Ionska implantacija se uporablja v več različnih panogah, predvsem pri izdelavi polprevodnikov. Ionski implantat je ion določenega elementa, nameščen v material, ki ga obdaja, z namenom spreminjanja električnih ali površinskih lastnosti materiala. Nekateri pogosti elementi, ki jih je mogoče uporabiti pri ionski implantaciji, so fosfor, arzen, bor in dušik.
Znanost ionske implantacije je znana že od petdesetih let prejšnjega stoletja, vendar je bila v široki uporabi šele v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Stroj, imenovan masni separator, se uporablja za implantacijo ionov v njihov ciljni material, ki se v znanstvene namene imenuje “substrat”. V tipični nastavitvi se ioni proizvajajo na izvorni točki in se nato pospešijo proti ločevalnemu magnetu, ki učinkovito koncentrira in usmerja ione proti cilju. Ioni so sestavljeni iz atomov ali molekul s številom elektronov, ki je višje ali nižje kot običajno, zaradi česar so bolj kemično aktivni.
Ko dosežejo substrat, ti ioni trčijo v atome in molekule, preden se ustavijo. Takšni trki lahko vključujejo jedro atoma ali elektrona. Škoda, ki jo povzročijo ti trki, spremeni električne lastnosti substrata. V mnogih primerih ionski implantat vpliva na sposobnost substrata, da prevaja elektriko.
Tehnika, imenovana doping, je glavni namen uporabe ionskega vsadka. To se običajno izvaja pri proizvodnji integriranih vezij in dejansko sodobnih vezij, kot so tista v računalnikih, ni bilo mogoče izdelati brez ionske implantacije. Doping je v bistvu drugo ime za ionsko implantacijo, ki velja posebej za proizvodnjo vezij.
Doping zahteva, da so ioni proizvedeni iz zelo čistega plina, ki je včasih lahko nevaren. Zaradi tega obstaja veliko varnostnih protokolov, ki urejajo postopek dopinga silicijevih rezin. Delci plina se pospešujejo in usmerjajo proti silikonskemu substratu v avtomatskem masnem separatorju. Avtomatizacija zmanjšuje varnostne težave in na ta način je mogoče dopirati več krogov na minuto.
Ionska implantacija se lahko uporablja tudi pri izdelavi jeklenih orodij. Namen ionskega vsadka je v tem primeru spremeniti površinske lastnosti jekla in ga narediti bolj odpornega proti razpokam. Ta sprememba je posledica rahlega stiskanja površine zaradi implantacije. Kemična sprememba, ki jo povzroči ionski implantat, lahko tudi zaščiti pred korozijo. Ta ista tehnika se uporablja za izdelavo protetičnih naprav, kot so umetni sklepi, ki jim daje podobne lastnosti.