NL8700904A - Halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

PHN 12.091 1 » N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een halfgeleiderlaserinrichting met een bekleding op voor uittrede van een laserbundel bestemde oppervlakken van een halfgeleiderlichaam en op een werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijke 5 halfgeleiderlaserinrichting.

Een halfgeleiderlaserinrichting van de in de aanhef vermelde soort is bijvoorbeeld bekend uit J. Appl. Phys. 50 (5) 3122-3132 (mei 1979). Daarin wordt als bekleding een aluminiumoxidelaag toegepast. De functie van de aluminiumoxidelaag is onder meer het 10 leveren van bescherming ter plaatse van uittreding van de laserbundel tegen aantasting van de uittrede-oppervlakken onder invloed van aanwezige waterdamp.

Vermoedelijk is waterdamp echter niet de enige oorzaak van problemen aan het uittrede-oppervlak en kan ook bij de verschillende 15 bewerkingen aanwezige olie bij een aluminiumoxidelaag als bekleding een rol spelen, bijvoorbeeld doordat de olie aan het oppervlak van de aluminiumoxidelaag ontleedt en de uittredende laserbundel verstrooit.

Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd de beschreven problemen althans in belangrijke mate te voorkomen.

20 De uitvinding berust onder meer op het inzicht dat met een ander type bescherming problemen aan de uittredeoppervlakken over een breed gebied van verontreinigingen kan worden voorkomen.

De in de aanhef genoemde halfgeleiderlaserinrichting wordt volgens de uitvinding derhalve daardoor gekenmerkt, dat de 25 bekleding een laag omvat van een alkylverbinding, verkregen door omzetting van groepen aan de oppervlakken met een verbinding die gekozen is uit de groep bestaande uit silanen, die met ten minste een eventueel met ten minste een fluoratoom gesubstitueerde, alkylgroep zijn gesubstitueerd en carbonzuren met een alkylgroep met ten minste zeven 30 koolstofatomen. Groepen aan de oppervlakken die aan de genoemde omzetting deelnemen zijn bijvoorbeeld hydroxylgroepen. Dergelijke bekledingen leveren een zeer goede bescherming van het uittrede- i ï PHN 12.091 2 oppervlak tegen water- en olieverontreiniging.

Bij een voorkeursuitvoering van de halfgeleider-laserinrichting volgens de uitvinding zijn de voor uittrede van de laserbundel bestemde oppervlakken als bekleding achtereenvolgens 5 voorzien van een laag van een transparant diëlektrisch materiaal met een brekingsindex in het trajekt van 1,3 tot 2,5 en de laag van de alkylverbinding. De genoemde diëlektrische materialen verschaffen gewenste optische eigenschappen aan het uittrede-oppervlak. Bij voorkeur is het transparante diëlektrische materiaal aluminiumoxide of 10 siliciumnitride.

Bij voorkeur is het silaan 1-(heptadecafluor -1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-dimethylchloorsilaan of 1-(heptadecafluor -1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-triethoxysilaan en is het alkaancarbonzuur of stearinezuur.

15 De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van de halfgeleiderlaserinrichting volgens de uitvinding. Ter verbetering van de omzetting worden de oppervlakken, waarop de laag van de alkylverbinding wordt gevormd, aan een reinigingsbewerking onderworpen.

20 Zeer goede resultaten worden hierbij verkregen indien als reinigingsbehandeling een behandeling met ozon onder bestraling met ultraviolette stralen wordt toegepast.

Het aanbrengen is zeer goed mogelijk door bevochtigen van het gereinigde oppervlak met een oplossing van de verbinding, 25 bijvoorbeeld het carbonzuur. Indien de dampspanning van de verbinding voldoende hoog is, bijvoorbeeld van het silaan, kan de alkylverbinding worden gevormd als het halfgeleiderlichaam zich bevindt in de damp van het silaan of van een onder terugvloeikoeling kokende oplossing van het silaan.

30 In de figuur stelt: figuur 1 schematisch en in aanzicht een deel voor van de onderhavige halfgeleiderlaserinrichting, figuur 2 een doorsnede voor volgens lijn II-II in figuur 1 van een halfgeleiderlaserinrichting volgens de stand van de techniek, 35 figuur 3 een doorsnede voor volgens lijn II-II in figuur 1 van een eerste uitvoering van de halfgeleiderlaserinrichting volgens de uitvinding, en

P ; C' C

>< Λ- V» „ ] i PHN 12.091 3 figuur 4 een doorsnede voor volgens lijn II-II in figuur 1 van een tweede uitvoering van de halfgeleiderlaserinrichting volgens de uitvinding.

De onderhavige halfgeleiderlaserinrichting (zie fig. 1 en 5 2) heeft een bekleding 21 op voor uittrede van een laserbundel bestemde oppervlakken 22 van een halfgeleiderlichaam 1. Het halfgeleiderlichaam 1 is gesoldeerd op een koperlichaam 2 dat dient voor de afvoer van warmte die tijdens bedrijf van de halfgeleiderlaserinrichting wordt ontwikkeld. Met 3 wordt een tweede aansluiting van de 10 halfgeleiderlaserinrichting aangegeven.

Ter voorkoming van problemen met gebruikelijke bekledingen 21, bijvoorbeeld van aluminiumoxide, door de aanwezigheid bijvoorbeeld van olie, waarbij deze op het oppervlak van de bedekking ontleedt en de laserbundel van vorm en richting verandert, omvat volgens 15 de uitvinding (zie fig. 3 en 4) de bekleding een laag 31 van een alkyl-verbinding die verkregen door omzetting van groepen aan de oppervlakken met een verbinding die gekozen is uit de groep bestaande uit silanen, die met ten minste een, eventueel met ten minste een fluoratoom gesubstitueerde, alkylgroep zijn gesubstitueerd en carbonzuren met een 20 alkylgroep met ten minste zeven koolstofatomen.

Ter verkrijging van zeer gunstige optische eigenschappen zijn de voor uittrede van de laserbundel bestemde oppervlakken 22 achtereenvolgens voorzien van een laag 42 van een transparant diëlektrisch materiaal met een brekingsindex in het trajekt van 1,3 25 tot 2,5 en de laag 31 van de verbinding met de alkylgroep.

Als transparant diëlektrisch materiaal wordt bij voorkeur aluminiumoxide of siliciumnitride toegepast.

De halfgeleiderlaserinrichting volgens de uitvinding omvat op een gebruikelijke wijze bijvoorbeeld een n-type substraat 23 30 van GaAs, een n-type laag 24 van GaggAlggAs, een aktieve laag 25 van Ga0f 15A10 85As, een p-type laag 26 van Gag^Alg^As, een p-type laag 27 van GaAs en metaalkontaktlagen 28 en 29.

Ook de bij voorkeur aanwezige diëlektrische laag 42 van aluminiumoxide of siliciumnitride kan op een gebruikelijke wijze worden 35 aangebracht.

Voor de vorming van laag 31 van de verbinding die ten minste een alkylgroep bevat is een grote keuze van verbindingen mogelijk.

/ r / . , . . /·.

jk V i i PHN 12.091 4

Bij voorkeur worden gesubstitueerde silanen zoals 1-(heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-dimethylchloorsilaan of 1-(heptadecafluor -1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-triethoxysilaan toegepast. Ook alkaancarbonzuren zoals stearinezuur voldoen als 5 verbinding zeer goed.

Alvorens de laag van de verbindingen aan te brengen wordt een reinigingsbehandeling toegepast, bij voorkeur een reinigingsbehandeling in ozon. Hierbij wordt bijvoorbeeld een ozonreaktor toegepast van ÜVP Ltd. (Science Park, Milton Road, 10 Cambridge, England). Bij een dergelijke behandeling worden ook siliciumnitride-oppervlakken voor de daaropvolgende omzetting geaktiveerd.

De verbinding kan worden opgebracht door dompeling van het halfgeleiderlichaam in een oplossing van een carbonzuur in tolueen 15 of door blootstellen aan een damp van een silaan. Bijvoorbeeld wordt de verbinding aangebracht door het halfgeleiderlichaam te plaatsen in damp van een oplossing van bijvoorbeeld 2% van het silaan in tolueen, welke oplossing onder terugvloeikoeling wordt verhit.

Gevonden is dat de dikte van bijvoorbeeld de silaanlaag 20 op het halfgeleiderlichaam (resp. de aluminium- of de siliciumnitridelaag) uiterst gering is: er bevindt zich ca. 1 molecuul

, O

silaan per nnr op de oppervlakken.

De laag van de verbinding 31 kan worden gevormd nadat op een gebruikelijke wijze het halfgeleiderlichaam van kontakt 3 is 25 voorzien.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de gegeven voorbeelden maar dat de vakman vele variatiemogelijkheden ten dienste staan zonder buiten het kader van de onderhavige uitvinding te treden.

30 Als transparant diëlektrisch materiaal kan bijvoorbeeld ook siliciumoxide of hafniumoxide worden toegepast.

Als substraat 23 kan ook InP en als aktieve laag 25 kan ook InGaAsP of InGaAs worden toegepast.

Ook andere dan de genoemde geperfluoreerde alkylsilanen 35 kunnen worden toegepast.

f. " t ..

Claims (8)

1. Halfgeleiderlaserinrichting met een bekleding op voor uittrede van een laserbundel bestemde oppervlakken van een halfgeleiderlichaam, met het kenmerk, dat de bekleding een laag omvat van een alkylverbinding verkregen door omzetting van groepen aan de 5 oppervlakken met een verbinding die gekozen is uit de groep bestaande uit silanen, die met ten minste een, eventueel met ten minste een fluoratoom gesubstitueerde, alkylgroep zijn gesubstitueerd en carbonzuren met een alkylgroep met ten minste zeven koolstofatomen.

2. Halfgeleiderlaserinrichting volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de voor uittrede van de laserbundel bestemde oppervlakken als bekleding achtereenvolgens zijn voorzien van een laag van een transparant diêlektrisch materiaal met een brekingsindex in het traject van 1,3 tot 2,5 en de laag van de alkylverbinding.

3. Halfgeleiderlaserinrichting volgens conclusie 2, met het 15 kenmerk, dat het transparante diêlektrische materiaal aluminiumoxide is.

4. Halfgeleiderlaserinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het transparante diêlektrische materiaal siliciumnitride is.

5. Halfgeleiderlaserinrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk, dat het silaan 1-(heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-dimethylchloorsilaan of 1-(heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-triethoxylaan is.

6. Halfgeleiderinrichting volgens een van de conclusies 1 25 tot en met 4, met het kenmerk, dat het alkaancarbonzuur stearinezuur is.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderlaserinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de oppervlakken, waarop de laag van de 30 alkylverbinding wordt gevormd, aan een reinigingsbehandeling worden onderworpen.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat als reinigingsbehandeling een behandeling met ozon onder bestraling met ultraviolette stralen wordt toegepast. h