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基于氧化锌薄膜晶体管(ZnO-TFT)的显示器是最有希望成为下一代平板显示器的候选者之一。因为它可以满足下一代平板显示高清、低功耗的要求。目前,关于A1掺杂ZnO薄膜的制备方法有很多报道。例如利用磁控溅射,MOCVD,化学浴等方法制备Al掺杂ZnO (AZO)薄膜。与化学法比起来,物理沉积更适合于工业生产TFT,因为后续的电极和栅层都是通过磁控溅射或电子束蒸发等物理方法淀积,而且物理沉积对环境危害较小。本文首先采用电子束蒸发制备了多晶的ZnO薄膜,利用XRD研究其经过不同条件退火后的结构特性。发现经过400℃退火后,ZnO薄膜呈现六方相,沿(002)面择优取向生长。不同温度、不同气氛和不同时间退火后的样品,得到其光学带隙在3.0-3.2eV范围之间。在空气中退火的样品,其光学带隙略微大于氮气中退火的样品。利用四探针对样品的电学特性进行分析,发现300℃氮气中退火的样品,具有最小方块电阻189Ω/口。随后,利用电子束蒸发制备不同组分比A1掺杂ZnO薄膜,利用分光光度计对其透射谱进行表征,发现Al掺杂对薄膜透射率影响不大,AZO薄膜在可见光范围内透射率大于80%。AZO薄膜的光学带隙随着Al组分提高而增大。霍尔测试表明：随着Al组分的提高,薄膜的迁移率和载流子浓度都有所提高。其中,在20%A1掺杂ZnO薄膜得到的电子迁移率为18.0cm2/Vs。最后,在前面研究的基础之上,结合掩模板技术,制备了基于AZO薄膜的顶栅结构原型TFT器件。从TFT的转移曲线估算出TFT的性能参数,分析不同浓度A1掺杂对TFT器件性能的影响,发现随着A1组分比的提高,载流子场迁移率和开关电流比都相应增加,而阂值电压和亚阈值摆幅则相应的减小。其中基于20%A1掺杂的ZnO薄膜的TFT表现出最好的性能,其阈值电压、亚阈值摆幅、开关电流比和有效迁移率分别达到了2055V、0.98V/decade、5.60×102、14.32cm2/Vs。利用Levinson多晶薄膜TFT的模型,对实验所得的I-V数据进行了拟合,估算出AZO薄膜最小晶界陷阱密度为6.94×1011cm-2。