热电子效应是指由于在器件尺寸缩小的过程中，电源电压不可能和器件尺寸按同样比例缩小，这样导致MOS器件内部电场增强。当MOS器件沟道中的电场强度超过100kV/cm时，电子在两次散射间获得的能量将可能超过它在散射中失去的能量，从而使一部分电子的能量显著高于热平衡时的平均动能而成为热电子。

高能量的热电子将严重影响MOS器件和电路的可靠性。

热电子效应主要表现在以下三个方面：

（1）、热电子向栅氧化层中发射

（2）、热电子效应引起衬底电流

（3）、热电子效应引起栅电流

以加强型NMOS为例，当发生热电子效应时，处于价带的平衡态电子有机会因被热电子撞击而跃迁至导带，而成为新的热电子，产生许多电子-空穴对，使载子数量上升，造成载子倍增现象。这些因载子倍增所产生的电子，部分因电场作用向漏极运动，增加漏极电流；部分高能量电子则能够射入栅氧化层，引起栅电流；而产生的空穴则部分向衬底运动，引起衬底电流，另一部分被源极所收集，使源极与井的耗尽层加宽，进一步缩短沟道长度，热电子数量增加，促使更多的载子倍增，甚至发生电击穿。