本文对PD SOI CMOS器件的各种物理效应、模型和模型参数提取进行了深入研究,并通过分析总剂量效应对半导体器件的影响,探讨如何将其模型化。论文主要工作与成果如下:1、根据部分耗尽SOI MOS器件特点,设计器件测试结构和测试条件,确定提取策略和验证方法,最终完整提取适用的0.5μm SOI CMOS SPICE模型的I-V和C-V参数,为0.5μm SOI CMOS工艺平台的建设提供技术支撑,为抗辐射电路设计提供更高精度的仿真模型,提高辐射加固设计成功率。2、本文采用0.5μm SOI工艺下的BTS型体接触NMOS和PMOS器件测试结构,完成了测试器件和验证电路的版图设计,流片后,用探针台和Agilent4156C参数测试仪实现了器件的圆片级参数测试,利用MBP软件进行参数提取,最后用实际验证电路对提取的模型参数进行了验证。本文完成了0.5μm SOI CMOS SPICE模型参数提取和验证工作。通过单个反相器、100级反相器链,101级环振电路与210分频电路和一个大规模的SRAM电路来验证了提取的模型参数的有效性和实用性。本文完成了模型参数提取的全过程,提供了经过验证可以实用的0.5μm SOI CMOS SPICE模型参数,证明已掌握提取SOI SPICE器件模型DC参数与AC参数的能力,且DC模型参数误差控制在3%以内,完全达到课题的工程目标5%。分析电离辐射总剂量效应(TID)的物理机理并研究国际上TID建模研究的最新成果,得出可以应用于当前TID效应加固设计的建模方法,并为以后建立更高精度的器件辐射模型指明研究方向。另外针对TID一般只影响器件的直流特性的特点,可以依据辐照试验后的结果,重新提取模型参数,用简单修改参数的方法解决TID效应致使原来模型不准的问题。对于工作在特定环境中可以有效预估辐射剂量的芯片来说,此方法基本可以解决设计中的可靠性问题。同样,模型的准确度有待于辐照后的数据来验证。