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绝缘体上的硅技术(Silicon-on-Insulator, SOI)在高速、低压低功耗、功率器件以及抗辐射微电子学等领域有重要的应用。全介质隔离的SOI器件对体硅中传统的闩锁效应免疫，且由于减小了电荷收集体积，其在抗单粒子和抗瞬态辐射方面也具有一定的优势。但二氧化硅绝缘埋层的存在使SOI技术相比体硅技术更容易受到电离总剂量辐射的影响。 本文基于SOI器件对总剂量辐射响应的基本特点，研究了0.13μm和0.2μm部分耗尽SOI器件特有的总剂量辐射效应。采用硅离子注入技术对0.13μm SOI CMOS抗辐射工艺专用的八英寸SOI衬底的绝缘埋层进行了总剂量加固。本论文研究内容主要分为以下两个部分: 1.部分耗尽SOI器件总剂量辐射效应。首先研究了不同辐射偏置对SOI器件总剂量效应的影响。实验结果表明，ON偏置对于前栅晶体管是最劣偏置，而PG或OFF偏置对于背栅晶体管是最劣偏置。其次，总剂量辐射会抑制部分耗尽SOI浮体器件的回滞现象，我们建立了相应的模型来解释这一现象。再次，研究了窄沟道和短沟道器件特有的总剂量辐射响应。通过比较逻辑和射频两种不同工艺制备的窄沟道器件辐射结果，揭示了两种不同工艺窄沟道器件辐射响应的机制。对总剂量辐射引起短沟道浮体器件亚阈值区特性退化和单管闩锁效应的原因提出了新的解释。最后，我们建立了一个基于表面势方程的总剂量辐射模型来预测不同辐照剂量下CORE和I/O器件的关态漏电流水平及亚阈值翘曲效应。 2.采用硅离子注入工艺对SOI材料的埋氧层进行加固。采用未加固SOI衬底制备的H栅器件的辐射实验结果表明，即使是无寄生侧壁晶体管的SOI器件在一定辐射剂量下器件仍会表现出严重的背栅漏电。在课题组前期研究的基础上开发出新型的八英寸SOI衬底抗总剂量加固技术，该加固技术既能降低埋层的总剂量辐射敏感度又能避免离子注入引起的顶层硅非晶化。八英寸加固SOI材料实现了在超深亚微米SOI特种工艺平台上工程化流片，辐射实验表明无边缘器件的漏电流在ON、OFF和PG辐照偏置下2Mrad(Si)以上辐照剂量后均未增加，因此该加固技术是一种理想的埋层加固技术。