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全耗尽SOI器件除了具有SOI器件工作速度快，功耗低，集成密度高，能抑制短沟道和闩锁效应等优点，还有很好的抗击单粒子和剂量率的能力，在航天、军事等对辐射有较高要求的领域有着广泛的应用。然而，由于全耗尽器件的前栅晶体管和背栅晶体管在电学上耦合，使其抗总剂量辐射变得比较复杂。本文通过工艺制备以及相关物理机制的研究，深入探讨了全耗尽SOI器件的抗辐射性能。研究涉及全耗尽SOI工艺的研发，SOI材料的辐射加固，减薄埋氧层对器件抗辐射性能的影响，优化沟道注入对器件的加固及其全耗尽器件最差偏置条件的探讨，具体内容为：
开发了全耗尽SOIMOSFET的整套工艺，通过优化单步工艺和工艺集成，得到了良好的器件性能。并对器件的转移特性，输出特性等做了仔细的分析，对击穿机制等问题也进行了探讨。
制备了埋氧层中注N、注F的SIMOX/NMOSFET器件，并研究了它们的抗辐射特性；通过对比，发现两者都能有效减少埋氧层及其界面的空穴陷阱，对辐射加固有所改善，特别是对大剂量辐射的加固更为明显。但由于注入的剂量对片子本身的阈值电压有很大影响，所以选择对于器件初始特性影响较小的注入剂量及能量非常重要。
采用深铟注入的方法对全耗尽(FD)SOI NMOSFET器件的抗辐射性能进行了研究。通过比较深铟注入与深硼注入两种工艺对器件辐射加固的影响，用模拟的方法证明了背沟道深铟注入有助于提高FDSOI器件的抗总剂量辐射的能力，且其对于器件辐射前阈值电压的影响要小于深B注入的影响。
通过研究SON器件的特性，来了解超薄埋氧层对器件抗总剂量辐射的影响。由于SON器件中埋氧层的厚度很薄，在与传统埋氧层中俘获电荷密度相同的条件，其俘获电荷的总数大大减少，所以SON器件有很强的抗总剂量辐射能力。埋氧层中俘获电荷在背沟道处诱导出的电子随埋氧层的厚度变化不是一个线性渐变的过程，而是在某个埋氧层厚度发生了突变。
模拟发现不同偏置条件下器件中陷获电荷的产生和分布有着很大的不同，进而对器件性能的影响也不同。对比三种不同的偏置条件，发现OFF态(关态)时背沟道处陷获电荷密度最高，引起背沟道反型程度也最强，从而引起了最大的静态漏电流和最大的阈值电压负向偏移。