氧化物半导体具有宽禁带(Eg>2eV)、合适的迁移率(μFE=10~100cm2/V·s)、低温制备(T<400℃)等特点，常用在薄膜晶体管(TFTs)的沟道层中。近年来许多研究工作表明，氧化物半导体可以克服短沟道效应并实现高性能晶体管，同时表现出极低的静态功耗，可制备超低功耗电子器件，为开发下一代半导体提供了思路。
　　氧化铟锡(ITO)是一种高电导，锡掺杂的半导体，禁带宽度约为3.5eV，迁移率约为30cm2/V·s。由于载流子浓度过高，它的电流开关比低于传统氧化物半导体，因此目前关于氧化铟锡晶体管的研究非常少。但作为一种透明导电材料，氧化铟锡已经被广泛应用在涂料、太阳能电池、以及最常见的显示行业中。这种商业可制、成熟开发、具有独特电子特性的材料是薄膜晶体管和高性能电子晶体管都适用的沟道材料。此外，氧化铟锡的相对介电常数比铟镓锌氧化物(IGZO)或氧化锌(ZnO)低，在实现低功耗超短沟晶体管方面具有更大潜力。因此本文对氧化铟锡材料特性进行了详细研究，结合超薄的器件结构和极好的界面质量，成功制备出基于氧化铟锡的低功耗高性能电子器件。
　　本文通过调节磁控溅射过程中的氧组分比，减少其体内的氧空位，并大幅降低薄膜厚度，将氧化铟锡从金属态转变成半导体态。然后采用高相对介电常数(高κ)材料铪镧氧(HfLaO)作为栅介质制备出全耗尽型晶体管。本文利用3.5nm氧化铟锡和5nm铪镧氧的超薄体结构实现了超短沟器件。15nm沟长器件的关态漏电流保持在10fA/μm以下，电流开关比高达1011以上，有效克服短沟道效应，证明了氧化铟锡晶体管在低功耗电子器件领域的巨大潜力。
　　本文利用氧化铟锡晶体管极好的亚阈特性和饱和特性设计了具有超高增益的增强-耗尽型(E-D)反相器。2.5V偏压下的增益可达467，是目前氧化物半导体反相器中最高增益，同时远超基于二维材料(2D materials)的反相器，如二硫化钼(MoS2)、黑磷(BP)等。然后利用这种超高增益的反相器构建与非门，或非门和四驱静态随机存取存储器三种基本电路单元，实现了稳定的逻辑输出功能。接着在增强-增强型(E-E)反相器的基础上设计自举型(BST)反相器，并制备5阶环形振荡器，其传播延迟低至0.49ns/stage，创造了氧化物半导体环形振荡器中最好记录，由此证明氧化铟锡晶体管极高的工作速度。
　　本文制备出基于氧化铟锡的射频晶体管，实现截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)同时大于10GHz，性能优于同类型其他半导体射频器件。本文对氧化铟锡晶体管进行混频测试，再次验证氧化铟锡在高性能电子器件领域的潜力。
　　以上对氧化铟锡晶体管的研究不仅是对氧化物半导体研究的极大拓展，并且为下一代半导体开发提供了新的方向。