第4個問題由摻雜區(qū)的物埋或數(shù)學特性引出.雜質原子的大部分靠近晶圓表面。PCA9554D這使得大部分電流會在雜質主要分布的表面區(qū)附近流動。遺憾的是，這個區(qū)域（晶圓內和表面）與沾污干擾或電流退化區(qū)相同。先進器件所需的，在晶圓表面具有特定雜質梯度的特殊阱區(qū)無法由擴散技術來實現(xiàn)。這些阱區(qū)使高性能晶體管得以實現(xiàn)（見第16章）。

   離子注入克服了擴散的限制，同時也提供了額外的優(yōu)勢。諷刺的是，雖然離子注入工藝是現(xiàn)代摻雜I：藝，但該技術卻有一個很長的歷史。在20世紀四、五十年代根據(jù)物理學家羅伯特·范·格拉夫( Robert Van Graff)在麻省理工學院(MIT)和普林斯頓(Princeton)早期的工作，制造出廠機器。l954年威廉·肖克利(William  Shockely)（是的，那個Shockely）提出一項關于半導體制造中使用離子注入機的專利i6。

   離子注入過程中沒有側向擴散，工藝在接近室溫下進行，雜質原子被置于晶圓表面的下面，同時使得寬范圍濃度的摻雜成為可能。有離子注入，可以對晶圓內摻雜的位置和數(shù)量進行更好的控制。另外，光刻膠和薄金屬層與通常的二氧化硅層一樣可以作為摻雜的掩膜。基于這些優(yōu)點，先進電路的主要摻雜步驟部采用由離子注入完成就不足為奇了。