超大规模集成电路如静态随机存储器（SRAM）和铁电存储器（FRAM）在航天器中应用广泛。SRAM器件具有速度快、功耗低等诸多优势,而FRAM器件由于铁电材料独特的性质,具有天然良好的抗辐射性能与非易失性。随着CMOS工艺的进步,SRAM和FRAM器件集成度愈来愈高,其工作电压降低、引发单粒子效应所需的临界电荷减小。相较微米级器件,空间辐射环境中的带电粒子引起的纳米SRAM和FRAM器件的单粒子效应与总剂量效应出现了一些新现象,严重威胁航天器的安全性与可靠性。本文利用兰州重离子加速器提供的不同种类重离子以及新疆理化技术研究所提供的⁶⁰Coγ射线,对90 nm和65 nm工艺的两款商用SRAM器件以及一款130 nm商用FRAM器件开展了辐照实验,结合TCAD模拟,系统地研究了γ射线累积剂量引起器件性能参数的退化、重离子辐照参数对单粒子效应的影响、以及总剂量效应与单粒子效应在纳米SRAM和FRAM器件中的协同效应。主要研究成果如下:首先研究了不同剂量的射线辐照对商用SRAM和FRAM器件性能参数的影响,测量了器件的静态功耗电流在辐照过程中的变化,并分析了引起静态功耗电流变化的原因。实验发现,经过γ射线辐照后,三款器件的静态功耗电流均有显著增长。γ射线辐照在器件的浅沟槽隔离区域产生陷阱电荷,导致NMOS管关态漏电流增大。研究认为辐照感生陷阱电荷是引起器件静态功耗电流增大的原因。对于SRAM器件,存储单元内处于开态的PMOS管与处于关态的NMOS管组成漏电通道。而对于FRAM器件,静态功耗电流的增长主要是由外围CMOS电路的性能退化所致。其次研究了γ射线辐照前后,不同种类、不同LET值的重离子引起的器件的单粒子效应。实验结果表明,γ射线辐照后SRAM器件的单粒子翻转截面增大,而FRAM器件的单粒子事件截面减小,且截面的变化与存储数据图形无关。对于90 nm SRAM器件,γ射线辐照并没有引起单粒子翻转LET阈值的明显变化,LET阈值约为0.5 MeV·cm²/mg。经过γ射线辐照后,存储单元内MOS管阈值电压的漂移与关态漏电流的增大共同导致了器件重离子单粒子敏感性的改变,其饱和截面由9.0?10^-8 cm²/bit增长到1.3?10^-7 cm²/bit,增长了约44%。此外,在相同的LET值下,γ射线辐照过后SRAM器件更容易发生多位翻转。对于FRAM器件,错误发生在外围CMOS电路中。经过γ射线辐照后,外围电路中的MOS管阈值电压漂移,反相器开关阈值减小,导致动态测试模式下的单粒子事件截面减小了约40%到70%。最后利用TCAD软件模拟研究了重离子对FRAM器件1T/1C存储单元的影响。模拟结果显示,重离子入射到1T/1C存储单元中的NMOS管,会导致与NMOS管相连的铁电电容下表面的电势降低,在铁电电容表面产生0.7 V左右的电势差,约为器件工作电压的25%。随着工艺的进步,FRAM器件工作电压的降低,重离子对FRAM器件存储单元可靠性的威胁也需要得到重视。