集成电路特征尺寸发展到90nm工艺时,栅介质层的厚度将至2nm以下,栅氧化层仅有几个原子层的厚度。在器件的栅电场强度不断增加情况下,绝缘击穿对栅介质层的影响越来越引起人们的关注。本文对NMOSFET的TDDB击穿现象及击穿机理进行了深入的研究,并对NMOSFET栅质量评估做了深入探索。采用恒定电压法,利用HP4156B高精度半导体参数分析仪对NMOS电容施加不同的恒压应力,对栅氧厚度为1.4nm,栅面积分别为：10(μm)×10(μm)、20(μm)x20(μm)、40(μm)x40(μm)的90纳米NMOS器件进行加速老化测试。重点研究TDDB的击穿机理,研究表明随着栅厚的不断减薄,栅氧击穿曲线也相应发生变化,没有出现饱和现象,而是先发生软击穿,然后发生硬击穿：本文认为这是由于栅漏电流组成成分发生变化,由原来的以FN隧穿电流变为以直接隧穿电流为主,原有寿命预测模型不再适用,本文提出了一个器件寿命的修正模型,并按此模型对NMOS器件寿命进行预测,结果和实际值取得了很好的一致。对栅氧质量评估也进行了研究探索,对相同结构不同面积的NMOSFET电容采用恒定电压法进行TDDB应力加速实验,测量栅氧化层击穿电量Qbd和临界陷阱密度Nbd,并进行Weibull统计分析,结果发现栅面积大的MOS器件击穿电量Qbd在同样条件下面积较小的MOS电容Qbd小。通过对比,本文认为用临界陷阱密度Nbd比击穿电量Qbd更能精确表征栅氧化层的质量。