In modernen Fertigungsprozessen wird das Verfahren der Ionenimplantation zur Einbringung der Dotierstoffe in den Siliziumkristall verwendet. Ionisierte Dotierstoffatome werden in einem elektrischen Feld beschleunigt und können aufgrund ihrer hohen kinetischen Energie in das Zielmaterial eindringen. Sie kommen in der Regel auf elektrisch nicht aktiven Zwischengitterplätzen zur Ruhe. Mit einem nachfolgenden thermischen Prozeß ( Annealing-Step) erreicht man einerseits den Einbau der implantierten Ionen auf elektrisch aktive Gitterplätze und andererseits die Ausheilung der durch die Implantation entstandenen Strahlungsschäden in der Kristallstruktur des Siliziums.
Im Zuge dieses Prozesses kommt es zur räumlichen Umverteilung der Dotierstoffe aufgrund der Diffusion. Die Erforschung der qualitativen und quantitativen physikalischen Zusammenhänge ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten und resultiert in einem breiten Spektrum an phänomenologisch und physikalisch motivierten Modellen. Für diese Arbeiten stellen die sehr eingeschränkten Möglichkeiten zur experimentellen Verifikation der Modelle ein großes Problem dar. Während Messungen von Dotierungsprofilen ohnehin nur eindimensional aussagekräftige Ergebnisse liefern können, ist die direkte Messung von Gitterdefektverteilungen praktisch nicht durchführbar. Erst durch die Auswirkungen der Gitterdefekte auf meßbare Größen kann indirekt auf deren Verteilungen geschlossen werden. In diesem Zusammenhang stellt die Simulation ein unerläßliches Werkzeug zur Erforschung der Zusammenhänge dar. Die hohe Anzahl an Freiheitsgraden bei der Modellbildung erlaubt die Nachbildung eines Effektes durch viele unterschiedliche Modellansätze und schlägt sich in großen quantitativen Variationen der Parameter nieder. Ziel der Forschung muß es jedoch sein, einen allgemein gültigen Ansatz zu finden, der ähnlich wie die Drift-Diffusionsgleichungen zur Beschreibung des elektrischen Verhaltens, als physikalische Basis zur Beschreibung des Diffusions- und Ausheilungsverhaltens dienen kann.