第4个问题由掺杂区的物埋或数学特性引出.杂质原子的大部分靠近晶圆表面。PCA9554D这使得大部分电流会在杂质主要分布的表面区附近流动。遗憾的是，这个区域（晶圆内和表面）与沾污干扰或电流退化区相同。先进器件所需的，在晶圆表面具有特定杂质梯度的特殊阱区无法由扩散技术来实现。这些阱区使高性能晶体管得以实现（见第16章）。

   离子注入克服了扩散的限制，同时也提供了额外的优势。讽刺的是，虽然离子注入工艺是现代掺杂I：艺，但该技术却有一个很长的历史。在20世纪四、五十年代根据物理学家罗伯特·范·格拉夫( Robert Van Graff)在麻省理工学院(MIT)和普林斯顿(Princeton)早期的工作，制造出厂机器。l954年威廉·肖克利(William  Shockely)（是的，那个Shockely）提出一项关于半导体制造中使用离子注入机的专利i6。

   离子注入过程中没有侧向扩散，工艺在接近室温下进行，杂质原子被置于晶圆表面的下面，同时使得宽范围浓度的掺杂成为可能。有离子注入，可以对晶圆内掺杂的位置和数量进行更好的控制。另外，光刻胶和薄金属层与通常的二氧化硅层一样可以作为掺杂的掩膜。基于这些优点，先进电路的主要掺杂步骤部采用由离子注入完成就不足为奇了。