功率MOSFET是电力电子领域最常用的功率半导体器件之一,其中在中小功率场合应用最为广泛的是VD功率MOSFET。而同时,VD功率MOSFET也是电路系统中失效率最高的器件之一,其可靠性对于整个系统的可靠性具有很大影响。所以对VD功率MOSFET进行可靠性和寿命预测方法研究具有重要意义。由于VD功率MOSFET可靠性较高、寿命较长,通常其寿命数据难以获得,可利用特征参数的退化数据来进行器件的寿命预测。本文通过对器件的失效机理分析,设计并实现其加速退化及参数测试系统,制定电、热应力条件下的加速退化试验方案,获取大量退化数据,进而对器件开展参数退化建模及寿命预测技术的研究。首先,本文研究器件的主要失效机理,着重分析高电场(HEF)及正向偏压温度不稳定性(PBTI)效应对器件物理结构和参数的影响,结合TCAD半导体器件仿真和加速退化试验数据验证机理的准确性,并确定器件退化过程中能够表征退化状态的敏感特征参数。其次,设计基于加速退化试验的MOSFET参数测试系统,可实现对批量器件同时进行加速退化试验,同时自动、定时完成相应敏感特征参数的测量,并将试验数据返回上位机保存和处理。之后基于此系统,设计不同等级电、热应力条件下的加速退化试验,收集特征参数退化数据。最后,基于试验数据,根据现有的经典应力模型,分别针对HEF及PBTI效应,建立与时间及应力相关的参数退化模型。根据建立的参数退化模型和设定的失效阈值,对退化器件进行寿命预测,并验证参数退化模型的准确性。另外,利用时间序列分析法和粒子滤波算法,根据器件的历史退化数据进行寿命预测。分析比较参数退化模型预测方法、时间序列分析法和粒子滤波算法的寿命预测结果,并分析比较3种方法的特点及适用场合。