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近年来,氧化物薄膜晶体管(TFT)在以有源矩阵液晶显示(AMLCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)为代表的平板显示(FPD)产业中具有巨大的发展潜力。氧化物TFT由于具有迁移率高、均匀性好、可见光透明高、成本低和制备温度低等优点,可满足人们对大尺寸、高分辨和柔性显示等技术需求。背沟道刻蚀型(BCE)结构器件由于具有沟道尺寸定义精度高的特点,易实现器件“小型化”,达到高分辨显示;但其缺点在于器件的背沟道易损伤,难以获得高性能器件。因此,开发出一种抗酸性强的氧化物半导体材料十分必要。首先,本论文采用磁控溅射制备硅掺杂二氧化锡(SnO2∶Si,STO)薄膜。从薄膜的成分、厚度和退火温度等方面出发,研究STO薄膜的结构、形貌、成分、光学特性、电学特性、应力和抗酸腐蚀特性,优化STO薄膜的硅掺杂含量、沉积工艺和退火工艺。硅元素对氧化锡薄膜具有抑制结晶作用;随着退火温度的升高,薄膜致密度增加,粗糙度降低,光学带隙增大,内部缺陷态减少,内部应力呈指数方式增长;薄膜具有较高的化学稳定性,可与金属Mo形成较大的刻蚀选择比。其次,本论文制备STO-TFT单元器件及优化电学性能。从有源层的成分和厚度等方面优化器件性能。在SiO2掺杂含量为5wt%,有源层厚度为5~10nm左右,可获得较好的器件性能。最后,我们在中试线上制备出高性能的BCE结构STO-TFTs阵列。当退火温度为450℃时,STO-TFTs具有良好的电学特性,迁移率为8.14cm2/V s,开启电压为-1.2V,开关比高达6.07×109,亚阈值摆幅低至0.21V/decade,有源层和绝缘层间的界面缺陷态为1.68×1012eV-1cm-2。在正偏压下,器件阈值电压正向漂移1.15V;在负偏压下,器件阈值电压负向漂移-0.64V。