宇宙空间存在多种高能粒子,这些高能粒子进入半导体器件会引发辐射效应并最终导致电子系统失效,其中总剂量效应和单粒子效应是两种最常见的辐照效应。SRAM存储器作为辐照敏感芯片,对于空间辐照效应不具备免疫性,高能质子、重离子和电子组成的辐射环境使得SRAM存储器极易发生总剂量效应和单粒子效应辐照,严重威胁器件的使用寿命。目前总剂量效应对纳米级器件单粒子翻转敏感性的影响规律还不够统一、明确,先进工艺节点仍有很大的探索空间,该课题是工业界真正需要解决的问题。本文主要针对28nm SRAM芯片的存储单元、存储阵列以及I/O电路三部分的辐照特性和加固技术进行研究。第一部分主要针对总剂量效应和单粒子翻转效应进行协同仿真,分析两种辐照效应对SRAM存储单元敏感节点电压的影响。首先进行SOI Fin FET器件建模和SPICE模型校准,接着依据总剂量效应和单粒子翻转的作用机理,探究不同因素对器件辐射特性的影响。然后针对总剂量效应和单粒子翻转进行协同仿真,分别探究不同能量值、不同工艺参数、不同偏置以及不同剂量值对SRAM存储单元敏感节点电压的影响,最后依据仿真结果明确总剂量效应对单粒子翻转敏感性影响的规律。为了提高航天和军工方面的电子系统可靠性,第二部分从电路级和系统级层面提出两种加固方法。在电路级加固方面,改进DICE存储单元得到三种具有良好抗辐照能力的加固电路。相对于其他加固结构,静态功耗有所下降,噪声容限提高了大约13%,前两种加固结构翻转阈值接近130Me V-cm~2/mg,对于多节点翻转,采用隔离单元的DICE-II结构翻转阈值达到了45.2Me V-cm~2/mg,能够应对一般条件下的多节点翻转情况。DICE-III结构可以有效抑制SET脉冲在电路中的传播,防止存储器发生错写或漏写。为进一步提高存储器抗多位翻转的能力,通过改进并行译码算法,针对SRAM芯片的整个存储阵列设计了基于RS编解码的ECC电路,最终实现了纠正发生在信息位中的任意8位错误的纠错能力。从综合结果看,RS（8,4,4）的硬件开销相比于LDPC码增加了21%,功耗却降低了60%,纠错能力提高了一倍。随着制造工艺的发展进步以及I/O数量的不断增加,I/O缓冲区逐渐成为辐照效应的敏感结构。为研究总剂量效应对SRAM芯片I/O缓冲区的行为特征影响,第三部分建立了I/O缓冲区总剂量效应的行为级模型。本文在逻辑功能区正确的前提下研究了不同剂量辐照对I/O缓冲区的敏感参数影响,得到两种建模方法。然后在常态模型下考虑总剂量效应建立了IBIS的辐照模型,最后验证了IBIS辐照效应建模方法的可行性,确保所建立的模型能够反映该器件在此辐射剂量下的行为特征。