随着精微加工技术的不断进步，以热光效应器件为代表的新型光电产品层出不穷，与此同时，制备技术的飞速发展也给器件的可靠性带来了极大挑战。热光效应光电器件加工密度越来越高，互连间距日益缩减，功率密度不断升高，给器件可靠性带来了巨大挑战。目前广泛使用的可靠性模型基于统计方法建立，主要面向传统光电产品器件，很难揭示新型热光效应光电器件失效机理与可靠性直接的关系。本论文着眼于现代光电器件集成度高、互连间距小的大趋势，基于故障物理学的基本方法，系统深入地研究器件失效的根本原因及失效与可靠性之间的关系。并以此为理论依据建立反映故障机理的可靠性分析模型，通过仿真与试验的方式探索热光VOA器件的失效规律。首先，基于热光VOA器件的工作原理和加工工艺特点，针对失效集中的加热器部位，深入研究器件失效的微观行为。以理论研究与试验探索相结合的方法，揭示电流、温度等变量对失效的作用机理，根据失效模式进行模拟试验，推测提出器件中金属薄膜互连线的电迁移失效机理假设，并建立多物理量复合条件作用下可靠性模型。然后，根据理论研究的成果，用ANSYS软件建立热光VOA器件加热互连线的有限元模型，进行电热耦合仿真。分析热光VOA加热互连线的失效规律与电流密度和温度梯度之间的关系，从而初步验证金属薄膜互连线电迁移这个失效机理的假设。最后，通过可靠性寿命模拟试验进一步验证薄膜互连线电迁移的失效机理。试验中，用微加工技术根据热光VOA器件加热互连线的形状尺寸制作互连线样品，然后设计可靠性试验的试验方案，经过试验后得到互连线失效形式，整理试验数据后归纳出互连线电迁移的失效规律，为优化互连线结构减弱电迁移影响提供了可借鉴的思路。