随着科学技术的发展，以及宇航、军事工业和国际市场竞争的需要，对产品的可靠性的要求日益提高。功率VDMOS器件作为新一代高压大电流功率器件兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点，广泛应用于各种领域，是国内外半导体分立器件研究的热点。本文通过温度循环试验和有限元软件模拟对功率VDMOS器件进行可靠性研究，研究结果对优化器件设计、提高器件的可靠性具有指导意义。 本文利用高低温试验箱，对国内外4种不同型号的功率VDMOS器件进行温度循环实验；利用晶体管特性图示仪，对试验前后的器件进行电性能测量和外观检查；对失效样品进行开封、超声波清洗及显微镜分析。通过研究器件的失效模式，得到其失效机理。结果表明：热和热应力对器件的可靠性影响很大。粘结层烧结不良、有空洞会引起热阻增大，导致器件热烧毁；器件各组件热膨胀系数不匹配，在温度循环过程中会产生热应力，导致芯片开裂、芯片表面产生凹坑、塑封体开裂和键合引线断裂。 运用ANSYS有限元模拟软件，建立TO-220AB封装形式功率VDMOS器件的三维模型，对温度循环条件下器件的热应力进行模拟分析；对功率耗散条件下器件的温度场进行模拟分析。结果表明：在温度循环过程中，由于器件各组件的热膨胀系数不匹配，在其内部会产生热应力和应变，且热应力和应变的最大值都出现在粘结层与芯片的交界处，易导致粘结层失效；器件工作时产生的热量主要通过芯片、粘结层和基板向外传输。 研究粘结层空洞对器件可靠性的影响。结果表明：高应力和应变区域集中在空洞处，这些区域易发生疲劳损伤而失效，导致芯片与基板的粘结效果变差，散热性能降低；粘结层空洞处温度较高，易导致芯片形成热斑。 运用ANSYS有限元模拟软件，对功率VDMOS器件进行优化设计。研究基板厚度、粘结层材料及其厚度对器件热和热应力分布的影响。结果表明：基板越厚，器件的散热效果越好，但热应力随之增大；粘结层越薄、导热系数越大，器件的散热效果越好、热应力越小。