Implantarea ionică are aplicații în mai multe industrii diferite, în special în fabricarea semiconductorilor. Un implant ionic este un ion al unui anumit element, plasat în materialul înconjurător cu scopul de a schimba proprietățile electrice sau de suprafață ale materialului. Unele elemente comune care pot fi utilizate în implantarea ionică sunt fosforul, arsenul, borul și azotul.
Știința implantării ionice este cunoscută încă din anii 1950, dar nu a fost utilizată pe scară largă până în anii 1970. O mașină numită separator de masă este folosită pentru a implanta ioni în materialul lor de destinație, care este numit „substrat” în scopuri științifice. Într-o configurație tipică, ionii sunt produși într-un punct sursă și apoi accelerați către un magnet de separare, care concentrează și țintește în mod eficient ionii către destinația lor. Ionii constau din atomi sau molecule cu un număr de electroni mai mare sau mai mic decât de obicei, făcându-i mai activi din punct de vedere chimic.
La atingerea substratului, acești ioni se ciocnesc cu atomii și moleculele înainte de a se opri. Astfel de ciocniri pot implica nucleul atomului sau un electron. Daunele cauzate de aceste ciocniri modifică proprietățile electrice ale substratului. În multe cazuri, implantul ionic afectează capacitatea substratului de a conduce electricitatea.
O tehnică numită dopaj este scopul principal al utilizării unui implant ionic. Acest lucru se face în mod obișnuit în producția de circuite integrate și, într-adevăr, circuitele moderne precum cele din computere nu ar putea fi realizate fără implantarea ionică. Dopajul este, practic, un alt nume pentru implantarea ionică care se aplică în mod specific producției de circuite.
Dopajul necesită ca ionii să fie produși dintr-un gaz foarte pur, care poate fi uneori periculos. Din acest motiv, există multe protocoale de siguranță care guvernează procesul de dopare a plachetelor de siliciu. Particulele de gaz sunt accelerate și direcționate către substratul de siliciu într-un separator de masă automat. Automatizarea reduce problemele de siguranță și mai multe circuite pe minut pot fi dopate în acest fel.
Implantarea ionică poate fi folosită și la fabricarea uneltelor din oțel. Scopul unui implant ionic în acest caz este de a modifica proprietățile suprafeței oțelului și de a-l face mai rezistent la fisuri. Aceasta modificare este cauzata de o usoara compresie a suprafetei datorita implantarii. Schimbarea chimică produsă de implantul ionic poate proteja și împotriva coroziunii. Aceeași tehnică este folosită pentru a proiecta dispozitive protetice, cum ar fi articulațiile artificiale, oferindu-le proprietăți similare.