在最近的几十年里,物联网得到了迅速的发展,在物联网发展的影响下,人工智能,智能辅助系统等终端电子设备需要在我们社会的几乎所有方面的收集和处理数据。薄膜晶体管在这些设备中作为驱动单元,需要具有高的开关电流比,迁移率,小的亚阈值摆幅。铟镓锌氧是现在主流的薄膜晶体管的材料,但很难做到输运性能和稳定性兼顾,本文从以下几个部分来改善这个问题。在超高真空下使用射频磁控溅射的方法制备出不同含量氮掺杂的铟镓锌氧薄膜,对其进行一系列表征,得到结果如下:使用不同的工艺参数制备的铟镓锌氧薄膜在可见光区域透光率都大于80%;XPS结果表明铟镓锌氧薄膜中氧空位含量随着氮掺杂含量增加较少,后增加。氧空位在氮气流量为0.4sccm时达到最小值,约为11%,随后在0.6sccm时达到了30%。接着,本文探究了退火和钝化对薄膜晶体管性能的影响,本文采用的结构为底栅顶接触结构,通过光刻来精准定义沟道和源漏极的尺寸,通过研究不同退火温度对铟镓锌氧薄膜晶体管性能的影响,得到了400℃退火时铟镓锌氧薄膜晶体管具有非常优秀的性能。此外,探究了钝化层以及钝化前后是否退火对铟镓锌氧薄膜晶体管性能的影响,可以得出在钝化前对铟镓锌氧薄膜晶体管进行退火,并且在钝化之后对其进行二次退火,可以得到性能优异的薄膜晶体管。并且,钝化可以很大的提高薄膜晶体管的稳定性。下一步对不同含氮量的铟镓锌氧薄膜晶体管进行了输运性能和稳定性的探究,得出当氮气流量为0.4sccm时,其输运性能比较好,饱和迁移率为6.61cm2/Vs,亚阈值摆幅为180 m V/dec,开关电流比为2.1×108。并且稳定性相比于没有掺氮的薄膜晶体管得到了提升,在3h的正偏压稳定性和负偏压光照稳定性的测试中阈值电压偏移分别为+0.26V和-0.8V;探究了背沟道掺杂不同厚度的氮对铟镓锌氧薄膜晶体管性能的影响。结果表明,当背沟道处掺氮厚度为60nm时,饱和迁移率为7.63cm2/Vs,开关电流比为8×10-8,阈值电压为1.4V,亚阈值摆幅为162.602m V/decade。。在3h的正偏压稳定性和负偏压光照稳定性的测试中阈值电压偏移分别为+0.46V和-0.83V。为了提高其输运性能,在前沟道处通过氧反掺杂的方式引入了一层超薄的高载流子层,探究了高载流子层的厚度对IGZO薄膜晶体管性能的影响,发现关电流随着高载流子层的厚度的增加而上升,当高载流子层厚度为2nm时其输运性能最好。最后制备了三梯度沟道IGZO薄膜晶体管,得到了SS≈137 m V dec-1,Ion/Ioff≈2×109,VTH≈0.34V,并且μsat≈34.64 cm2V-1s-1的优异性能。在3h的正偏压稳定性和负偏压光照稳定性的测试中阈值电压偏移分别为+0.4V和-0.8V。