透明电子学(transparent electronics)是关于透明电子材料、透明器件以及透明电路的研究，是当前半导体技术领域前沿的研究热门课题之一。21世纪以来，透明电子材料受到国内外科研人员的高度关注，由于其在手机、电视、计算机、复印机、液晶显示、太阳能电池、触摸屏、薄膜晶体管、有机发光二极管、柔性显示、电子纸等诸多领域都有极其可观的应用前景。科学家们预测透明电子学将开创一个新的电子工业时代，透明电子产品也将发展成为一个效率更高、价格更便宜、携带更方便的新兴电子行业。　　 众所周知，氧化物材料一般表现为绝缘体，通过一些手段和方法可以使其变成导体或半导体以便在电子产品中得到更为广泛的利用。透明氧化物电子材料必须具有两个重要特性：1、在可见光区域内透明。这就要求材料的禁带宽度一般大于3eV。2、具有导电性。如果是良导体可以做成透明电极，如果是半导体可以做成半导体器件如PN结、发光二极管、MOS晶体管、薄膜晶体管(TFT)等。透明氧化物电子材料主要有In2O3、SnO、ZnO、Ga2O3、CdO及其它们的掺杂材料等，如：氧化铟锡In2O3：Sn(ITO)、氧化铟钼In2O3：Mo(IMO)、氧化铟锑In2O3：Sb(ATO)、氧化锌铝ZnO：Al(AZO)等等。国内外有关透明氧化物电子材料的研究已经有很长的历史了，比如透明导电膜氧化铟锡In2O3：Sn(ITO)已经被广泛使用，但是由于In比较昂贵在地球的含量非常少，所以急需寻找一种新的透明导电材料来替代以便节约成本提高效率。现有透明电子学研究的重点也是难点主要集中在：(1)透明氧化物电子材料的选择，(2)透明氧化物电子材料的导电机理，(3)透明氧化物电子器件工艺制备的关键技术等方面，这也是我们的主要研究内容。　　 论文所开展的主要研究工作和所取得的创新性成果包括：　　 1、利用低温工艺在柔性衬底上成功地制备了氧化锌薄膜材料。我们对氧化锌薄膜的制备工艺进行了详细的研究。通过不同工艺方法制备出了符合不同性能要求的氧化锌薄膜材料，测试分析了材料的结构、组分、电学特性等。开发了在柔性衬底上制备半导体薄膜材料的新工艺。在塑料柔性衬底上制备出了性能良好的氧化锌半导体薄膜材料。随着显示技术的快速发展，柔性显示技术很有希望成为未来显示技术中重要的一员。　　 2、系统研究了氧化锌薄膜晶体管的制备工艺及特性。利用传统的硅基工艺成功地制备了氧化锌薄膜晶体管。测试分析了氧化锌薄膜晶体管的电学特性，并且利用退火工艺等方法有效地改善了氧化锌薄膜晶体管的特性。　　 3、设计采用了高介电常数(高K)HfO2材料作绝缘栅介质层，并制备了透明氧化锌薄膜晶体管。利用低温工艺，在氧化锌薄膜上成功制备了高质量的高K栅介质绝缘层，并制备了氧化锌MOS电容。在玻璃衬底上制备了带有HfO2绝缘栅介质层的氧化锌薄膜晶体管。并且通过退火处理有效地降低了关态漏电流和阈值电压，同时提高电流开关比。获得了关态漏电流低于10-13A，电流开关比大于107，阈值电压在1V左右的氧化锌薄膜晶体管。氧化锌薄膜晶体管的各项电学特性达到了平板显示行业的要求。　　 4、研究了氧化锌薄膜晶体管的可靠性。薄膜晶体管的可靠性一直是在应用过程中最为关心的重要问题。我们研究了带有高K HfO2材料栅介质的氧化锌薄膜晶体管的可靠性，实验结果表明，氧化锌薄膜晶体管具有较高的时间稳定性和栅偏压可靠性。　　 本论文所取得的研究成果将有利于对氧化物半导体的材料选择和氧化锌薄膜晶体管的优化研究，有利于深入了解和掌握氧化物薄膜晶体管的制备工艺和物理机制，为氧化物薄膜晶体管以及将来的应用提供了良好的研究基础与有价值的参考。