随着我国航天事业的飞速发展,MOS型辐射总剂量探测器作为总剂量辐射探测的主要器件,因具有体积小、功耗低、灵敏度高、可与集成电路制造工艺兼容等优点,成为了总剂量辐射探测技术的研究热点。　　论文首先综述了空间辐射环境中的总剂量辐射效应,研究了总剂量辐射效应对半导体器件损伤的物理机制,并着重介绍了该探测器的工作原理和设计思想,并对工艺制备展开了理论和实验两方面的阐述。　　目前国内外主流的MOS型辐射总剂量探测器主要是单层SiO2栅介质型器件,这种栅氧层既要有优良的栅介质性能,又要有足够的空穴陷阱来俘获足够的空穴,来满足辐射灵敏度的要求,其工艺条件很难把握。此外,总剂量探测主要应用于低剂量率、高总剂量的辐射条件,需要很长的辐照实验时间和很高的实验费用。本文针对这些难点,开展了理论和实验方面的工作,提出了现阶段最合适的工艺制备方案和测试手段,并成功制备出MOS型辐射探测器件。　　主要研究工作总结如下:　　为提高其中单管器件的辐射灵敏度,设计了多种复合栅结构。在这些不同种类之中,经过特殊工艺加工而成的三明治结构的“干氧SiO2/湿氧SiO2/干氧SiO2”栅氧层结构拥有相对较好的电学性能和辐射性能。　　采用串联结构(堆栈式结构)和并联结构的多管结构设计,大大提高了辐射探测器的灵敏度。尤其是堆栈式结构,其灵敏度可以提高n倍,其中n是串联单管的个数。阐述了其工作原理,建立了数学模型,并推导出辐照剂量与阈值电压变化值的函数关系。　　设计了MOS型辐射总剂量探测器的工艺版图,并开发了工艺流程。对重点和难点工艺步骤开展了一系列的单项工艺试验,包括厚栅氧化层的生长,对厚栅氧化层的MOS型辐射总剂量探测器的阈值电压的调节,并对工艺流程和工艺参数进行了优化。　　提出了一种对MOS型辐射总剂量探测器栅氧层辐照性能的电学评估方法,以及该方法的电学数学计算模型,提出了完善的实验方案。经过与辐照实验的对比,电学测试结果与辐照测试结果能够符合的较好。　　设计并开发了MOS型辐射总剂量探测器的测试平台系统,可以实现实时监控的恒流模式和不同栅极偏压下的测试。结果表明,本文制备的MOS型辐射总剂量探测器可以很好的满足航天应用的要求。