随着微电子工业的发展，辉光放电技术的应用领域越来越广泛。作为产生等离子体的一种主要的方式，长期以来，国内外学者从多方面对辉光放电进行了研究，但其中对于辉光放电电离过程的研究较少。了解直流辉光放电的电离过程，能够更深入的了解辉光放电过程中粒子的输运特性，正确的模拟这一电离过程将对以后的实际应用起理论指导作用。 本论文围绕直流辉光放电的理论分析与计算机模拟展开研究工作，主要工作和创新之处在于： (1)对直流辉光放电及等离子体源的理论、计算机模拟方面进行了综述 对直流辉光放电及其生成等离子体的理论、计算机模拟方法进行了综述、总结与对比，并对今后的研究前景进行了展望。特别指出了模拟直流辉光放电电离过程的重要意义及PIC/MCC(粒子模拟与蒙特卡罗相结合)方法在模拟直流辉光放电及其生成等离子体特性研究中的优势。 (2)直流辉光放电电离过程的三维理论分析 以通常的直流辉光放电系统为基础，建立了物理模型，对直流辉光放电进行了三维的理论分析，其中包括电势的求解、等离子体集体运动、粒子间的碰撞、带电粒子与边界的相互作用。考虑了电子与中性粒子的弹性、激发、电离碰撞；离子与中性粒子的弹性、电荷交换碰撞；碰撞截面均是能量的函数。模拟了电子到达边界后被边界吸收、反射及二次电子发射等情形。 (3)直流辉光放电电离过程的三维PIC/MCC模拟 在直流辉光放电电离过程的三维理论分析基础之上进行了数值模拟，用Fortran语言编写了三维的PIC/MCC模拟程序。采用有限差分法求解泊松方程，采用PIC方法中的静电模型描述带电粒子与电场自洽的相互作用，MCC方法描述粒子之间的碰撞过程及带电粒子与边界的相互作用，从而将PIC方法与MCC方法相结合，使得PIC模拟处理集体相互作用和MCC处理粒子碰撞优势得以兼顾。 (4)直流辉光放电电离过程的诊断分析 通过对直流辉光放电的PIC/MCC模拟，得到了大量的放电过程中关于带电粒子运动的微观信息，展现了放电过程中带电粒子的速度、能量等随时间、空间的演化；对直流辉光放电电离过程中电子与离子的相空间分布、速度分布、能量分布及自洽场电势分布等随时间演化的特性进行了诊断，模拟结果很好的解释了直流辉光放电等离子体的电离特性。