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由于辐照环境的存在，会导致器件辐照特性的严重退化，且随着器件尺寸的缩小，总剂量辐照特性会变得越来越严重。本论文主要研究了超深亚微米MOS器件的总剂量辐照特性(Totalionizingdose，TID)。针对由于总剂量辐照特性引起的器件及电路失效问题，详细研究了器件结构参数对超深亚微米MOS器件辐照特性的影响，并在此基础上模拟了超陡倒掺杂和Halo掺杂分布下MOS器件的总剂量辐照特性。结合超深亚微米MOS器件辐照特性退化的物理机理，本论文从实验和模拟两方面对新型AGLDD垂直双栅器件的总剂量辐照特性进行了研究。本论文的主要工作有：
利用ISE模拟软件，详细研究了深亚微米MOS器件的总剂量辐照特性，分析了器件结构的工艺参数对器件泄漏电流及阈值电压漂移量的影响。随着器件尺寸的不断缩小，STI隔离区成为影响器件总剂量辐照特性的最主要部分。研究结果表明，尽量减小STI隔离区的宽度和深度可以改善器件本身的总剂量辐照特性；合理设计器件之间STI隔离区的宽度可以改善器件之间的总剂量辐照特性。上述结果为0.18μm器件总剂量辐照特性的设计提供了较好的依据。
针对超深亚微米器件中的超陡倒掺杂分布进行了相关辐照特性的研究。结果表明，在辐照剂量小于500krad情况下，超陡倒掺杂器件的泄漏电流比均匀掺杂器件的泄漏电流低2-3个量级；而在辐照剂量大于500krad情况下，由于器件俘获的空穴量饱和，超陡倒掺杂分布在泄漏电流方面的改善没有那么明显。但可以有效的减小阈值电压漂移量，比均匀掺杂的情况小约40mV。同时还给出了有利于改善器件辐照特性的超陡倒掺杂分布的设计考虑，为超深亚微米器件抗辐照加固提供了一定的依据。
针对超陡倒掺杂在高剂量情况下无法改善辐照特性的情况，对Halo掺杂分布进行了相关辐照特性的研究，发现Halo掺杂即使在剂量较大的情况下也能很好地抑制器件的泄漏电流。
通过实验和模拟详细地研究了新型AGLDD垂直双栅器件的总剂量辐照特性。与超深亚微米MOS器件的退化特性比较可以得出结论，辐照剂量达到1×106rad时，该双栅器件仍然具有很好的抗辐照特性。一方面是由于双栅器件的栅控能力加强；另一方面，垂直沟道结构使沟道与STI隔离区分割开，虽然STI隔离区能俘获大量的电荷，但不会在器件中形成寄生晶体管，从而避免了相关的泄漏通道。由于垂直双栅器件具有良好的总剂量辐照加固特性，器件设计仅需考虑器件本身的小尺寸特性优化，具有较大的设计灵活性。