氧化锌薄膜晶体管由于具有良好的透明性、导电性以及低温生长和高迁移率的材料而受到广泛关注，成为下一代透明显示器件的有力竞争者。由于制备工艺及温度限制，目前的氧化锌薄膜晶体管沟道层为多晶晶态，严重的影响着器件性能，也限制了其应用范围。而针对氧化锌多晶沟道与电性能改善的理论研究与分析尚处于初步阶段。本文针对多晶氧化锌薄膜晶体管提出一种缺陷态密度模型。该模型考虑了多晶材料晶界处按指数分布的带尾态缺陷态和能带中央按高斯分布的深能级缺陷态浓度，经过验证，理论与实验数据吻合。该模型能够很好的描述多晶氧化锌薄膜晶体管的性能，并分析了带尾态缺陷态和深能级缺陷态对其性能的影响。在模型的基础上，针对ZnO TFT的栅介质结构进行改善，采用高K介质HfO2，同时考虑到界面接触特性，在HfO2两侧引入夹层介质，结果形成了SiO2/HfO2/SiO2三层介质结构；对三层栅介质结构进一步改善，产生了SiO2/HfO2/Al2O2结构。然后，本文又对器件的有源层进行改变，引入了ITO/ZnO双层沟道结构，从而使器件性能又得到提升。本文通过SIVALCO仿真器对典型结构和新型结构的电学特性进行仿真，对比其仿真结果，最终确认了新型结构使器件具有更加陡峭的亚阈斜率、较小的阈值电压以及增强的电流驱动能力等优良特性。对沟道中电子浓度分布及能带分布进行理论分析，研究新型结构特性改善的机理。最后，比较不同ITO薄膜厚度对器件特性的影响并确定最优的ITO薄膜厚度。