卫星、核反应堆及其它长期工作在低剂量率的高能射线辐射条件下的MOS器件很容易因为辐射导致器件阈值电压漂移而失效，这需要从制造工艺和电路设计上考虑抗总剂量辐射加固的措施。 本文阐述了MOS器件及结构总剂量辐射效应及研究方法。讨论了SiO₂/Si界面系统中氧化物陷阱电荷（Not）和界面陷阱电荷（界面态Nit）的特性。 在SiO₂/Si系统氧化物陷阱和界面陷阱电荷有关理论基础上进行了54HC系列MOS门电路抗γ和x射线总剂量辐射工艺研究。对比了850℃ H-O合成栅氧化和1000℃干氧栅氧化以及900℃含HF的栅氧化方式在不同的热处理温度下，栅氧化层厚度为30-60nm范围内MOS器件的γ和x射线辐射总剂量效应，发现41nm的H-O合成栅氧化层和29nm的干氧栅氧化层的样品有较好的抗总剂量辐射效果。我们将研究结果应用于54HC10RH三输入与非门电路的研制，在美军标MIL-M-38510条件下，达到2×10⁶rad（Si）γ总剂量辐射加固水平，满足了用户的要求。 采用高电场应力方式对四端MOSFET的阈值电压受SiO₂/Si界面系统陷阱电荷的影响进行了研究，发现在正的高电场应力作用下，MOS器件阈值电压漂移与较高总剂量辐射时阈值电压漂移十分相似，可以作为一种定性的辐射评估手段。 根据SiO₂/Si界面系统陷阱电荷辐射变化规律，对CMOS简单逻辑门电路从电路设计角度上提出了一种总剂量辐射加固方法，给出的SPICE模拟结果表明这种方法在辐射引起N、PMOS管阈值电压分别漂移1V、0.8V条件下门电路的噪声容限基本不受影响。