薄膜晶体管在有源矩阵寻址液晶显示器(AMLCD)中处于关键地位,它的研发历来是该领域研究中的重点。非晶硅薄膜晶体管(α-Si TFT)易于在低温下大面积制备,技术成熟,是目前使用最广的技术。但由于α-Si材料的禁带宽度只有1.7eV,在可见光波段透过率较低,所以α-Si TFT的开口率未能达到100％,这阻碍了显示器件性能的进一步提高。　　 氧化锌是一种Ⅱ-Ⅵ族直接、宽带隙化合物半导体材料,具有优异的光学和电学特性。常温下氧化锌禁带宽度为3.37eV,在可见光波段内具有高透过率,这使得氧化锌成为制备透明电子器件的重要候选材料之一。用氧化锌(ZnO)做有源层制备高性能的透明薄膜晶体管(ZnO TFT),并用它来做像素开关元件应用于有源矩阵,这可能使有源矩阵显示器性能得到较大提高。　　 本文第一章首先介绍了ZnO材料的研究现状,然后介绍了磁控溅射的发展历史和背景。接下来简述了磁控溅射生长ZnO的背景。最后提出本文研究的内容。　　 第二章首先介绍了本论文所使用的磁控溅射仪器,然后分析了在不同气氛下利用磁控溅射方法生长ZnO薄膜的区别。最后详细介绍了磁控溅射法制备ZnO薄膜的详细参数与工艺步骤。　　 第三章对一系列不同气氛条件下生长的ZnO薄膜进行多项物理特性表征与分析。通过原子力显微镜(AFM)观察薄膜形貌,发现较低温度下生长的ZnO薄膜表面较高温样品表面平滑,Ar气氛下生长的ZnO薄膜表面比掺O2和纯O2气氛下生长的ZnO薄膜表面粗糙度大,而掺NH3后ZnO薄膜表面粗糙度比未掺NH3样品要大得多。XRD分析显示,较低温度下生长的ZnO薄膜半高宽比高温生长样品更小,纯Ar气氛下生长的ZnO薄膜晶体质量最差,将功率从180W降到120W以后,c-轴取向性明显增强。掺O2后的ZnO薄膜晶体质量进一步得到提高。对样品进行PL谱分析,纯Ar气氛下生长的样品不仅峰位红移到了410nm左右,而且在550nm以后有一些起伏,而掺O2后的样品峰位回到了404nm左右,550nm以后的起伏基本消除,但是过高O2分压对晶体质量进一步改善并不明显,反而可能出现更多缺陷。掺NH3以后的样品峰值比纯Ar气氛溅射的样品更强,但是峰位随着掺NH3含量的增加而红移。用纯O2溅射的样品强度比未掺O2样品强度大得多,且峰宽较窄,结晶质量有所提高。而纯NH3气氛下生长的样品与O2气氛下生长的样品相比,峰位相对红移,而强度也有所下降,说明只掺NH3后可能在近带边形成了杂质能带,而氧空位、锌填隙等缺陷没有因为掺NH3得到完全的改善而使得发光峰位红移。电阻率的测试结果表明纯Ar气氛下在衬底温度较低和较高的情况下薄膜电阻率较低,而掺氧后薄膜电阻率较高,在NH3气氛下生长ZnO的实验与掺氧样品相比成功达到了降低氧化锌电阻率的目的,而且在低功率,低温条件下生长效果更好。还利用塞贝克效应测量了ZnO薄膜的载流子浓度,发现大部分样品的载流子浓度是1018cm-3次数量级,说明生长的ZnO薄膜较为稳定,具有可重复性。　　 本文第四章首先分析TFT的工作原理。由于TFT属于场效应晶体管(MOSFET)的一种,因此首先简述了MOSFET的工作原理,以及直流输出特性的推导与分析。然后介绍TFT常用的结构:顶栅式与底栅式。以顶栅式为例,通过两种不同的模型解释TFT的工作原理。接下来分析了TFT几个主要的工作参数:源漏电流,栅击穿,跨导,截止频率。最后简述了ZnO薄膜晶体管(ZnOTFT)的研究进展和现状。　　 在第五章中,首先详细介绍了ZnO TFT的制作工艺流程,然后对制备的TFT器件进行电流-电压特性测试。本文尝试制备了以ITO做源漏电极,选择ZnO薄膜作为有源层,Si3N4做绝缘层,Al做栅电极的ZnO TFT。测试结果表明ZnO TFT器件呈现由栅压调控的源漏Ⅰ-Ⅴ特性曲线。分析发现栅极电压为零时源漏的漏电流偏大。分析了造成漏电流过大的因为,发现造成漏电流偏大的因为可能和湿法腐蚀工艺过程有关,因此器件工艺过程还有待进一步改进。