以InGaZnO为代表的氧化物半导体薄膜晶体管具有电子迁移率高、截止电流低、稳定性强、均匀性好、可见光透明和制备温度低等诸多优点,有望取代传统非晶硅和低温多晶硅成为下一代主流的薄膜晶体管。基于InGaZnO薄膜晶体管的电路不仅可以应用到显示领域,还可以应用于柔性电子、传感器等多个领域。由于p型氧化物薄膜晶体管的电学性能普遍较差,难以匹配n型氧化物薄膜晶体管的电学性能,故当前报道的基于InGaZnO薄膜晶体管的电路大多是基于自身的单极逻辑电路,在功耗、抗干扰能力、制备面积和电压增益等诸多方面均落后于基于自身与p型氧化物薄膜晶体管组建的CMOS电路。基于此,本论文首先制备并优化InGaZnO薄膜晶体管,并与p型SnO薄膜晶体管构建CMOS反相器,同时针对p型SnO薄膜晶体管制备困难、工艺窗口窄的问题,提出了以高阻态的SnOx薄膜晶体管作为电阻负载构建电阻负载反相器,作为CMOS反相器的备选方案。具体内容如下:1.通过磁控溅射制备InGaZnO薄膜并以此为基础制备InGaZnO薄膜晶体管,探究薄膜厚度、溅射气氛、退火条件以及栅氧化层材料与厚度等诸多因素与InGaZnO薄膜晶体管性能之间的内在机制,并制备出高性能InGaZnO薄膜晶体管。器件的饱和迁移率为10.27 cm~2/Vs,开关电流比高于10~7。通过在氮气环境中200℃退火30 min,器件的饱和迁移率提升为14.99 cm~2/Vs。InGaZnO薄膜晶体管优异的电学特性为后续电路的设计打下了良好的基础。2.选用p型SnO薄膜晶体管作为PMOS负载与n型InGaZnO薄膜晶体管构建CMOS反相器,同时对薄膜晶体管和CMOS反相器进行了电学测试,其中SnO薄膜晶体管的饱和迁移率达到了0.82 cm~2/Vs,开关电流比达到了10~3。之后针对不同K值的CMOS反相器进行了研究,当K为20时,CMOS反相器总体性能达到了最佳:最大电压增益为-30.7 V/V,逻辑阈值近似等于VDD/2,有效输入比例达到了88%,但电压增益与国际领先水平相比仍有一定的距离。3.选用高阻态的SnOx薄膜晶体管作为电阻负载与InGaZnO薄膜晶体管构建电阻负载反相器,解决了电阻负载反相器制备面积大、无法集成等问题,最终实现了全摆幅输出,并得到了-11.8 V/V的电压增益,优于一般的电阻负载反相器,且易制备、稳定性强的电阻负载反相器可以作为CMOS反相器的备选方案使用。