应变Si技术由于其具有高的载流子迁移率，与当前主流的Si工艺相兼容等优点，在CMOS工艺上得到了广泛的应用。SiN帽层和SiC源漏作为两种单轴应变Si技术，可以有效提高nmNMOS的电子迁移率，从而增强器件性能。　　本论文在90nm、65nm和45nmNMOS器件中采用SiN致应变技术来提高器件性能。器件的栅结构和应力膜结构是影响沟道应力的重要因素，从增大沟道应力和提高电学特性两个方面进行研究，提出了相对优化的应变NMOS器件。通过仿真模拟，90nm、65nm、45nm应变NMOS驱动电流相对常规器件分别提升了26.8％、28.7％和29.9％。　　在32nmNMOS器件中采用SiC源漏致应变技术来提高器件性能。SiC源漏结构和Si:C比是影响沟道应力的重要因素，从沟道应力和电学性能两个方面进行仔细研究，得到了相对优化的应变NMOS器件。通过仿真模拟，32nm应变NMOS驱动电流较常规器件提升了33.7％。　　为了得到更大的沟道应力，在90nmSiN致应变NMOS器件结构的基础上，探索并设计了三种新型结构的应变器件：梯形栅（Trapezoidal-Gate）、刻蚀栅（Notched-Gate）和双膜（double-cap）应变NMOS。通过对沟道应力和电学性能的分析，研究出新型结构的优点。相对常规应变器件，驱动电流分别提升了11％、5％和3％。