Brevet FR2120164A1 — publié le 19720811

La présente invention concerne un corps de semi-conducteur comprenant line première et une seconde limite hétérogène déterminant une première région active entre elles afin d'y confiner les radiations de recombinaison. 5 Une diode de laser à semi-conducteur à double structure hétérogène comprend line région active à intervalle étroit entre bandes d'énergies comprise entre une paire de régions de types de conductivité opposéss ayant un intervalle plus large entre bandes d'énergies afin de former une paire de limites hétérogènes, 10 une à chaque interface avec la région à intervalle étroit entre bandes d'énergie. Une Jonction p-n est localisée aux limites hétérogènes ou entre celles-ci» La différence d'intervalle entre bandes d'énergie à chaque interface procure deux effets î elle produit un champ électrique à chaque interfaces, qui sert 15 à confiner les porteurs injectés dans la région active, et elle produit une discontinuité de l'indice de réfraction à chaque interface, qui sert à confiner les photons dans la région active. En conséquence, dans la région active la concentra-tion de porteurs de charges(et partant le gain) ainsi que le 20 couplage entre les porteurs de charges et les photons confinés se trouvent favorisés8 ce qui conduit à des seuils plus bas et à une dépendance du seuil vis-à-vis de la température plus faible. Comme indiqué par M.B. Panish9 P.W. Foyj, S. Sumski et I. Hayashi dans Applied Physics Letterss 17a (août 1970), 25 une diode de laser à double structure hétérogène de ce type, fabriquée par un procédé d'épitaxie en phase liquide à partir de GaAs-AlGaAs, a fonctionné avec succès en onde porteuse à la température ambiante. Dans la diode de laser à structure hétérogène, la li-30 mite supérieure de l'épaisseur de la région active à intervalle étroit entre bandes d'énergie est de préférence inférieure à un micron afin que des concentrations de porteurs de charges élevées et partant des seuils bas puissent être obtenus » Du point de vue de l'obtention de concentrations de porteurs de charges 35 élevées, 31 est par conséquent souhaitable d'utiliser des régions activa aussi minces que possible, produisant ainsi des gains élevés et des seuils bas. En pratique£ toutefoisv d'autres considérations imposent qu'une limite plus faible de 1 "épaisseur de la région active se présente à environ la moitié de la longueur d'on-40 de de la radiation de recombinaison stimulée (A./2), mesurée dms le 71 47679 2 2120164 semi-conducteur (environ 0,125yU pour GaAs)» En-dessous de cette demi-longueur d'onde X/2 environ, plusieurs autres phénomènes se produisent î les queues du champ optique qui s1 é-tendent à l'extérieur de la région active jusque dans une ré-5 gion à perte , augmentent en dimension, ce qui donne lieu à un accroissement des pertes optiques (absorption), une réduction du couplage entre les porteurs de charges et les photons ! confinés, et partant un abaissement du gain, et simultanément l'épaisseur de la région active augmente la concentration des 10 porteurs de charges et augmente le gain. L'analyse indique cependant que l'effet net de ces phénomènes antagonistes est de produire des seuils plus élevés ou au mieux aucun avantage net des régions actives dont l'épaisseur est inférieure à environ X/2. 15 L'invention a pour objet un corps de semi-conducteur permettant d'obtenir un gain plus élevé des régions actives étroites sans sacrifier le couplage. Ce corps de semi-conductevr comprend une troisième et une quatrième limite hétérogène disposées entre les première et deuxième limites hétérogènes, de 20 manière à déterminer entre elles une seconde région active pour confiner les porteurs de charges, l'intervalle entre bandes d'énergie de cette seconde région active étant plus petit que celui de la première région active„ et une jonction p-n située entre la troisième et la quatrième limite hétérogène. 25 Dans le dispositif selon l'invention, une seconde région active à intervalle étroit entre bandes d'énergie se trouve formée au sein d'une première région active à intervalle étroit entre bandes d'énergie, l'intervalle entre bandes d'énergie de la seconde région étant plus étroit que celui de la pre-30 mière région. La première région active a une épaisseur comprise entre x/2 et X environ et sert à assurer le confinement optique, tandis que la seconde région active, dont l'épaisseur peut s'approcher du diamètre d'un électron, sert à assurer le confinement des porteurs de charges.Il faut remarquer que la dési-35 gnation de la première région comme étant une région active s'écarte quelque peu de l'acception classique dans le domaine de l'art, selon laquelle la région active est la région dans laquelle se produit la recombinaison des trous et des électrons. Dans le dispositif perfectionné selon l'invention, la 40 recombinaison se produit dans la seconde région active, laquelle 71 47679 3 2120164 est cependant incluse à l'intérieur de la première région active et est plus mince que celle-ci. Une analyse de cette structure indique que, à mesure que diminue l'épaisseur d^ de la seconde région active, les 5 modifications suivantes se produisent s les pertes optiques restent approximativement constantes puisque l'épaisseur d^ de la première région est fixe? la concentration n des porteurs de chargescroît à peu près linéairement? le couplage optique y décroît à peu près linéairement? et le gain, qui est approxima-10 tivement proportionnel à n y» croît à peu près linéairement à mesure que d2 diminue. En conséquence» le laser à double structure hétérogène selon l'invention présente un gain plus élevé et des seuils plus bas. L'invention sera décrite avec plus de détails ci-après 15 en se référant aux dessins joints sur lesquels s - la figure 1 montre la structure d'un laser à double structure hétérogène typique selon la technique antérieure (partie A) et trois diagrammes B, C, et D montrant respectivement le profil d'intervalle entre bandes d'énergie, le profil de l'indice 20 de réfraction et la distribution d'intensité lumineuse correspondant au laser de la partie A; - la figure 2 est un graphique montrant la densité du courant de seuil en fonction de 1'épaisseur d de la région active pour un laser à double structure hétérogène selon la technique 25 antérieure; - la figure 3 montre un profil typique de l'indice de réfraction et la distribution d'intensité lumineuse pour un laser à double structure hétérogène selon la technique antérieure; - la figure 4 est un diagramme de la fraction y de la lumière 30 confinée dans la région active en fonction de l'épaisseur d de la région active pour un laser à double structure hétérogène selon la technique antérieure; - la figure 5 montre la structure d'un laser à double structure hétérogène selon l'invention (partie A), et trois diagram- 35 mes B, C, et D, montrant respectivement le profil de l'intervalle entre bandes d'énergie, le profil de l'indice de réfraction et la distribution de l'intensité lumineuse correspondant au laser de la partie A; - la figure 6 représente schématiquement le laser à double 71 47679 4 2120164 structure hétérogène selon 1*Invention «onté sur un puits de chaleur. Avant de décrire 11 invention en détail, on va donner à titre de comparaison une brève analyse dtan laser II double structure 5 hétérogène selon la technique antérieure. Crmme le Montre la figure 1 f un tel laser comprend typ ique»ent un substrat de type n 12, en arsénure de gallium, sur lequel sont développées par épitaxie en phase liquide trois couches dans l'ordre suivant : une couche 14, de type n, constituée de Al^Ga^^As, une couche 16 cona-10 tituée de QaAs ou de Al Ga^ _yAs (avec y z * *z du dessin, cm a omis les contacts électriques sur le substrat 12 et la couche 18. En réglant la concentration d'alualnit.» dans les couches 14, 16 et 18, la couche active 16 est telle qu'elle 15 présente un intervalle entre bandes d'énergie plus étroit que celui des couches 14 et 18, formant ainsi une paire de limites hétérogènes 20 et 22 aux interfaces entre les couches 14 et 16 et entre les couches 16 et 18, respectivement. Une Jonction p-n 11 est située entre les limites hétérogènes 20 et 22. Il 20 doit être entendu que le terme "entre" dans ce qui suit coaprend le cas où la Jonction p-n coïncide avec l'une ou l'autre limite hétérogène. A chaque limite hétérogène est associée une discontinuité (ou échelon) du profil d'énergie entre bandes comme montré 25 on 20b et 22b sur le diagramme B de la figure 1. L'effet de cette discontinuité est de créer un champ électrique qui réfléchit les électrons injectés à la limite hétérogène 22 et réfléchit les trous injectés à la limite hétérogène 20, confinant ainsi efficacement les porteurs de charges injectés dans la couche acti— 30 ve 16. Ces porteurs de charges produisent une inversion de population entre les bandes de conduction et de valence, ce qui a pour résultat une recombinaison par rayonnement des trous et des électrons et l'émission de radiations cohérentes stimulées, caractéristiques de l'intervalle entre bandes d'énergie dans la 35 couche active 16. A chaque limite hétérogène est également associée une discontinuité de l'indice de réfraction comme montré par 20c et 22c sur le diagramme C de la figure 1. Cette discontinuité forme un guide d'onde optique propre à confiner les photons engen-40 drés dans le processus de recombinaison dans la région active, 71 47679 5 2120164 comme montré par le diagramme D de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 2, le seuil de la densité de courant du laser à double structure hétérogène connu diminue à peu près linéairement en fonction de l'épais-5 seur de la couche active 16 pour une épaisseur comprise entre X/2 et 3jA environ, X étant la longueur d'onde de la radiation stimulée, mesurée dans la couche active. Toutefois, pour une épaisseur d inférieure àX/2, le seuil «7,^ commence à croître à mesure que l'épaisseur diminue (voir courbe I) ou au mieux 10 reste constant (voir courbe II) selon le dopage de la couche active et d'autres paramètres. On peut donner* une explication qualitative de ce phénomène comme suit. Dans la forme connue de laser à double structure hétérogène, le gain est en première 2 approximation proportionnel au produit n y pour une structure 15 dans laquelle d_est plus petit que X /2 environ, où n est la concentration des porteurs de charges dans la couche active et y est le couplage entre les porteurs confinés et le champ optique dans la couche active. Comme le couplage est approximativement directement proportionnel à d et comme la concentration des 20 porteurs de charges est proportionnelle à d , l'effet net de la diminution de _d_est de ne produire aucun accroissement net du gain. Il faut remarquer que les exposants sont choisis ici dans un but de simplicité et qu'ils ne traduisent nullement les valeurs des exposants réels qui peuvent être déterminés empiri-25 quement. Ainsi, dans cette forme de laser à double structure hétérogène, il est difficile de tirer parti de 15accroissement de la concentration des porteurs de charges résultant de couches actives minces car la réduction de l'épaisseur d sacrifie le couplage optique. 30 Une mesure quantitative de la perte de couplage opti que est illustrée à la figure 3 qui montre la distribution de l'intensité lumineuse ainsi que le profil de l'indice de réfraction pour cette structure. Le couplage optique y est déterminé comme étant la fraction de lumière confinée dans la couche acti-35 ve comparée à la quantité totale de lumière engendrée. On peut voir sur le diagramme de la figure 4 montrant la variation du couplage optique y en fonction de l'épaisseur d de la couche active,que le couplage diminue rapidement à mesure que diminue l'épaisseur d, jusqu'à ce que le couplage y soit environ égal 40 à environ 20 % pour d£? y/2. En conséquence, 80 % de la radia 71 47679 6 2120164 tion stimulée est distribuée dans les queues du champ optique qui s'étendent à l'extérieur de la couche active. Ces queues ne subissent pas de recombinaison, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas couplées aux porteurs de charges confinés, et de plus elles 5 accroissent l'absorption optique puisqu'elles s'étendent jusque dans des couches à pertes adjacentes. Suivant un exemple de forme de réalisation de l'invention, pour des doubles structures hétérogènes dans lesquelles la couche active a une épaisseur comprise entre X /2 et X appro-10 ximativement, une seconde couche active se trouve incluse au sein de la ucuche active usuelle (que l'on appellera par la suite prfcEdîrè couche active) ayant un intervalle entre bandes d'énergie pl-r.a étroit que ctlai de la première couche. Une struc1-1" »-; selon l'invention est illustrée par la figure 5, sur 1~ laquelle des numéros 4e référence identiques à ceux de la figure 1 sont utilisé? pour des organes correspondants. -Le dispositif selon l'invention comprend un substrat de type-n 12, constitué de GaÀsP sur lequel sont développées par épitaxie les couches suivantes s une couche de type-n 14 constituée de Al^Ga^ 20 une couche de type-n 15 constituée de Al^Ga^_yAs (avec y et entre les couches 18 et 19, respectivement. Une seconde paire de limites hétérogènes 21 et 23 sont formées aux surfaces de séparation entre les couches 15 et 17 et entre les couches 17 et 19, respectivement. Une jonction p-n 11 est située entre les 30 limites hétérogènes 21 et 23. Pour la simplicité du dessin, les contacts électriques ont été omis. A chaque limite hétérogène 21 et 23 est associé un échelon d'énergie du profil de bandes d'énergie, telles que 21b et 23b sur le diagramme B de la figure 5. Cet échelon d'éner-35 gie crée un champ électrique qui sert à réfléchir les électrons . à la limite hétérogène 23 et à réfléchir les trous à la limite hétérogène 21, de manière à confiner les porteurs injectés dans la seconde couche active 17. A chaque limite hétérogène 20 et 22 est associée une discontinuité de l'indice de réfraction comme 40 montré par 20c et 22c sur le diagramme C de la figure 5. Cette 71 47679 7 2120164 discontinuité forme un guide dtonde optique propre à confiner la radiation optique dans la première couche active entre les limites hétérogènes 20 et 22. Une analyse qualitative de cette structure peut se 5 faire en supposant que l'épaisseur de la première couche active (dont la fonction est de produire le confinement optique) est fixée, que les pertes optiques restent approximativement constantes, mais que, comme dans la forme connue de laser à double structure hétérogène , la concentration des porteurs de char-10 ges augmente et le couplage optique diminue à mesure que l'épaisseur d2 de la seconde couche active 17 diminue. Sien que dans les deux types de laser à double structure hétérogène, le 2 gain soit approximativement proportionnel à n Y»et n est proportionnel à dp~^, dans la structure selon l'invention y est propor-15 tiohnel à d2 et non à d comme dans la structure connue. L'effet net résultant est que les pertes optiques restent constantes tandis que le gain augmente à peu près linéairement à mesure que d2 diminue, ce qui a pour résultat de produire des seuils plus bas que ceux qu'il était possible d'obtenir autrement. On 20 signalera cette fois encore que les exposants ont été choisis comme étant des nombres entiers pour la simplicité. Il faut remarquer que les pertes par absorption optique peuvent être réduites si la seconde couche active 17, au lieu d'être disposée au centre de la première couche active, 25 se trouve disposée plus près de la limite hétérogène 22. Dans une telle structure on tire parti du fait qu'il se produit une plus faible absorption optique dans la couche de type-n 15 que dans la couche de type-p 19. Suivant une forme de réalisation, les régions actives 30 sont symétriques, c'est-à-dire que les échelons d'énergie 20b et 22b sont égaux (formant un guide d'onde symétrique) tout comme le sont les échelons d'énergie 21b et 23b, ou de manière équivalente y^q-c x^z. De plus, les échelons 20b et 22b sont de préférence plus grands que les échelons 21b et 23b, ©u de 35 façon équivalente (y - p) A titre d'exemple, les échelons 20c et 22c de l'indice de réfraction aux limites hétérogènes 20 et 22, respective-0 ment, sont typiquement situés dans la gamme allant de 5 à 10 % 71 47679 8 2120164 (comparés à l'Indice de réfraction de l'arsémire de gallium par) tandis que les échelons 21 c et 23c aux limites hétérogènes 21 et 23» respectivement, sont compris dans la ga«me allant de 1 à 2 % environ. Les échelons correspondants 20b et 22b du 5 profil de bandes d* énergie aux limites hétérogènes 20 et 22# respectivement * sont compris dans la gui—p allant de 300 à 500 meV environ, tandis que les échelons 21b et 23b aux limites hétérogènes 21 et 23, respectivement , sont typiquement compris dans la gamme de 50 à 100 meV environ. 10 La figure 6 œontre un exemple de forme de réalisation dans lequel la structure de la figure 5 est montée sur un puits de chaleur pour fonctionner en onde porteuse à la température ambiante. Dans la description qui va suivre, les matières et les dimensions ne sont données qu'à titre d'exemple nullement limi-15 tatif. Comme indiqué précédemment, la structure du laser comprend un substrat de type-n 12, constitué de GaÂs et ayant une épaisseur d'environ 76x10""^ à 102x10""^ ma, sur laquelle sont fabriquées séquentiellement par épitaxie les couches suivantes: une couche de Àl^Ga-j _3CAs (14 ) d * environ 3 ja. d'épaisseur, une pre-20 mière couche active 15 comprise entre les limites hétérogènes 20 et 22 et ayant environ 0,2^a d'épaisseur, une seconde couche active 17 ayant typiquement une épaisseur de 0,1 à 0,03yU environ, et une couche de AlxGa^_xAs de type-p (18) ayant 1p. d'épaisseur environ. La région 15 est typiquement de type-n tandis que 25 la région 19 est typiquement de type-p, mais la seconde couche active 17 peut être soit du type p, soit du type n. Avant de déposer un contact métallique 25 sur le substrat 12, un agent de contamination de type p (par exemple du zinc) est typiquement diffusé dans la couche de type-p 18 30 afin de former une couche p+ (non représentée) peu profonde (par exemple de C,2fx d'épaisseur) afin d'assurer un bon contact ohmique. Sur la couche 18 est déposée une couche d'oxyde 27 dans laquelle est formé un canal allongé, par un procédé photolithographique bien connu, de manière à délimiter un contact élec-35 trique qui y est formé par dépôt d'une couche métallique 29. Les faces terminales 31 et 33 de la structure sont typiquement clivées ou polies optiquement de manière à les rendre planes et perpendiculaires à la jonction p-n (non représentée) afin de former un résonateur à cavité optique propre à 40 entretenir les radiations cohérentes engendrées dans la jonction. 71 47679 9 2120164 A titré d'exemple, la diode a environ 400yu de longueur et 80^i environ de largeur. Une des faces terminales est rendue à peu près totalement ré fiéçhissanfce(par exemple la face 33) tandis que l'autre face (par exemple3a face.31 ) est rendue partiel— 5 lement transmissive afin de constituer un moyen de sortie pour les radiations cohérentes. Far des moyens bien connus dans le domaine de l'art (mais non représentés), la diode à laser est polarisée dans le sens direct et pompée par une source de courant continu 10 au-delà du seuil d'émission laser. Pour un fonctionnement en onde porteuse à la température ambiante ét au-delà, le contact 29 peut être lié à tin diamant 35» de conductivité thermique élevée et métallisé (par exemple par dépôt d'étain), monté sur un puits de chaleur 37 constitué de cuivre plaqué d'étain. 15 Par suite de la difficulté de revêtir la totalité du diamant 35 d'étain, des fils d'or 39 ( ayant environ 25yu de diamètre) peuvent être utilisés pour relier la surface 41 du diamant au p puits de chaleur 27. Pour des seuils bas (par exemple 300 A/cm' \ le diamant peut être omis et la diode montée directement sur le 20 puits de chaleur en cuivre. De plus, on peut obtenir une extraction de chaleur améliorée en montant la diode entre une paire de puits de chaleur. Dans la fabrication de la structure selon l'invention, il faut se rappeler que l'on utilise des couches extrêmement 25 minces : par exemple, l'épaisseur de la première couche active, qui sert à assurer le confinement optique, peut être de l'ordre de 0,1 à 0,2yu, tandis que l'épaisseur de la seconde couche active, qui sert à confiner les porteurs de charges, peut être de l'ordre du diamètre d'un électron,(soit environ 100x10~^yu). 30 II est par conséquent préférable d'utiliser le procédé de développement par épitaxie par faisceau moléculaire qui permet aisément d'obtenir des couches épitaxiales de composés des groupes III-V dont l'épaisseur est de l'ordre de 100x10"^ microns à 200x10~^yu . On connaît également des procédés pour faire croi-35 tre des cristaux mixtes de composés des groupes III-V tels que AlGaAs, ainsi que des procédés pour introduire des agents de contamination de type p ou de type n dans les couches épitaxiales. A cet égard, il peut être avantageux pour la formation de lasers à GaAs - AlGaAs d'utiliser un agent de contamination 40 amphotérique tel que le germanium ou le silicium. Suivant un 71 47679 10 2120164 procédé de construction, le germanium (ou le silicium) pénètre dans le substrat sous forme d'une impureté de type p lorsque la surface du substrat est riche en gallium, mais il pénètre dans le substrat sous forme d'une impureté de type n lorsque 5 la surface du substrat est riche en arsenic. Le fait que le substrat soit riche en gallium ou en arsenic dépend du rapport des vitesses d'arrivée de l'arsenic et du gallium ainsi que de la température du substrat. En général, plus élevé est le rapport de vitesse précité et plus élevée est la température du 10 substrat, plus la surface du substrat est riche en gallium, et vice versa. Par exemple, sur la surface de GaAs à une tempéra-tiare de 570°C (ou star Al Ga1 As avec x » 0,23), le germanium X * A. pénètre dans le substrat sous forme d'un agent de contamination de type n pour une vitesse d'arrivée du gallium de 14 1 2 15 1x10 /s /cm et pour une vitesse d'arrivée de l'arsenic 15 1 2 de 1 x 10 3/s /cm . Dans les mêmes conditions, mais pour une 11l 1 P vitesse d'arrivée du gallium de 3 x 10 /s /cm , le germanium pénètre dans le substrat sous forme d'une impureté de type p. 71 47679 11 2120164 REVENDICATIONS 1. Corps de semi-conducteur comprenant une première et une seconde limite hétérogène (20,22), déterminant tme première région active ( d^ ) entre elles afin d'y confiner les radiations de recombinaison, caractérisé en ce q u'une troisième (21) et 5 une quatrième (23) limite hétérogène sont disposées entre les première et deuxième limites hétérogènes (20,22), de manière à déterminer entre elles une seconde région active (dp) pour confiner les porteurs de charges, l'intervalle entre bandes d'énergie de cette seconde région active (d,,) étant plus petit que ce-10 lui de la première région activé (d^), et une jonction p-n (11) est située entre la troisième (21) et la quatrième (23) limite hétérogène. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième limites hétérogènes sont 15 séparées par une distance comprise entre X , 2 et X environ, où X est la longueur d'onde de la radiation de recombinaison mesurée dans le corps de semi-conducteur. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une première région de semi- 20 conducteur à intervalle large entre bandes d'énergie, ayant un premier type de conductivité, est contiguë à la première limite hétérogène (20) et est extérieure à la première région active (d^), et en ce qu'une seconde région de semi-conducteur à intervalle large entre bandes d'énergie ayant un type de conducti-25 cité opposé est contiguë à la seconde limite hétérogène (22) et est extérieure à la première région active (d1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde région active (dg) est disposée plus près de la région à intervalle large entre bandes d'énergie, de type p, 30 que de la région à intervalle large entre bandes d'énergie, de type n. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la différence d'intervalle entre bandes d'énergie entre lesdites régions à intervalle lar- 35 ge entre bandes d'énergie et la première région active est plus grande que la différence d'intervalle entre bandes d'énergie entre la première région active et la seconde région active. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les première et seconde 71 47679 12 2120164 région à intervalle large entre bandes d'énergie sont constituées de AlxGa^_xAs et AlzGa^_zAs, respectivement, en ce que la première région active est constituée de AlyGa^yAs, où y c x et y 7» Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que x ^zî (x-y)^(z-y); (x-y)>(y-p)? et (z-y)> (y-p). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 7, caractérisé en ce que la première limite hétérogè-10 ne (20) est formée par des couches épitaxiales continues d'une première couche (14) de type n, à intervalle large entre bandes d'énergie, et dtoe seconde coùche (15) ayant un intervalle entre bandes d'énergie plus petit que celui de la première couche; en ce que la troisième limite hétérogène(21) est formée par une 15 troisième couche épitaxiale (17) contiguë à la deuxième couche et ayant un intervalle entre bandes d'énergie plus petit que celui de cette deuxième couche; en ce que la quatrième limite hétérogène (23) est formée par une quatrième couche épitaxia?-le (19) contiguë à la troisième couche et ayant un intervalle 20 entre bandes d'énergie plus grand que celui de cette troisième couche; et en ce que la deuxième limite hétérogène (22) est formée par une cinquième couche épitaxiale de type p (18) ayant un intervalle entre bandes d'énergie plus grand que celui de la quatrième couche. 25 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cinquième couche est en contact avec au moins un contact électrique métallique allongé. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les première et deuxième limites hétérogènes sont paral- 30 lèles l'une à l'autre. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les intervalles entre bandes d'énergie des première et cinquième couches sont égaux, en ce que les intervalles entre bandes d'énergie des deuxième et 35 quatrième couches sont égaux, en ce que la différence des intervalles entre bandes d'énergie entre les première et deuxième couches est plus grande que celle des intervalles entre bandes d'énergie entre les deuxième et troisième couches, et en ce que la différence d'intervalle entre bandes d'énergie entre les 71 47679 13 2120164 cinquième et quatrième couches est plus grande que celle des intervalles entre bandes d'énergie entre les quatrième et troisième couches. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la première couche est constituée de Al Ga^ As, où x > 0; en ce que la deuxième couche est constituée de Al^Ga^yAs, où 0 p 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que y~q