Implantacja jonów ma zastosowanie w kilku różnych gałęziach przemysłu, w szczególności w produkcji półprzewodników. Implant jonowy to jon danego pierwiastka, umieszczony w otaczającym go materiale w celu zmiany właściwości elektrycznych lub powierzchniowych materiału. Niektóre typowe pierwiastki, które mogą być używane do implantacji jonów, to fosfor, arsen, bor i azot.
Nauka o implantacji jonów jest znana od lat 1950. XX wieku, ale nie była powszechnie stosowana aż do lat 1970. XX wieku. Maszyna zwana separatorem masy służy do implantacji jonów w docelowym materiale, który w celach naukowych nazywany jest „podłożem”. W typowym układzie jony są wytwarzane w punkcie źródłowym, a następnie przyspieszane w kierunku magnesu separacyjnego, który skutecznie koncentruje i kieruje jony do miejsca przeznaczenia. Jony składają się z atomów lub cząsteczek o liczbie elektronów większej lub mniejszej niż zwykle, co czyni je bardziej aktywnymi chemicznie.
Po dotarciu do podłoża jony te zderzają się z atomami i cząsteczkami, zanim zatrzymają się. Takie zderzenia mogą dotyczyć jądra atomu lub elektronu. Uszkodzenia spowodowane tymi zderzeniami zmieniają właściwości elektryczne podłoża. W wielu przypadkach implant jonowy wpływa na zdolność podłoża do przewodzenia elektryczności.
Głównym celem stosowania implantu jonowego jest technika zwana dopingiem. Jest to powszechnie wykonywane przy produkcji układów scalonych i rzeczywiście, nowoczesne układy, takie jak komputery, nie mogłyby zostać wykonane bez implantacji jonów. Doping to w zasadzie inna nazwa implantacji jonów, która odnosi się konkretnie do produkcji obwodów.
Doping wymaga, aby jony były wytwarzane z bardzo czystego gazu, co czasami może być niebezpieczne. Z tego powodu istnieje wiele protokołów bezpieczeństwa regulujących proces domieszkowania płytek krzemowych. Cząsteczki gazu są przyspieszane i kierowane w kierunku podłoża krzemowego w automatycznym separatorze masy. Automatyzacja ogranicza problemy związane z bezpieczeństwem i w ten sposób można domieszkować kilka obwodów na minutę.
Implantację jonową można również wykorzystać do wytwarzania narzędzi stalowych. Celem implantu jonowego w tym przypadku jest zmiana właściwości powierzchni stali i uczynienie jej bardziej odpornej na pęknięcia. Zmiana ta jest spowodowana lekkim uciskiem powierzchni w wyniku implantacji. Zmiana chemiczna spowodowana przez implant jonowy może również chronić przed korozją. Ta sama technika jest wykorzystywana do projektowania urządzeń protetycznych, takich jak sztuczne stawy, nadając im podobne właściwości.