Ionska implantacija ima primjenu u nekoliko različitih industrija, posebno u proizvodnji poluvodiča. Ionski implantat je ion određenog elementa, smješten u okolni materijal u svrhu promjene električnih ili površinskih svojstava materijala. Neki uobičajeni elementi koji se mogu koristiti u ionskoj implantaciji su fosfor, arsen, bor i dušik.
Znanost o ionskoj implantaciji poznata je od 1950-ih, ali nije bila u širokoj upotrebi do 1970-ih. Stroj nazvan separator mase koristi se za implantaciju iona u njihov odredišni materijal, koji se u znanstvene svrhe naziva “supstratom”. U tipičnoj postavci, ioni se proizvode u točki izvora, a zatim se ubrzavaju prema magnetu za razdvajanje, koji učinkovito koncentrira i usmjerava ione prema njihovom odredištu. Ioni se sastoje od atoma ili molekula s brojem elektrona koji je veći ili manji od uobičajenog, što ih čini kemijski aktivnijim.
Kada dođu do supstrata, ti se ioni sudaraju s atomima i molekulama prije nego što se zaustave. Takvi sudari mogu uključivati jezgru atoma ili elektrona. Oštećenja uzrokovana tim sudarima mijenjaju električna svojstva podloge. U mnogim slučajevima, ionski implantat utječe na sposobnost supstrata da provodi električnu energiju.
Tehnika koja se zove doping primarna je svrha korištenja ionskog implantata. To se obično radi u proizvodnji integriranih sklopova, i doista, moderni sklopovi poput onih u računalima ne bi se mogli izraditi bez ionske implantacije. Doping je u osnovi drugi naziv za ionsku implantaciju koji se posebno odnosi na proizvodnju sklopova.
Doping zahtijeva da se ioni proizvedu iz vrlo čistog plina, što ponekad može biti opasno. Zbog toga postoji mnogo sigurnosnih protokola koji reguliraju proces dopinga silikonskih pločica. Čestice plina se ubrzavaju i usmjeravaju prema silicijskoj podlozi u automatiziranom separatoru mase. Automatizacija smanjuje sigurnosne probleme, a nekoliko krugova u minuti može se dopirati na ovaj način.
Ionska implantacija se također može koristiti u izradi čeličnih alata. Svrha ionskog implantata u ovom slučaju je promijeniti površinska svojstva čelika i učiniti ga otpornijim na pukotine. Ova promjena je uzrokovana laganom kompresijom površine zbog implantacije. Kemijska promjena koju donosi ionski implantat također može zaštititi od korozije. Ova ista tehnika se koristi za izradu protetskih uređaja kao što su umjetni zglobovi, dajući im slična svojstva.