进入信息化时代后,半导体技术的飞速发展极大方便了人们的生活,与此同时人们对半导体器件的性能要求也逐渐提高。为了满足市场需求,半导体器件不断朝着高功率、高电压、大电流的方向发展,随之而来的是严重的发热和散热问题。如果不能将器件产生的热量及时有效的散发出去,器件的温度就会不断升高,当温度升高到一定程度,不仅会降低器件性能、影响可靠性,甚至会造成器件损坏。因此,研究器件的热特性并进行合理的热设计显得至关重要,热阻作为器件传热中的一个重要参数,越来越受到重视。本文将MOSFET作为研究对象,通过实际测量和仿真分析,研究MOSFET瞬态热阻在不同栅极电压下的变化规律。主要工作包括:首先介绍瞬态双界面法,并提出一种基于热阻测试标准改进的热阻测试方法-单脉冲法,然后使用热阻测试设备,利用单脉冲法测试多个P沟道、N沟道MOSFET在不同栅极电压下的热阻。实验结果表明,MOSFET的瞬态热阻随着栅极电压VGS绝对值的增大而减小,但对于不同的器件,由于器件的性能、制造工艺不同,所以热阻减小的幅度不同。最后,针对实验结果,使用仿真软件COMSOL Multiphysics对MOSFET进行建模和仿真,对实验结果的原因进行分析说明。分析结果表明,当栅极电压变化时,沟道和漂移区的物理尺寸发生变化,器件的导通电阻发生变化,从而对热流的扩散产生影响,并且导电通道内的峰值温度点会发生变化。本文提出的单脉冲法具有精度高、测试速度快、可批量测试等优点,可在大批量生产前对MOSFET的热性能进行预检测,初步检验MOSFET热阻是否达到要求。此外,本文的研究工作为如何选择合适的MOSFET栅极电压范围提供了参考依据,可以有效避免发生因栅极电压选择不当造成的器件温度过高现象。