随着航天和半导体工艺技术的发展，具有高性能和低功耗的纳米电子器件在空间环境的应用受到了重视和广泛关注。由于工作电压未随着栅介质厚度和器件尺寸等比例缩小，纳米器件介质层和沟道的电场增强，导致纳米器件栅介质层面临常规可靠性的问题。如：介质经时击穿（Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB）、软击穿（Soft Breakdown，SBD）等。除此之外，应用在空间中的电子元器件同时面临着辐射环境的威胁，如：总剂量效应（Total Ionizing Dose，TID）和位移效应等。辐照损伤和常规可靠性的共同作用导致纳米器件栅介质的退化机制更加复杂，对纳米器件在高可靠性、长寿命空间电子设备上的应用带来严峻的挑战。本文国内主流半导体工艺-130nm 绝缘体上硅（Silicon on Insulator, SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）为研究对象，开展了γ射线辐射损伤和电子束辐射损伤对栅氧化层TDDB可靠性影响的研究。针对空间中存在的大量电子，以及实验室最常用的γ射线，开展不同栅结构的N沟道和P沟道晶体管辐照试验，获得了SOI MOSFET辐射损伤敏感参数，揭示了损伤产生机制；采用阶梯应力试验方法开展TDDB应力试验，获得了不同结构器件的TDDB退化规律；通过对比辐照前后的TDDB退化差异，获得了射线对栅介质TDDB特性的影响，揭示了γ射线和电子束对栅介质可靠性影响的差异。通过论文研究得到了一些重要的结果：经过浅槽隔离（Shallow Trench Isolation, STI）加固的器件，即使是条形栅结构也不会产生较大的关态泄漏电流；不同栅结构器件栅介质击穿时间略有差异，对PMOSFET而言，H型栅结构器件损伤最大，T型栅器件次之，条形栅结构器件最小，对于NMOSFET器件刚好相反，分析认为是由于中掺杂的体接触中，不同原子扩散进入氧化层中产生不同的陷阱电荷所导致的；对比未辐照与辐照后器件的TDDB应力试验结果，发现电子和γ射线辐照损伤对栅氧化层的TDDB可靠性影响都很小。综上所述，本文针对130 nm工艺的 SOI MOSFET器件在航天航空等辐射环境领域的应用，开展了辐射效应和栅介质可靠性的影响研究，分析了γ射线和电子束对薄栅氧化层TDDB的影响。研究结果对于器件设计和辐射环境应用具有重要参考意义。