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随着集成电路工艺的迅速发展,芯片功能越来越复杂,空间环境、工业环境等产生的辐射对半导体器件及电路系统产生影响,并且可能导致器件和电路系统的失效,器件的辐射效应备受关注。为了保证数字集成电路在辐射环境中的可靠性和性能,必须不断地发展抗辐照加固技术。在深亚微米和纳米尺度的半导体领域,单粒子效应成为数字器件最受关注的可靠性问题之一。本文基于脉冲激光试验平台,对28nm双阱和三阱工艺的移位寄存电路进行了单粒子效应模拟实验,利用TCAD器件仿真软件分析了130nm工艺下三阱（深n阱）结构的单粒子瞬态效应,对于加固三阱器件抑制寄生双极放大效应的几种措施进行了仿真验证,具体包括:1.使用某工厂28nm工艺,设计、流片了移位寄存器链并用于替代SRAM存储器进行单粒子效应试验,通过设置了对照组,结果显示使用三阱工艺替代双阱将导致单粒子翻转阈值降低,软错误率升高。2.使用三维TCAD器件仿真模拟了130nm三阱工艺NMOS的单粒子瞬态效应,通过以不同线性能量转移值的重离子入射观察对应的单粒子瞬态脉冲,研究发现三阱工艺NMOS管存在显著的寄生双极放大效应。研究发现掺杂浓度较高、深度较小的深n阱对寄生双极放大效应的增强作用,研究发现轰击器件漏极且入射方向朝着源极的单粒子产生的寄生效应和SET最强。结果显示PMOS添加深n阱后降低PMOS阱电阻,从而获得一定加固效果。3.仿真加固作用显示提高p阱接触面积相比于调整阱接触位置、源极加正偏压相比于衬底加负偏压更能减弱寄生效应和单粒子瞬态效应,提高阱掺杂浓度同样可以减少漏极的电荷收集。讨论了一种有效的P+条形掺杂加固技术,结果显示加固后单粒子瞬态脉冲宽度降低了约56%,电荷收集降低了61%左右。本文通过60Co-γ射线源对28nm体硅NMOS器件进行了累积剂量约2Mrad（Si）的总剂量辐照实验,结果显示包括阈值电压VTH、导通电流Ion、亚阈区摆幅的退化很小,阈值电压漂移和STI侧壁电荷使截止漏电流上升了2个数量级,同时栅极电流增长趋势与氧化层固定陷阱、以及阈值电压漂移存在一致的关系。