随着航空航天技术的发展,越来越多的电子器件用于辐射环境,辐射会影响电子器件的性能和可靠性。现有的电子器件抗辐射能力评价方法存在一定的局限性,因此为了保证电子器件在辐射环境下的可靠性,迫切需要一种快速、灵敏、简便易行的方法,评价电子材料、工艺和器件的抗辐射能力。器件性能参数的退化往往来源于材料中缺陷的积累。本文研究了半导体器件和集成电路中广泛应用的SiO₂介质材料的辐射损伤机理,通过分析辐照期间材料中缺陷形成的微观机制和物理运动过程,得到SiO₂介质材料辐射损伤统一物理模型。之后在材料与器件相结合的辐射效应研究方法的指导下,分析了MOS工艺中两种氧化层介质材料辐射损伤对器件性能影响的差异,提出SiO₂介质材料辐射损伤的测试结构的设计思想,并完成了封闭栅、多栅等测试结构的版图设计和投片制备。本文还设计辐照实验,根据实验结果验证了测试结构和SiO₂介质材料辐射损伤模型,并对比电学参数和噪声参数辐照前后的变化规律,优选了1/f噪声幅值B和频率指数因子γ值为噪声灵敏表征参量。在1/f噪声统一模型中引入了反型层载流子密度对散射因子的影响,讨论了1/f噪声幅值B与源-漏电压和有效栅压的关系,并尝试从理论上建立MOS器件1/f噪声和1/f²噪声的联系。使用封闭栅结构MOSFET的测试结果分析了噪声频率指数因子γ与栅极电压之间的关系,利用模型得到的方法对辐照前后测试结构SiO₂介质材料缺陷的能量分布因子ξ和空间分布因子η分别进行了提取,发现ξ随辐照有增大趋势,η有减小的趋势。最后基于修正的1/f噪声模型提出了SiO₂介质材料辐射损伤噪声灵敏表征技术,包括参数提取方法、失效判据的确定和测试程序等。本文通过建立SiO₂介质材料的辐射损伤模型,设计辐射损伤-参量测试的实验样品以及研究噪声表征模型和方法等几方面的工作,提出了SiO₂介质材料辐射损伤噪声灵敏表征技术,为运用噪声表征电子材料、工艺和器件的抗辐射能力提供了一种表征方法。