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1、等離子體源離子注入(Plasma Source Ion Implantation,簡稱PSII)是一項(xiàng)非視線性低溫等離子體材料表面的改進(jìn)新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)提出,就引起了國際上的普遍關(guān)注。在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中,等離子體鞘層的時(shí)空演化過程以及真空中氣壓參數(shù)的影響對等離子體與材料表面的相互作用有著非常重要的意義。
本文首先利用兩維PIC(particle in cell)模型,通過鞘層中電勢分布的泊松方程,考察了等離子鞘
2、層中隨時(shí)間變化的電勢分布和離子密度分布規(guī)律,離子在鞘層中的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動狀態(tài);得到了半圓容器內(nèi)、外表面和邊緣平面上各點(diǎn)離子注入劑量分布和工件表面各點(diǎn)注入離子的入射角分布。結(jié)果表明:由于電場的聚焦效應(yīng),容器內(nèi)表面的離子注入劑量總是低于外表面的離子注入劑量,內(nèi)表面的離子注入劑量隨著鞘層演化增加緩慢,內(nèi)、外表面注入劑量差異隨時(shí)間逐漸增大,這樣就導(dǎo)致了離子注入劑量非常不均勻。
本文再次利用Monte Carlo計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),考察
3、了有共心附加零電位電極時(shí)半圓容器內(nèi)底中央部位A+注入能量和角度分布及真空氣體壓強(qiáng)的影響。在考慮到離子在穿越鞘層的過程中會與中性粒子發(fā)生碰撞(電荷交換碰撞和彈性碰撞)通過在不同半徑的鞘層邊界上隨機(jī)抽取與半徑成正比的離子數(shù)量,計(jì)算了注入到工件內(nèi)表面上的所有離子的注入能量和入射角度的分布。隨著中性氣體壓強(qiáng)的增加,離子在穿越鞘層的過程中與中性粒子經(jīng)歷比較頻繁的碰撞。碰撞一方面使離子失去能量,另一方面也使離子改變運(yùn)動方向,導(dǎo)致注入到工件表面低能離
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