调查和研究了现有IGZO薄膜制备工艺，改善了成膜均一性及稳定性，进一步稳定了阈值电压，提升了器件稳定性。首先，通过调整IGZO成膜设备掩膜版的位置，改善基板边缘IGZO膜厚偏薄的状况，提升整面基板阈值电压的均一性；然后，通过分析磁控溅射成膜中磁铁摆动角度的调整对IGZO成膜均一性的影响，确定最优的成膜方式，有效改善阈值电压分布。最后，针对不同氧分压成膜条件，结合残余气体分析，进一步分析研究成膜过程中气体组分，尤其氧气对阈值电压稳定性的影响。研究发现，改善基板边缘及整面IGZO膜厚的均一性，可有效提升TFT器件阈值电压的均一性；控制IGZO成膜过程中氧分压波动，可提高阈值电压的稳定性。

As growing applications demand higher driving currents of oxide semiconductor thin-film transistors (TFTs), severe instabilities and even hard breakdown under high-current stress (HCS) become critical challenges. In this work, the triggering voltage of HCS-induced self-heating (SH) degradation is defined in the output characteristics of amorphous indium-gallium-zinc oxide (a-IGZO) TFTs, and used to quantitatively evaluate the thermal generation process of channel donor defects. The fluorinated a-IGZO (a-IGZO:F) was adopted to effectively retard the triggering of the self-heating (SH) effect, and was supposed to originate from the less population of initial deep-state defects and a slower rate of thermal defect transition in a-IGZO:F. The proposed scheme noticeably enhances the high-current applications of oxide TFTs.

基于铟镓锌氧(IGZO)的双电层(EDL)晶体管以低加工温度、良好的一致性以及丰富的离子动力学等优势, 在神经形态感知和计算系统中具有极大的潜在应用前景。然而, 双电层IGZO晶体管的高漏电(>10 nA)导致的高能耗以及异常电流尖峰/毛刺一直是相关神经形态计算发展的主要障碍之一。本研究提出了一种具有Al₂O₃/壳聚糖(Chitosan)叠层栅介质的新型IGZO神经形态晶体管。与单层壳聚糖栅介质晶体管相比, 引入Al₂O₃叠层的器件具有78.3 mV/decade的低亚阈值摆幅, 在1.8 V电压下1.3 nA的低漏电流(降低约98%), 3.73 V的大滞回窗口(提升3.4倍)以及0.86 nA的低兴奋性突触后电流(降低约97%), 单脉冲(0.5 V, 20 ms)功耗仅为1.7 pJ(降低约96%)。此外, 研究还基于双栅EDL协同调控实现了尖峰突触功能的模拟和沟道电流的有效调制, 并有效规避突触塑性模拟中高漏电导致的非正常电流尖峰/毛刺。上述结果表明, 堆叠高k栅介质可以有效改善神经形态器件的漏电、功耗和性能, 为进一步开发超低功耗神经形态感知和计算系统提供了新的思路。

随着显示技术的不断发展，对高性能、高稳定性的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）的需求日趋增加，通过结晶改善薄膜晶体管性能的方法受到大量关注。当前，铟镓锌氧化物（IGZO）材料由于具有迁移率高、柔性好、透明度高等优势，被广泛用于薄膜晶体管的沟道中，而改善IGZO沟道层的结晶形态也成为研究热点。本文总结了晶态IGZO薄膜晶体管器件的研究进展，详细介绍了IGZO系化合物的晶体结构，重点阐述了单晶、c轴取向结晶、六方多晶型、尖晶石型、纳米晶型和原生结晶型IGZO的结构和各晶态IGZO薄膜晶体管的制备方法、器件性能和稳定性，深入分析其微观结构，总结物理特性，阐述不同晶系结构的结晶机理，建立不同晶体结构与电学特性的关系，最后对晶态IGZO薄膜晶体管的发展进行展望。

分析了IGZO⁃TFT器件的基本特性及电性不稳定性影响因素。对有源保护层薄膜性能与TFT电学特性的依存关系给出了合理解释，并通过实验验证优化了有源保护层制备手法，解决了因有源保护层SiO₂致密性引起的TFT开关阈值电压左向偏移显示不良问题；同时还基于IGZO⁃TFT总结了PECVD SiO₂薄膜特性与沉积各重要因素间的关系。

提出了采用聚酰亚胺（PI）作为非晶铟镓锌氧（a⁃IGZO）薄膜晶体管（Thin⁃film Transistors，TFT）钝化层的制备工艺。PI成膜采用旋涂工艺，可减少钝化层成膜工艺对TFT器件沟道层的破坏，降低对器件性能的影响。PI可作为有效的钝化层，从而避免因有源层a⁃IGZO沟道表面气体分子吸附效应造成的TFT器件特性恶化。此外，采用PI作为钝化层的a⁃IGZO TFT器件，其负栅压应力（Negative Gate⁃bias Stress，NBS）下稳定性得到改善，可能与PI烘烤固化过程中扩散进入器件内部的氢（H）钝化有源层内的缺陷相关。

总结了双有源层a?IGZO TFT器件的研究进展，重点阐述了a?IGZO的双有源层器件在高稳定性机制、制备工艺、上下层元素比例、掺杂和工艺参数等方面的研究结果，详细分析了双有源层对器件特性的影响及改进方法，并对双有源层a?IGZO TFT的发展方向进行了展望。

采用IGZO和UV2A技术开发了120 Hz驱动的249 cm8K4K TFT⁃LCD面板，具有高透光率、全方位视角、超高对比度、响应时间快等优异的光学性能。IGZO TFT在大尺寸、高分辨率以及高频的电视面板设计中具有很大的优势。另外，在1G1D基础上开发的栅极多扫描技术，进一步提高了面板的透过率。