随着我国航天航空和军事工业的高速发展,高可靠性电子元器件和集成电路在其中的重要性日渐突出,抗辐照设计的重要性越来越突出了。SOI(Silicon-onInsulator)技术作为摩尔定律继续推进的重要方向之一,在诞生初期就在抗辐照方面具有得天独厚的优势。本文主要研究了总剂量和单粒子辐射下的SOI器件特性,为进一步设计抗辐照电路提供理论基础,本文研究的主要内容包括:本文主要基于Synopsys Sentaurus TCAD工具,根据工程的需要,首先建立了TSMC 130nm体硅CMOS器件结构。根据该器件结构构建SOI NMOS器件模型,根据沟道耗尽情况可以把SOI器件分成FD(Fully-Depleted)SOI和PD(PartiallyDepleted)SOI两种。其中对于PD SOI器件,采用了BTS(Body Tied Source)和H型栅两种体接触方式来抑制体效应,对比了不同器件在辐照前的器件特性。接着基于总剂量效应,利用固定电荷模型对其进行建模,对构建的器件结构进行总剂量辐照仿真。数值仿真结果表明在采用相同的源漏结构时,在总剂量辐照以后SOI器件泄漏电流明显增大,跨导退化和阈值电压漂移加重。仿真结果同时显示了,在同样的辐照条件下,FD SOI器件的阈值电压退化更加明显。对于PD SOI器件,采用H型栅结构不仅能够有效的抑制体效应提高器件跨导,而且能够提高PD SOI器件的抗辐照能力。同样,BTS结构在一定程度上提高器件的抗总剂量辐照能力。最后利用Sentaurus中的单粒子模型,研究了重粒子入射对不同结构的SOI器件的物理过程。研究不同因素对单粒子效应的影响,包括了单粒子入射位置、单粒子入射角度、漏端电压大小、体接触方式、总剂量效应等对单粒子瞬态电流的影响。通过器件仿真,对漏斗电荷模型进行了研究。结果显示,相对于体硅器件,SOI器件的漏极电流更低,漏极收集的电荷也相应降低,尤其是FD SOI器件,抗单粒子效应能力明细提高了。在电路应用中,考虑到空间辐射的复杂性,在电路设计时需要需要同时考虑总剂量和单粒子辐射。从反相器仿真结果来看,SOI反相器逻辑翻转的几率要远小于体硅CMOS反相器,而FD SOI反相器要优于PD SOI反相器,在几种PD SOI反相器中,H型栅SOI反相器抗辐射能力最强。