非晶铟镓锌氧薄膜晶体管（a-IGZO TFT）因为具有良好的电学特性而被认为可取代传统硅基TFT而成为驱动下一代平板显示的电子器件。然而,其电学稳定性仍存在很多问题,特别是偏压稳定性的物理机理及改善方法仍有待进一步研究。因此,本文开展了对a-IGZO TFT正向偏置电压（PGBS）稳定性的相关研究,重点分析了相对湿度对器件正向偏置电压稳定性的影响机理,深入探索了保护层改善a-IGZO TFT偏压稳定性的物理机制。首先,我们系统地测试了a-IGZO TFT器件在不同相对湿度下的PGBS稳定性。结果表明,环境湿度的大小会显著影响器件的偏压稳定性,当相对湿度为50%时,阈值电压偏移量最大,达到11.5 V,即TFT的偏压稳定性最差。我们认为这一现象产生的原因主要在于a-IGZO TFT周围环境气氛的综合作用效果。为此,我们建立了低高湿度（LHH）模型对环境气氛的作用机理进行了合理解释:在低湿度时,背沟道中水协助氧气吸附占主导,造成阈值电压的正向偏移;在高湿度时,水汽对背沟道的直接吸附占主导,从而引起阈值电压负向偏移。因此,当相对湿度从10%增长到90%时,阈值电压偏移量先从5V增大到11.5V（对应50%的相对湿度）,最后再减小到4.5V。其次,我们为a-IGZO TFT沉积了不同材料和不同厚度的保护层并测试其PGBS稳定性的变化。结果表明,保护层会使a-IGZO TFT的电学特性变得更加稳定;随着保护层厚度的增大,其阻隔效应变得越来越强,a-IGZO TFT的正向偏置电压稳定性会逐渐改善;当保护层厚度远超过特征尺寸时,几乎观察不到阈值电压的偏移。上述实验结果证明,与载流子俘获相比,周围的环境气氛效应是影响其偏压不稳定性的决定性因素。另外,SiO₂保护层的保护效果比Al₂O₃好,因为SiO₂的特征尺寸（⁵ nm）比Al₂O₃的特征尺寸（¹0 nm）小。我们建立了简单物理模型,并对相关实验结果给出了合理解释。