Brevet FR2475803A1 — publié le 19810814

La présente invention est relative à un dispositif rayonnant à semi- conducteur, et plus particulièrement à une diode émettrice de lumière ayant une hetero-jonction et émettant de la lumière incohérente. Les dispositif-. rayonnants à semi-conducteurs sont habituellement constitués de semi-conducteurs compound ou bien de semi-conducteurs compound à cristaux mélangés. Les procédés de fabrication imposent différentes limitations à la structure de ces dispositifs à semiconducteurs. La formation d'une région dopée est habituellement effectuée par diffusion ou par croissance épitaxiale en phase liquide. On va maintenant décrire un certain nombre d'exemples de diodes émettrices de lumière classiques. Une diode émettrice de lumière GaAsP est constituée d'un substrat GaAs de type n, d'une couche épitaxiale GaAsP de type n formée sur le substrat GaAs de type n +, et une région de type p qui est diffusée sélectivement dans la couche GaAsP de type n. La région de diffusion de type p a une concen- tration typique en impureté de l'ordre de 1 x 10 18cm 3 et elle est formée de façon à être mince, se situant au-dessous de plusieurs micromètres, pour éviter que la lumière qui se propage soit absorbée de façon excessive dans cette région de type p. La lumière sortante est extraite de la face de cette région de type p située à l'opposé du substrat. Une diode émettrice de lumière GaP est constituée d'un substrat GaP de type n+, d'une couche épita- xiale GaP de type n, et d'une couche épitaxiale GaP de type p, ces deux dernières couches épitaxiales étant successivement cultivées sur le substrat GaP de type n * La couche de type p a une concentration typique en impureté de l'ordre de 1 x 1018cm * La lumière sortante est extraite sur le côté de cette couche de type p. UJne diode émettrice de lumière GaAs a une structure similaire à celle de la diode émettrice de lumière GaP précédemment mentionnée. Lacouche superficielle de type p a une concentration typique en impureté de ltordre de 2 x 10 8cm * La lumière sortante est extraite des deux côtés de la couche superficLelle de type p ou bien sur le côté du substrat de type n+ (dans ce dernier cas le substrat est partiel- lement décapé aux emplacements o la lumière sortante doit être extraite). Une diode émettrice de lumière GaAlAs est constituée dtun substrat GaAs de type p +, d'une couche épitaxiale Ga1 AlxAs de type p formée sur le substrat GaAs, et une couche épitaxiale Ga 1= AlyAs de type n formée sur la couche épitaxiale de type p. Les rapports de mélanges x et y sont choisis pour- satisfaire à la condition x impureté de l'ordre de 1 x 1o17cm 3. Il coit être entendu qu'il existe pour les diodes émettrices de lumière de nombreux types dé structures et que différentes considérations doivent être prises en compte pour ces différentes structures. Habituellement dans les diodes émettrices de lumière à semi-conducteurs compound des groupes III-V il est plus facile d'obtenir une meilleure efficacité d'émission de lumière dans les régions de type p que dans les régions de type n. Les diodes émettrices de lumière utilisent l'émission spontanée de radiation par contraste avec l'émission stimulée de radiation dans les lasers à semi-conducteurs. En conséquence la durée de vie des porteurs minoritaires dans une diode émettrice de lumière est relativement longue. Les porteurs minoritaires injectés dans une région radiative à travers une jonction pn présentent une large possibilité de capture par des centres de recombinaison non radiatifs et d'y être recom- binés avec des porteurs majoritaires sans émettre de rayons lumineux. Il est donc très important de réduire les centres de recombinaison non radiatifs dans la région radiative d'une diode émettrice de lumière. Les défauts du réseau sont largement respon- sables de la production de centres de recombinaison non radiatifs. Habituellement l'une des régions de type p et des régions de type n constituant une jonction pn à une densité plus faible de centres de recombinaison non radiatifs et constitue une région principalement radiative. Dans le cas GaAs et de Ga Al xAs des défauts ont plus de probabilités de se former dans une région de type n que dans une région de type p. Dans une région de type n dopée avec une impureté donneuse telle Te, Se ou bien S, il peut se former des lacunes qui constituent une compensation 3 2475803 électrique pour les atomes donneurs. La densité de telles lacunes est considérée comme étant proportionnelle à la concen- tration de dopage. De telles lacunes et/ou les combinaisons de lacunes et d'lmp-retés donneuses sont considérées comme étant effectivement des centres n-on radiatifs. Dans une diode émettrice de lumière ayant une jonction homo pn diffusée, du zinc (Zn) est habituellement diffusée en tant qu'impureté accepteuse dans un cristal de type n. Il est très difficile de diffuser une impureté donneuse dans un cristal de type p, du fait qu'il n'y a pas d'impureté donneuse ayant une grande constante de diffusion comme celles du zinc. L.a diffusion du zinc rend naturellement la concentration de porteurs dans la région de type p supérieure à celle de la région de type n. La concentration du zinc diffusée ne doit pas être trop élevée de faonr à maintenir de bonnes propriétés du cristal de la région diffusée de type p. La région de type n à l'intérieur de laquelle le zinc est diffusé doit avoir une concentration d'impureté plus faible que celle dans la diffusion de type p. De ce fait il est difficile d'augmenter l'injection de porteurs minoritaires dans la région radiative à travers la jonction pn. Les diodes émettrices de lumière fabriquées par épitaxie en phase liquide présentent généralement une effi- cacité d'émission de lumière supérieure à celle des diodes émet- trices de lumière diffusées. Les couches épitaxiques ont des densités de défauts moindres que celles des régions diffusées. En outre toute combinaison de concentration d'impureté peut être sélectionnée pour une jonction pn cultivée épitaxialement. En conséquence dans une diode épitaxiale à homo jonction pn, les concentrations de porteurs des régions respectives sont choisies pour maximiser l'efficacité de l'injection de porteurs minoritaires dans la région radiative. Par exemple dans une diode émettrice de lumière ayant une région radiative de type p, la concentration de porteurs de la région de type p est choisie suffisamment basse comparée a celle de la région de type n pour augmenter l'injection d'électrons dans la région de type p par rapport à l'injection de trcus dans la région de type n. Dans tous les cas la région radiative est prévue pour avoir une concentration d'impurete basse afin d'augmenter l'efficience pour 4 2475803 l'injection et l'efficience pour l'émission de lumière. La diode émettrice de lumière à hetero- jonction présente l'avantage de produire un effet de fenêtre tel que décrit ci-dessus et peut avoir une efficience externe plus élevée que la diode émettrice de lumière à homo-jonction. La diode à hetero-jonction peut présenter d'autes avantages par rapport à la diode émettrice de lumière à homo-jonction mais ces supériorités n'ont pas été pleinement exploitées. Un objectif de la présente invention est de créer une diode émettrice de lumière à hetero-jonction présentant une excellente efficience quantique externe. Un autre objectif de la présente invention est de créer une diode émettrice de lumière à hetero-jonction du type décrit ci-dessus, qui a des-concentrations optimales de porteurs dans les régions respectives de type p et de type n qui constituent la jonction p n. Un autre objectif de la présenté invention est de créer une diode émettrice de lumière à hetero-jonction du type décrit ci-dessus qui présente une-région radiative d'une épaisseur optimale. Dans une diode émettrice de lumière a hetero-jonction, la région de type p et la région de type n peuvent avoir des intervalles de pentes différents. Dans un tel cas, l'efficience de l'injection dans les régions respectives de type p et de type n est principalement déterminée par la différence dans les intervalles de bandes, et non plus par les concentrations de porteurs dans les régions respectives de type p et de type n. L'auteur de la présente invention a considéré que la région radiative doit avoir une concentration élevée d'impureté pour augmenter la concentration des centres de recombinaison rayonnants- Une concentration excessivement élevée d'impureté toutefois augmenterait les différents défauts du cristal telsque les lacunes et abaisseraient l'efficience de l'émission de lumière. En conséquence il doit exister des limites optimales de la concentration de porteurs pour la région rayon- nante. L'autre région, pour injecter des porteurs minoritaires dans la région rayonnante présente de préférence une concentra- tion élevée de porteurs pour abaisser la résistivité et pour injecter une quantité suffisante de porteurs minoritaires dans 2475803 la région radiative. Une concentration excessivement élevée d'impureté toutefois augmenterait les différents défauts du cristal et abaisserait l'efficience de l'émission de lumière. En consequence il doit également existez une gamme optimum de de concentration de porteurs pour la région injectrice. Dans les diodes émettrices de lumière GaAs et GaAlAs la région principalement radiative est de préférence une région de type p puisque les défauts du réseau ont plus de probalités de se former dans une région de type n que dans une région de type p. L'impureté de type p peut être du zinc (Zn), du germanium (Ge), etc... Parmi les différentes impuretés de type p, le zinc donne la meilleure efficience d'émission. Le zinc toutefois a une grande constante de diffusion et peut en conséquence diffuser à l'intérieur de la région de type n pendant la culture. Si la diffusion de zincdans la région de type n est intense, la partie de cette région de type n adjacente à la région de type p peut être inversée dans le type p et l'emplacement de la jonction p et n peut être modifié. Un tel déplacement de la jonction p n changerait la longueur d'onde de l'émission en une longueur donc plus courte et transformerait l'hetero-jonction p n en une homo-jonction p n. Ce facteur impose également une limite supérieure à la concentration de porteurs dans les régions de type p. En accord avec les résultats de l'expéri- mentation conduite par l'auteur de la présente invention, il a été trouvé que les efficiences d'émission externes les meil- leures sont obtenues lorsque la région de type p a une concen- tration p de porteurs se situant dans les limites de 4.5 x 107 limites de 2 x 1017, n Dans une diode émettrice de lumière la longueur de diffusion des porteurs minoritaires peut devenir grande. Une région radiative mince est insuffisante pour que la plupart des porteurs minoritaires s'y récombinent. De ce point de vue, la plus épaisse est la région radiative. la plus élevée est lefficience de l'émission. Toutefois il existe également une perte d'absorption interne et des conditions optimales pour réduire les défauts du réseau, etc..., qui peuvent imposer une limite supérieure pour l'épaisseur de la région radiative. En 6 2475803 conséquence les limites optimales pour l'épaisseur de la région radiative ont été étudier expérimentalement. En accord avec les résultats de ces expériences, l'efficience de l'émission croit lorsque l'épaisseur de la région radiative croît au moins jusqu'à 40fm. L'épaisseur de la région radiative est de préfé- rence égale ou supérieure à 10 tm pour augmenter l'efficience de l'émission et elle est de préférence inférieure à 40.m pour des considérations de procédés de fabrication et d'économies. D'autres objectifs d'autres particularités et avantages de la présente invention vont résulter de la description qui va suivre d'exemples de réalisation préférés représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels g - la figure 1A est une vue schématique en coupe partielle d'une diode émettrice de lumière à hetero-jonc- tion, - la figure lB est un diagramme d'écarts énergétiques de la diode émettrice de lumière selon la figure 1A, - les figures 2A et 2B sont respectivement des diagrammes de la concentration en porteurs et de l'écart énergétique dans une partie de la diode émettrice de lumière de la figure 1A, - les figures 3 et 4 sont des graphiques montrant la relation entre la brillante et la concentration en porteurs, - la figure 5 est un graphique montrant la relation entre la brillance et l'épaisseur de la couche radiative, - la figure 6A est une vue schématique en coupe partielle d'une diode émettrice de lumière modifiée par rapport à la figure 1A, - la figure 6B est un diagramme d'écarts énergétiques correspondant à la diode émettrice de lumière de la figure 6A. La figure 1A représente une diode émettrice de lumière GaAlAs à heterojonction. Sur un substrat GaAs de type p, 1, est développée épitaxialement une couche Ga xAlxAs de type p, 2. Une couche Ga1 _AiyAs de type n, 3, est développée épitaxialement sur cette couche 2 de type p pour constituer une hetero-jonction pn, 6. x et y sont choisis de façon à satisfaire à la condition x. y afin de réaliser un profil d'intervalles de bandes tels que celui représenté sur la figure lB si bien que la couche 3 de type n est transparente pour la lumière émise dans la ou1che 2 de type p. En effet la couche 3 de type n a un intervalle de bandes plus large que la couche 2 de type p et la lumière émise dans la couche 2 de type p peut être effecti- vement dérivée à travers la couche 3 de type n mais non pas à travers le substrat 1. La couche 2 detype p présente un certain coefficient d'absorption pour la lumière qui y est émise. Donc plus l'emplacement de l'émission de lumière sera proche de la jonction p n, plus faible sera l'absorption subie par la lumière ainsi emise, Dans -la structure représentée sur la figure 1A, les concentrations de porteurs de la couche 2 de type p et de la couche 3 de type n ont été modifiées de façon variée pour trouver une combinaison optimale des concentrations de porteurs dans ces couches respectives 2 et 3. Uin développement épitaxial à partir d'une solution a été utilisé pour former une hetero-jonction p n. Le développement 8pitaxial est avantageux pour constituer des couches respectives de propriétés électro- niques uniformes et de bonnes propriétés de cristal. Autour de la jonction p.n toutefois se produit une diffusion atomique mutuelle qui dans une certaine mesure a pour conséquence un gradient de concentration d'impureté. Les figures 2A et 2B montrent schématique- ment la distribution de la concentration d'impureté (figure 2A) et la distribution de l'intexrvalle de bande autour de la jonction pn 6 de la figure lAo Les abscisses représentent la distance dans la direction normale à la jonction pn et sont enregistrées sur la figure 2 A et la figure 2Bo Les ordonnées de la figure 2A représentent la différence ND-NA entre la concentration ND du donneur et la concentration NA de l'accepteuro La concentration du donneur dopë initialement dans la couche 3 de type n est MD0 tandis que la concentration de l'accepteur dopée initiale- ment dans la région 2 de type p est NA0O Pendant laicroissance épitaxiale, les impuretés de type p et de type n subissent une diffusion La distribution du donneur qui en résulte est représentée par une courbe en tirets it et la distribution de l'accepteur qui en résulte est representée par une courbe en 8 2475803 tirets 12. En conséquence la distribution résultante totale nette d'impuretés est celle représentée par la courbe 10. Les atomes constituant le semi-conducteur sont soumis à un taux de diffusion moindre. En conséquence la distribution qui en résulte de l'intervalle de bande est plus raide que la distribution d'impureté comme le montre la courbe 14 de la figure 2B. Lorsque l'accepteur (par exemple le zinc) diffuse dans la région 3 de type n à travers la jonction pn 6, la concentration de l'accepteur dans la partie de la région 2 de type p adjacente à la jonction pn décroît. En outre les donneurs diffusés dans la région 2 de type p constituent une compensation pour les accepteurs dans cette région. En consé- quence la magnitude des concentrations nettes d'impureté autour de la jonction pn décroitt mais le déplacement de la jonction pn ne se produit que de façon relativement difficile. Toutefois si la concentration en zinc dans la région 2 de type p choisie trop élevée par comparaison avec la concentration du donneur dans la région 3 de type n, la jonction pn peut être déplacée à l'intérieur de la région 3 initialement de type n qui a un intervalle de bandes plus large. Ceci conduit à l'émission d'une lumière donc plus courte et également à une décroissance de l'efficience de l'émission dûe à un accroissement de la densité d'électrons au bord de la bande de conduction indirecte. Les expériences sont conduites dans des limites telles que le déplacement mentionné ci-dessus de la jonction pn ne se produit pas ou bien est tout-à-fait négligeable. La croissance épitaxiale est effectuée par le procédé de diffé- rence de température proposé dans le brevet japonais nO 857545 qui correspond à la demande de brevet US nO 871113. La croissance épitaxiale par refroidissement graduel de la solution est accompagnée par des variations dans la composition, dans la concentration d'impureté et dans le taux de non-stoechiometrie. En conséquence les distributions d'impureté et d'intervalle de bande ne peuvent pas être si plates que le montre les figures 2A et 2B et également les défauts dans les zones ne peuvent pas être réduits de façon particulièrement bonne. Donc la relation entre la brillance et les concentrations d'impureté dans les régions respectives ne peut pas 8tre observée clairement. Par ailleurs, en accord avec le procédé de différence de température, une partie d'alimentation à haute température et une partie de 9 2475803 croissance à basse température sont maintenues à des tempéra- tures respectives constantes. Le matériau brut se dissous dans la partie alimentation, diffuse à travers la solution et croit dans la partie croissance. En conséquence la croissante épitaxiale est effectuée à une température de croissance cons- tante à partir d'une solution de composition constante. De cette façon une couche épitaxiale de propriétés uniformes peut être obtenues En utilisant plusieurs creusets de solutions et un substrat portant un curseur, des croissances épitaxiales multiples successives peuvent être effectuées. A l'exception de la limite pn o la diffusion atomique de la phase solide modifie la concentration d'impureté et la composition comme le montre la figure 2A et la figure 2B, les variations dans la composition respectives de la couche 2 Ga1x Ai As et de la x couche 3 Gal AlyAs, c'està-dire x et Ay, peuvent 4tre facilement réduites de façon à ne pas être supérieures à 0,01 et peuvent ramenées au-dessous de 0,002 même si la couche épitaxiale a une épaisseur non inférieure à 10)m. A titre de comparaison la composition x de A1 dans la couche GaI Al As développée par le procédé de refroidissement graduel a tendance à diminuer x lorsque s'accroit la durée de la croissance, et cette tendance est habituellement accompagnée par une variation x de l'ordre de b x - 0.02 pour 10 m d'épaisseur. Les résultats expérimentaux sont représentés sur les figures 3 et 4 dans lesquelles les abscisses représentent les concentrations p et n en porteurs dans la couche de type p (figure 3) et dans la couche de type n (figure 4), tandis que les ordonnées représentent la brillance en millicandelas. On peut voir que la brillance est élevée c'est-à-dire que l'efficience d'émission est élevée dans les limites de 4.5 x 1017cm-3 2475803 Les limites de concentration de porteurs suivantes 8.0 x 10lcm-3 p 2.0 x 1018cm3 4.0 x 1017cm3 A n -:8.0 x 1017cm 3 sont en outre préférables. Il est par ailleurs préférable que la concentration d'accepteurs p soit choisie plus grande que la concentration de donneurs n, p > n, pour diminuer la den- sité de défauts dans la région de type n. Il est à souligner ici que les concentrations p et n de porteurs mentionnées ci- dessus correspondent aux concentrations d'accepteurs et de donneurs NA0 et NDO expliquées en relation avec la figure 2A. La composition x de la couche 2 Ga xAlxAs de type p était choisie dans les limites de 0.30 x z_0.37 1.5 puisque la composition y de la couche 3 Ga1lyAlyAs de type n était choisie dans les limites de 0.40 c y 0.70. Lorsque la composition d'aluminium dépasse le niveau d'environ 0,40, la transition indirecte vient dominante et abaisse l'efficience de l'émission. Néanmoins lorsque la composition de l'aluminium est audessous de 0,30 la longueur d'ondes de l'émission se décale vers une région de basse sensibilité visuelle. La composition peut être déterminée par la microanalyse aux rayons X, mais la valeur obtenue peut varier en fonction du procédé de calibration utilisé. La composition peut être déterminée de façon plus précise en mesurant la longueur d'ondes de pointe de l'émission. La relation entre l'énergie photonique hd et la composition x dans la région de transition directe de Ga1 xAlxAs peut 8tre représentée par: hi (eV) = 1.371 + 1.429x L'énergie photonique h' et la longueur d'ondes d'émission 7(A) sont liées par l'équation 1= 12400/h-) (A). Entre les limites étroites 6550A;e)k,6900A la relation entre la longueur d'ondes d'émission et là composi- tion peut être représentée approximativement par: 7(A) = 8468 - 5260x. La dispersion de la longueur d'onde de pointe observée dans le spectre d'émission était inférieure à + 5A (+ 0.0015eV) autour de 6650Ao Cette valeur correspond à il 2475803 une varx-iat-in de icmposition de moins de 0,002. La concentration en porteurs peut.tre mesurée par exemple en formant des contacts de Schottky sur une surface pliée en angle. On va maintenant décrire l'effet de l'épais- seur de la xégion radia.tx-e. Si la régior rayonnante ne présente pas d'absorption po-ur la lumiere émise, l'épaisseur de cette région radiative est de préférence beaucoup plus grande que la longueur de diffusion L = D. yne couche épitaxiale développée par le procédé de refroidissement graduel a une durée de vie i des porteurs minoritaires de l'ordre de 3 ns zu moins et une constante -9 de diffusion D de l'ordre de 100 cri-/s oU m0oDS grâce à quoi la longueur de diffusion était estimée 9tre de l'ordre de 5 m. Pour provoquer la recombinalson de la majorité des porteurs mino- ritaires injectés dans la régio! rayonnante cette région radia- tive devrait avoir une épaisseur beaucoup plus grande que la longueur de diffusion. Cependant la lumière qui est émise à l'interieur de la région radiative subie une absorption interne et la croissance d'une couche tres épaisse est difficile par le procédé de refroldissement graduel et rend la diode émettrice de lumière coteuse. Habituellement l'ipai3seur de la région rayon- nantea été choisie de l'ordre de 1 à 2 yvm. eelonr le procédé de diffé'rence de tempéra- ture des couches épitaxiales avec de bonnes propriétés de cristal peuvent Ctre obtenues. Par exemple la durée de vie des- porteurs minoritaires peu+ t tre de l'ordre de t0 ns et la constante de diffusion peut etrs de l'ordre de 300 cm2/s. L'auteur de la présente inventicn a étudié expérimentalement la dépendance entre l'efficience d'eémission et l'épaisseur de la région rayon- -0 nante de type p développée par le piocédé de difference de tempé- rature, Les résultats expérimentaux sur les diodes éméttrices de lumière ayant une lorngueur d'ondes d'émission de o pointe de 66C50A snt repr-sentés sur la figure 3. Les diodes emettrices de!%îmmere ayaY- une longueur d'ondes d'émission d'en- viron 6550 à 6900 A montraêen egalement une tendance similaire comme le montre la figure 5. La figue m re montre qu'au moins jusqu'à environ 40,sm une efficienc d'émission plus élevée est obtenue - partir do:r na:. sst pluas grande ie la rdgion rayonnante. Il 12 2475803 y a lieu de souligner que la région ayonnan- est développée par le procédé de différence de température et présente des propriétés très uniformes dans toute son épaisseur. Lorsque l'épaisseur est inférieure à m l'efficience d'émission décroït rapidement. Entre environ 5 Am et environ 17 m l'efficience d'émission s'accroit avec tl'épais- seur mais montre une tendance à la saturation. On observe une sorte de noeud aux environs de 17lm. Au-dessus de 17 m l'efficieme d'émission augmente à nouveau. Au-dessus d'environ 30 m on observe à nouveau un certain degré de la tendance la saturation. En conséquence il est souhaitable de choisir pour l'épaisseur de la région radiative au moins environ 5m, de préférence plus de 10 om, et en outre de préférence plus de 17km. Les épaisseurs supérieures à 40>,%m, au moins dans l'état présent de la technique de fabrication, ne sont pas faciles à réaliser et ne sont pas économiques. Aux conditions optimales dépaisseurs, de concentrations d'impuretés et de compositions, les diodes émettrices de lumière GaAlAs moulées avec de la résine epoxy ont été notées comme présentant une efficience d'émission externe d'environ 4 % (efficience d'émission interne d'environ 27 %). La diminution rapide de l'efficience d'émission au-dessous d'une épaisseur d'environ 5 P m peut être envisagée comme suit. Bien que le réseau de Gai xAlxAs s'adapte bien avec celui de GaAs par comparaison avec d'autres hetero- jonction tels que GaAs-GaAs lxP x, le substrat GaAs a habituel- lement une pureté moins bonne et une densité de défaut plus élevée que la couche épitaxiale Ga Al xAs. Donc de tels défauts de réseaux et les apports d'impuretés peuvent être transférés et produire des effets dans la couche épitaxiale au-delà de l'hetero-jonction dans une certaine mesure. Des couches épitaxiales excessivement minces peuvent 8tre davantage influencées par les défauts et/ou les impuretés dans le substrat, ce dont il résulte une efficience d'émission moins bonne. La limite supérieure de l'épaisseur pratique de la couche étaxiale est déterminée par les techniques de fabrication et le coût. Une modification de la structure de la diode émettrice de lumière et qui permet d'obtenir une efficience 13 2475803 élevée d'émission par un procédé simple va maintenant être décrite. Lorsque une couche 2 Ga xAl xAs de type p est d4ve!oppEe sur un substrat GaAs, 1, de type p+ qui a une concentration d'accepteur beaucoup plus élevée que celle de la couche épitaxiale 2, les atomes accteurs dans le substrat 1 diffusent dans la couche épitaxiale Ga1_x AlxAs de type p + pour former une fine couche 8 Ga Al As de type p comme le 1-x x montre la figure 6A. La couche GaI Al As 8 de type p+ a un potentiel plus élevé que la couche 2 Ga 1xAlxAs de type p pour les électrons comme le montre la figure 6B. La différence de potentiel représentée par q sur la figure 6B sert à réfléchir des électrons injectés à partir de la couche Ga _yAlyAs, 3, de type n à travers la jonction pn 6. Les électrons réfléchis peuvent avoir la possibilité de recombinaison radiative dans la couche Galx Ai As, 2, de type p. La couche Ga xAlxAs, 8, de type p+ peut gtre form4e bien entendu par croissance épitaxiale mais il est de beauczup préférable qu'elle soit formée en utilisant la diffusion à partir du substrat sans accroître le nombre des opérations de fabrication comme celà a été décrit ci-dessus. Pour provoquer une telle diffusion, le substrat doit être dope avec un accepteur ayant une grande constante de diffusion. Donc il est préférable d'utiliser un substrat de type p+ dope au zinc. La barrière de potentiel formée par la différence dans la concentration des porteurs n'est pas très élevée. Donc il est souhaitable que l'épaisseur de la couche Ga Ai As, 8, de type p+ ne soit pas beaucoup plus petite 1-x x que la longueur de diffusion à l'intérieur de cette couche. La hauteur de la barrière de potentiel est déterminée par la concentration d'accepteurs p de la couche Ga xAl xAs, 8, hautement dopée et par la concentration d'accepteurs p de la couche Ga xAlxAs, 2, développée épitaxia- lement selon la relation: 3 = KT ln(p+ /p). Environ une moitié des électrons évite la diffusion lorsque p+ 2.7p......... (1). et la plupart des électrons évite la diffusion lorsque p 7.5p.........(2) 1 4 2475803 en accord avec la distribution de Maxwell'Boltzmano Si l'impureté du substrat GaAs, 1, de type p est le zinc, la concentration d'impureté dans la partie de la couche Ga1 AI As, 2, adjacente au substrat 1 est très voisine de celle du substrat 1. Par exemple lorsque le substrat GaAs, 1, de type p a une concentration d'impureté zinc infé- rieure à 1 x 1019cm -3, et lorsque une couche Ga1 Al As, 2, de 1-X X 8 3 type p ayant une concentration d'accepteurs d'environ 1 x 1018cm est développée sur ce substrat, une couche Ga Al As, 8, de --X type p+ satisfaisant à la condition (2) peut être produite. Il y a lieu de noter que cet effet apparaît seulement lorsque la couche épitaxiale a une composition uniforme puisque une barrière de potentiel d'environ 46 meV correspond à une différence de composition à x d'environ 0,03. Bien que la description ait portée sur un nombre limité d'exemples de réalisation, le cadre de la présente invention n'est pas limité à ces réalisations. Par exemple une petite quantité de phosphore (P) peut 9tre ajoutée à la région de type p et/ou à la région de type n pour améliorer encore l'adap- tation des réseaux sans entraîner de modifications substantielles des autres propriétés physiques. Une meilleure adaptation des réseaux réduira les défauts de réseaux telles que des disloca- tions inadaptées à l'hetero-jonction et améliore l'efficience d'émission. D'autres modifications et combinaisons des exemples de réalisation décrits sont évidentes pour les spécialistes. 1 5 2475803 REVENDICATIONS 1.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonctiorn, diode émettrice de lumière caractérisée en ce qu'elle comporte une hetero-jonction pn de semi-conducteurs compound du groupe 1-11-V principalement composée de Ga ou de Ga et de Al comme éléments du groupe IIi et de As comme élément du groupe V cette diode émettrice de lumière comportant: = une région de semi-conducteur de type p ayant une concentra- tion de porteurs p dans les limites suivantes 4. x 10 cm-'3 p 2.5 x 1018cm3 - une région de semi=conducteur de type n ayant un intervalle de bande plus large que celui de la région de type p et une concentration de porteurs n se situant dans les limites suivantes g 18 3 2 x 101 cm3 n 1 x 10 cm et constituant l'hetero-jonction pn avec la région de type p. 2.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la concentration p en porteurs de la région de type p est princi- palement déterminée par un dopage d'impureté, constituée par du zinc, effectué dans cette région. 3.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon l'une quielonque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les concentrations en porteurs satisfont à la condition p > n. 4.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un substrat GaAs de type p ayant une concentration en porteurs supérieure à celle de la région de type p, la région de type p étant disposée sur ce substrat et ayant une composi- tion s'exprimant essentiellement par a a1 Alx As, la région de type n étant disposée sur cette région de type p ayant une composition s'exprimant essentiellement par Ga yAlyAs, o x (y. o Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon la revendication 4, caractérisée en ce que x satisfait la condition g 03 16 2475803 6.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon la revendication 1i caractérisée en ce que la région de p a une épaisseur au moins de l'ordre de 5. 7.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon la revendication 19 caractérisée en ce que la région de type p a une épaisseur au moins de l'ordre de 10 "m. 8.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisée en ce que la région de type p a une épaisseur au moins de l'ordre de 17 m. 9.- Diode émettrice de lumièere a hetero- jonction selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une autre région de type p ayant essentiellement la même composition que la première région de type p et une concen- tration en porteurs p+ et qui est disposée entre le substrat et la première région de type p, la concentration en porteurs + p satisfaisant à la condition s + p > 2.7p. 10.- Diode émettrice de lumière à hetero- jonction selon l'une quelcoripe des revendications 1 et 9, caractérisée en ce que la variation A x de x à travers la première région de p satisfait à la condition g 4 x 4 0.01.