近年来，非晶铟镓锌氧（a-IGZO）薄膜晶体管（TFT）因与传统的非晶硅TFT相比具有诸多优势（如较高电子迁移率、低温制备能力、优秀的大面积制备均一性、良好的可见光透明度等）而受到广泛的关注，然而其在制备工艺和器件机理等方面仍有待更深入的研究。在本次工作中，我们从实验以及理论两方面入手，对a-IGZO TFT的制备工艺和器件理论模型进行了比较深入的研究。我们采用交流磁控溅射等方法成功制备了a-IGZO薄膜以及相关TFT器件，并且以此为基础进行了工艺参数和器件特性之间关系的研究。首先，我们探究了溅射工艺条件对于a-IGZO薄膜以及TFT器件性能的影响，其中着重研究了RF溅射功率以及基板温度的影响。我们发现随着RF溅射功率的增大，a-IGZO薄膜的载流子浓度上升，同时由于能带填充效应的作用，光学带隙受到明显的影响。增加IGZO溅射功率同样会影响TFT器件的性能，主要表现为场效应迁移率的增加，经过综合分析我们推测其内在机理是扩展态能带变化所致。另一方面，通过对最佳退火后的在不同基板温度下制备的a-IGZO TFT性能的研究和分析，我们发现基板温度会显著影响TFT器件的性能。从霍尔效应测试结果中我们发现基板加热条件下制备的a-IGZO薄膜载流子浓度升高而导致电阻率较低，从而使得相应TFT器件的关态电流较大；同时发现场效应迁移率与霍尔迁移率的变化规律不一致，我们推测前沟道界面的缺陷能级态是影响不同基板温度下TFT器件场效应迁移率以及亚阈值摆幅性能变化的主要原因。此外，我们还对其它溅射工艺条件诸如混合溅射气体的成分、流量以及腔体压强等的影响进行研究，并且发现这些条件同样会影响a-IGZO薄膜的沉积速率、电阻率以及光学性质等。另一方面，为了提高TFT器件的环境稳定性，我们希望将基于磁控溅射的SiOx钝化层工艺整合到a-IGZO TFT中。我们一方面应用了新型的包含高温退火以及低温退火的两段退火工艺来提高空气退火效率，另一方面采用包含富氧背沟道的双层有源层结构来弥补等离子损伤的影响，从而成功得到了操作特性和环境稳定性均比较优良的a-IGZO TFT器件。最后，为了探究a-IGZO TFT漏电流的导电机理我们运用TCAD工具对IGZO的态密度进行了理论建模研究。我们建立了一个比较准确而有效的器件理论模型，并且使用该模型对IGZO深施主能级对a-IGZOTFT器件性能的影响进行了深入的研究。通过数值仿真计算获得相关规律的同时明确了在不同源漏电极功函数条件下a-IGZO TFT漏电流的物理机制。