自20世纪平板显示技术的出现,人类进入了信息社会,人类社会因此发生了质的飞跃。平板显示的核心元件为薄膜晶体管（Thin Film Transistor,TFT）,但随着科学技术的迅速发展,平板显示器件对薄膜晶体管的性能要求也越来越高。目前通常采用非晶硅TFT和多晶硅TFT等作为有源矩阵液晶显示器（AMLCD）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）的驱动和开关,但传统的非晶硅TFT和多晶硅TFT具有迁移率低、光敏性强、制备工艺复杂、成本高等缺点,限制了它们在广阔范围中的应用。而金属氧化物薄膜晶体管用于平板显示中,不仅迁移率高、制备工艺简单、稳定性强、透明度好,而且能够大规模的生产,展现了其巨大的应用前景。本文研究了水性超薄高k氧化锆（ZrO₂）薄膜,薄膜的处理过程包括UV光预处理和低于300 oC的空气热退火处理,经测试其电学性质显示:随着退火温度的升高,ZrO₂薄膜的漏电流密度减小,单位面积电容增大。为了验证ZrO₂薄膜作为栅介电层在互补金属氧化物半导体（CMOS）器件中的应用,我们研究制备了n型In₂O₃/ZrO₂薄膜晶体管和p型NiO_x/ZrO₂薄膜晶体管,并分析了其相应的电学性质,结果显示,250oC退火处理的In₂O₃/ZrO₂ TFT展现了优越的电学性质,例如,TFT器件的场效应迁移率为10.78 cm2/V s,亚阈值摆幅为75 mV/dec,开关比达到106。此外,250oC退火处理的NiO_x/ZrO₂ TFT器件测试结果显示该p型TFT器件的迁移率为4.8 cm2/V s,开关比达到105。同时,低温制备的以ZrO₂为栅介电层的n型和p型薄膜晶体管的操作电压都低于4V,其为在柔性衬底上制备低成本、高性能的全氧化物CMOS器件做出了突破性进展。