随着工艺水平的提高,纳米MOS器件凭借性能高、功耗低、集成度高的特点广泛应用于航天器电子设备系统中。然而,航天器电子设备所处的空间环境包含大量辐射粒子和射线,这些辐射粒子和射线会与电子设备上的元器件发生相互作用,引起器件性能退化,甚至可能会引发严重的航天器故障。与此同时,随着器件尺寸的不断缩小,其自身可靠性问题日益严重,BTI效应是其中关键问题之一。而纳米器件相比于大尺寸器件,其辐照效应与可靠性问题有新的表现,并且空间环境中的辐射粒子和射线引起的辐射损伤也可能会对器件自身可靠性问题产生影响,将给器件性能评估和寿命预测带来严峻挑战。因此,为了保证纳米器件在辐射环境下稳定工作,辐射环境下的可靠性问题亟待研究。国内外目前对纳米器件在辐射环境下的可靠性问题研究仍处于起步阶段,相关课题的研究尤为重要。本文以28nm工艺MOS器件为样品,针对纳米MOS器件的辐照效应与BTI效应开展研究,首先以仿真与实验相结合的方式研究器件辐照效应,通过Silvaco软件对MOS器件进行仿真研究,分析不同剂量的辐照效应对器件特性及参数造成的影响。随后对辐射后的样品进行实验分析,分别从不同沟宽、不同沟长、不同辐射剂量、不同辐射粒子四个方面研究不同因素对辐照效应产生的影响,结果表明辐照效应对器件特性及参数造成的退化程度与辐射剂量、辐射源的LTE值呈现正相关关系,与沟长、沟宽呈现负相关关系。其次进行MOS器件的PBTI效应实验研究,将未经辐射的样品进行PBTI实验测试,可以发现,在PBTI应力作用下,阈值电压的退化表现出幂律时间相关性。然后分析器件尺寸对PBTI效应产生的影响,结果表明PBTI效应对器件特性及参数造成的退化程度与沟宽呈现正相关关系,与沟长呈现负相关的关系。最后研究辐照效应对PBTI效应产生的影响,将未经辐射样品与辐射后样品的PBTI实验测试结果进行对比,发现辐照效应与PBTI效应存在一定程度的竞争关系,并分别从不同沟长、不同辐射剂量、不同辐射粒子三个方面研究不同因素对辐照效应与PBTI效应的竞争程度产生的影响,结果表明辐照效应与PBTI效应的竞争程度和辐射剂量、辐射源的LTE值呈现正相关关系,与沟长呈现负相关关系。由此发现,辐照效应与PBTI效应的竞争程度和前者所引入的空穴和陷阱电荷数量呈现正相关关系。本文针对小尺寸纳米MOS器件的辐照效应与BTI效应开展研究,揭示了不同因素对器件的辐照效应产生的影响,并结合PBTI效应,论述了辐照效应与PBTI效应的双重作用机制,分析了两者之间竞争关系的产生机理及不同因素对其竞争程度造成的影响,研究方向具有一定创新性,可以为纳米器件在辐射环境下的可靠性问题研究提供理论指导。