自从半导体器件诞生,随之而来的便是半导体器件的可靠性问题。半导体器件的可靠性是影响器件的功能正常、工作稳定、寿命长短的关键。自20世纪50年代,可靠性分析技术便发展成为一门综合性技术,现在更加日趋成熟。随着社会的发展,半导体器件在人们的生活中发挥着越来越重要的作用,人们对半导体器件的要求也越来越高,使用半导体器件的环境也更加苛刻,这就对半导体器件的可靠性提出了更高的要求。半导体器件的可靠性问题已经成为微电子领域的一个重要的研究课题。绝缘栅双极晶体管(IGBT)集合了绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(BJT)的优点,是近年来发展迅猛的一种大功率半导体器件,被广泛用于工业设备、汽车电子、家电等领域。由于器件耗散功率很大,加之工作环境非常苛刻,因此,IGBT的可靠性问题逐渐被人们所重视和研究。功率半导体器件,包括IGBT、MOSFET、LED等,在耗散功率时,器件的结温会大幅度升高,温度分布也变得不均匀。众所周知,半导体器件对温度相当地敏感,高温可能引起器件功能异常、导致器件工作不稳定,甚至会由于温度过高造成器件烧毁失效,破坏整个系统。因此,对IGBT等功率器件的可靠性热学参数(如热阻)和器件的结温分布不均匀性进行研究是非常有必要的。作为一项重要的热学参数,热阻被用来衡量半导体器件散热能力的高低。由于器件的热阻很容易受到外界因素(如环境温度,散热条件等)的影响,研究如何准确地测量器件热阻是非常有意义的工作。首先,本文从国际电工委员会的标准IEC60747-7和固态协会的标准方法JEDEC51-1入手,对测量热阻的方法进行了说明,并比较了它们的特点；其次,本论文利用先进的实验仪器Analysis Tech生产的Phase11,对影响热阻的条件进行了实验研究。实验结果表明,功率和电压都会影响热阻的测量值；再者,利用先进的分析手段,用结构函数对器件的封装结构进行了分析。这些结果反映了器件内部封装材料的热阻和热容的信息,可以用此方法对IGBT的封装做分析,从而筛选出那些存在缺陷的器件。半导体器件结温分布不均匀可以通过红外热像图进行直观的证明,但这种方法由于自身的特点不能被广泛应用。虽然用电学方法能弥补红外热像的缺点,但是这项技术一直没有很好的发展。上个世纪末,山东大学的苗庆海教授等人发现了小电流过趋热效应,提出了MQH算法,并成功地用来计算分析结温分布的不均匀性,这才使得用电学方法来分析结温分布越来越成熟。本文将对上述理论进行更明确的说明,并将上述理论应用于IGBT,用来分析IGBT结温分布不均匀性。本论文对Shockley方程进行了修正,明确了各项参数的物理意义；将MQH算法理论模型进行了严格地推导,给出了使用此理论的前提条件：(1)结面积分为两部分,两部分的温度不同,但各自都是均匀的；(2)两部分等效为并联,即它们的结电压相同；(3)电流全部从高温区域流过。这是对先前理论的继承和发展。论文通过我们自己设计的仪器测量数据,再通过LabVIEW自编软件,成功地计算了PN结的峰值结温和有效面积。这既是对前人理论的肯定,也是对IGBT结温分布不均匀性研究做出的一点成绩。论文的最后是对整个研究生阶段科研工作的总结,展望了IGBT的可靠性研究方面的发展趋势,并对未来的科研工作提出了几点要求。