器件或电路的瞬态剂量率效应是指瞬态剂量率辐射下光电流的产生及其引起的一系列错误,包括器件和电路的扰动、翻转、闩锁甚至烧毁等问题。其中,电源的抗瞬态剂量率辐射能力会直接影响电路的正常功能。随着集成电路规模的不断增大,双电源电路的应用变得越来越广泛,研究不同电源和电源电压对集成电路瞬态剂量率效应的影响就显得至关重要。本文基于0.18μm体硅CMOS工艺器件,通过TCAD仿真、SPICE仿真与脉冲激光实验、γ射线实验相结合的手段,研究瞬态剂量率辐射损伤机理以及简单到复杂集成电路的瞬态剂量率效应规律。本文的主要研究成果如下:(1)依托反相器电路,揭示阱接触、输出电平、衬底类型和SOI结构对集成电路瞬态剂量率效应的影响规律和机制机理。其中,增加阱接触结构可以加快电极对光电流的吸收,从而减小电路的扰动大小和恢复时间,起到加固的作用。MOS器件内部的寄生三极管与衬底密切相关,导致P型衬底反相器的输出扰动在低电平时大于高电平时,而N型衬底反相器则正好相反。通过SOI介质隔离结构阻断阱与阱、阱与衬底之间的寄生通路,可以削弱MOS器件的寄生双极效应,实现集成电路抗瞬态剂量率辐射加固的目的。(2)基于双电源反相器链电路和微处理器电路,研究瞬态剂量率辐射下双电源集成电路的输出电压扰动受不同电源和电源电压的影响规律。其中,电路的输出电压扰动幅度与两个电源电压均呈正相关关系,并且受内核电压变化的影响更大。对于两个电源本身,IO电压的扰动幅度更大,但内核电压的恢复时间更长,电路输出电压的扰动恢复取决于内核电压的恢复时间。因此,内核电源是双电源集成电路瞬态剂量率效应中需要重点加固的环节。(3)针对内核电源抗瞬态剂量率扰动能力较弱的特点,在一款双电源SRAM电路中设计使用LDO模块完成IO电压的芯片内转换,替代内核电源的功能。该LDO采用功率管延时分隔的加固方法,即将大面积的功率管拆分为数个并联的小功率管,并在相邻栅极之间增加常通的传输门,有效减小了LDO输出电压的扰动恢复时间。对电源中含LDO和不含LDO的SRAM电路进行对比研究,发现含LDO的SRAM电源抗瞬态剂量率辐射能力优于不含LDO的SRAM电源,使用LDO替代内核电源不失为一种实现集成电路电源和整体电路辐射加固的有效手段。