随着摩尔定律的发展以及集成电路在航空航天领域的应用,使得器件在辐照环境下的非理想效应越来越受关注。体硅工艺在辐照环境下稳定性较差,并且随着工艺尺寸的缩小,体硅工艺器件的短沟道效应日益显著。而全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术由于埋氧层（BOX）的存在,使得其在抗单粒子以及瞬态剂量率方面很有优势,并且其在一定程度上改善了短沟道效应。但是由于BOX层的存在,也使得FDSOI器件的抗总剂量效应变差。在超大规模电路中,为降低电路功耗,多阈值技术被广泛应用,然而以往对于总剂量效应的研究主要针对于普通阈值的N沟道场效应晶体管（NFET）进行研究,对于其他阈值器件的总剂量效应研究很少。由于不同阈值器件的工艺参数往往不同,则其对于总剂量效应的敏感性也有所不同,针对于总剂量效应电路级的加固方案通常是给器件的背栅加偏压,则不同阈值器件所加的背栅偏压也有所不同,所加电压过大或过小容易出现过度补偿或者补偿不足的现象。针对于总剂量效应的结构加固方案会存在加固效果和版图面积之间的折中,对于抗辐照性能较强的器件可以采用抗辐照性能相对较弱,但是版图面积较小的加固方案来降低集成电路的成本。本文主要基于Global Foundry 22nm FDSOI工艺库中低阈值器件LVTPFET和LVTNFET以及高阈值器件HVTPFET和HVTNFET器件进行总剂量效应研究。经过仿真发现:（1）总剂量效应在BOX层和场氧（STI）中产生的氧化层陷阱电荷会使得NFET阈值电压负漂,关态泄露电流增大。对于PFET,氧化层陷阱电荷使得其阈值电压负漂,阈值电压绝对值增大,漏极驱动电流不足,但是其关态泄露电流减小。（2）使用常规阱工艺的高阈值器件的抗辐照性能略差于使用反阱工艺的低阈值器件。低阈值器件LVTPFET在辐照剂量为200-300krad之间失效,LVTNFET器件在辐照剂量为300-400krad之间失效。高阈值器件HVTPFET器件在辐照剂量为200-300krad之间失效,HVTNFET器件在辐照剂量为50krad时器件已经失效。LVTNFET,LVTPFET,HVTPFET以及HVTNFET器件在辐照剂量达到800krad时阈值电压漂移分别达到28.37%,29.31%,47.07%和43.38%。（3）以往体硅工艺器件以及高工艺节点下,P沟道场效应晶体管（PFET）相对于NFET,总剂量效应影响很小,但当工艺节点发展至22nm时,无论是高阈值器件还是低阈值器件,总剂量效应会使得PFET阈值电压发生较大漂移,其影响不容忽略。（4）对四种器件在不同偏置条件下进行总剂量效应仿真,发现四种器件的最劣偏置状态为传输态（TG）。基于以上研究提出几种加固方案,并对比了它们的抗辐照性能。针对于BOX层提出SONOS加固方案。SONOS加固结构是将BOX层分为两部分,第一部分用一层很薄（5nm）的BOX1,第二层BOX2厚度为15nm,BOX1和BOX2之间加入氮化硅层。经过在Sentaurus TCAD中建模仿真发现,SONOS加固结构可以很好的解决BOX层中辐照的引起的阈值电压漂移以及关态泄露电流增大问题,未加固结构在辐照剂量达到800krad时,阈值电压漂移已达到23.8%,关态泄露电流增大了18.94倍,SONOS加固结构阈值电压仅仅漂移了3.67%,关态泄露电流仅增大了0.77倍。针对于STI提出H型栅,T型栅以及P掺杂加固方案。其结构和加固原理分别为:（1）H型栅通过给沟道两侧加入外延的两条栅,避免了沟道和STI的直接接触达到抗辐照的目的。（2）T型栅是在沟道的一侧加入外延栅结构,加固原理类似于H型栅。（3）P掺杂加固是在NFET器件的源漏区引入额外的P型重掺杂区,阻碍了源漏和沟道之间寄生晶体管的形成,进而达到加固的目的。对三种器件进行总剂量效应仿真发现P掺杂加固器件的抗辐照性能最好,在800krad辐照剂量下阈值电压仅仅漂移了5.15%,关态泄露电流仅增大了2.34%,但是其需要加入额外的工艺步骤,且版图面积大。H型栅加固方案加固效果比P掺杂加固略差,在800krad辐照剂量条件下阈值电压仅仅漂移了17.19%,关态泄露电流仅仅增大了25.77倍,但是其工艺相对于P掺杂简单,版图面积小。由于T型栅只对沟道的一侧进行了加固,所以其加固效果最差,在800krad辐照剂量条件下阈值电压仅仅漂移了18.46%,关态泄露电流仅仅增大了29.67倍,但是其版图面积相对于H型栅较小。可根据不同应用场景选择不同的加固方案。