随着智能手机、电视和可穿戴设备的发展,显示技术发挥着越来越重要的作用。薄膜晶体管（Thin-Film Transistor,TFT）是显示技术核心器件。传统的薄膜晶体管已经无法满足现代显示技术的要求,铟镓锌氧薄膜晶体管（IGZO-TFT）具有高迁移率、透光率好等优异性能,已经成为国内以维信诺为首的面板公司大力发展的技术,并且对薄膜晶体管的质量、性能都提出了更高的要求。利用IGZO薄膜作为沟道层制备出的薄膜晶体管具有特殊的优点:透明性好、高载流子迁移率、在常温下即可制备,由此开启了新一代显示技术的研究浪潮。本文主要研究了不同氧氩比对IGZO薄膜透光率和电学性能的影响,退火气氛和温度对IGZO-TFT性能的影响,界面修饰对IGZO-TFT性能的影响,为IGZO-TFT工业化应用打下了基础。通过研究IGZO薄膜的透光率,发现在不同氧氩比下制备出的IGZO薄膜,其透光率均在83%以上,这是由于在室温下利用磁控溅射制备出的IGZO薄膜是非晶状态,能够减少入射光的散射,并且因为IGZO薄膜表面光滑,对散射影响很小,所以在可见光范围内,IGZO薄膜具有很好的透光效果。IGZO薄膜的透光率和光学禁带宽度（eV）密切相关,氧氩比为1.05:8时,IGZO薄膜光学禁带宽度为3.48 eV。当氧含量过多时,IGZO薄膜里面的氧空位减少,使有效的电子数量变少,在本实验条件下,结果表明在氧氩比为1.05:8时,制备的IGZO薄膜晶体管的性能最优。在300℃不同退火气氛（Ar、Air、O₂）下,制备IGZO薄膜晶体管,并对其稳定性以及电学性能进行测试。结果表明,在氧气下退火制备的IGZO-TFT,其载流子迁移率为10.5 cm²/V·s,开关电流比(I_on/I_off)为3.9×10⁷,阈值电压为2.2V。空气下退火与氧气下退火性能差别较小,空气中退火后的载流子迁移率为10.1 cm²/V·s,开关电流比(I_on/I_off)为3.7×10⁷,阈值电压为2.3 V。综合考虑,空气下退火不仅可以提升薄膜晶体管质量,而且更加节约成本。通过研究IGZO薄膜晶体管在空气中不同退火温度（分别为300℃、350℃、400℃）退火后的性能,发现当温度为350℃时,IGZO薄膜晶体管的稳定性和电学性能较好,载流子迁移率达到了12.5 cm²/V·s,开关电流比为5.0×10⁸,阈值电压为2.4 V。为了提升IGZO薄膜晶体管的稳定性和电学性能,需要对其界面进行修饰。由于在制备IGZO薄膜晶体管的过程中,溅射绝缘层会产生缺陷,使IGZO薄膜晶体管的漏电流增大,阈值电压增加,载流子迁移率降低。在本实验中,通过磁控溅射制备出三层叠加绝缘层氮氧化铪/氧化铪/氮氧化铪（HfO_xN_y/HfO₂/HfO_x N_y）。结果表明,在溅射氮氧化铪时,氧氩氮的最优比例为1.05:8:0.5,钝化层HfO_xN_y起到封装缺陷的作用,使绝缘层与界面接触时缺陷减少,提升薄膜晶体管的稳定性。通过研究钝化层氮氧化铪的厚度对IGZO薄膜晶体管电学性能的影响,设计厚度分别为0 nm、1 nm、2 nm、3 nm,结果表明当钝化层厚度为2 nm时,薄膜晶体管的阈值电压(V_th)最小为1.7 V,滞回(?V_th)为0.18 V,载流子迁移率(μ_sat)为35.24 cm²/V·s。这是因为当厚度为2 nm时,界面缺陷被封装钝化效果好,制备IGZO薄膜晶体管稳定性更好。本论文还利用氩气对IGZO薄膜晶体管背沟道层进行等离子体轰击实验,轰击时间分别为0 s、10 s、20 s、30 s,发现在轰击时间为10 s时,载流子迁移率(μ_sat)达到62.13cm²/V·s,阈值电压(V_th)为1.25 V,开关电流比(I_on/I_off)为5.6×10⁸。最后,通过对比Cu、Al、Ti不同的电极材料制备的IGZO薄膜晶体管的性能差异,选择合适的电极备用材料。经过测试,发现Al更适合作为电极材料,并且最终制备出了开关电流比达到9.5×10⁸的IGZO薄膜晶体管。