本发明属于半导体，涉及一种二极管，具体涉及一种具有盖帽结构的应变半导体二极管。
背景技术：
1、二极管是最基础的半导体器件，在各领域中均被广泛应用，例如稳压、变容、显示、整流、限幅、开关、续流、触发、检波等场景。在制备新型材料半导体二极管时，往往在实现某种特定掺杂(尤其是p型掺杂)时比较困难，这是因为：1.掺杂质量较低，因为材料中的缺陷会导致自补偿效应的发生。2.掺杂元素的激活能过高，导致掺杂电荷激活率较低。3.掺杂元素在半导体材料中形成焓较大，导致溶解度低。这些原因导致难以在新型材料半导体中获得高质量高浓度高可靠性的掺杂(尤其是p型掺杂)，也就无法获得高质量的二极管器件，这限制了基于新型材料半导体器件的进一步应用。
技术实现思路
1、针对制备某些新型材料半导体二极管难以实现高浓度高质量高可靠性掺杂的问题，鉴于新型半导体材料很多都是压电半导体材料，考虑采用工艺引入应力的方式在半导体体内诱生极化电荷，这些极化电荷在适当条件下可等效于电离杂质，诱导产生载流子。这样就无需进行对应的掺杂工艺，实现半导体二极管器件。
2、为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
3、一种具有盖帽结构的应变半导体二极管，所采用半导体的压电极化系数不为零；应变半导体二极管包括衬底，衬底的上表面中部具有凸起的台面1，台面1的上表面垂直于半导体衬底的电轴方向；台面整个顶部沉积有具有应力的应力薄膜电极2；台面1两侧的衬底上表面设有无应力电极3，无应力电极3内部没有应力，无应力电极3不覆盖台面1两侧的整个衬底上表面；无应力电极3与台面1不接触；应力薄膜电极2为器件第一个电极，两侧的无应力电极3为器件第二个电极且与衬底形成欧姆接触；应力薄膜电极2对台面引入的应力在台面结构内部造成非均匀的压电极化电场，从而使得台面结构内部局部区域诱导生成的压电极化电荷密度大于半导体本底掺杂浓度。
4、作为优选方式，台面1内部一些区域被应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相反，从而在台面1内部形成pn结结构。
5、作为优选方式，台面1内部一些区域被应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相同，从而在台面1内部形成p+p-结或者n+n-结结构。
6、本发明提供器件的工作原理为：
7、由于高斯定理，极化强度矢量空间分布的散度等于负的极化电荷体密度ρ，如式(1)所示。
8、
9、极化强度的空间变化会感生出极化束缚电荷，对于材料中非突变的极化强度变化，极化效应感生出的极化电荷为体电荷，而非面电荷，其体密度为ρ。当应力薄膜电极2对台面引入足够的应力时，由于薄膜引入应力在台面内部为非均匀分布，在呈凸起状的长条形半导体台面一定深度范围内就会诱导生成压电极化体电荷。图6为实施例中台面内部引入的极化电荷诱生载流子分布示意图。当应力薄膜电极2的应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相反时，在台面结构内部会形成pn结结构，具体有四种情况：
10、当衬底本底掺杂为n型且电轴方向向下时，在台面上表面施加张应力时，台面结构内形成固定的极化负电荷和p型等效掺杂区。
11、当衬底本底掺杂为n型且电轴方向向上时，在台面上表面施加压应力时，台面结构内形成固定的极化负电荷和p型等效掺杂区。
12、当衬底本底掺杂为p型且电轴方向向下时，在台面上表面施加压应力时，台面结构内形成固定的极化正电荷和n型等效掺杂区。
13、当衬底本底掺杂为p型且电轴方向向上时，在台面上表面施加张应力时，台面结构内形成固定的极化正电荷和n型等效掺杂区。
14、应力薄膜电极2的应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相同时，台面结构内部会形成p+p-结或者n+n-结结构，具体有四种情况：
15、当衬底本底掺杂为p型且电轴方向向下时，在台面上表面施加张应力时，台面结构内形成固定的极化负电荷和p型等效掺杂区。
16、当衬底本底掺杂为p型且电轴方向向上时，在台面上表面施加压应力时，台面结构内形成固定的极化负电荷和p型等效掺杂区。
17、当衬底本底掺杂为n型且电轴方向向下时，在台面上表面施加压应力时，台面结构内形成固定的极化正电荷和n型等效掺杂区。
18、当衬底本底掺杂为n型且电轴方向向上时，在台面上表面施加张应力时，台面结构内形成固定的极化正电荷和n型等效掺杂区。
19、本发明的有益效果为：在制备新型材料二极管时，可能存在掺杂质量差、掺杂元素激活能高、掺杂元素溶解度低等问题，这些原因导致难以在新型半导体材料中获得高质量高浓度高可靠性的掺杂(尤其是p型掺杂)，也就无法获得高质量的二极管器件。本发明通过结合压电半导体材料的压电特性与半导体特性，在台面表面淀积具有应力的导电薄膜，薄膜引入的应力在台面内部感生压电极化电荷，再通过极化电荷诱生载流子，以此来实现等效于电离杂质的效果。这种引入载流子电荷的方法替代了特定掺杂工艺，回避了部分新型材料半导体掺杂难度高和掺杂质量低的问题，有助于新型材料半导体二极管的研发。
1.一种具有盖帽结构的应变半导体二极管，其特征在于：所采用半导体的压电极化系数不为零；应变半导体二极管包括衬底，衬底的上表面中部具有凸起的台面(1)，台面(1)的上表面垂直于半导体衬底的电轴方向；台面整个顶部沉积有具有应力的应力薄膜电极(2)；台面(1)两侧的衬底上表面设有无应力电极(3)，无应力电极(3)内部没有应力，无应力电极(3)不覆盖台面(1)两侧的整个衬底上表面；无应力电极(3)与台面(1)不接触；应力薄膜电极(2)为器件第一个电极，两侧的无应力电极(3)为器件第二个电极且与衬底形成欧姆接触；应力薄膜电极(2)对台面引入的应力在台面结构内部造成非均匀的压电极化电场，从而使得台面结构内部局部区域诱导生成的压电极化电荷密度大于半导体本底掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的一种具有盖帽结构的应变半导体二极管，其特征在于：台面(1)内部一些区域被应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相反，从而在台面(1)内部形成pn结结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有盖帽结构的应变半导体二极管，其特征在于：台面(1)内部一些区域被应力诱导生成的压电极化电荷与衬底半导体内的电离杂质电荷属性相同，从而在台面(1)内部形成p+p-结或者n+n-结结构。
