많은 전자회로 소자가 하나의 기판(基板:substrate) 위 또는 기판 자체에 분리가 불가능한 상태로 결합되어 있는 초소형 구조의 기능적인 복합적 전자소자 또는 시스템. 전자기술의 진보로 전자기기는 소형화·저전력화 추세에 있으며, 이 소형화의 첫 시도로서 1948년 마이크로모듈(micromodule)이 개발되었다.

이것은 8×8 mm2 정도의 사각형 세라믹[磁器] 절연기판 위에 트랜지스터·다이오드·저항·콘덴서 등을 정밀하게 만들어 부착시킨 것을 여러 장 겹쳐서 전자회로를 구성시킨 것이다. 집적회로는 이와 같은 것을 더욱 소형화하는 동시에 신뢰성과 경제성 등을 향상시킬 목적으로 58년경 우주개발과 함께 미국 공군에 의해 연구되었다.

집적회로는 혼성집적회로(混成集積回路:hybrid IC)와 모놀리식집적회로(monolithic IC)로 구분할 수 있으며, 혼성은 박막(薄膜:thin film) 혼성집적회로와 후막(厚膜:thick film) 혼성집적회로로 나눈다.

현재 집적회로의 주축을 이루고 있는 것은 모놀리식 집적회로이며 두께 1 mm, 한 변이 5 mm 정도인 반도체(실리콘)의 얇고 작은 조각, 즉 칩(chip) 또는 다이(die) 위에 전자회로를 형성시켜 만든다. 이들 칩에 들어 있는 개개의 회로소자수는 소규모집적회로(SSI)에서는 약 100개 미만, 중규모집적회로(MSI)에서는 100~1,000개, 대규모집적회로(LSI)에서는 1,000~10만 개, 그리고 초대규모집적회로(VLSI)에서는 10만 개 이상이다.

개별식으로 된 트랜지스터를 기준으로 할 때 소형 진공관은 약 200배의 크기이고 LSI는 약 1/10,000, VLSI는 약 1/50,000이다. 이 집적회로의 실리콘 기판은 불순물이 첨가된 p형(또는 n형) 반도체로서 보통 그 위에 n형(또는 p형)의 실리콘 박막층을 부착시켜 그곳에 p형(또는 n형) 영역을 형성시켜 이들 p형과 n형 반도체영역의 조합으로 회로를 구성한다. 이 단결정의 박막층을 에피(epitaxial)층이라 한다.

［그림 1］에서와 같이 p-n접합부에서는 전자에 대하여 양전하(陽電荷)가 늘어서고 홀(hole:정공)에 대해서는 음전하(陰電荷)가 대응하여 늘어서게 되어 이들 중간에 캐리어(즉, 이동성의 전자나 정공)가 없는 공핍층(空乏層:depletion layer)이 형성되고 이것이 절연층을 이루게 된다.

이것을 이용하면 p형(또는 n형) 영역 속에 n형(또는 p형) 영역을 부분적으로 이루게, 즉 전기적으로 분리(isolation)시킬 수 있으며, 이 접합 분리된 영역 속에 각 전자회로소자를 형성시켜서 소자들 사이에서의 전기적 결합이나 간섭작용을 막고 있다. 이와 같은 소자간의 전기적인 분리를 위하여 많은 고안이 이루어지고 있다.

［그림 2］는 다이오드 5개, 저항 2개, 트랜지스터 1개로 된 회로의 예(표준논리회로)이며,

［그림 3］은 이것을 집적회로로 만든 경우이다. 회색부분은 5개의 절연분리된 영역이며 3개의 입력다이오드와 2개의 레벨시프트용 다이오드를 각각 하나의 분리된 영역(즉, 점과 같이 되어 있다)에, 그리고 트랜지스터와 저항은 각각 다른 분리된 영역에 들어 있다.

혼성집적회로는 막(膜)집적회로에 반도체소자와 개별적 수동회로(受動回路) 부품을 합쳐서 전자회로를 구성시킨 것이며 막집적회로는 절연성기판 위에 박막 또는 후막의 형태로 여러 개의 회로소자(주로 수동회로소자)를 형성하고, 이들 소자 사이를 막으로 접속시켜 회로를 이루게 한 것이다. 때로는 박막 트랜지스터와 같은 능동소자(能動素子)도 쓰인다.

집적회로의 발전에 따라 컴퓨터를 비롯하여 각종 전자교환기·계측기·전송기기·가정용전자기기 등에서 집적회로소자의 응용이 확대되고 있어 전자기기는 앞으로 더욱 초소형화·고신뢰성화·고속화·저전력화의 경향이 될 것으로 예상된다.