SOI技术的研究是微电子领域发展的前沿课题，SOI电路具有高速、低压、低功耗、抗辐照、耐高温等优点，被誉为“21世纪的硅集成电路技术”。本论文根据国家973项目、国家自然科学基金项目、军工预研项目等国家任务的需要，开展了SOI自加热效应及抗总剂量辐射加固技术的研究，获得的主要结果如下： 初步建立了SOI器件的温度分布模型，对产生自加热效应的机理进行了探讨性的研究，并采用MEDICI数值模拟的方法，对影响SOI器件自加热效应的各参数进行了提取，从理论上证明了，MOS／SOI各参数对SOI器件的自加热效应都有较大的影响，其中，顶层Si膜或氧化埋层厚度越大，自加热效应对器件性能的影响越严重，反之则影响越小；沟道区掺杂浓度越大，自加热效应对器件性能的影响越小，反之则影响越严重；源漏区掺杂浓度越大，自加热效应对器件性能的影响越严重，反之则影响越小。根据这些模拟结果，我们在进行SOI器件设计时，在适当满足其它要求的情况下，可以通过优化器件参数来有效降低自加热效应对器件性能的影响。 为了有效抑制或降低SOI器件的自加热效应，我们结合国内外最新研究结果，提出了几种新型SOI结构材料，尤其率先提出了以SiO₂／Si₃N₄／SiO₂为埋层的三明治夹心SOI结构，并采用器件模拟的方法直观地证明了这几种新型结构可以有效地抑制SOI器件的自加热效应。 SOI独特的结构虽然使它具有良好的抗瞬时辐射的性能，但也由于它具有多个Si／SiO₂界面，导致SOI器件和电路对总剂量辐射相当敏感。我们率先模拟研究了NMOFET／SOI总剂量辐射效应的机理，并从理论上证实了，通过对器件参数进行优化，可以有效提高SOI器件抗辐射加固性能。 为提高SOI器件和电路抗总剂量辐射加固性能，我们与中国科学院北京半导体摘要所合作，从材料加固的角度出发，提出了采用F离子注入的方法，以改善SIMOX/S 01材料抗总剂量辐射的性能，从而提高501器件和电路抗总剂量辐射性能。在这一部分研究中，我们提出了将F离子注入到标准SIMOX材料的顶层Si和氧化埋层这两种加固工艺。然后，将注过F离子的SIMOX/SOI片子和作为对比片的标准SIMO刀501片子在同一工艺线上流片，接着对流片后所得到的NMOS/SOI进行了辐射前后的电学性能测试。在测试过程中，因为实验条件所限，我们自主设计并制备了辐射加压偏置。从测试结果可以证明，适当能量和剂量的F离子引入可以有效地提高501器件抗总剂量辐射性能。这种采用F离子注入SIMOX材料来提高501器件和电路抗总剂量辐射加固性能的方法，在国内是首次的，在国外也鲜有报道。 结合我所二十年来501技术的研究，我们提出了采用N十、O+共注入制备SIMON/SOI来提高501材料与器件抗总剂量辐射性能的方法，不仅从理论上模拟研究了N十、O+共注入工艺，而且与其他研究人员合作，采用离子注入的方法，获得了这种结构材料，模拟数据和实验结果相当吻合。