Ioonide implanteerimist saab kasutada mitmetes erinevates tööstusharudes, eelkõige pooljuhtide valmistamisel. Ioonimplantaat on teatud elemendi ioon, mis asetatakse seda ümbritsevasse materjali eesmärgiga muuta materjali elektrilisi või pinnaomadusi. Mõned tavalised elemendid, mida saab ioonide siirdamisel kasutada, on fosfor, arseen, boor ja lämmastik.
Ioonide implanteerimise teadus on tuntud alates 1950. aastatest, kuid laialdaselt kasutusele võetud alles 1970. aastatel. Masina eraldajaks kutsutavat masinat kasutatakse ioonide siirdamiseks nende sihtmaterjali, mida teaduslikel eesmärkidel nimetatakse “substraadiks”. Tüüpilise seadistuse korral toodetakse ioone lähtepunktis ja kiirendatakse seejärel eraldusmagneti suunas, mis kontsentreerib ja suunab ioonid tõhusalt sihtkohta. Ioonid koosnevad aatomitest või molekulidest, mille elektronide arv on tavalisest suurem või väiksem, muutes need keemiliselt aktiivsemaks.
Substraadile jõudes põrkuvad need ioonid enne peatumist aatomite ja molekulidega. Sellised kokkupõrked võivad hõlmata aatomi tuuma või elektroni. Nende kokkupõrgete põhjustatud kahjustused muudavad substraadi elektrilisi omadusi. Paljudel juhtudel mõjutab ioonimplantaat substraadi elektrijuhtimise võimet.
Ioonimplantaadi kasutamise peamine eesmärk on meetod, mida nimetatakse dopinguks. Seda tehakse tavaliselt integraallülituste tootmisel ja tõepoolest ei saa kaasaegseid vooluahelaid, nagu arvutites, teha ilma ioonide implanteerimiseta. Doping on põhimõtteliselt ioonide implanteerimise teine nimetus, mis kehtib spetsiaalselt vooluringide tootmise kohta.
Doping nõuab, et ioonid oleksid toodetud väga puhtast gaasist, mis võib mõnikord olla ohtlik. Seetõttu on räniplaatide dopingut reguleerivaid ohutusprotokolle palju. Gaasiosakesed kiirendatakse ja juhitakse automatiseeritud massiseparaatoris ränisubstraadi poole. Automatiseerimine vähendab ohutusprobleeme ja sel viisil saab legeeritud mitu vooluringi minutis.
Ioonimplantatsiooni saab kasutada ka terastööriistade valmistamisel. Ioonimplantaadi eesmärk on sel juhul muuta terase pinnaomadusi ja muuta see pragude suhtes vastupidavamaks. Selle muutuse põhjustab implantatsioonist tingitud pinna kerge kokkusurumine. Ioonimplantaadi põhjustatud keemiline muutus võib samuti kaitsta korrosiooni eest. Sama tehnikat kasutatakse proteeside, näiteks kunstliigeste, valmistamisel, andes neile sarnased omadused.