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如果掺杂剂是P型硼原子，那么就会发生与上一节中讲到的掺杂N型原子出现的堆积效应相反的效应。因为硼原子在氧化物中更易溶解，所以会被材料吸入其中（如下图中的图b所示）。对晶圆表面的影响是降低了硼原子的浓度，从而降低了表面浓度，也影响了器件的电学性能。下面的图中提供了沉积和推进步骤的总结。
热扩散对先进电路的生产设定了限制。五个挑战是侧向扩散、超薄结、掺杂控制差、表面污染干扰和位错生成。侧向扩散在沉积和推进过程中发生，但每次晶圆被加热到可能发生扩散运动的范围内时也会继续发生（如下面的图中所示）。电路设计者必须在相邻区域之间留出足够的空间，以防止侧向扩散区域接触并短路。对于密集电路，累积效应可能导致晶粒面积大幅增加。另一个高温处理问题是晶体损伤。每次晶圆被加热和冷却时，都会发生位错造成的晶体损伤。这些位错的高浓度可能导致器件因漏电流而失效。先进工艺序列的一个目标是减少热预算，以减少这两个问题。
MOS晶体管的出现创造了两个新的掺杂要求：低掺杂浓度控制和超薄结。对于高效的MOS晶体管，需要低于10^15原子/平方厘米的栅极区域掺杂浓度。然而，用扩散过程很难一致地达到这个水平。为了实现更高的封装密度，将MOS晶体管缩小尺寸也需要源/漏区域的薄结深度。结深持续下降，预计2016年将出现亚10纳米结。
第四个问题是扩散区域的物理或数学特性。如下面的图中所示，大多数掺杂剂原子位于晶圆表面附近。这使得大多数电流在表面附近流动，而掺杂剂原子也位于此处。不幸的是，这也是与晶圆表面的污染物（在晶圆表面内外）相同的地点，这些污染物会干扰或降低电流流动。先进器件的一个要求是在表面有特殊阱，具有特定的掺杂梯度，这是扩散技术无法实现的。这些阱允许高性能晶体管。
离子注入克服了扩散的这些限制，并增加了额外的好处。讽刺的是，尽管离子注入是现代掺杂工艺，但该技术历史悠久。基于物理学家罗伯特·范德格拉夫在麻省理工学院和普林斯顿大学的早期工作，20世纪40-50年代建造了机器。1954年，威廉·肖克莱（没错，就是那个肖克莱）申请了使用离子注入制造半导体的专利。
在离子注入过程中，没有侧向扩散；该过程在接近室温下进行；掺杂剂原子被放置在晶圆表面以下；并且可以实现广泛的掺杂浓度范围。通过离子注入，可以更精确地控制放入晶圆中的掺杂剂的位置和数量。此外，光刻胶和薄金属层可以与通常的二氧化硅层一起用作掺杂屏障。鉴于这些好处，所有先进电路的掺杂步骤都由离子注入完成。
