随着器件集成度和功率的不断提高,微纳薄膜加热器在整个业界的运用也越来越广泛,目前以金属薄膜材料运用最多见,特别是在高集成度器件中,其尺寸已达到纳米级。因此,线宽小、热效应显著的金薄膜互连线的可靠性问题逐渐成为研究焦点。本文基于热光器件中金薄膜加热互连线的可靠性要求,采用理论、仿真与试验相结合的方法,研究了各因素对金薄膜加热互连线寿命的影响规律,提出了相应的优化设计策略。首先,针对薄膜互连线普遍存在的失效形式,结合热光器件实用产品失效特征,确定了金薄膜加热互连线失效模式;通过理论分析、模拟试验及测试,确定在本类产品中引起金薄膜加热互连线的失效机理为电迁移。对电迁移失效机理进行分析,建立了金薄膜加热互连线的故障模型。其次,基于理论模型,运用有限元仿真软件对影响金薄膜加热互连线寿命的温度、电流以及形状参数等因素进行分析。建立有限元热-电和热-结构耦合仿真模型,获取相关参数如温度、电流密度、温度梯度以及应力梯度等以求取原子质量通量散度值。以散度值(与寿命成反比)为指标,设计了温度、电流以及圆弧半径为主的多因素正交试验。结果表明:金薄膜互连线的寿命受温度的影响最显著。最后,在理论和仿真的基础上,设计制备了金薄膜加热互连线样品,并进行相关测量和试验系统的搭建。通过一系列摸底试验和正交试验发现:(1)失效主要发生在温度梯度最大的圆弧区域;(2)互连线的寿命主要由稳定阶段的长度决定;(3)温度对互连线的寿命影响最为显著;对金薄膜加热互连线失效规律的研究,揭示了各因素对金薄膜加热互连线寿命的影响规律。为光电器件中金薄膜加热器的可靠性分析与提高,提供了科学指导和理论支持,并为新一代光电器件发展和应用推广打下坚实的理论基础。