随着国防军事事业的快速发展,核辐射环境问题也越来越复杂而广泛存在,器件和系统的可靠性越来越被重视,因此,从长远来看,抗辐射问题必然要成为整个电子技术的一个基础,而对整个电子技术产生影响。例如,在对新电子器件的研制过程中,一开始就应该考虑到辐射的问题;而对于电子系统的设计,在设计开始时就要考虑如何提高抗辐射能力,这将成为一个设计原则。而由于难以在实验室中得到空间中各种真实的辐射环境,所以有必要对辐射效应的模拟仿真做深入研究,从而解决真实实验所不能解决的问题,模拟所得到的结果一样可以对器件或系统设计提供一定的数据参考。本文从辐射效应的角度出发,对影响器件正常工作的总剂量效应、单粒子翻转效应和瞬时辐射效应进行了研究,取得了下面三方面的研究成果:1、介绍了SOI FinFET器件的结构,并通过Silvaco TCAD对其进行了建模和仿真,研究了器件阈值电压随辐射剂量的影响,对比了宽Fin器件与窄Fin器件处在相同的辐射剂量下的阈值电压的漂移程度,由仿真结果可知:(1)当以200krad(Si)的辐射剂量入射时,SOI FinFET器件阈值电压的漂移现象就已经变的非常明显了,而当以超过400krad(Si)的辐射剂量入射时,SOI FinFET器件的阈值电压漂移量则逐渐趋于平缓;(2)当辐射剂量达到200 krad(Si)时,宽Fin器件的阈值电压就已经有了较大的漂移,几乎达到了窄Fin器件的4倍。2、研究了单粒子翻转的机理,电荷的收集模式,并继续基于Silvaco TCAD对SOI FinFET器件进行了单粒子翻转效应的仿真模拟,得到了漏极电流随时间的变化关系,并以Messenger提出的经典的双指数曲线模型为原型,通过最小二乘法拟合,得到了单粒子翻转效应的电流脉冲表达式,并将其带入用Cadence软件所画的基于SOI Fin FET的6T SRAM存储单元,从而进行电路模拟,得到了令此存储单元产生翻转的LET范围在40MeV·cm2/mg到50MeV·cm2/mg之间。3、对瞬时辐射效应和单粒子效应进行了区分,并简要介绍了蒙特卡罗工具包Geant4的内核结构和主要功能模块,并针对瞬时辐射效应、FinFET结构和粒子能量所对应的物理模型,对Geant4程序进行了编写;研究了瞬时辐射效应产生电流脉冲的模型,并将其带入用Cadence软件所画的基于SOI FinFET的6T SRAM中,从而模拟瞬时辐射效应,得到了令此存储单元产生翻转的电流峰值阈值为0.991mA,然后通过使用假定的电流脉冲模型,得到了SOI FinFET结构被质子(30MeV)、负电子(50keV)、X射线(10keV)分别从器件正向和背向入射时的“粒子数量阈值”,从而得出对于SOI FinFET结构抗质子和X射线瞬时辐射时,应该正面加固强于背面加固,而对于抗负电子瞬时辐射时,背面加固应该强于正面加固的结论;接着又对比了SOI FinFET结构和体硅FinFET结构的抗瞬时辐射能力,得到了SOI FinFET结构的抗瞬时辐射能力要远远好于体硅FinFET结构的结论。最后,通过考虑粒子入射的真实情况还有器件本身的双极放大效应后,对本文假定的瞬时辐射效应产生的电流脉冲模型进行了解释说明。