因为热载流子注入效应会导致几个严重的问题，最终使器件和芯片失效。为了改善热载流子注入效应，半导体研发人员提出利用降低漏极与衬底 pn 结附近的峰值电场强度的工艺来改善热载流子注人效应。对于给定的源和漏电压，源和漏之间的电势差是不可改变的。当器件工作在饱和区时，加载在器件漏极夹断区的电势差也是相同的，要改变电场强度，必须改变夹断区的宽度和电场分布。最早提出的方案是利用了一种叫做双扩散漏（Double DiffuseDrain,DDD）的工艺技术。它的原理是利用两种不同质量的掺杂离子注入到衬底形成源漏有源区，而这两种掺杂离子的扩散速度是不一样的，质量轻的掺杂离子的扩散速度要比质量重的掺杂离子快，利用热退火使离子扩散再分布在源漏有源区与衬底之间形成缓变结而不是突变结。类似的缓变结也会延伸到栅极下面，漏极与沟道之间形成一定宽度的轻掺杂区域，也称这个轻掺杂突变结为源漏扩展区，目的是降低漏极附近的峰值电场从而削弱热载流子注入效应。以向 NMOS 源漏有源区掺杂磷和砷为例，磷的质量比砷小，磷的扩散速度比砷快，在沟道的边缘分布占主导地位的是磷，并且形成的pn 结是缓变的。使用这种方法可以使漏极附近的峰值电场强度降低20%以上。图3-72a所示 NMOS DDD 离子注入，图3-72b 是热退火使离子扩散。但是DDD结构也会增加源漏有源区的结深，它会使短沟道效应变得更加严重。除了增加结深以外，DDD结构的另一个问题是最终杂质分布仍由扩散来决定，很难得出正确的源漏有源区与衬底之间边界的杂质分布，所以 DDD 结构的实际应用非常有限。

为了改善DDD 工艺技术增加源漏有源区结深的问题，研发人员在 DDD工艺技术的基础上开发出降低器件漏极附近峰值电场的轻掺杂漏（Lightly Doped Drain,LDD）工艺技术。与 DDD结构不同的是LDD结构的结深很浅，它不需要利用热退火进行离子再扩散，LDD是在MOS侧墙形成以前增加一道轻掺杂的离子注入工艺，侧墙形成后依然进行源漏重掺杂离子注入工艺，漏极与沟道之间会形成一定宽度的轻掺杂区域，从而降低漏极附近峰值电场，达到削弱热载流子注入效应的目的。图3-73所示为 NMOS LDD 离子注入和源漏重掺杂离子注入。

与没有LDD 结构的 MOS 晶体管相比，有LDD 结构的 MOS 晶体管的重掺杂的源漏有源区与栅是不交叠的，轻掺杂LDD结构作为源漏有源区与沟道之间的衔接区。当器件工作在饱和区时，轻掺杂的LDD与PW 形成耗尽区，耗尽区从 LDD 与PW 的交界向沟道方向延伸的同时也会向LDD 内部延伸，并到达重掺杂的漏极有源区，在重掺杂的漏极有源区内部只会形成很小的耗尽区，电场强度进入重掺杂的漏极有源区后，会迅速下降到很小的值。轻掺杂的LDD结构作为衔接区使电场强度出现一个缓变的过程，削弱了最强电场强度的峰值，并使电场强度重新分布，电场强度的峰值出现在LDD结构内部，这样可以有效地改善HCI效应。而对于没有LDD 结构的 MOS，虽然耗尽区从重掺杂的漏极有源区与PW的交界向沟道方向延伸的同时也会向重掺杂的漏极有源区内部延伸，但是在重掺杂的漏极有源区内部只会形成很小的耗尽区，从PW 到重掺杂的漏极有源区是一个突变的过程，电场强度在PW与重掺杂的漏极有源区的突然达到最大值，没有一个缓变的过程，并且电场强度的峰值很高。图3-74所示，是没有LDD结构和有LDD 结构的电场分布和比较图。

对于工艺技术在0.8μm 及其以上的工艺，通常只会考虑对NMOS 进行LDD离子注入，因为PMOS 的HCI 问题并不严重，所以不需要进行LDD 离子注入。而对于工艺技术在0.5μm 及其以下的工艺，无论是 NMOS 还是PMOS 都需要进行LDD 离子注入。并且在常规的深亚微米LDD 工艺技术中除了包含削弱热载流子注入效应的LDD 离子注入外，还使用了晕环或者口袋离子注入。

虽然只有漏极附近强电场强度区域才会产生热载流子，理论上只需考虑漏极的LDD离子注入，但是器件的源漏是对称，为了降低工艺的复杂性，源和漏极都需要进行LDD离子注入。相对于传统的CMOS工艺技术，LDD结构的缺点是增加了工艺的复杂性，以及增加了工艺成本。另外 LDD 还会增加额外的源极和漏极的寄生电阻，因为与没有LDD 结构的MOS 相比，轻掺杂的LDD结构作为源漏有源区与沟道之间的衔接区，LDD衔接区比重掺杂的源漏有源区电阻率大，额外增加的源极和漏极的寄生电阻会降低器件的速度。