随着科学技术的不断进步,微光夜视器件逐渐向数字化方向发展。电子轰击CMOS（EBCMOS）作为一种新型的数字化微光夜视成像器件,它具有设备体积小、重量轻、功耗低、高灵敏度以及能在超低照度下工作等诸多优点。因此,近年来对于EBCMOS器件的研究逐渐成为微光夜视领域的热点课题之一。区别于固体成像器件（如低照度CMOS）光电转换结构中单个光子转变为单个电子的过程,EBCMOS中的电子倍增层（P型硅基底）可以将单个光电子变为大量的二次电子。电子倍增层的结构设计在提升EBCMOS的增益特性和分辨率特性方面就显得极为重要。为提升EBCMOS的增益特性和分辨率特性,可对EBCMOS电子倍增层表层进行梯度掺杂来提升电荷收集效率。但是,如何设计电子倍增层表层结构来提升EBCMOS器件电荷收集效率的相关报道比较少。因此,EBCMOS电子倍增层表面的梯度掺杂机制是目前亟需解决的关键问题。所以,本论文首先开展了单次离子注入下不同参数对硅表面结构影响的仿真工作。然后,在此研究的基础上通过多种能量注入模式实现硅表面梯度掺杂的结构设计,并讨论了不同能量注入模式时所获得结构下的电荷收集效率。在单次离子注入下不同参数对硅表面结构影响的仿真工作中,基于注入离子在靶内的纵向分布理论的模拟仿真软件TRIM（the Transport of Ions in Matter）模拟仿真不同注入条件对掺杂分布的影响,揭示注入能量、掩蔽层种类和厚度、注入角度对平均投影射程和标准偏差的影响规律,为选用多种能量注入模式进行梯度掺杂仿真提供理论支撑。在多种能量注入模式对硅表面梯度掺杂及其电荷收集效率的影响研究中,选择不同的掩蔽层种类和厚度、注入角度、注入能量种类、注入能量和剂量等参数,对EBCMOS电子倍增层表层进行多种离子注入。分析各种参数对电子倍增层表面结构参数的影响,实现表层梯度掺杂分布。然后,依据载流子传输理论并结合蒙特卡洛方法,模拟分析相应表层结构对EBCMOS器件的电场分布及电荷收集效率的影响。本论文的研究内容解决了电子轰击成像器件中电子倍增层结构设计方面的一些前沿问题,如离子注入条件的选择、掩蔽层种类及厚度的选择、注入能量及注入剂量的选取、不同的注入模式等因素对电子倍增层表层掺杂分布的影响。进一步还探究了表层掺杂分布对电子倍增层的电荷收集效率的影响机制,提出了高增益EBCMOS电子倍增层表面梯度掺杂的结构设计新方法,为高增益EBCMOS的制备提供理论基础。