研究探索半导体器件电路电离辐射损伤效应和机理,提高其抗辐射水平是近年国内外微电子学领域十分重视的课题之一.抗辐射电子学已逐步成为一门综合性很强的边缘学科并发挥着愈来愈重要的作用.针对当前电离辐射效应研究的趋势及存在的不足,论文开展了电离辐射效应数值模拟计算;深入地对X射线引起的材料和器件的剂量增强效应进行了研究.主要内容有两大部分.一、电离辐射效应数值模拟.在国内首次开展了单粒子翻转、单粒子烧毁等单粒子效应的数值模拟计算;模拟了MOSFET的单粒子翻转;力图从理论上建立分析器件SEU的可靠手段.通过输入不同粒子的线性能量传输LET(LineEnergyTransfer)值,得到了已知器件结构的收集电荷与LET值的关系曲线.模拟得到的结果与电荷漏斗模型相吻合,表明了所建立的物理模型的正确性.对功率MOSFET器件单粒子烧毁(SEB)效应开展了模拟研究.开展了总剂量效应数值模拟研究.分析了总剂量辐照产生的界面陷阱的分布及性质;计算了在加电状态下NMOS、PMOS器件受辐照后的特性.对瞬态辐照剂量率效应进行数值模拟,在国内首次采用增强光电流模型计算瞬态辐照光电流效应.模拟计算了不同上升时间的快前沿电磁脉冲对PN结的毁坏效应.详细地给出了器件正常工作、失效直至烧毁的全过程.二、X射线剂量增强效应研究.设计研制了多层平板电离室;首次用该电离室测量了能量为30~100keVX射线在三种材料界面附近的辐射剂量梯度分布,给出了不同材料界面剂量增强因子.在国内首次提出材料界面的剂量增强效应与器件中同样界面出现的剂量损伤增强效应不同的观点,剂量增强因子要明显大于剂量损伤增强因子.γ、X射线电离辐射效应的等效关系研究.设计、研制了"相对测量法的双层膜"实验装置,成为研究器件X射线损伤增强效应和X、γ射线损伤等效性的有力工具.首次开展了CMOS器件4069、浮栅器件AT29c256和AT28f256剂量增强效应研究.使用直流X光机准确测量器件的损伤增强因子.并与钴源数据进行比对,给出了CMOS器件剂量损伤增强因子.在BSRF装置上,开展了大规模集成电路浮栅器件的X射线损伤研究,给出浮栅器件γ、X射线的剂量损伤等效关系.在DPF装置首次开展CMOS器件瞬态剂量率翻转增强效应研究.建立了相应的X射线剂量损伤增强效应研究方法和测试系统,为器件X射线抗辐射加固技术研究提供了实验技术支撑.