專利名稱:在光電器件中為波導(dǎo)所用的磷族元素化物的膜的制作方法
此申請案是下邊敘述的美國專利申請的未決申請的繼續(xù)部分申請，這些未決美國專利申請案的號為，509，210;581，115;581，140;581，171。
這些申請與下述未決申請案相關(guān)，並作為本申請轉(zhuǎn)讓給同一受讓人。這些申請案的內(nèi)容已結(jié)合在本發(fā)明中，題為《鏈連接半導(dǎo)體材料磷的制備方法和設(shè)備及用其制備的材料制成的器件》的美國專利申請，申請?zhí)枮?35，706，申請日為1981年11月30日現(xiàn)已放棄;題為《在堿金屬存在時由蒸氣形成的單晶磷》申請?zhí)枮?19，537，申請日為1982年9月17日，也是申請?zhí)枮?35，706申請案的繼續(xù)部分申請;題為《鏈連接磷材料及其制備和使用和采用此材料制成的半導(dǎo)體和其它器件》申請?zhí)枮?42，208，申請日為1982年11月16日，是申請?zhí)枮?35，706和419，537申請案的繼續(xù)部分申請案;題為《鏈連接磷材料真空蒸發(fā)膜》申請?zhí)枮?09，159，申請日為1983年6月29日;題為《添加堿金屬蒸汽的石墨源》申請?zhí)枮?09，157，申請日為1983年6月29日;題為《用鏈連接磷材料濺射的半導(dǎo)體膜及其所形成的器件》申請?zhí)枮?09，175，申請日為1983年6月29日;題為《采用基本上是磷族元素化物或多磷化合物的絕緣層的MIS器件》申請?zhí)枮?09，210，申請日為1983年6月29日;題為《多磷化合物晶體的液相生長》申請?zhí)枮?09，158，申請日為1983年6月29日;題為《在高真空工藝中形成的磷族元素化物膜的熱斷裂》申請?zhí)枮?81，139，申請日為1984年2月17日，是申請?zhí)枮?09，159的繼續(xù)部分申請;《題為用磷族元素化物特別是用無定形磷族元素化物的具有層狀結(jié)構(gòu)的Ⅲ-Ⅴ族器件的鈍化和絕緣》申請?zhí)枮?81，115，申請日為1984年2月17日;題為《在量子陷井器件中磷族元素化物勢壘》申請?zhí)枮?81，140，申請日為1984年2月17日;題為《在光電器件中用于波導(dǎo)所采用的磷族元素化物膜》申請?zhí)枮?81，171，申請日為1984年2月17日;題為《一個連續(xù)供給磷族元素化物系統(tǒng)特別是濺射法的真空淀積工藝》申請?zhí)枮?81，103，申請日為1984年2月17日;題為《用于膜淀積的連續(xù)供給磷族元素化物源的系統(tǒng)，特別是化學(xué)蒸氣淀積》申請?zhí)枮?81，102，申請日為1984年2月17日;題為《制備高純白磷方法》申請?zhí)枮?81，105，申請日為1984年2月17日;題為《用于真空系統(tǒng)的磷族化元素化物陷井》申請?zhí)枮?81，101，申請日為1984年2月17日;題為《采用連續(xù)供給磷族元素化物系統(tǒng)的高真空淀積工藝》申請?zhí)枮?81，104，申請日為1984年2月17日;題為《用多磷族化物半導(dǎo)體制備的場效應(yīng)晶體管》申請?zhí)枮?19，053，申請日為1984年6月11日;下面是申請?zhí)枮?42，208的部分，題為《鏈連接磷材料的摻雜》申請?zhí)枮?77，911，申請日為1984年12月4日;題為《鏈連接的磷材料及其制備和使用，以及采用這種材料制備的半導(dǎo)體及其它器件》申請?zhí)枮?77，845，申請日為1984年12月4日，題為《鏈連接磷材料的膜及其制備和使用，及采用這種材料制備的半導(dǎo)體和其它器件》申請?zhí)枮?80，369，申請日為1984年12月11日;題為《鏈連接的磷材料的化學(xué)氣相淀積及用這些材料制備的半導(dǎo)體和其它器件》申請?zhí)枮?78，599，申請日為1984年12月5日;題為《用于形成鏈連接磷材料的氣相傳輸裝置以及用此制備出的材料制成的半導(dǎo)體及其它器件》申請?zhí)枮?78，598，申請日為1984年12月5日;題為《鏈連接的磷材料的組成和增強》申請?zhí)枮?80，781，申請日為1984年12月11日;題為《用閃射蒸發(fā)形成鏈連接磷材料的方法和裝置及用其制備的材料制成的半導(dǎo)體和其它器件》申請?zhí)枮?80，369，申請日為1984年12月11日。
本發(fā)明是涉及到在光電器件中為波導(dǎo)所用的磷族元素化物膜;本發(fā)明涉及到化合物，金屬間化合物半導(dǎo)體;本發(fā)明涉及到二維，三維四維半導(dǎo)體;本發(fā)明涉及到Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體;本發(fā)明涉及到固態(tài)激光器和光發(fā)射二極管。
含有磷族元素化物的各種化合物和金屬間化合物半導(dǎo)體目前已在光電器件中采用，比如固態(tài)激光器和光發(fā)射二極管。為使光導(dǎo)入和導(dǎo)出這些器件，在這些器件上使用的膜具有比半導(dǎo)體材料更低的對光的反射指數(shù)。然而，半導(dǎo)體材料原有的氧化物不能形成很好的膜，也不能提供很好的粘著性或很好的界面特性。根據(jù)上邊提到的美國專利申請，題為《用磷族元素化物特別是用無定形磷族元素化物的具有層狀結(jié)構(gòu)的Ⅲ-Ⅴ族器件的鈍化和絕緣》(歐洲專利申請另為84 304 427·2，公開發(fā)表號為0132326，日期為1985年1月30日)，可生長富磷族元素化物的薄膜，在含有磷族元素化物的半導(dǎo)體上具有很好的粘著性和界面特性。
因此本發(fā)明的目的是對光電器件提供波導(dǎo)。
本發(fā)明的另一個目的是對含有磷族元素化物的光電器件提供波導(dǎo)。
本發(fā)明的另一個目的是對包含二維，三維，四維半導(dǎo)體的光電器件提供波導(dǎo)。
本發(fā)明進一步的目的是對這樣的光電器件提供波導(dǎo);如固態(tài)激光器和光發(fā)射二極管，及從這些器件中導(dǎo)入和導(dǎo)出的波導(dǎo)。
本發(fā)明的其它目的在以后出現(xiàn)的某些部分將是很顯然的。因此，本發(fā)明包括了具有制造上的一些特點和特性的項目，在文中所示例出的元素之間的關(guān)系將在以后加以描述。本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域在權(quán)項中指出。
為充分理解本發(fā)明的實質(zhì)和目的，下邊將根據(jù)附圖進行詳細(xì)描述，其中唯一的附圖是按本發(fā)明實現(xiàn)的光電器件的橫斷面剖視圖。
現(xiàn)在談及圖，通常電光器件是20，根據(jù)本發(fā)明包括化合物或金屬間化物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體本體22。例如包括二維，三維，四維半導(dǎo)體的磷族元素化物目前在光電器件如固態(tài)激光器和光電二極管中采用。一層或多層富磷族層24和26淀積在體22上。膜24和層26n″兩者者的折射指數(shù)比半導(dǎo)體體22n′的折射指數(shù)低。器件20可以是激光發(fā)射或是光收集器件或可以是從器件中導(dǎo)入或?qū)С龅牟▽?dǎo)。也就是半導(dǎo)體本體22可以是或也可以不是電激發(fā)。
因為各種元素磷族化物和多磷化合物中的高磷族元素化物已被發(fā)現(xiàn)用來形成很好的膜，此膜對光電導(dǎo)體材料具有很好的粘著性和界面特性。因為其中某些材料具有比半導(dǎo)體更低的反射指數(shù)。本發(fā)明所想要得到的波導(dǎo)是通過圖中所表示出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。
半導(dǎo)體本體22最好能包含磷族元素化物，這樣富磷族元素化物層24和26能使得某些原子與半導(dǎo)體本體22表面的磷族原子相匹配。
特別是半導(dǎo)體本體22，可能是Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，Inp，Gap，而富磷族元素化物層可能是磷，如單晶磷或紅磷，或是具有層狀的，折疊的，局部片狀的無定形磷的新形成，已在美國未決申請中公開，其題為《用磷族元素化物特別是用無定形磷族元素化物的具有層狀結(jié)構(gòu)的Ⅲ-Ⅴ族器件的鈍化和絕緣》。其他的元素磷族化物或高磷族元素化物的多磷化合物，如Mp，X，其中M是堿金屬，p是磷族元素化物。X所包括的范圍從15到無限大。多磷化合物是較佳的多磷族元素化物，特別是含鉀多磷化合物。
我的發(fā)明中使用的半導(dǎo)體包括磷族元素化物通常稱為金屬間化物或化合物。Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體化合物是金屬間半導(dǎo)體，包括從Ⅲ列和Ⅴ列元素周期表的元素，如磷化鎵，砷化鎵，銻化鎵，磷化銦，砷化銦，銻化銦及類似的三維和四維半導(dǎo)體。對磷族元素化物我們是指元素周期表中的五族元素即磷，氮，砷，銻，及鉍。
這就會看到上述提出的目的，在前面敘述中已經(jīng)較為明顯和有效的得知，由于上述文章中做了某些變化而未脫離本發(fā)明的范圍，因此期望在上述描述中包含的所有物質(zhì)或?qū)⒁暈槭抢緛K無局限性。
可以這樣理解，下述的權(quán)項希望包括本發(fā)明中描述的所有的一般的及特殊的特點，及所有權(quán)項陳述所涉及的發(fā)明領(lǐng)域，而就語言的角度而言，可以說是包括在其中了。
特別是這樣理解，在上述權(quán)項中以單數(shù)陳述的組分或化合物也可以包括在任何許可的地方有這樣組分的相配的混合物。
權(quán)利要求
在已描述過我的發(fā)明時，我所要求的權(quán)項作為新的和理想的權(quán)利要求
用專利條文獲得保護為1、一光電器件包括A)半導(dǎo)體本體；和B)至少有一個用于將光波導(dǎo)入上述體的富磷族元素化物的層。
2.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體本體包括一磷族元素化物。
3.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體本體包括一化合物半導(dǎo)體。
4.在權(quán)項3的器件中，上述的化合物半導(dǎo)體包括一磷族元素化物。
5.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體本體包括一金屬間化合物半導(dǎo)體。
6.在權(quán)項5的器件中，上述的金屬間化合物半導(dǎo)體包括一磷族元素化物成分。
7.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體本體包括一Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體。
8.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體包括一二維半導(dǎo)體。
9.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體本體包括一三維半導(dǎo)體。
10.在權(quán)項9的器件中，上述的三維半導(dǎo)體包括一磷族元素化物。
11.在權(quán)項1的器件中，上述的半導(dǎo)體包括一四維半導(dǎo)體。
12.在權(quán)項11的器件中，上述的四維半導(dǎo)體包括一磷族元素化物。
13.在任何權(quán)項1，2或5的器件中，上述的磷族元素化物層包括磷。
14.在權(quán)項13的器件中，上述的層包括MPX，其中M是一堿金屬，p是磷，X的范圍是包括從15到無窮大。
15.在權(quán)項13的器件中，上述的層是單晶。
16.在權(quán)項15的器件中，上述的層基本上是純磷。
17.在權(quán)項13的器件中，上述的層基本上是純磷。
18.在權(quán)項17的器件中，上述的層是紅磷。
19.在權(quán)項13的器件中，上述的磷族元素化物層包括具有層狀局部有序的磷。
20.在權(quán)項19的器件中，上述的磷層是無定形的。
21.在任何權(quán)利要求
1，2或5中的器件，上述的層具有比上述半導(dǎo)體本體較小的反射指數(shù)。
22.在任何權(quán)利要求
1，2或5中的器件，上述的層是一多磷族元素化物。
23.在權(quán)項22中的器件中，上述的多磷元素化物是MPx，其中M是堿金屬，P是磷族元素化物。X的范圍是包括從15到無窮大。
專利摘要
一種光電器件的半導(dǎo)體層具有一層或多層富磷族元素化物的淀積膜。這種磷族元素化物比半導(dǎo)體層的反射指數(shù)小。這些膜對光電器件的半導(dǎo)體層內(nèi)的光提供了波導(dǎo)效應(yīng)，比如固態(tài)激光器和光發(fā)射二極管以及將這些器件內(nèi)連起來的波導(dǎo)。
文檔編號G02B6/42GK85104652SQ85104652
公開日1986年12月24日 申請日期1985年6月17日
發(fā)明者迪艾戈·歐萊格 申請人:斯托弗化學(xué)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan