由于HfO2材料具有较高的介电常数、较低的泄漏电流,以及与Si材料较好的热匹配性,成为电子器件理想的栅氧介质材料,被广泛应用于航天电子元器件中。电子元器件在轨服役过程中,对空间辐照环境异常敏感,影响其在轨使用可靠性和寿命。迄今,有关HfO2栅介质材料辐射损伤机制尚不清楚。因此,开展HfO2栅介质材料辐射损伤效应研究具有重要的工程实际意义和学术价值。本文以不同厚度（10 nm与30 nm）HfO2基MIS电容器为研究对象,基于不同能量带电粒子及不同剂量率的60Co源辐照试验,采用平带和中带电压法、深能级瞬态谱及透射电镜等表征技术,并结合模拟仿真技术,研究了辐射诱导微观缺陷与宏观性能退化的内在联系。研究结果表明,带电粒子辐照导致电容器C-V曲线负向漂移以及泄漏电流增加,VO3~0氧空位缺陷导致150 ke V低能电子辐照后C-V曲线出现双向漂移现象。电子和低能质子辐照时HfO2氧化层遂穿机制分别为电场协助隧穿（FN）和直接遂穿（DT）。在150 ke V低能电子与质子辐照条件下,氧化层越厚越易产生氧化物俘获电荷,越薄越易产生界面陷阱电荷,1 Me V高能电子反之。150 ke V质子辐照在HfO2氧化层产生位移损伤VO3-1氧空位,1 Me V电子辐照导致电容器介电常数变大。通过对比电离和位移损伤效应可知,无论是等电离吸收剂量还是位移吸收剂量下,150 ke V电子对HfO2基MIS电容器电性能退化以及陷阱电荷密度影响最大,1 Me V次之,150 ke V质子最小。三种辐照源都不存在等效关系。高、低剂量率γ射线辐照导致C-V曲线都沿电压轴负向的漂移,氧化层越薄泄漏电流密度变化越敏感,HfO2氧化层隧穿机制为（FN）电场协助隧穿。γ射线辐照射诱导陷阱电荷产生与电容器的本征缺陷相关,导致氧化层越厚越易产生界面陷阱电荷。在低剂量率增强效应下,与100 rad（Si）/s高剂量率相比,在27 mrad（Si）/s的低剂量率辐照条件下,氧化物俘获正电荷密度升高1.2倍,界面态电荷密度升高7.7倍。通过电离损伤对比,发现辐照相同电离吸收剂量下,150 ke V电子对HfO2基MIS电容器电性能退化以及陷阱电荷密度影响远大于高、低剂量率γ射线,且两种辐照源不存在等效关系。