聚焦离子束(FIB)是一种集高分辨率实时成像和微加工为一体的新型纳米加工技术,被广泛应用于半导体行业。相比于传统的镓离子(Ga)等液态金属离子源,氦离子(He)溅射产额更低,成像分辨率更高,可以实现更高精度的纳米结构加工。但氦离子注入深度更大,会造成材料内部的非晶化损伤。精确的模拟模型可以帮助研究人员从微观尺度上理解非晶损伤的机制及衍变过程。本文采用数值模拟方法建立了FIB注入硅衬底的非晶损伤模型,探究了不同参数下非晶损伤的范围以及损伤轮廓随离子剂量的衍变过程,通过与实验结果对比验证模型的有效性。主要研究内容如下:1、基于离子与靶原子间的相互作用理论,建立Ga离子注入硅衬底的分子动力学模型和He离子散射的蒙特卡罗模型。2、运用蒙特卡罗方法模拟不同参数下He离子在硅衬底中的射程分布、溅射原子的能量及位置分布。对比He离子和Ga离子在溅射产额上的差异,并通过模拟计算从原子尺度上给出解释。3、基于离子散射的蒙特卡罗模型建立非晶损伤模型,设计He离子注入硅衬底的非晶损伤实验,使用实验数据优化损伤模型。分析不同能量参数下损伤轮廓衍变过程的实验结果,与损伤模型结果进行对比,验证了模型的有效性,从离子能量损失的角度解释了轮廓变化的成因。4、对比损伤轮廓特征量随离子入射剂量变化的实验和模拟结果,基于模拟结果分析特征量变化的原因。在极坐标下对损伤轮廓进行函数拟合。