电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积基本理论研究

申请人提出了一种电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积新技术，前期研究已发现其毋需额外等离子体产生设备可实施高离子密度的等离子体离子注入；在80mm内注入剂量偏差<2%；同样的注入参数N元素剂量可达传统PIII的1.61倍且半高宽下降27.7%等。本项目拟借助Monte Carlo复合 Particle In Cel算法，深入研究被聚焦的二次电子参与离化的微观作用机理；研究电子聚焦电场下粒子电离微观运动和碰撞机制；研究不同元素粒子的EGD-PIII中离化差异机理；掌握EGD-PIII常用元素的受激状态。项目还提出用偏压金属栅网进行等离子中的离子进行群分，以使PIII兼具束线式注入的优点。项目试图弄清EGD-PIII方法中的微观物理本质，将EGD-PIII用于如Ion-Cut和高陡峭p型或高陡峭n型层、高陡峭度埋层或者浅结层等电子器件领域，具有和明确的应用方向和重要的理论价值。

项目开展了电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积方法中的等离子体微观离化机理研究。采用Particle In Cell(PIC)的流体计算方法并把蒙特卡罗(Monte Carlo)碰撞的引入对其进行了改进，建立EGD-PIII的自维持模拟系统。掌握了电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积这种新型注入方法的微观机制、物理本质。以EGD-PIII研究为例，研究等离子体中离子注入过程中离子操控技术。获得EGD-PIII方法的微观离化机制，建立基于微观离化机制的理论指导体系，改善了EGD-PIII的结构,成功实现了均匀注氢,为采用EGD-PIII方法进行Ion-Cut和用于制备高陡峭p型或高陡峭n型层，高陡峭度埋层或者浅结层等电子器件领域的应用做好了准备。通过研究,最终获得电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积方法中等离子体增强离化等离子体放电的微观指导理论,掌握了电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积鞘层扩展规律。获得采用栅网和金属环对离子注入路径控制技术手段。项目共发表期刊及会议论文17篇，其中SCI检索文章6篇，影响因子大于3的论文1篇。申请专利1项。培养博士两名、硕士研究生13名，指导本科生毕设12名。