτουργεί με εξαρτήματα που είναι τόσο μικρά που δισεκατομμύρια από αυτά μπορούν να δημιουργηθούν σε μια περιοχή μερικών τετραγωνικών εκατοστών από το 2011, μέσω διαφόρων διαδικασιών φωτολιθογραφίας και χάραξης σε μια εγκατάσταση κατασκευής μικροτσίπ.
Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, ή IC, τσιπ είναι κυριολεκτικά ένα στρώμα ημιαγώγιμου υλικού όπου όλα τα εξαρτήματα του κυκλώματος διασυνδέονται σε μια σειρά κατασκευαστικών διαδικασιών, έτσι ώστε όλα τα εξαρτήματα να μην χρειάζεται πλέον να κατασκευάζονται μεμονωμένα και να συναρμολογούνται αργότερα. Η παλαιότερη μορφή ολοκληρωμένου κυκλώματος μικροτσίπ κατασκευάστηκε το 1959 και ήταν μια ακατέργαστη συναρμολόγηση πολλών δεκάδων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Η πολυπλοκότητα της κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων αυξήθηκε εκθετικά, ωστόσο, με εκατοντάδες εξαρτήματα σε τσιπ IC μέχρι τη δεκαετία του 1960 και χιλιάδες εξαρτήματα μέχρι το 1969, όταν δημιουργήθηκε ο πρώτος πραγματικός μικροεπεξεργαστής. Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα από το 2011 διαθέτουν τσιπ IC μήκους ή πλάτους μερικών εκατοστών που μπορούν να χωρέσουν εκατομμύρια τρανζίστορ, πυκνωτές και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Οι μικροεπεξεργαστές για συστήματα υπολογιστών και μονάδες μνήμης που περιέχουν κυρίως τρανζίστορ είναι η πιο εξελιγμένη μορφή τσιπ IC από το 2011 και μπορεί να έχουν δισεκατομμύρια εξαρτήματα ανά τετραγωνικό εκατοστό.
Δεδομένου ότι τα εξαρτήματα στην κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι τόσο μικρά, ο μόνος αποτελεσματικός τρόπος δημιουργίας τους είναι η χρήση χημικών διεργασιών χάραξης που περιλαμβάνουν αντιδράσεις στην επιφάνεια του πλακιδίου από την έκθεση στο φως. Δημιουργείται μια μάσκα ή ένα είδος σχεδίου για το κύκλωμα και το φως πέφτει μέσω αυτού στην επιφάνεια της γκοφρέτας, η οποία είναι επικαλυμμένη με ένα λεπτό στρώμα φωτοανθεκτικού υλικού. Αυτή η μάσκα επιτρέπει την χάραξη μοτίβων στο φωτοανθεκτικό γκοφρέτας που στη συνέχεια ψήνεται σε υψηλή θερμοκρασία για να στερεοποιηθεί το σχέδιο. Το φωτοανθεκτικό υλικό στη συνέχεια εκτίθεται σε ένα διάλυμα διάλυσης που αφαιρεί είτε την ακτινοβολημένη περιοχή είτε την καλυμμένη περιοχή της επιφάνειας ανάλογα με το εάν το φωτοανθεκτικό υλικό είναι θετικό ή αρνητικό χημικό αντιδραστήριο. Αυτό που μένει πίσω είναι ένα λεπτό στρώμα διασυνδεδεμένων συστατικών σε πλάτος του μήκους κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται, το οποίο μπορεί να είναι είτε υπεριώδες φως είτε ακτίνες Χ.
Μετά την κάλυψη, η κατασκευή ολοκληρωμένου κυκλώματος περιλαμβάνει το ντόπινγκ του πυριτίου ή την εμφύτευση μεμονωμένων ατόμων συνήθως ατόμων φωσφόρου ή βορίου στην επιφάνεια του υλικού, γεγονός που δίνει στις τοπικές περιοχές του κρυστάλλου είτε θετικό είτε αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Αυτές οι φορτισμένες περιοχές είναι γνωστές ως περιοχές P και N και, όπου συναντώνται, σχηματίζουν μια διασταύρωση μετάδοσης για να δημιουργήσουν ένα καθολικό ηλεκτρικό εξάρτημα γνωστό ως διασταύρωση PN. Τέτοιες διασταυρώσεις έχουν πλάτος περίπου 1,000 έως 100 νανόμετρα από το 2011 για τα περισσότερα ολοκληρωμένα κυκλώματα, γεγονός που καθιστά κάθε διασταύρωση PN περίπου στο μέγεθος ενός ανθρώπινου ερυθροκυττάρου, το οποίο είναι περίπου 100 νανόμετρα σε πλάτος. Η διαδικασία δημιουργίας συνδέσεων PN είναι προσαρμοσμένη χημικά για να παρουσιάζει διάφορους τύπους ηλεκτρικών ιδιοτήτων, καθιστώντας δυνατή τη διασταύρωση να λειτουργεί ως τρανζίστορ, αντίσταση, πυκνωτής ή δίοδος.
Λόγω του πολύ λεπτού επιπέδου των εξαρτημάτων και των συνδέσεων μεταξύ των εξαρτημάτων σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, όταν η διαδικασία χαλάσει και υπάρχουν ελαττωματικά εξαρτήματα, ολόκληρη η γκοφρέτα πρέπει να πεταχτεί καθώς δεν μπορεί να επισκευαστεί. Αυτό το επίπεδο ποιοτικού ελέγχου αυξάνεται σε ακόμη υψηλότερο επίπεδο από το γεγονός ότι τα περισσότερα σύγχρονα τσιπ IC από το 2011 αποτελούνται από πολλά στρώματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο και συνδέονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν το ίδιο το τελικό τσιπ και να του δώσουν περισσότερα επεξεργαστικη ΙΣΧΥΣ. Πρέπει επίσης να τοποθετηθούν μονωτικά και μεταλλικά στρώματα διασύνδεσης μεταξύ κάθε στρώματος κυκλώματος, καθώς και για να γίνει το κύκλωμα λειτουργικό και αξιόπιστο.
Αν και πολλά τσιπ απόρριψης παράγονται στη διαδικασία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, αυτά που λειτουργούν ως τελικά προϊόντα που περνούν τις ηλεκτρικές δοκιμές και τις επιθεωρήσεις μικροσκοπίου είναι τόσο πολύτιμα που καθιστούν τη διαδικασία εξαιρετικά επικερδή. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα ελέγχουν πλέον σχεδόν κάθε σύγχρονη ηλεκτρονική συσκευή που χρησιμοποιείται από το 2011, από υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα έως ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, όπως τηλεοράσεις, συσκευές αναπαραγωγής μουσικής και συστήματα παιχνιδιών. Αποτελούν επίσης βασικά στοιχεία συστημάτων ελέγχου αυτοκινήτων και αεροσκαφών και άλλων ψηφιακών συσκευών που προσφέρουν ένα επίπεδο ικανότητας προγραμματισμού στον χρήστη, από ψηφιακά ξυπνητήρια έως περιβαλλοντικούς θερμοστάτες.