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薄膜晶体管(Thin Film Transistor简称TFT)在平板显示技术中有重要应用,是实现高分辨平板显示器件的关键。由于采用氧化锌(ZnO)作为TFTs的沟道层不仅迁移率高、制备温度低、透明度高、衬底兼容性好而且它无毒无污染,原材料丰富价格便宜,已经引起了广泛的研究兴趣。ZnO基TFTs具有取代Si-TFTs的趋势。由于ZnO-TFTs的栅介质SiO2在栅电极和半导体沟道之间的电容耦合是很弱的,通常报道的高迁移率ZnO-TFTs都需要大驱动电压,这与节能便携的趋势是不符的。我们在现有的实验条件下,以研制出具有实用特性的低功耗ZnO-TFTs为目标,进行了一系列的实验与探索。本文中,我们在玻璃衬底上,室温条件下制备了低电压ZnO沟道薄膜晶体管。我们的ZnO-TFT由四部分组成：200 nm的ITO栅电极,5μm的介孔SiO2栅介质,50 nm的ZnO沟道和100 nm的Al源、漏电极。其中,ITO栅电极和ZnO沟道都是用磁控溅射法在室温下制备,Si02栅介质是用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)以氧气和硅烷为反应气体在室温下制备,Al电极则是在沟道长宽比为W(400μm)/L(80μm)=5的镍掩膜板遮挡下用电子束蒸发制备。器件的电学性能是在大气环境中通过Keithley4200半导体参数分析仪测试的：它是阈值电压为0.4 V的增强型器件；饱和迁移率、开关比和亚阈值斜率分别为28.8 cm2V-1s-1,3×106和84 mV/dec;关电流仅为0.18 nA。器件的工作电压仅为2 V,符合目前微电子领域的低压低功耗应用要求。我们的晶体管低工作电压的特点与我们5um介孔Si02栅介质有关,双电层电容的猜想能为之做出合理的解释。这种介孔栅介质层中存在可移动质子,通过测量它C-f特性,我们知道Si02介质层的实际的单位电容只有1.88μF/cm2,它的实际功能厚度只有1 nm。此外,通过测试分析发现,ZnO沟道的稳定性受环境因素影响较大。这可能与ZnO沟道的快速老化有关,解决方案尚待进一步研究。我们这种在室温条件下,制备的低工作电压ZnO薄膜晶体管,在下一代高性能低功耗便携式微电子器件领域表现出广泛的应用前景。