中文摘要：

针对常规"鞘层无碰撞"理论导致等离子体浸没离子注入(PIII)批量处理效率低的难题，本项目提出了"鞘层有限碰撞"离子注入技术，建立了PIII批量处理时的数学模型，通过不均匀网格的方式大幅度提高了计算效率，实现了多个零件在三维空间的Particle-in-cell模拟。本项目通过数值模拟方法研究了平板、圆柱、球形等零件的鞘层有限碰撞离子注入过程，获得了相邻零件之间鞘层在3维模拟空间的碰撞规律，发现相邻零件之间离子鞘层的有限碰撞能获得比较均匀的离子注入，但是，当3个以上零件的离子鞘层同时碰撞时注入剂量分布均匀性急剧下降。因此，鞘层碰撞的零界点是3个或以上零件形成的鞘层同时碰撞，而任意两个零件之间的鞘层碰撞不会对注入剂量的均匀性造成大的影响，鞘层碰撞和注入剂量的实验测试也表明这一理论是正确的。这一理论的提出，突破了均匀离子注入必须依靠无碰撞鞘层理论的局限性，可以使同等面积条件下PIII批量处理的零件数量增加1倍以上。