随着集成电路持续不断地向着小型化、高集成度发展,pMOS器件的NBTI (Negative Bias Temperature Instability)和nMOS器件的HCI (Hot Carrier Injection)效应变得更加明显,对CMOS器件和电路的可靠性影响也更加严重,成为了限制CMOS器件性能和电路寿命的主要因素之一。传统的可靠性评估只针对分立器件,然而器件研究的最终目的是应用于电路。本论文针对以环形振荡器(Ring Oscillator,简称RO或环振)为核心的可靠性测试电路(简称环振电路),对上述可靠性问题进行研究。论文在CMOS器件退化特性的基础上,提出了一种基于NBTI和HCI退化机理的环振退化模型。在同样的工艺条件下(SMIC65nm),我们对分立器件和环形振荡器电路进行了流片。通过测试和比较各自的应力退化结果,证明了模型与测试结果的一致性。同时,论文还提出了两种改进的用于可靠性测试的多功能环振电路。论文工作的主要结果有：(1)利用环振退化模型,借助分立器件和环振电路的测试结果,我们区分了NBTI和HCI对65纳米工艺下制备的环振电路频率退化的贡献。(2)在动态应力条件下,由短沟道(60nm)器件组成的环振电路频率退化比静态应力下的结果大得多,表明由HCI效应引起的频率退化量占主要部分。由长沟道(130nm)器件组成的环振电路频率退化与静态应力下的结果相近,表明NBTI和HCI效应对环振频率退化的贡献相当。(3)改进的多功能环振电路不仅可以区分pMOS器件的NBTI. pMOS器件的HCI、nMOS器件的PBTI及nMOS器件的HCI效应,而且可以针对小尺寸器件进行电荷泵浦(Charge Pumping)测量。论文的方法和结果对于了解CMOS器件和电路的关键退化机理、预测电路的相关工作寿命具有重要意义。