近几十年来随着CMOS器件尺寸日益缩小,芯片制造工艺中的变异源给器件性能的稳定性和可靠性带来巨大挑战。因此,工艺变异影响的定量估测及变异影响的抑制成为当今集成器件与电路关注的焦点。此外,负电容晶体管被认为是未来低功耗、高性能器件的一个重要发展方向,同时负电容效应也表现出一定程度抑制变异源影响的作用。因此,本文主要围绕负电容晶体管中的变异识别及变异源影响的定量估测方法展开。首先,本文通过对基线无结鳍式场效应晶体管（Junctionless Fin Field-Effect Transistor,JL-Fin FET）进行建模并将JL-Fin FET结合铁电层负电容（Negative Capacitance,NC）效应构成NCJL-Fin FET。在此基础上引入随机掺杂波动（Random Doping Fluctuation,RDF）变异源,分析RDF对NCJL-Fin FET的影响。仿真结果表明,NCJL-Fin FET的亚阈值摆幅（SS）、开态电流(Ion)、关态电流(Ioff)性能要比基线JL-Fin FET更优异。NC效应能够有效地抑制RDF对器件的转移特性离散及器件电学参数波动。而且随着铁电层厚度(TFE)的增大,NC效应对器件性能波动的抑制效果更显著。其次,本文针对反型Fin FET,在其金属栅极引入功函数变异（Work Function Variation,WFV）,研究WFV对器件转移特性的变异识别。并基于此,在基线Fin FET添加铁电负电容层构成NC-Fin FET,研究NC效应对WFV引起的电学特性改变。然后分析了铁电参数矫顽电场（Ec）、剩余极化（Pr）对器件性能的影响,以及栅极双侧墙对WFV引起Fin FET性能变化的影响。最后,本文基于统计阻抗场法（statistical Impedance Field Method,s IFM）对全耗尽绝缘体上硅（Full Depleted Silicon-on-Insulator,FDSOI）的多变异源进行建模。比较了多变异源引起的FDSOI线性区与饱和区栅极电压偏差以及漏极电流偏差,定量估计多变异源对器件性能偏差的影响,实现了多变异源对器件影响的识别。本文所作的工作对包括负电容晶体管在内的新型纳米半导体器件的变异识别和抑制方法提供了理论和实验依据。