CN108630760A - N型场效应薄膜晶体管及其制作方法、cmos反相器及其制作方法 - Google Patents

N型场效应薄膜晶体管及其制作方法、cmos反相器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N型场效应薄膜晶体管，其包括设置在基底上的第一P型场效应薄膜晶体管和设置于第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上的极性转换膜。本发明还公开了上述N型场效应薄膜晶体管的制作方法。本发明通过在P型场效应薄膜晶体管的有源层上打印极性转换墨水继而成膜生成极性转换膜，即可对P型场效应薄膜晶体管进行极性转换，获得性能良好的N型场效应薄膜晶体管。本发明还提供了一种基于上述N型场效应薄膜晶体管的CMOS反相器及其制作方法，通过电连接上述获得的N型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管，即可获得稳定性好、增益高、噪声容限大、功耗低的CMOS反相器。

Description

N型场效应薄膜晶体管及其制作方法、CMOS反相器及其制作 方法
技术领域
本发明属于电子学技术领域，具体来讲，涉及一种N型场效应薄膜晶体管及其制作方法、以及基于该N型场效应薄膜晶体管的CMOS反相器及其制作方法。
背景技术
印刷电子器件是通过新兴的印刷电子技术而获得的，虽然其在性能上不如硅基半导体微电子器件，但由于其简单的印刷制作工艺和对基底材料的无选择性，使其在大面积、柔性化、低成本电子器件应用领域有硅基半导体微电子电子器件无法比拟的优势。
近几年随着碳纳米管制备技术、分离纯化技术的快速发展以及器件构建工艺不断优化，碳纳米管薄膜晶体管的性能，尤其是器件的开关比、迁移率等都有大幅度提升。理论上，由于碳纳米管的空穴和电子的迁移率都非常高，用碳纳米管能够构建出性能优越的N型碳纳米管薄膜晶体管和P型碳纳米管薄膜晶体管。由于碳纳米管容易吸附空气中水氧等其他杂质，因此碳纳米管薄膜晶体管往往表现为P型特性；加之N型碳纳米管薄膜晶体管对水氧敏感、迁移率低、制作工序复杂等缺点，导致N型碳纳米管薄膜晶体管器件严重滞后于P型碳纳米管薄膜晶体管器件。
反相器是可以将输入信号以相反的形式输出的一种逻辑门电路，可以应用在音频放大、时钟振荡器等模拟电路中。采用互补场效应晶体管(CMOS)结构的集成电路拥有集成度高、功耗低等优势，将是微纳集成电路的首选结构，如何简单地制备基于纳米材料的CMOS电路，是纳米集成电路真正走向应用首先必须解决的问题。因此为使碳纳米管薄膜晶体管真正实用化，制备性能优越的N型碳纳米管薄膜晶体管及构建性能优越的CMOS反相器就显得尤为重要。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种N型场效应薄膜晶体管及其制作方法、以及一种基于该N型场效应薄膜晶体管的CMOS反相器及其制作方法，通过在P型场效应薄膜晶体管的有源层上打印极性转换墨水以获得极性转换膜，即可获得性能良好的N型场效应薄膜晶体管，继而构建CMOS反相器。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种N型场效应薄膜晶体管，包括设置于基底上的第一P型场效应薄膜晶体管和设置于所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上的极性转换膜。
进一步地，所述极性转换膜是通过打印极性转换墨水成膜获得的，所述极性转换墨水为胺类化合物的混合溶液，所述极性转换墨水还包括乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮钴或乙酰丙酮铝。
进一步地，所述胺类化合物选自邻氨基苯酚、邻苯二胺、L-半胱氨酸、L-赖氨酸，或所述胺类化合物的化学式为：
其中，R1、R2、R3、R4均选自H原子、C1～C2的直链烷烃中的任意一种。
进一步地，所述胺类化合物为0.2mol/L～8.5mol/L的乙醇胺或0.1mol/L-8mol/L的2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
本发明的另一目的在于提供一种如上任一所述的N型场效应薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括：Q1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管；Q2、在所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上打印极性转换墨水；Q3、待所述极性转换墨水成膜形成极性转换膜，在所述基底上获得N型场效应薄膜晶体管。
进一步地，所述极性转换墨水在60℃～150℃下退火3min～30min或在3kV电压的氙灯下烧结1ms～3ms成膜形成所述极性转换膜。
本发明的另一目的还在于提供一种CMOS反相器，包括电连接的N型场效应薄膜晶体管及第二P型场效应薄膜晶体管；所述N型场效应薄膜晶体管为如上任一所述的N型场效应薄膜晶体管。
进一步地，所述N型场效应薄膜晶体管的有源层和所述第二P型场效应薄膜晶体管的有源层的材料均为半导体碳纳米管。
本发明的另一目的还在于提供一种如上所述的CMOS反相器的制作方法，包括：S1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管；S2、在所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上打印极性转换墨水；S3、所述极性转换墨水成膜形成极性转换膜，获得N型场效应薄膜晶体管；S4、在所述N型场效应薄膜晶体管和所述第二P型场效应薄膜晶体管之间制作导线，获得CMOS反相器。
进一步地，在所述步骤S1中，通过多次打印半导体碳纳米管，以使所述N型场效应薄膜晶体管的第一有源层满足所述N型场效应薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流为10-5A～10-4A，且使所述第二P型场效应薄膜晶体管的第二有源层满足所述第二P型场效应薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流为10-5A～10-4A。
进一步地，所述N型场效应薄膜晶体管的栅极和所述第二P型场效应薄膜晶体管的栅极一体形成。
有益效果：
(1)本发明通过在P型场效应薄膜晶体管的有源层上打印极性转换墨水继而成膜生成极性转换膜，即可对P型场效应薄膜晶体管进行极性转换，获得性能良好的N型场效应薄膜晶体管；
(2)本发明提供的极性转换方法通过调整极性转换墨水中的胺类化合物的浓度、退火时间、退火温度等参数即可达到调控预制作的N型场效应薄膜晶体管的有源层中的电子掺杂浓度；相比现有技术中的结合保护层来进行掺杂的方式，避免了保护层制备速度慢、耗时长、工序复杂、容易交叉污染以及无法对电子掺杂浓度进行调节等问题；
(3)本发明基于上述极性转换方法，将P型场效应薄膜晶体管进行了选择性极性转换，获得N型场效应薄膜晶体管；并通过电连接未进行极性转换的P型场效应薄膜晶体管与N型场效应薄膜晶体管，获得了稳定性好、增益高、噪声容限大、功耗低的CMOS反相器；
(4)根据本发明的CMOS反相器的制作方法大大降低了现有技术中CMOS电路制作的工艺复杂性和成本，提高了器件性能的均匀性，为规模化集成微纳电路提供了全新的设计思路和有效的实施方法。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的CMOS反相器的结构示意图；
图2是根据本发明的CMOS反相器的电路示意图；
图3是根据本发明的实施例1的第一P型场效应薄膜晶体管在极性转换前后的转移特征曲线；
图4是根据本发明的实施例1的CMOS反相器的输入输出曲线；
图5是根据本发明的实施例1的CMOS反相器的增益图；
图6是根据本发明的实施例1的CMOS反相器的噪声容限图；
图7是根据本发明的实施例1的CMOS反相器的功耗图；
图8是根据本发明的实施例2的第一P型场效应薄膜晶体管在极性转换前后的转移特征曲线；
图9是根据本发明的实施例3的N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线；
图10是根据本发明的实施例4的第一P型场效应薄膜晶体管在极性转换前后的转移特征曲线；
图11是根据本发明的实施例5-10的N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线对比图；
图12是根据本发明的实施例11-16及实施例8的N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线对比图；
图13是根据本发明的对比例及实施例8的N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线对比图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。
将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。
图1是根据本发明的CMOS反相器的结构示意图。
具体参照图1，根据本发明的CMOS反相器，其包括设置在基底1上的N型场效应薄膜晶体管21和第二P型场效应薄膜晶体管22、以及电连接在N型场效应薄膜晶体管21和第二P型场效应薄膜晶体管22之间的导线23；其中，N型场效应薄膜晶体管21包括设置于该基底1上的第一P型场效应薄膜晶体管和设置于第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层211上的极性转换膜212。
为了获得性能更好的CMOS反相器，上述极性转换膜212优选通过极性转换墨水在60℃～150℃下退火3min～30min或在3kV电压的氙灯下烧结1ms～3ms获得的。
更为具体地，极性转换墨水为胺类化合物的混合溶液，该混合溶液还包括乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铝或其他一般成膜剂；其中，所述胺类化合物即如邻苯二胺等其中具有氨基的物质，可以在形成极性转换膜212时提供孤对电子。
优选地，胺类化合物可以是邻氨基苯酚、邻苯二胺、L-半胱氨酸、L-赖氨酸，或具有如式(1)所示的化学式的物质：
其中，R1、R2、R3、R4均选自H原子、C1～C2的直链烷烃中的任意一种。
极性转换墨水中胺类化合物优选为0.2mol/L～8.5mol/L的乙醇胺(简称EA)或0.1mol/L-8mol/L的2-氨基-2-甲基-1-丙酮(简称AMP)。
当极性转换墨水中包括乙酰丙酮锆时，其浓度优选为0.085mol/L～0.5mol/L。当使用乙酰丙酮锆时，一方面通过乙酰丙酮锆自身成膜对极性转换墨水进行固化固定，形成一层较为致密的阻隔水氧的保护层，另一方面可利用乙酰丙酮锆与乙醇胺类化合物之间的络合作用而进一步固定胺类化合物，以使极性转换膜212对第一P型场效应薄膜晶体管的极性进行转换，以获得N型场效应薄膜晶体管21。当然，仅使用一般成膜剂来固化固定胺类化合物也可。
在本发明的CMOS反相器中，第二P型场效应薄膜晶体管22包括依次叠层设置在基底1上的第二栅极和第二介电层、设置在第二介电层上的第二源极221和第二漏极222、以及设置在第二源极221和第二漏极222之间的第二有源层223。N型场效应薄膜晶体管21包括依次叠层设置在基底1上的第一栅极和第一介电层、设置在第一介电层上的第一源极213和第一漏极214、设置在第一源极213和第一漏极214之间的第一有源层211、以及设置在第一有源层211上的极性转换膜212；换句话说，第一P型场效应薄膜晶体管即包括依次叠层设置在基底1上的第一栅极和第一介电层、设置在第一介电层上的第一源极213和第一漏极214、以及设置在第一源极213和第一漏极214之间的第一有源层211。
由此可以看出，第一P型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管22具体完全一致的结构，因此，为了简化工艺，在制作二者时可将第一P型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管22的栅极、介电层一体形成，即第一栅极与第二栅极相连、第一介电层与第二介电层相连，分别对应形成了如图1中的共用栅极2-1和共用介电层2-2。
第一有源层211和第二有源层223的材料具体为半导体碳纳米管，其可以是直接生长的半导体碳纳米管、也可以是采用各种物理方法或化学方法分离纯化获得的半导体碳纳米管；此处物理方法如可以利用UV 154、PFO-TP、PFO-BT、PFO-DBT、PF8-DPP、F8T2、PFIID等共轭有机化合物或单链DNA分子包覆碳管并通过高速密度离心法(简称DGU)或柱色谱法进行分离，此处化学方法可以是自由基与金属碳管间的化学反应、含乙烯基长链的化合物与金属碳管间的环加成反应等。
基底1可以具体是刚性基底或柔性基底，其材料可选择玻璃、硅片、聚酰亚胺(简称PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(简称PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)等。共用介电层2-2的材料可选择氧化铪、氧化铝、氧化锆、二氧化硅等。共用栅极2-1、第一源极213、第二源极221、第一漏极214、第二漏极222的材料可选择纳米压印电极，或电子束蒸发制作的金属电极，或打印获得的银电极、碳纳米管等导电电极。导线23的材料可选择纳米银、纳米金、纳米铜等金属导电材料，或其他如导电碳浆、碳纳米管、石墨烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(简称PSS:PEDOT)等导电材料。针对基底1、共用栅极2-1、共用介质层2-2、源极(第一源极213和第二源极221)、漏极(第一漏极214和第二漏极222)以及导线23，此处不再赘述，本领域技术人员可参照现有技术选择材料或工艺进行制作。
在本发明中，每一场效应薄膜晶体管中的有源层应当满足其对应的源极和漏极之间的电流达到10-5A～10-4A；换句话说，即N型场效应薄膜晶体管21中的第一有源层211应当满足第一源极213和第一漏极214之间的电流为10-5A～10-4A；同时，第二P型场效应薄膜晶体管22中的第二有源层223应当满足第二源极221和第二漏极222之间的电流为10-5A～10- 4A。
本发明提供的CMOS反相器的电路示意图如图2所示。
本发明还提供了上述CMOS反相器的制作方法，根据本发明的CMOS反相器的制作方法包括下述步骤：
S1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管。
具体来讲，参照如下步骤：(1)在基底上依次逐层制作一层共用栅极和一层共用介电层；(2)在共用介电层上制作间隔的第一源极、第一漏极、第二源极和第二漏极；(3)分别在第一源极和第一漏极之间制作第一有源层、在第二源极和第二漏极之间制作第二有源层；如此第一源极、第一有源层、第一漏极及位于其下方的部分共用介电层和部分共用栅极即构成第一P型场效应薄膜晶体管，而第二源极、第二有源层、第二漏极及位于其下方的部分共用介电层和部分共用栅极即构成第二P型场效应薄膜晶体管。
共用栅极可通过如磁控溅射工艺来制作，共用介电层可通过如原子层沉积工艺来制作，第一源极、第一漏极、第二源极和第二漏极可通过如光刻工艺或电子束蒸发工艺来制作。
设置在第一源极和第一漏极之间的第一有源层、以及设置在第二源极和第二漏极之间的第二有源层的材料均为半导体碳纳米管，可通过气溶胶打印、喷墨打印、浸涂、滴涂沉积半导体碳纳米管来制备；与此同时，通过重复多次(3次～4次)打印半导体碳纳米管，以使第一源极和第一漏极之间、以及第二源极和第二漏极之间的电流均达到10-5A～10-4A。
S2、在第一有源层上打印极性转换墨水。
极性转换墨水为胺类化合物和乙酰丙酮锆的混合溶液、或胺类化合物和其他一般成膜剂的混合溶液；此处胺类化合物指邻苯二胺等具有氨基、可提供孤对电子的物质。
优选地，胺类化合物可以是诸如邻氨基苯酚、邻苯二胺、L-半胱氨酸、L-赖氨酸，或具有如下化学式的物质：
其中，R1、R2、R3、R4均选自H原子、C1～C2的直链烷烃中的任意一种。
进一步地，极性转换墨水中胺类化合物优选0.2mol/L～8.5mol/L的乙醇胺(简称EA)或0.1mol/L-8mol/L的2-氨基-2-甲基-1-丙醇(简称AMP)；当该极性转换墨水中包括乙酰丙酮锆时，其浓度优选为0.085mol/L～0.5mol/L。
S3、待极性转换墨水成膜形成极性转换膜，获得N型场效应薄膜晶体管。
打印在第一有源层上的极性转换墨水优选进行退火或氙灯烧结的后处理下，即形成了极性转换膜，第一P型场效应薄膜晶体管及位于其上方的极性转换膜即形成了N型场效应薄膜晶体管。
S4、在N型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管之间制作导线，获得CMOS反相器。
具体来讲，导线将N型场效应薄膜晶体管的第一漏极和第二P型场效应薄膜晶体管的第二漏极相连接；如此，获得的电位即为该CMOS反相器的输出电压(Vout)，而共用栅极的电压则作为输入电压(Vin)。
可以看出，在上述CMOS反相器的制作方法中，其关键之处在于对第一P型场效应薄膜晶体管进行同一基底上的极性转换，以获取性能良好的N型场效应薄膜晶体管，即如何制作N型场效应薄膜晶体管；具体参照下述步骤：
Q1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管；Q2、在第一P型场效应薄膜晶体管的有源层上打印极性转换墨水；Q3、待极性转换墨水成膜形成极性转换膜，在基底上即获得N型场效应薄膜晶体管。
极性转换墨水的选择及其他工艺参数参照上述CMOS反相器的制作方法。
可以理解的是，鉴于上述CMOS反相器的制作方法，当需要批量化制作时，即可先批量化制作P型场效应薄膜晶体管，然后选择性打印极性转换墨水，如间隔性地在P型场效应薄膜晶体管的有源层上打印极性转换墨水，如此即形成了交替排布的N型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管，通过两两之间制作导线即可形成CMOS反相器阵列。
以下将通过具体的实施例体现本发明的上述CMOS反相器及其制作方法；为了对比各实施例中的不同参数，分别以表格的形式列出实施例1-4中的参数及工艺条件。
表1实施例1-4的CMOS反相器的参数对比
表2实施例1-4的CMOS反相器的制作方法的工艺参数对比
对上述实施例1获得的CMOS反相器中的第一P型场效应薄膜晶体管在极性转换前后的转移特征以及该CMOS反相器的性能进行了测试，其转移特征曲线、输入输出曲线、增益图、噪声容限图及功耗图分别如图3-图7所示。从图3中可以看出，相比初始薄膜晶体管(即未经极性转换的第一P型场效应薄膜晶体管)，本实施例提供的经过极性转换获得的N型场效应薄膜晶体管的性能更好，开态电流略有升高，迟滞效应明显减小。结合图4-图7可以看出，当输入电压Vin位于逻辑0时，输出电压Vout位于逻辑1；当输入电压Vin位于逻辑1时，输出电压Vout位于逻辑0；同时，该CMOS反相器在Vdd为1.25V时达到最大增益35；且该CMOS反相器的功耗小于1μW(Vdd为1V)。综上，本实施例提供了一种性能优异的CMOS反相器电路。
分别对实施例2-4的CMOS反相器中的第一P型场效应薄膜晶体管在极性转换前后或N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了测试，其转移特征曲线分别如图8-图10所示。从图8中可以看出，相比初始薄膜晶体管(即未经极性转换的第一P型场效应薄膜晶体管)，本实施例提供的经过极性转换获得的N型场效应薄膜晶体管的性能更好，开态电流略有升高，迟滞效应明显减小。从图9中可以看出，经极性转换后的N型场效应薄膜晶体管性能良好，具体表现为：在Vds为0.1V的条件下，Vg的测试范围在-1V～1V时，开关比仍可达到104，Vds的测试范围在0.5V～2V时，开关比达到105，且关态电流小于10-9A，且该CMOS器件正向和反向测试曲线几乎重合，迟滞很小。从图10中可以看出，相比初始薄膜晶体管(即未经极性转换的第一P型场效应薄膜晶体管)，本实施例的经过极性转换获得的N型场效应薄膜晶体管的迟滞明显减小，开关比已经大于105，满足CMOS器件的基本性能需求。
为了进一步验证根据本发明的CMOS反相器所具有的调控预制作的N型场效应薄膜晶体管的有源层中的电子掺杂浓度的有益效果，进行了下述实施例；旨在通过实施例5-10说明极性转换墨水中胺类化合物的浓度对CMOS反相器性能的影响，通过实施例11-16说明后处理与否及采用退火工艺的后处理时退火温度及时间对CMOS反相器性能的影响。分别以表格的形式列出实施例5-10及实施例11-16中的参数，表3中仅列出极性转换墨水的组成，表4中仅列出退火温度及退火时间。
表3实施例5-10的CMOS反相器的部分参数对比
实施例5-10均采用在150℃下退火3min的后处理方式。
分别对实施例5-10获得的CMOS反相器中的N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了测试，如图11的对比图。从图11中可以看出，当调整极性转换墨水中胺类化合物的浓度时，N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线发生变化，这是由于调整了极性转换墨水中胺类化合物的浓度后，将导致N型场效应薄膜晶体管的有源层中的电子掺杂浓度发生了改变。一般地，在保证其他条件不变的情况下，极性转换墨水中胺类化合物的浓度越大，CMOS反相器的性能越好；而浓度越小，则性能越差。
表4实施例11-16的CMOS反相器的部分参数对比
实施例11-16均采用EA的浓度为1.36mol/L、Zr(acac)4的浓度为0.1mol/L的乙醇溶液作为极性转换墨水。
分别对实施例11-16获得的CMOS反相器中的N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了测试，同时与实施例8获得的CMOS反相器中的N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了对比，如图12的对比图。从图12中可以看出，当调整退火温度和/或退火时间时，N型场效应薄膜晶体管的转移特征曲线发生变化，这是由于调整了退火温度和/或退火时间后，将导致N型场效应薄膜晶体管的有源层中的电子掺杂浓度发生了改变。一般地，在保证其他条件不变的情况下，进行退火比不进行退火更易获得性能良好的CMOS反相器；同时，退火温度越高、退火时间越长，CMOS反相器的性能越好；而退火温度越低、退火时间越短，则性能越差。
为了进一步验证退火时间的影响，进行了如下对比实验。该对比例旨在通过与实施例8进行退火时间的对比，说明在较高温度下不宜进行过长时间的退火处理。
对比例
在本对比例的描述中，与实施例8的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例8的不同之处。本对比例与实施例8的不同之处在于，在150℃下退火处理1h。
对本对比例获得的CMOS反相器中的N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了测试，同时与实施例8获得的CMOS反相器中的N型场效应薄膜晶体管的转移特征进行了对比，如图13的对比图。
从图13中可以看出，当处于150℃的较高的退火温度下，退火时间为1h即使该CMOS反相器的器件性能变差。但是，经实验证明，当在150℃下进行退火时，退火时间一般超过30min后器件性能即开始变差。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (11)

1.一种N型场效应薄膜晶体管，其特征在于，包括设置于基底上的第一P型场效应薄膜晶体管和设置于所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上的极性转换膜。
2.根据权利要求1所述的N型场效应薄膜晶体管，其特征在于，所述极性转换膜是通过打印极性转换墨水成膜获得的，所述极性转换墨水为胺类化合物的混合溶液，所述极性转换墨水还包括乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮钴或乙酰丙酮铝。
3.根据权利要求2所述的N型场效应薄膜晶体管，其特征在于，所述胺类化合物选自邻氨基苯酚、邻苯二胺、L-半胱氨酸、L-赖氨酸，或所述胺类化合物的化学式为：
其中，R1、R2、R3、R4均选自H原子、C1～C2的直链烷烃中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的N型场效应薄膜晶体管，其特征在于，所述胺类化合物为0.2mol/L～8.5mol/L的乙醇胺或0.1mol/L-8mol/L的2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
5.一种如权利要求1-4任一所述的N型场效应薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
Q1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管；
Q2、在所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上打印极性转换墨水；
Q3、待所述极性转换墨水成膜形成极性转换膜，在所述基底上获得N型场效应薄膜晶体管。
6.根据权利要求5所述的N型场效应薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述极性转换墨水在60℃～150℃下退火3min～30min或在3kV电压的氙灯下烧结1ms～3ms成膜形成所述极性转换膜。
7.一种CMOS反相器，包括电连接的N型场效应薄膜晶体管及第二P型场效应薄膜晶体管；其特征在于，所述N型场效应薄膜晶体管为如权利要求1-4任一所述的N型场效应薄膜晶体管。
8.根据权利要求7所述的CMOS反相器，其特征在于，所述N型场效应薄膜晶体管的有源层和所述第二P型场效应薄膜晶体管的有源层的材料均为半导体碳纳米管。
9.一种如权利要求7或8所述的CMOS反相器的制作方法，其特征在于，包括：
S1、在基底上制作第一P型场效应薄膜晶体管和第二P型场效应薄膜晶体管；
S2、在所述第一P型场效应薄膜晶体管的第一有源层上打印极性转换墨水；
S3、所述极性转换墨水成膜形成极性转换膜，获得N型场效应薄膜晶体管；
S4、在所述N型场效应薄膜晶体管和所述第二P型场效应薄膜晶体管之间制作导线，获得CMOS反相器。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过多次打印半导体碳纳米管，以使所述N型场效应薄膜晶体管的第一有源层满足所述N型场效应薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流为10-5A～10-4A，且使所述第二P型场效应薄膜晶体管的第二有源层满足所述第二P型场效应薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流为10-5A～10-4A。
11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述N型场效应薄膜晶体管的栅极和所述第二P型场效应薄膜晶体管的栅极一体形成。
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