CN107464880A - 有机薄膜晶体管制备方法和制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机薄膜晶体管的制备方法，包括在绝缘基底上制备有机半导体层、源极、漏极、栅极及绝缘层的步骤，该制备有机半导体层的步骤包括：提供一蒸发源，该蒸发源包括碳纳米管膜结构及有机半导体层源材料，该碳纳米管膜结构为一载体，该有机半导体层源材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该有机半导体层源材料为该有机半导体层的材料或者用于形成该有机半导体层的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层；以及将该蒸发源与绝缘基底相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料蒸发，在该绝缘基底上蒸镀形成有机半导体层。本发明还提供一种有机薄膜晶体管的制备装置。

Description

有机薄膜晶体管制备方法和制备装置
技术领域
本发明涉及一种有机薄膜晶体管制备方法和制备装置。
背景技术
有机薄膜晶体管（OTFT）是一种半导体层由有机材料构成的薄膜晶体管，具有重量轻、具有柔性、低制造成本等诸多特点，目前已经被用于电子纸、传感器和记忆体中，并且在柔性显示器和集成电路中表现出应用潜力。有机半导体层可以通过旋涂和刻蚀形成在绝缘基底表面，然而，有机半导体材料对光刻工艺中的溶剂较为敏感，增加了制备难度。传统的薄膜晶体管的半导体层可以通过蒸镀法形成，然而，为了形成均匀的有机半导体层，需要在待镀基底周围形成均匀的气态蒸镀材料。并且，由于难以控制气态蒸镀材料原子的扩散运动方向，大部分蒸镀材料都不能附着在待镀基底表面，从而造成蒸镀率低且蒸镀速度慢等问题。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的有机薄膜晶体管制备方法和制备装置。
一种有机薄膜晶体管的制备方法，包括在绝缘基底上制备有机半导体层、源极、漏极、栅极及绝缘层的步骤，该制备有机半导体层的步骤包括：提供一蒸发源，该蒸发源包括碳纳米管膜结构及有机半导体层源材料，该碳纳米管膜结构为一载体，该有机半导体层源材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该有机半导体层源材料为该有机半导体层的材料或者用于形成该有机半导体层的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层；以及将该蒸发源与绝缘基底相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料蒸发，在该绝缘基底上蒸镀形成有机半导体层。
一种有机薄膜晶体管的制备装置，包括一蒸发源及加热装置，以形成该有机薄膜晶体管的光吸收层，该蒸发源包括碳纳米管膜结构及有机半导体层源材料，该碳纳米管膜结构为一载体，该有机半导体层源材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该加热装置能够向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料蒸发从而形成光吸收层，该有机半导体层源材料为该有机半导体层的材料或者用于形成该有机半导体层的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层。
相较于现有技术，本发明将自支撑的碳纳米管膜作为有机半导体层源材料的载体，利用该碳纳米管膜极大的比表面积及自身的均匀性，使承载在该碳纳米管膜上的有机半导体层源材料在蒸发前即实现较为均匀的大面积分布。在蒸发的过程中利用该自支撑碳纳米管膜在电磁波信号或电信号的作用下瞬时加热的特性，在极短的时间将有机半导体层源材料完全气化，从而形成均匀且大面积分布的气态有机半导体层源材料。该待镀表面与该碳纳米管膜间隔距离短，使承载在该碳纳米管膜上的有机半导体层源材料基本上均能得到利用，有效节约了有机半导体层源材料，提高了蒸镀速度及均匀性。
附图说明
图1为本发明实施例有机薄膜晶体管制备方法的流程图。
图2为本发明实施例有机薄膜晶体管制备装置的结构示意图。
图3为本发明实施例有机薄膜晶体管的结构示意图。
图4为本发明实施例从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜的扫描电镜照片。
图5为本发明一实施例碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。
图6为本发明另一实施例有机薄膜晶体管制备装置的结构示意图。
图7为本发明一实施例蒸镀后的蒸发源的扫描电镜照片。
图8为本发明另一实施例有机薄膜晶体管制备装置的结构示意图。
图9为本发明另一实施例有机薄膜晶体管的结构示意图。
主要元件符号说明
有机薄膜晶体管制备装置 100
蒸发源 110
碳纳米管膜结构 112
有机半导体层源材料 114
支撑体 120
真空室 130
电磁波信号输入装置 140
第一电信号输入电极 150
第二电信号输入电极 152
图案化栅网 160
有机薄膜晶体管 200
基底 210
源极 220
有机半导体层 230
漏极 240
栅极 250
绝缘层 260
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的有机薄膜晶体管制备方法和制备装置作进一步的详细说明。
请参阅图1至图3，本发明实施例提供一种有机薄膜晶体管200的制备方法，包括在绝缘基底210上制备有机半导体层230、源极220、漏极240、栅极250及绝缘层260的步骤，该制备有机半导体层230的步骤包括：
S1，提供一蒸发源110，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载；以及
S2，将该蒸发源110与绝缘基底210相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘基底210上蒸镀形成有机半导体层230。
该基底210为绝缘的硬质基底或柔性基底，材料可以选自玻璃、石英、塑料或树脂。该有机半导体层源材料114为该有机半导体层230的材料或者用于形成该有机半导体层230的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层230的材料。
该有机半导体层230的材料可以为并四苯、并五苯、并六苯、红荧烯、蒽、α-六噻吩(α-6T)，聚3-己基噻吩（P3HT）、聚吡咯、聚噻吩、聚苯酚、聚2,5噻吩乙炔、酞菁铜、酞菁镍、酞菁锌、自由酞菁、氟代酞菁铜、氟代酞菁铬、氟代酞菁锌、自由氟代酞菁或聚苯并双咪唑苯并菲咯啉(BBL)等。可以理解，该有机半导体层230的材料及该有机半导体层源材料114不限于上述材料，只要是在相同条件下气化温度低于碳纳米管的气化温度，且在蒸镀过程中不与碳反应的有机半导体材料即可，优选是气化温度小于或等于300℃的有机半导体材料。
该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载。优选地，该碳纳米管膜结构112优选为自支撑结构，至少部分悬空设置，该有机半导体层源材料114设置在悬空的碳纳米管膜结构112表面。在一实施例中，步骤S1进一步包括提供两个相互间隔的支撑体120，分别设置在该碳纳米管膜结构112的两端，使该碳纳米管膜结构112在该两个支撑体120之间的部分悬空设置。
该碳纳米管膜结构112包括单层碳纳米管膜，或多层叠加的碳纳米管膜。每层碳纳米管膜包括多个大致相互平行的碳纳米管。该碳纳米管的延伸方向大致平行于该碳纳米管膜结构112的表面，该碳纳米管膜结构112具有较为均匀的厚度。具体地，该碳纳米管膜包括首尾相连的碳纳米管，是由多个碳纳米管通过范德华力相互结合并首尾相连形成的宏观膜状结构。该碳纳米管膜结构112及碳纳米管膜具有一宏观面积和一微观面积，该宏观面积指该碳纳米管膜结构112或碳纳米管膜在宏观上看作一膜状结构时所具有的膜面积，该微观面积指该碳纳米管膜结构112或碳纳米管膜在微观上看作由大量碳纳米管首尾相连搭接形成的多孔网状结构中所有能够用于担载有机半导体层源材料114的碳纳米管的表面积。
该碳纳米管膜优选是从碳纳米管阵列中拉取获得。该碳纳米管阵列为通过化学气相沉积的方法生长在该生长基底的表面。该碳纳米管阵列中的碳纳米管基本彼此平行且垂直于生长基底表面，相邻的碳纳米管之间相互接触并通过范德华力相结合。通过控制生长条件，该碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。由于基本不含杂质且碳纳米管相互间紧密接触，相邻的碳纳米管之间具有较大的范德华力，足以使在拉取一些碳纳米管（碳纳米管片段）时，能够使相邻的碳纳米管通过范德华力的作用被首尾相连，连续不断的拉出，由此形成连续且自支撑的宏观碳纳米管膜。这种能够使碳纳米管首尾相连的从其中拉出的碳纳米管阵列也称为超顺排碳纳米管阵列。该生长基底的材料可以为P型硅、N型硅或氧化硅等适合生长超顺排碳纳米管阵列的基底。所述能够从中拉取碳纳米管膜的碳纳米管阵列的制备方法可参阅冯辰等人在2008年8月13日公开的中国专利申请CN101239712A。
从碳纳米管阵列中连续地拉出的该碳纳米管膜可以实现自支撑，该碳纳米管膜包括多个基本沿相同方向排列并首尾相连的碳纳米管。请参阅图4，在该碳纳米管膜中碳纳米管为沿同一方向择优取向排列。所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于该碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连，从而使该碳纳米管膜能够实现自支撑。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。在本说明书中凡提及碳纳米管的延伸方向，均是指碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向，即碳纳米管膜中碳纳米管的择优取向的方向。进一步地，所述碳纳米管膜可包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。可以理解，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触而部分分离的情况。实际上，该碳纳米管膜具有较多间隙，即相邻的碳纳米管之间具有间隙，使该碳纳米管膜可以具有较好的透明度及较大的比表面积。然而，相邻碳纳米管之间接触的部分以及首尾相连的碳纳米管之间连接的部分的范德华力已经足够维持该碳纳米管膜整体的自支持性。
所述自支撑是该碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要一边或相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状或线状状态，即将该碳纳米管膜置于（或固定于）间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。
该碳纳米管膜具有较小且均匀的厚度，约为0.5纳米至10微米。由于该从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜仅靠碳纳米管间的范德华力即可实现自支撑并形成膜状结构，因此该碳纳米管膜具有较大的比表面积，优选地，该碳纳米管膜的比表面积为200平方米每克~2600平方米每克（采用BET法测得）。该直接拉取获得的碳纳米管膜的单位面积质量约为0.01克每平方米~0.1克每平方米，优选为0.05克每平方米（此处的面积指碳纳米管膜的宏观面积）。由于该碳纳米管膜具有较小的厚度，且碳纳米管自身的热容小，因此该碳纳米管膜具有较小的单位面积热容（如小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文）。
该碳纳米管膜结构112可包括多层碳纳米管膜相互叠加，层数优选为小于或等于50层，更优选为小于或等于10层。在该碳纳米管膜结构112中，不同的碳纳米管膜中的碳纳米管的延伸方向可以相互平行或交叉设置。请参阅图5，在一实施例中，该碳纳米管膜结构112包括至少两层相互层叠的碳纳米管膜，该至少两层碳纳米管膜中的碳纳米管分别沿两个相互垂直方向沿伸，从而形成垂直交叉。
该有机半导体层源材料114可以通过溶液法、沉积法、蒸镀法、电镀法或化学镀法等方法担载在该碳纳米管膜结构112表面。该沉积法可以为化学气相沉积或物理气相沉积。在优选的实施例中，可通过溶液法在该碳纳米管膜结构112表面担载该有机半导体层源材料114，具体包括以下步骤：
S11，将该有机半导体层源材料114溶于或均匀分散于一溶剂中，形成一溶液或分散液；
S12，将该溶液或分散液均匀附着于该碳纳米管膜结构112表面；以及
S13，将附着在该碳纳米管膜结构112表面的溶液或分散液中的溶剂蒸干，从而将该有机半导体层源材料114均匀的附着在该碳纳米管膜结构112表面。该附着的方法可以为喷涂法、旋转涂覆法或浸渍法。
当该有机半导体层源材料114包括多种材料时，该步骤S11可以包括使该多种材料在溶剂中按预定比例预先混合均匀的步骤，从而使担载在碳纳米管膜结构112不同位置上的该多种材料均具有该预定比例。
该步骤S12和S13可以反复进行多次，以使该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112表面具有所需的担载量。
该有机半导体层源材料114附着在该碳纳米管膜结构112表面。在宏观上该有机半导体层源材料114可以看作一层状结构形成在该碳纳米管膜结构112的至少一个表面，优选为设置在该碳纳米管膜结构112的两个表面。该有机半导体层源材料114与该碳纳米管膜结构112形成的复合膜的宏观厚度优选为小于或等于100微米，更优选为小于或等于5微米。由于承载在单位面积碳纳米管膜结构112上的有机半导体层源材料114的量可以非常少，在微观上该有机半导体层源材料114可以为纳米级尺寸的颗粒状或纳米级厚度的层状，附着在单根或少数几根碳纳米管表面。例如该有机半导体层源材料114为颗粒状，粒径尺寸约为1纳米~500纳米，附着在首尾相连的碳纳米管中的单根碳纳米管112表面。或者该有机半导体层源材料114为层状，厚度尺寸约为1纳米~500纳米，附着在首尾相连的碳纳米管中的单根碳纳米管112表面。该层状的有机半导体层源材料114可以完全包覆该单根碳纳米管112。该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112不但与有机半导体层源材料114的量有关，也与有机半导体层源材料114的种类，以及与碳纳米管的浸润性能等多种因素相关。例如，当该有机半导体层源材料114在该碳纳米管表面不浸润时，易于形成颗粒状，当该有机半导体层源材料114在该碳纳米管表面浸润时，则易于形成层状。另外，当该有机半导体层源材料114是粘度较大的有机物时，也可能在该碳纳米管膜结构112表面形成一完整连续的薄膜。无论该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112表面的形貌如何，单位面积的碳纳米管膜结构112担载的有机半导体层源材料114的量应较少，使输入电信号或电磁波信号能够在瞬间（优选为1秒以内，更优选为10微秒以内）将该有机半导体层源材料114完全气化。该有机半导体层源材料114均匀的设置在该碳纳米管膜结构112表面，使该碳纳米管膜结构112不同位置的有机半导体层源材料114担载量基本相等。
在该步骤S2中，该蒸发源110与绝缘基底210相对且间隔设置。该绝缘基底210的表面各处均与该碳纳米管膜结构112保持基本相等的间隔，即该碳纳米管膜结构112基本平行于该绝缘基底210的表面。具体地，该设置有有机半导体层源材料114的碳纳米管膜结构112与待镀表面相对且间隔设置，间距优选为1微米~10毫米。该碳纳米管膜结构110的宏观面积大于或等于该待镀表面的面积，从而使蒸镀时，有机半导体层源材料114的气体可以在基本相同的时间内到达该待镀表面。该待镀表面可以为该绝缘基底210的表面，或者绝缘层260的表面。
该步骤S2可以在空气中进行，在优选的实施例中，该步骤S2可进一步包括将该蒸发源110及有机半导体层源材料114设置在真空室130中，在真空中向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘基底210上蒸镀形成有机半导体层230。
由于该蒸发源110与绝缘基底210相对且间隔设置，且该间隔距离较近，且向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号能够使担载在该碳纳米管膜结构112上的有机半导体层源材料114在一瞬间全部蒸发，并迅速附着在该待镀表面，因此，达到该待镀表面任意局部位置的有机半导体层源材料114就是与该待镀表面局部位置对应设置的碳纳米管膜结构112的局部位置的全部有机半导体层源材料114。由于该碳纳米管膜结构112各处担载的有机半导体层源材料114的量相同，即均匀担载，在该待镀表面形成的有机半导体层230各处具有均匀的厚度，也就是形成的有机半导体层230的厚度和均匀性由该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112担载的量和均匀性决定。当该有机半导体层源材料114包括多种材料时，该碳纳米管膜结构112各处担载的各种材料的比例相同，则在该碳纳米管膜结构112与该待镀表面之间各局部位置的有机半导体层源材料114气体中各种材料的比例相同，使各局部位置能够发生均匀的反应，从而在该待镀表面形成均匀的有机半导体层230。
当向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号时，可进一步包括提供一电磁波信号输入装置140，向该碳纳米管膜结构112发出电磁波信号，该电磁波信号输入装置140可以设置在该真空室130中或设置在该真空室130之外，只要能够使发出的电磁波信号传递至该碳纳米管膜结构112即可。碳纳米管对电磁波的吸收接近绝对黑体，对于各种波长的电磁波具有均一的吸收特性。该电磁波信号的平均功率密度在100mW/mm2~20W/mm2范围内。该碳纳米管膜结构112由于具有较小的单位面积热容，从而迅速根据该电磁波信号产生热响应而升温，由于该碳纳米管膜结构112具有较大的比表面积，可以迅速的与周围介质进行热交换，该碳纳米管膜结构112产生的热信号可以迅速加热该有机半导体层源材料114至蒸发或升华温度。由于该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112的单位宏观面积的担载量较小，该热信号可以在一瞬间使该有机半导体层源材料114完全气化。
请参阅图6，当向该碳纳米管膜结构112输入电信号时，可进一步包括提供第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152，该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152相互间隔并分别与该碳纳米管膜结构112电连接。优选地，该碳纳米管膜结构112在该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152之间悬空设置。该碳纳米管膜结构112为一电阻性元件，具有较小的单位面积热容，且具有较大比表面积及较小厚度。优选地，该碳纳米管膜结构112的单位面积热容小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文，更优选为小于1.7×10-6焦耳每平方厘米开尔文，比表面积大于200平方米每克，厚度小于100微米。该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152向该碳纳米管膜结构112输入电信号，由于具有较小的单位面积热容，该碳纳米管膜结构112可以将输入的电能快速转换为热能，使自身温度快速升高，由于具有较大的比表面积及较小的厚度，该碳纳米管膜结构112可以与有机半导体层源材料114进行快速的热交换，使有机半导体层源材料114迅速被加热至蒸发或升华温度。
该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152与该碳纳米管膜结构112电连接，优选为直接设置在该碳纳米管膜结构112表面。该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152向该碳纳米管膜结构112通入一电流，优选为对该碳纳米管膜结构112进行直流通电。相互间隔的第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152可分别设置在该碳纳米管膜结构112两端。
在优选的实施例中，该碳纳米管膜结构112中至少一层碳纳米管膜中碳纳米管的延伸方向为从第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152方向延伸。该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152可具有一定强度，同时起到支撑该碳纳米管膜结构112的作用，例如该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152可以为导电棒或导电丝，则所述支撑体120可以省略。
在该步骤S2中，该电信号通过该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152输入该碳纳米管膜结构112。当该电信号为直流电信号时，该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152分别与直流电信号源的正极和负极电连接。当该电信号为交流电信号时，该第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152中一电极与交流电信号源电连接，另一电极接地。向该蒸发源110中输入的电信号的功率能够使该碳纳米管膜结构112的响应温度达到该有机半导体层源材料114的气化温度，该功率取决于碳纳米管膜结构112的宏观面积S和需要达到的温度T，所需功率可根据公式σT4S计算，δ为Stefan-Boltzmann常数，碳纳米管膜结构112面积越大温度越高需要的功率越大。该碳纳米管膜结构112由于具有较小的单位面积热容，从而迅速根据该电信号产生热响应而升温，由于该碳纳米管膜结构110具有较大的比表面积，可以迅速的与周围介质进行热交换，该碳纳米管膜结构110产生的热信号可以迅速加热该有机半导体层源材料114。由于该有机半导体层源材料114在该碳纳米管膜结构112的单位宏观面积的担载量较小，该热信号可以在一瞬间使该有机半导体层源材料114完全气化。
请参阅图7，可以看到该碳纳米管膜结构112表面的有机半导体层源材料114蒸发后该碳纳米管膜结构112仍维持原有的首尾相连的碳纳米管形成的网络状结构。
请参阅图8，在优选的实施例中，该步骤S3进一步包括：提供一图案化栅网160，将该图案化栅网160设置在该蒸发源110与该绝缘基底210具有第一电极210的表面之间，从而形成图案化的有机半导体层230。
该图案化栅网160设置在该蒸发源110与绝缘基底210之间，使图案化栅网160的通孔与需要形成图案化蒸镀层的待镀表面的预定位置相对设置。该图案化栅网160可以与分别与该待镀表面及该碳纳米管膜结构112接触设置。在优选的实施例中，该图案化栅网160分别与该待镀表面及该碳纳米管膜结构112相互间隔设置。由于具有该图案化栅网160，气化的蒸发材料130只能从图案化栅网160的通孔通过并到达该待镀表面，从而在该待镀表面与该图案化栅网160的通孔对应的局部位置形成有机半导体层230，从而使该有机半导体层230图案化。该图案化的有机半导体层230的形状与该图案化栅网160的通孔的形状对应。在优选的实施例中，该图案化栅网160包括通孔阵列，从而在待镀表面形成有机半导体层230阵列，以制备TFT阵列。
该有机薄膜晶体管200设置在绝缘基底210表面，包括有机半导体层230、源极220、漏极240、栅极250及绝缘层260。该源极220与漏极240间隔设置，该有机半导体层230与该源极220和漏极240电连接，该栅极250通过该绝缘层260与该有机半导体层230、源极220及漏极240绝缘设置。该有机薄膜晶体管200可以为顶栅型或背栅式。
请参阅图3，当为顶栅型时，上述有机半导体层230形成于上述绝缘基底210表面。上述源极220及漏极240间隔形成于上述有机半导体层230表面。上述绝缘层260形成于上述有机半导体层230表面。上述栅极250形成于上述绝缘层260表面，并通过该绝缘层260与该有机半导体层230及源极220和漏极240绝缘设置。所述有机半导体层230位于所述源极220和漏极240之间的区域形成一沟道。
上述源极220及漏极240的形成位置不限。只要确保上述源极220及漏极240间隔设置，并与上述有机半导体层230电接触即可。具体地，所述源极220及漏极240可以间隔设置于所述有机半导体层230的上表面，位于所述绝缘层260与有机半导体层230之间，此时，源极220、漏极240与栅极250设置于有机半导体层230的同一侧，形成一共面型有机薄膜晶体管200。或者，所述源极220及漏极240可以间隔设置于所述有机半导体层230的下表面，此时，源极220、漏极240与栅极250设置于有机半导体层230的不同侧，位于所述绝缘基底110与有机半导体层230之间，形成一交错型有机薄膜晶体管200。
当该有机薄膜晶体管200为顶栅型时，该有机半导体层230形成在该绝缘基底210的表面（即该待镀表面），该有机薄膜晶体管200的制备方法可包括：
T1，在绝缘基底210上制备有机半导体层230，包括：
S1，提供一蒸发源110，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载；以及
S2，将该蒸发源110与绝缘基底210相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘基底210上蒸镀形成有机半导体层230；
T2，在该有机半导体层230上间隔形成该源极220及该漏极240，使该源极220及漏极240与该有机半导体层230电连接；
T3，在该源极220、漏极240及有机半导体层230上覆盖该绝缘层260；以及
T4，在该绝缘层260上形成栅极250。
此时得到的有机薄膜晶体管200为共面型有机薄膜晶体管200。
在另一实施例中，该有机薄膜晶体管200的制备方法可包括：
T1，在制备有机半导体层230之前，预先在该绝缘基底210表面间隔形成该源极220及该漏极240；
T2，在绝缘基底210上制备有机半导体层230，包括：
S1，提供一蒸发源110，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载；以及
S2，将该蒸发源110与绝缘基底210具有源极220及该漏极240的表面相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘基底210上蒸镀形成有机半导体层230，并覆盖该源极220及该漏极240，从而使该源极220及漏极240与该有机半导体层230电连接；
T3，在该源极220、漏极240及有机半导体层230上覆盖该绝缘层260；以及
T4，在该绝缘层260上形成栅极250。
此时得到的有机薄膜晶体管200为交错型有机薄膜晶体管200，该待镀表面为该绝缘基底210的表面以及该源极220及漏极240的表面。
请参阅图9，在另一实施例中，该有机薄膜晶体管200为背栅式结构，该栅极250设置于所述绝缘基底250表面；该绝缘层260设置于该栅极250表面；该有机半导体层230设置于该绝缘层260表面，通过绝缘层260与栅极250绝缘设置；该源极220及漏极240间隔设置并与该有机半导体层230电接触，该源极220、漏极240及有机半导体层230通过绝缘层260与该栅极250电绝缘。该有机半导体层230位于所述源极220和漏极240之间的区域形成一沟道。
所述源极220及漏极240可以间隔设置于该有机半导体层230的上表面，此时，源极220、漏极240与栅极250设置于有机半导体层230的不同面，形成一逆交错型有机薄膜晶体管200。或者，所述源极220及漏极240可以间隔设置于该有机半导体层230的下表面，位于绝缘层260与有机半导体层230之间，此时，源极220、漏极240与栅极250设置于有机半导体层230的同侧，形成一逆共面型有机薄膜晶体管200。
当该有机薄膜晶体管200为背栅型时，该有机薄膜晶体管200的制备方法可包括：
T1，在该绝缘基底250表面形成该栅极250；
T2，在该栅极250上覆盖该绝缘层260；
T3，在该绝缘层260上间隔形成该源极220及该漏极240；
T4，在该绝缘层260上形成该有机半导体层230，并覆盖该源极220及漏极240，从而使该源极220及漏极240与该有机半导体层230电连接，包括：
S1，提供一蒸发源110，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载；以及
S2，将该蒸发源110与绝缘层260、源极220及该漏极240相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘层260、源极220及该漏极240上蒸镀形成有机半导体层230。
此时得到的有机薄膜晶体管200为逆共面型有机薄膜晶体管200，该待镀表面为该绝缘层260的表面以及该源极220及漏极240的表面。
在另一实施例中，该有机薄膜晶体管200的制备方法可包括：
T1，在该绝缘基底250表面形成该栅极250；
T2，在该栅极250上覆盖该绝缘层260；
T3，在该绝缘层260上形成该有机半导体层230，包括：
S1，提供一蒸发源110，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载；以及
S2，将该蒸发源110与绝缘层260相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发，在该绝缘层260上蒸镀形成有机半导体层230；
T4，在该有机半导体层230上间隔形成该源极220及该漏极240，使该源极220及漏极240与该有机半导体层230电连接。
此时得到的有机薄膜晶体管200为逆交错型有机薄膜晶体管200，该待镀表面为该绝缘层260的表面。
该源极220、漏极240、栅极250及绝缘层260可通过现有的蒸镀、溅射、涂覆及印刷等方法形成。
本发明实施例进一步提供一种有机薄膜晶体管的制备装置100，包括一蒸发源110及加热装置，该蒸发源110包括碳纳米管膜结构112及有机半导体层源材料114，该碳纳米管膜结构112为一载体，该有机半导体层源材料114设置在该碳纳米管膜结构112表面，通过该碳纳米管膜结构112承载，该加热装置能够向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料114蒸发。该加热装置可以为能够向该碳纳米管膜结构112输入电磁波信号的电磁波信号输入装置140，或者能够向该碳纳米管膜结构112通入电信号的第一电信号输入电极150及第二电信号输入电极152。
该有机薄膜晶体管制备装置100可进一步包括一真空室130，该蒸发源110及基底210设置在真空室130中。
该有机薄膜晶体管的制备装置100可进一步包括两个相互间隔的支撑体120，分别设置在该碳纳米管膜结构112的两端，使该碳纳米管膜结构112在该两个支撑体120之间的部分悬空设置。
该有机薄膜晶体管的制备装置100可进一步包括一个或多个所述图案化栅网160，该图案化栅网160设置在该蒸发源110与该基底210具有第一电极210的表面之间。
本发明实施例将自支撑的碳纳米管膜作为有机半导体层源材料的载体，利用该碳纳米管膜极大的比表面积及自身的均匀性，使承载在该碳纳米管膜上的有机半导体层源材料在蒸发前即实现较为均匀的大面积分布。在蒸发的过程中利用该自支撑碳纳米管膜在电磁波信号或电信号的作用下瞬时加热的特性，在极短的时间将有机半导体层源材料完全气化，从而形成均匀且大面积分布的气态有机半导体层源材料。该待镀表面与该碳纳米管膜间隔距离短，使承载在该碳纳米管膜上的有机半导体层源材料基本上均能得到利用，有效节约了有机半导体层源材料，提高了蒸镀速度及均匀性。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种有机薄膜晶体管的制备方法，包括：
在绝缘基底上制备有机半导体层、源极、漏极、栅极及绝缘层的步骤，该制备有机半导体层的步骤包括：
S1，提供一蒸发源，该蒸发源包括碳纳米管膜结构及有机半导体层源材料，该碳纳米管膜结构为一载体，该有机半导体层源材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该有机半导体层源材料为该有机半导体层的材料或者用于形成该有机半导体层的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层；以及
S2，将该蒸发源与绝缘基底相对且间隔设置，并向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料蒸发，在该绝缘基底上蒸镀形成有机半导体层。
2.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该有机半导体层源材料通过溶液法、沉积法、蒸镀法、电镀法或化学镀法等方法承载在该碳纳米管膜结构表面。
3.如权利要求2所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，在该碳纳米管膜结构表面承载该有机半导体层源材料包括以下步骤：
S11，将该有机半导体层源材料溶于或均匀分散于一溶剂中，形成一溶液或分散液；
S12，将该溶液或分散液均匀附着于该碳纳米管膜结构表面；以及
S13，将附着在该碳纳米管膜结构表面的溶液或分散液中的溶剂蒸干，从而将该有机半导体层源材料均匀的附着在该碳纳米管膜结构表面。
4.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该步骤S2进一步包括将该蒸发源及有机半导体层源材料设置在真空室中，在真空中向该碳纳米管膜结构输入所述电磁波信号或电信号的步骤。
5.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，当向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号时，进一步包括提供一电磁波信号输入装置，使该电磁波信号输入装置向该碳纳米管膜结构发出电磁波信号的步骤。
6.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，当向该碳纳米管膜结构输入电信号时，进一步包括提供第一电信号输入电极及第二电信号输入电极，使该第一电信号输入电极及第二电信号输入电极相互间隔并分别与该碳纳米管膜结构电连接的步骤。
7.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该步骤S2进一步包括提供一图案化栅网，将该图案化栅网设置在该蒸发源与该基底具有第一电极的表面之间，从而形成图案化有机半导体层的步骤。
8.如权利要求7所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该图案化栅网包括通孔阵列，该图案化有机半导体层为有机半导体层阵列。
9.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该蒸发源与待镀表面之间的间距为1微米~10毫米。
10.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该步骤S1进一步包括提供两个相互间隔的支撑体，分别设置在该碳纳米管膜结构的两端，使该碳纳米管膜结构在该两个支撑体之间悬空设置的步骤。
11.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该碳纳米管膜结构的单位面积热容小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文，比表面积大于200平方米每克。
12.一种有机薄膜晶体管的制备装置，包括一蒸发源及加热装置，以形成该有机薄膜晶体管的光吸收层，其特征在于，该蒸发源包括碳纳米管膜结构及有机半导体层源材料，该碳纳米管膜结构为一载体，该有机半导体层源材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该加热装置能够向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号或电信号，使该有机半导体层源材料蒸发从而形成光吸收层，该有机半导体层源材料为该有机半导体层的材料或者用于形成该有机半导体层的前驱体，该前驱体在蒸镀的过程中反应生成该有机半导体层。
13.如权利要求12所述的有机薄膜晶体管的制备装置，其特征在于，该加热装置为能够向该碳纳米管膜结构输入电磁波信号的电磁波信号输入装置，或者能够向该碳纳米管膜结构通入电信号的第一电信号输入电极及第二电信号输入电极。
14.如权利要求12所述的有机薄膜晶体管的制备装置，其特征在于，进一步包括一真空室，该蒸发源及有机半导体层源材料设置在该真空室中。
15.如权利要求12所述的有机薄膜晶体管的制备装置，其特征在于，进一步包括一图案化栅网，该图案化栅网设置在该蒸发源与该基底具有第一电极的表面之间。
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