应变Si技术可以显著提高器件载流子迁移率,提升器件性能,已成为当前国内外关注的研究领域与发展重点。而SiN致应变技术作为应变Si技术的一种,通过在器件表面淀积高应力的SiN膜上,将应力引入沟道,提高载流子的迁移率,优化器件性能。与其他应变Si技术相比,SiN致应变技术成本更低,与现有的CMOS工艺兼容性更好,在高速/高性能器件/电路中有着极其广阔的应用前景。目前,有关SiN致应变技术的应力产生与作用机制以及工艺实现等方面鲜有报道,基于SiN膜材料的化学结构与力学分析,系统研究其应力的产生与作用机制与工艺实现具有重要的理论意义和应用价值。本论文从传统的应力引入方法入手,基于SiN应力膜的内部原子结构,通过研究工艺过程中SiN膜中化学键变化与H原子浓度变化,分析了SiN膜应力产生的机理。通过对MOS器件上的SiN应力膜进行多种有效分割,从三种不同角度建立了三种应力作用机制模型,分别对NMOS和PMOS进行研究。通过对这三种模型综合分析,获得了较完整的SiN膜应力作用机制模型,为SiN膜的理论研究与设计奠定了重要的理论基础。通过对已生长的SiN膜施用紫外线辅助热愈合技术等后处理技术,并对各个性能参数进行了详尽的分析,为SiN膜的生长提供了理论支持。基于PECVD技术,本文从理论上分析了各工艺条件对SiN膜应力的影响,并在此基础上得到了最优化的工艺条件,完成了大量的工艺实验,成功地在Si晶片上淀积出高应力的SiN膜,其实验的结果与理论研究的结果高度吻合。