MOS结构电子器件作为集成电路的关键元素,电离辐射会在其绝缘体氧化层中引起明显的电荷积累。研究表明,在氧化层中俘获空穴形成的氧化层陷阱电荷N_ot和在Si-Si O₂界面处形成界面态陷阱电荷N_it是辐射诱导产生的最主要的两类电荷。这两种陷阱电荷是引起器件电学特性变化,导致器件性能衰退或故障的辐照损伤机制。由于器件尺寸不断缩小,抗辐照加固技术需要更精确辐射效应模型。并且随着“探月探火”任务的增多,研究辐照温度对MOS器件电离辐射的影响也受到了关注。本文目标是研究MOS结构器件总剂量辐照损伤机制,建立一套能用来分析器件在不同剂量、不同温度下比以往研究更精确的辐照损伤数值模型。在数值模型建立过程中主要考虑辐照剂量、辐照温度这两个物理参数与两类陷阱电荷生成的关系。最后将本文提出的总剂量辐射模型与相关文献的实验数据和本文的实验数据进行了很好的拟合。全文的研究可以概括为以下四个部分:（1）结合以往MOS器件总剂量辐射效应物理机制的研究,阐述了氧化层陷阱电荷与界面态陷阱电荷的生成机理,并具体分析了辐照温度对总剂量辐射各个物理过程以及两类陷阱电荷生成与退火的影响。（2）建立总剂量辐射氧化层改进模型。研究发现,总剂量辐射氧化层一般模型与多篇实验文献数据拟合误差较大,这是由于随着辐照温度的增加,氧化层陷阱电荷的热激发退火效应越来越明显,而隧穿退火效应影响空穴在氧化层中被俘获区域的大小,二者都会影响氧化层陷阱电荷的生成。最终,本文对氧化层一般模型进行了改进,考虑了隧穿退火与热激发退火效应,得到改进的氧化层模型。验证结果表明改进的氧化层模型的拟合精度显著提高。（3）建立界面态陷阱电荷在辐照温度影响下的Weibull概率分布模型。研究发现,在不同辐照温度影响下,界面态陷阱电荷的变化曲线与概率分布模型中Weibull分布类似。本文将辐照温度的Weibull概率密度函数,与现阶段最受认可的氢质子“两阶段模型”结合,建立了在不同辐照温度影响下,界面态陷阱电荷的Weibull概率分布模型。之后基于K-S（Kolmogorov-Smirnov）统计量检验方法,在Matlab中构造K-S检验的置信带,较直观的观测到界面态陷阱电荷在不同辐照温度影响下服从Weibull分布的准确性。（4）设计总剂量辐射实验对本文总剂量辐射模型进行验证。根据氧化层改进模型与界面态Weibull概率分布模型得到阈值电压漂移总剂量辐射模型,并与多篇参考文献实验数据进行拟合,拟合结果良好。最后设计本文的总剂量辐射实验,实验在中国科学院新疆物理与化学技术研究所进行,得到了实验器件在不同剂量点下的转移特性曲线,通过阈值电压提取方法的线性外推法得到相应的阈值电压漂移数据,与本文提出的总剂量辐射模型进行拟合,进一步验证本文提出的总剂量辐射模型的准确性。综上所述,本论文较深入地研究了MOS器件的总剂量辐射效应,进一步完善了总剂量辐射效应数值模型。在利用计算机软件模拟器件在辐照环境下的行为时,能够提升计算机仿真的精度,最终为集成电路的抗辐照加固技术的研究提供参考。