随着器件尺寸的不断减小,按比例缩小技术将逐渐接近于其物理极限,并受到经济成本不断增加的制约,所以其实际效益呈持续下降的趋势。应变硅技术通过在传统的体硅器件中引入应力来改善迁移率对器件性能的制约,而且应变硅MOSFET与体硅工艺兼容,因而得到越来越广泛的应用,延续着摩尔定律的发展,但应变硅MOSFET的可靠性问题也日益重要。本论文在分析应变硅基本物理特性、应变硅器件类型和应变硅MOSFET基本结构的基础上,重点研究了双轴应变硅MOSFET的热载流子效应。论文首先分析了热载流子效应产生的机制和热载流子效应引起的失效机理,建立了反映热载流子效应的衬底电流模型,并仿真分析了栅长、栅氧厚度、源漏结深等器件参数对衬底电流的影响。然后仿真了热载流子效应对应变硅MOSFET转移特性的影响,分析了热载流子效应引起应变硅MOSFET阈值电压和跨导等参数退化的原因。最后论证了改善应变硅MOSFET热载流子效应的LDD结构,并对LDD结构抑制热载流子效应的机理进行了分析和研究,同时应用ISE.TCAD10.0软件对LDD结构应变硅MOSFET和常规结构应变硅MOSFET的衬底电流、转移特性、输出特性进行了仿真分析与对比,仿真结果验证了LDD结构的确可以改善应变硅MOSFET热载流子效应。