中文摘要：

本项目从数值模拟和试验验证两个方面，研究了等离子体基离子注入（PBII-Plasma based ion implantation）复杂几何形状工件的保形性注入规律及其影响因素。利用反应器级数值模型系统，结合系统的工艺实验，从理论上和实践上研究了几种典型形状工件的鞘层扩展特性和表面注入层均匀性问题。研究结果表明，工件的形状、尺寸以及所采用的脉冲波形会显著影响鞘层的结构和扩展方式，并决定入射离子的能量分布和密度分布，从而决定了入射离子在改性层中的分布。对于外角试样，保形性注入可以通过调整电压、脉宽，和等离子体密度一起来压缩鞘层宽度，减少靶表面注入剂量的分布梯度来实现。但对于凹槽试样，压缩鞘层厚度也很难在其内部侧壁上实现有效的注入，而只能在其顶部和底部实现有效注入。这项研究旨在深入研究保形性注入的形成机制，探索制备均匀的表面改性层的有效途径。该研究对于优化PBII工艺规程、推动PBII工业化进程具有一定的理论意义和实用价值。