随着超大规模集成电路的特征尺寸的缩小和密度的增大,互连在电路性能中起到了越来越重要的作用。静电放电脉冲(electrostatic discharge, ESD)和焦耳热等会引起互连的温度升高,电阻率增加,可靠性下降,导致电路性能的恶化甚至器件的损毁。而电热耦合效应所带来的正反馈效果,更加剧了这一现象。因此,准确地估算互连的电热响应对指导电路设计起着重要的作用。本文提出了基于传输线网络的互连电热模型和瞬态分析方法,并研究了电热耦合对互连性能的影响。第一,针对典型的互连系统结构,在引入热路、热阻的概念基础上,建立了热的传输线网络模型。通过矩量匹配进行模型降阶得到一阶电热模型,并推导出互连线上温度响应的瞬态表达式。第二,为了对互连线上的电热耦合效应做出更加精确的仿真,在热传输线网络的基础上,采用快速傅里叶反变换(inverse fast Fourier transform, IFFT)和电热迭代运算,得到了互连线上的热瞬态响应。使用这个方法研究了互连在ESD脉冲和焦耳热作用下的瞬态电热响应。第三,论文分析了电热耦合的正反馈对电热性能的影响,得出结论:电热耦合效应会给互连带来严重的温度升高,并导致电路的性能变差,速度变慢,甚至器件的损毁。本文提出了片上互连结构的瞬态电热耦合模型和数值算法,并进行了程序实现。相关解析模型和数值算法的计算结果表明:本方法具有高精确度和高效率的优点,适合于互连的电热与可靠性分析,可对互连的设计和优化提供指导。