在平板显示领域中,薄膜晶体管（Thin Film Transistor,TFT）作为像素的基本单元起着非常重要的作用。其中,氧化物基TFT因为其具有高迁移率、良好的透明度、优异的均匀性和较低的加工温度而逐渐取代了传统的非晶和多晶硅TFT,成为最有发展前途的候选材料之一。尽管n型氧化物TFT具有较高的器件性能并已用于商业显示领域,但是具有相匹配性能的p型氧化物TFT却很少报道。由于缺乏高性能的p型氧化物TFT,许多潜在的电子应用就受到限制。因此,研究出高性能的p型氧化物TFT具有重要的意义。为了解决这个问题,科研人员积极研究了几种可能实现p型器件的材料,比如Cu2O、NiO和SnO。其中,SnO是最具吸引力的一种,因为它在空穴迁移率这一关键性能上更具有比较优势。然而,SnO TFT的电学性质对于薄膜的组成和器件结构非常敏感。因为对于材料特性与器件性能的内在关联机制缺乏系统深入研究,导致无法稳定制备性能优异的SnO TFT。基于此,本论文首先制备并优化SnO薄膜材料,在薄膜材料的基础上系统研究沉积条件、退火工艺和器件结构对于SnO TFT的影响并对内在机制进行探究。具体内容如下:1、通过磁控溅射制备SnO薄膜,系统探究氧分压(OPP)、退火气氛以及退火温度对于SnO薄膜化学组分和微观结构的影响,并得到薄膜材料性能最优的大体范围:0≤OPP<6.8%时,薄膜主要成分为SnO;退火温度为225℃时,SnO薄膜的XRD衍射峰最强,结晶效果最好;退火氛围中氧含量越多,退火过程中SnO薄膜氧化程度越大。为后续SnO TFT的制备和优化奠定了结实的基础。2、基于上述SnO薄膜,系统研究沉积条件和退火工艺对于SnO TFT性能的影响,并探究其内在机制。沉积条件主要为氧分压(OPP),退火工艺主要为退火温度。4.5%≤OPP≤7.5%时,SnO TFT呈现p型导电,电流数量级随着OPP的增大而减小。在此OPP范围内,由于与Sn和Sn4+相关的结构缺陷较少,所以空穴迁移能力较强,最佳器件场效应迁移率达到0.33 cm~2V-1s-1。室温下制备的SnO TFT不呈现导电特性,随着退火温度的升高,SnO薄膜结晶质量改善,SnO TFT电学性能得到了优化,225℃达到了最佳调制效应,电流开关比达到889。3、基于上述SnO TFT沉积条件和退火工艺优化,系统研究器件结构对于SnO TFT性能的影响。器件结构主要研究沟道层厚度和介质层。由于沟道层组分和积累层厚度,沟道层太厚或者太薄,器件性能会退化。当沟道层厚度达到45 nm时,SnO TFT的性能最佳,Ion/Ioff比值达到了334。为了解决SnO TFT存在工作电压大的问题,研究介质层厚度对于器件性能的影响。与介质层为300 nm SiO2的SnO TFT相比,介质层为50 nm SiO2的SnO TFT亚阈区栅源电压摆幅从25.1 Vdec-1下降到18.5 Vdec-1。同时,在研究高k介质层时,发现可以通过介质层改变有源层的导电类型,这为锡氧化物制备双极性器件提供了新的解决方案。