随着真空技术和溅射镀膜技术的发展,薄膜晶体管(TFT)以其大尺寸、高清晰度、高透光性、可使用柔性材料作为衬底等优点已逐渐成为显示器驱动元件的关键部分。本文从材料选取和结构设计出发,制备叠层构型的薄膜晶体管,尽可能地减小薄膜晶体管导电沟道长度,有效地改善了晶体管的工作电流等性能。采用射频磁控溅射法,使用ZnO靶在石英玻璃衬底上制备ZnO薄膜,利用原子力显微镜观察薄膜表面形貌和粗糙度,确定制备膜厚适合氧化锌薄膜的工艺参数。制备的Al/ZnO/Ni肖特基二极管具有明显的整流特性,开启电压Uon=2.3V。直线拟合计算出反向饱和电流为9.17×10-6A,正向导通电流为毫安数量级,器件整流比达到103,有效肖特基势垒高度为0.67eV。制备Al/ZnO/Ni/ZnO/AI的五层结构晶体管。其中,Ni和Al均采用直流磁控溅射制备,利用磁控溅射制备ZnO。两层Al分别作为漏极和源极,Ni作为栅极,ZnO作为有源层。得到的Ni和ZnO形成肖特基接触,Al和ZnO形成欧姆接触。利用吉时利4200半导体分析仪对不同衬底温度和不同溅射时间制备的氧化锌薄膜晶体管进行测试,工作电流可高达十毫安以上;衬底温度为340℃时制得的器件性能较好。室温条件下,跨导随栅压增大而增大;340℃条件下,VGS<0.4V时,跨导随栅压的增大而减小,VGS>0.4V后,跨导随着栅压的增大而增大。栅压能够有效地控制沟道电流。输出电阻都随着漏极电压的增加而减小,漏极电压小于1.5V时,输出电阻随电压增大急剧下降,随后趋于一定值。电压放大倍数随着栅压增大而增大,随后趋于不变。通过测试得到的薄膜晶体管的基本电学特性,分析薄膜晶体管性能,计算出阈值电压为0.45V,小于水平结构的薄膜晶体管。制备的薄膜晶体管中载流子是电子,电子从ZnO经过Ni电极隧穿注入。