随着微电子工艺的不断进步,硅材料被广泛应用在集成电路的制造过程中,这也对硅材料提出了非常严格的要求。在辐照环境中硅半导体器件会造成不同程度的损伤,包括低能量辐照引起的电离损伤和高能量辐照引入的位移损伤,从而降低器件的使用寿命,甚至会导致器件失效。由于越来越多的半导体器件被用在太空、核辐射、高能电磁场等辐照环境中,辐照损伤不可避免,因此研究辐照对直拉单晶硅材料的影响对开发新的辐照吸杂工艺、提高直拉单晶硅材料的抗辐照性能都具有非常重要的实用价值和理论意义。但是,针对电离损伤造成的硅基界面态的缺陷缺少合适的模型进行精确计算;对位移损伤引入的空位点缺陷演变的动力学行为缺乏深入的研究。本文采用瞬态电容、等温热退火和纳米压痕等方法对γ射线辐照硅基MOS结构的界面态、氮掺杂对中子辐照单晶硅中空位-氧复合体以及中子辐照对单晶硅材料力学性能的影响进行了研究,并得到以下结果:（1）通过建立计算模型,采用深能级瞬态谱（DLTS）测试不同温度下硅基MOS结构瞬态电容的方法,我们发现γ射线辐照后SiO₂/Si界面态的态密度增加6-8倍,同时界面态对空穴的俘获截面也随之增加了5-6个数量级。（2）首次报道了氮掺杂对中子辐照直拉单晶硅中空位-氧缺陷动力学行为产生影响。主要表现在:中子辐照的普通CZ硅相比于NCZ硅,VO缺陷消减激活能从2.08 eV减小到1.84 eV,VO₂缺陷生成激活能从1.47 eV减小到1.23 eV,说明氮掺杂可以减小空位-氧缺陷演化的激活能。主要是因为氮掺杂能够在硅晶格中引入拉应力,提高了空位（V）和VO缺陷的扩散速率,从而促进VO到VO₂缺陷的转化过程。（3）通过纳米压痕测试中子辐照直拉单晶硅,我们发现中子辐照后单晶硅表现出较高的硬度和较低的杨氏模量。主要是因为中子辐照会在直拉单晶硅中引入大量的空位型缺陷,促进Si-I相到Si-II相的相转变过程;同时辐照会引起硅晶格失配,减小了硅原子之间的结合能,导致辐照后杨氏模量降低。