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随着CMOS技术的进步和器件特征尺寸的不断缩小,负偏压温度不稳定性（NBTI）效应已经成为了影响器件可靠性的关键因素之一。NBTI效应导致的PMOS器件退化严重威胁了器件和集成电路的寿命。本文围绕SMIC标准65nm工艺下的PMOS器件的NBTI寿命展开了深入的研究。首先,介绍了在NBTI效应中被广泛接受的R-D模型以及相关的理论推导,并通过Sentaurus TCAD软件对PMOS器件进行仿真,研究了温度、栅压等因素对器件的退化影响,我们发现:温度T、栅极电压VG等因素的值越大则器件退化的越严重,此外栅介质层厚度Tox值越小,界面缺陷的产生速度就越快,退化就越严重。其次,通过工艺仿真分析了当STI工艺和Halo注入工艺发生波动时,器件NBTI寿命的变化。当STI工艺发生波动使STI产生的单轴压应力增加时,NBTI效应有一定程度的减小,使器件的寿命增加。Halo注入工艺发生波动导致沟道掺杂浓度增加时,最终使栅氧化层的电场强度增,从而加强了NBTI效应,使器件的寿命减少,Halo注入工艺波动对NBTI效应的影响比STI工艺要显著很多。然后,根据SMIC标准65nm工艺的设计规则,设计了不同宽长比W/L、不同栅长L和带有天线结构的PMOS器件测试结构。此外,还设计了NBTI应力实验的实验方案,确定了应力参数值的设置。最后,对本文设计的测试结构进行了加速应力实验,根据实验数据分析了器件参数和特性在NBTI应力之前和之后的变化。实验发现阈值电压Vth是器件的各项参数中退化最为严重的,因此以阈值电压Vth的漂移量为评估器件寿命时的参考标准。实验研究了应力的作用时间、栅压、温度以及器件尺寸对器件寿命的影响,并提出了相关的因子参数,得出了一个可以用来预估该工艺下PMOS器件在仅考虑NBTI效应时的寿命。