Brevet FR2693047A1 — publié le 19931231

La présente invention concerne un procédé de fabri- cation de lasers à semi-conducteur ainsi que leur struc- ture Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication de laser à semi-conducteur dans lequel le substrat utilisé a des motifs. Il faut que les lasers à semi-conducteur actuels aient des propriétés donnant un plus faible courant de seuil d'oscillation, un meilleur rendement et une meilleure puissance de sortie Les lasers à semi- conducteur à base d'un matériau semi-conducteur constitué d'un composé tel que ceux du groupe Ga In P ou Al Ga In P peuvent émettre de la lumière visible par effet laser à une longueur d'onde de 0,6 pm et ils sont utiles comme sources lumineuses dans les terminaux de point de vente, les appareils à disque optique et les imprimantes lasers. On connaît déjà, comme laser à semi-conducteur du type décrit précédemment, un laser à semi-conducteur ayant une hétérostructure double de Al Ga In P-Ga In P-Al Ga In P. Un exemple de laser à semi-conducteur de la tech- nique antérieure du type à hétérostructure double de Al Ga In P-Ga In PAl Ga In P est décrit dans la demande publiée et non examinée de brevet japonais Tokkai-Sh O 62-200 786 La figure 1 est une coupe de ce type Une hétérostructure double comprenant une couche inférieure 22 de revêtement de Al Ga In P de type n, une couche active 23 de Ga In P et une couche supérieure 24 de revêtement formée de Al Ga In P de type p, comprenant une partie à bande mesa 24 a, est formée dans cet ordre sur un substrat 21 de Ga As de type n Des couches 26 d'arrêt de courant formées de Ga As de type n sont formées sur la couche supérieure 24 de revêtement afin que la bande mesa 24 a soit placée à l'intérieur, et une couche de contact 25 formée de Ga In P de type p et une couche 27 de contact formée de Ga As de type p sont formées sur la bande mesa 24 a, et une couche 28 de contact de Ga As de type p recouvre toute la structure sous-jacente. Dans la structure précédente, la bande mesa 24 a de Al Ga In P de type p a une fonction de guidage de la lumière obtenue par effet laser, mais les couches 26 d'arrêt de courant placées des deux côtés constituent un guide à pertes Le laser à semi-conducteur de ce type présente donc un inconvénient car on ne peut pas s'attendre à obtenir un rendement élevé et une puissance élevée de sortie. On connaît aussi, comme autre type de lasers à semi- conducteur de la technique antérieure, un type à hétéro- structure interne dans lequel une hétérostructure double de Al Ga In P- Ga Inp-Al Ga Inp est formée par attaque jusqu'à la formation d'une arête en forme de bande, et les parties retirées des deux côtés de l'arête en forme de bande sont enterrées par des couches d'arrêt de courant Cependant, ce type présente aussi des difficultés au cours des étapes de fabrication. La demande de brevet japonais Tokugan-Hei n' 3-92 341, correspondant à la demande de brevet européen n' 91303783 4, a proposé une structure de laser à semi- conducteur du type à substrat ayant des motifs, représentée sur la figure 2, pour la solution des problèmes précités. Dans ce document, l'hétérostructure double de Al Ga In P- Ga In P-Al Ga In P est formée sur le substrat à motifs qui possède une bande mesa 31 a d'un substrat 31 de Ga As de type p et des couches 32 d'arrêt de courant de Ga As de type n. Une couche 33 de réduction de crêtes de Al Ga In P de type p, une couche inférieure 34 de revêtement formée de Al Ga In P de type p, une couche active 35 de Ga In P, une couche supé- rieure 36 de revêtement de Al Ga In P de type N et une couche 37 de contact de Ga As de type N sont formées dans cet ordre sur le substrat ayant les motifs Chacune de ces couches empilées formant une hétérostructure a une inclinaison descendante des deux côtés de la bande mesa 31 a, avec formation d'une inclinaison progressive qui se prolonge jusqu'à une couche relativement plate La structure ne comporte pas de structure de guidage à pertes, et la maîtrise du mode transversal actif pour l'effet laser est obtenue grâce à la configuration courbée de l'hétéro- structure. La demande publiée et non examinée de brevet japo- nais Tokkai-Hei N O 4-133 315 décrit, en référence à la structure de laser du type à substrat à motifs, un procédé destiné à améliorer la configuration du substrat à motifs ayant le substrat 31 de Ga As avec la bande mesa 31 a et les couches 32 d'arrêt de courant sur le substrat 31 comme représenté sur la figure 2 Une couche de Si O 2 est d'abord déposée sur un substrat original plat de Ga As, et des motifs sont formés dans la couche de Si O 2 en forme de bande, puis le substrat est soumis à une opération d'at- taque de type humide, par exemple par une solution d'un mélange de H 2504, H 202 et H 20 Les couches 32 d'arrêt de courant de Ga As de type N sont alors déposées par un procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organométal- liques (MOVPE). Les lasers à semi-conducteur du type à substrat à motifs peuvent donner un rendement élevé et une puissance élevée, mais la fonction de confinement du courant n'est pas satisfaisante car le courant vertical actif pour l'effet laser formé dans les couches empilées peut s'étaler vers l'extérieur en direction transversale En outre, l'hétérostructure placée au-dessus de la bande mesa 31 a (partie active pour l'effet laser) n'est pas formée de couches plates de manière idéale, mais comporte une petite ondulation qui provoque une division du mode actif trans- versal si bien que le diagramme en champ lointain de la lumière obtenue par l'effet laser est détérioré. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication et une structure de laser à semi-conducteur du type à substrat à motifs, selon lesquels une caractéris- tique de confinement du courant est maîtrisée et la région active pour l'effet laser est stable. L'invention a aussi pour objet la réalisation d'un laser à semiconducteur du type à substrat à motifs ayant un faible courant de seuil, un rendement élevé et une puissance élevée de sortie. La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un laser à semi-conducteur du type à substrat à motifs, dans lequel une couche de revêtement formée par croissance sur le substrat à motifs a un rapport prédéterminé d'épaisseurs, ce rapport étant défini pour une épaisseur de la partie inclinée et une épaisseur de la partie plane de la couche formée par croissance. Les objets précités sont atteints par mise à dispo- sition d'un procédé de fabrication selon la présente invention qui peut s'appliquer à deux espèces de lasers à semi-conducteur du type à substrat à motifs, une première espèce ayant une région active pour l'effet laser formée sur une partie plane du substrat à motifs et une seconde espèce ayant une région active pour l'effet laser sur une partie inclinée du substrat à motifs, et le procédé possède les caractéristiques suivantes. Un premier procédé de l'invention s'applique à la première espèce de lasers à semi-conducteur; ce procédé comprend une étape de croissance de couches d'arrêt de courant sur une partie plane d'un substrat et sur les deux faces latérales d'une bande mesa formée sur le substrat, si bien qu'un substrat à motifs est formé, le substrat à motifs ayant des couches d'arrêt de courant qui ont une surface d'inclinaison progressive sans creux et permettant l'obtention d'une structure plane de l'hétérostructure sur la bande mesa, sans ondulation. Un autre procédé selon l'invention s'applique aussi à la première espèce de lasers à semi-conducteur; ce procédé comprend une étape de croissance des couches inférieure et/ou supérieure de revêtement, le rapport d'épaisseurs A/B qui peut être obtenu pour la couche de revêtement ayant une valeur prédéterminée qui est par exemple comprise entre 1 et 2, A désignant l'épaisseur dans la partie inclinée et B l'épaisseur dans la partie plane de la couche formée par croissance. Un autre procédé selon l'invention s'applique à une seconde espèce de lasers à semi-conducteur du type à q substrat à motifs, une partie inclinée d'une couche active émettant de la lumière par effet laser De la même manière que pour la première espèce, le rapport d'épaisseurs de la partie inclinée à la partie plane d'une couche de revête- ment proche de la couche active est réglé à une valeur prédéterminée, si bien que la partie active pour l'effet laser placée dans la couche active est réglée sans fluctuation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'un laser à semi-conduc- teur ayant une hétérostructure de Al Ga In P-Ga In P-Al Ga In P de la technique antérieure, la figure 2 est une coupe d'un autre laser à semi- conducteur du type à substrat à motifs comprenant une hétérostructure de Al Ga In P-Ga In P-Al Ga In P permettant la description du procédé de fabrication de la technique antérieure et des problèmes qu'il pose, les figures 3 (a)-3 (d) à 8 (a)- 8 (c) concernent une première espèce de lasers à semi-conducteur du type à substrat à motifs selon la présente invention, et étant telles que: les figures 3 (a) à 3 (d) représentent une coupe d'étapes successives de fabrication d'un laser à semi- conducteur selon la présente invention et permettent la description du principe mis en oeuvre par le procédé de fabrication de la présente invention, les figures 4 (a) et 4 (b) représentent une coupe du substrat à motifs seul, les couches d'arrêt de courant de la figure 4 (a) ayant un creux en surface mais les couches d'arrêt de courant de la figure 4 (b) étant formées selon l'invention avec une surface d'inclinaison douce et plus réduite, les figures 5 (a) et 5 (b) représentent une coupe d'une hétérostructure formée par croissance sur le substrat à motifs, l'ondulation étant ainsi formée dans l'hétéro- structure de la figure 5 (a) alors qu'aucune ondulation n'est observée sur la figure 5 (b), les figures 6 (a) et 6 (b) représentent une coupe d'une partie agrandie active pour l'effet laser dans l'hétérostructure, la figure 6 (a) représentant schématique- ment les modes lasers transversaux séparés qui peuvent apparaître, mais la figure 6 (b) représentant la création d'un seul mode transversal, les figures 7 (a) et 7 (b) représentent des résultats mesurés pour le rapport A/B, la figure 7 (a) étant obtenue par changement des températures de croissance avec un rapport constant des éléments des groupes V/III égal à 100, et la figure 7 (b) étant obtenue par changement du rapport des éléments des groupes V/VIII pour une température constante de croissance de 720 OC, et les figures 8 (a) à 8 (c) représentent des coupes dans différentes étapes de fabrication d'un laser à semi-conduc- teur dans un mode de réalisation de la présente invention, et les figures 9 à 13 sont relatives à la seconde espèce de lasers à semi- conducteur du type à substrat à motifs selon l'invention et étant telles que: la figure 9 représente une coupe schématique d'un laser à semi- conducteur du type à substrat à motifs de la seconde espèce, la figure 10 (a) et 10 (b) représentent une coupe d'une couche supérieure de revêtement, d'une couche active et d'un substrat à motifs, les rapports d'épaisseurs des couches de revêtement étant différents sur les figures (a) et 10 (b) si bien que les modes d'injection de courant sont changés, la figure 11 représente une analyse géométrique permettant la détermination du rapport d'épaisseurs de la couche supérieure de revêtement, la figure 12 représente les résultats mesurés du rapport d'épaisseurs R obtenu par changement de la température du substrat pendant la croissance, le rapport des éléments des groupes V/III étant maintenu à 180 et à 330, et la figure 13 est une coupe d'un laser à semi-conduc- teur du second mode de réalisation de la présente invention. On décrit d'abord le principe mis en oeuvre dans le procédé de fabrication selon l'invention, dans le cas d'un laser à semi-conducteur du type à substrat à motifs de la première espèce Les figures 3 (a) à 8 (c) concernent la première espèce. Le laser à substrat à motifs selon la présente invention nécessite un substrat 1 muni d'une bande mesa la, tel que représenté sur la figure 3 (a) Un tel substrat est obtenu par utilisation d'un substrat original plat de Ga As ayant une surface ( 100), et par dépôt d'une couche de Si O 2 sur la surface ( 100) du substrat par pulvérisation La couche de Si O 2 est soumise sélectivement à une réalisation de motif par photolithographie qui laisse un motif 2 sous forme d'une bande dans la couche de Si O 2 si bien qu'un motif sous forme d'une bande est réalisé dans la direction du substrat de Ga As ( 100). On sait que la surface et la direction d'un cristal, bien qu'elles soient exprimées par des indices différents, désignent les surfaces et directions cristallographiques équivalentes, si bien que toutes les surfaces et directions équivalentes sont exprimées par une direction et un indice représentatifs de la surface dans la description de ce mode de réalisation. Le substrat est ensuite soumis à une opération d'attaque de type humide par utilisation de la couche 2 de Si O 2 en forme de bande comme masque, avec formation d'une bande mesa la ayant une hauteur d'environ 1, 8 pm sur le substrat, comme indiqué sur la figure 3 (b) Une surface ( 111)B apparaît alors des deux côtés de la bande mesa la. Dans l'étape précédente, la largeur 2 a du masque 2 de Si O 2 est sélectionnée afin qu'elle soit inférieure à la largeur lc à la partie inférieure de la bande mesa la, et le masque 2 dépasse de préférence vers l'extérieur au-delà de la largeur de la partie supérieure de la bande mesa. Cette longueur de dépassement vers l'extérieur est sélec- tionnée afin qu'elle soit d'environ 0,2 pim. Comme l'indique la figure 3 (c), une couche d'arrêt de courant est formée par croissance sur les surfaces de niveau du substrat 1 et sur les deux surfaces latérales de la bande mesa la par le procédé MOVPE, à l'aide du masque 2 Les gaz sources utilisés sont le triméthyl-gallium (CH 3)3 Ga (appelé dans la suite sous forme abrégée TMG) et un gaz supplémentaire de dopage, par exemple Se H 2, est introduit lorsqu'une croissance de Ga As de type négatif est nécessaire. Après la formation de cette manière du substrat à motifs comprenant le substrat 1 ayant la bande mesa la et les couches 3 d'arrêt de courant, la couche 2 de masque de Si O 2 est supprimée par attaque de type humide avec de l'acide fluorhydrique HF, et la structure de la figure 3 (c) est obtenue. Sur la figure 3 (d), une couche tampon 4 de Ga As, une couche inférieure 6 de revêtement de Al Ga In P, une couche active 8 de Ga In P et une couche supérieure 10 de revêtement de Al Ga In P et une couche 12 de contact de Ga As sont formées par croissance sur le substrat à motifs Cinq couches seulement sont représentées sur la figure 3 (d) pour la simplification de la description Les types de polarités de ces couches sont tels que le substrat 1, la couche tampon 4 et la couche inférieure 6 de revêtement sont du type d'une première polarité et la couche supérieure 10 de revêtement, la couche 12 de contact et la couche 3 d'arrêt de courant sont du type d'une seconde polarité opposée à la première polarité La structure et la composition détaillées sont décrites dans la suite dans le cas d'un mode de réalisation effectif. On sait de manière générale que le triméthyl-gallium TMG et le triéthylgallium (C 2 H 5)3 Ga (appelé dans la suite sous forme abrégée TEG) constituent un gaz source pour la croissance d'une couche semiconductrice d'un composé du gallium mais, lorsqu'on utilise le TEG pour la croissance des couches 3 d'arrêt de courant, un creux 40 tel qu'indi- qué sur la figure 4 (a) se forme à la surface 3 a de la couche 3 d'arrêt de courant de Ga As formée par croissance. La surface de croissance 3 a s'incline progressivement depuis la partie supérieure de la bande mesa, la surface inclinée étant proche d'une surface ( 311)B et se prolon- geant jusqu'à une surface relativement plate avec formation ainsi d'un creux 40 en position intermédiaire Le creux ainsi formé constitue la cause principale de la division du mode transversal actif pour l'effet laser et détériore le diagramme en champ lointain de la lumière laser lorsque l'hétérostructure est ensuite formée par-dessus. Lorsque l'hétérostructure est formée par croissance sur le substrat à motifs de la figure 4 (a), une ondulation 42 due au creux 40 est observée dans l'hétérostructure comme représenté sur la figure 5 (a) Lorsque la structure laser de ce type est utilisée dans une application, une division des modes transversaux apparaît La figure 6 (a) est une coupe partielle de l'hétérostructure formée seule- ment de la couche inférieure 6 de revêtement, de la couche active 8 et de la couche supérieure 10 de revêtement La figure 6 (a) indique schématiquement que le mode transversal de la lumière 10 active pour l'effet laser est divisé en trois diagrammes. Selon l'invention, le gaz TMG est utilisé intention- nellement pour la croissance de la couche 3 d'arrêt de courant de Ga As Sur la figure 4 (b), la pente de la surface 3 a de croissance devient plus modérée, et la surface est une surface légèrement courbe, l'inclinaison étant proche de celle d'une surface ( 411)B du substrat 1 ayant la surface ( 100) Comme un creux net disparaît de la surface, l'hétérostructure formée sur le substrat à motifs ainsi réalisé comprend des couches plates sur la bande mesa, sans ondulation La figure 5 (b) représente schématiquement l'hétérostructure ainsi réalisée, et le mode transversal de la lumière active est représenté sur la figure 6 (b) sur laquelle un seul mode apparaît. On a constaté selon l'invention que, pour obtenir de meilleures caractéristiques dans les lasers à semi-conduc- teur du type à substrat à motifs, un facteur important était la sélection du rapport des épaisseurs d'une couche semi-conductrice particulière afin qu'il ait une valeur optimale, le rapport étant défini comme étant le rapport des épaisseurs de la partie inclinée et de la partie plane de cette couche semi-conductrice. D'abord, la couche tampon 4 de la figure 3 (b) qui est directement déposée sur le substrat à motifs doit avoir une résistance électrique suffisamment élevée sur la couche 4 d'arrêt de courant, mais une faible résistance électrique sur la bande mesa Comme une couche appauvrie en porteurs est formée à une interface de la couche tampon 4 et de la couche 3 d'arrêt de courant, il est souhaitable que la couche tampon formée sur la couche 3 d'arrêt de courant forme une couche de résistance élevée par appauvrissement en porteurs, mais que la couche tampon 4 n'ait pas une résistance trop élevée sur la bande mesa A titre de compromis, on a déterminé selon l'invention qu'une concen- tration d'impuretés de 1 1017 cm 3 et une épaisseur de 50 nm sur la bande mesa étaient préférables pour la couche tampon 4 Un rapport d'épaisseurs C/D de la couche tampon 4 représentée sur la figure 3 (d) est sélectionné afin qu'il soit inférieur à 1, C désignant l'épaisseur de la partie inclinée de la couche tampon 4 et D son épaisseur au-dessus de la bande mesa Le rapport C/D inférieur à 1 indique que la couche tampon sur la bande mesa a l'épaisseur nécessaire et que l'épaisseur sur la couche 3 d'arrêt de courant diminue de préférence autant que possible. Ensuite, un rapport d'épaisseurs A/B est défini pour la couche inférieure 6 de revêtement, la couche supérieure de revêtement et la couche 12 de contact, A désignant l'épaisseur de la partie inclinée de chaque couche et B son il épaisseur au-dessus de la bande mesa, de la même manière que pour le rapport C/D Il est souhaitable que les couches formées par croissance aient une valeur convenable du rapport A/B Ce symbole A/B est utilisé pour la croissance des couches 6, 10 de revêtement de Al Ga In P et pour la couche 12 de contact de Ga As. Les expériences selon l'invention ont montré qu'il était préférable que les rapports A/B des couches infé- rieure et supérieure 6, 10 de revêtement soient sélec- tionnés dans la plage comprise entre 1 et 2 Cette pro- priété augmente la résistance électrique dans la direction de l'épaisseur dans les parties inclinées de chaque couche et empêche ainsi l'augmentation de la résistance électrique au-dessus de la bande mesa En conséquence, la circulation du courant du laser se concentre dans la partie active, au- dessus de la bande mesa. Lors de la croissance d'une hétérostructure de Al Ga In P-Ga In P-Al Ga In P sur le substrat à motifs, le rapport A/B des couches formées par croissance varie avec le rapport a des gaz sources (éléments des groupes V/III: rapport des débits du gaz source du groupe V à la somme des gaz sources du groupe III) et la température Tg du substrat pendant la croissance Un exemple de résultats mesurés est indiqué sur les figures 7 (a) et 7 (b) La figure 7 (a) représente les résultats mesurés donnant la relation entre A/B et la température de croissance, a ayant une valeur fixée à 100 La figure 7 (b) représente les résultats mesurés pour la relation entre A/B et a, la température de croissance étant fixée à 720 'C Ces résultats ont été obtenus dans des conditions constantes Pg = 50 torr, E = 800 pm/mole et Ft = 8 l/min (dans les conditions normales), Pg étant la pression du gaz dans la chambre de croissance, E un rendement de croissance (épaisseur de la couche formée par croissance par unité molaire de gaz source du groupe III transmis), et Ft désignant le débit total de gaz Une phosphine gazeuse est utilisée comme gaz source du groupe V, et du TEG, du triméthyl-indium (désigné en abrégé dans la suite par TMI) et du triméthyl-aluminium (désigné en abrégé dans la suite par TMA) sont utilisés comme gaz sources du groupe III. On obtient, avec les résultats mesurés, la relation suivante: A/B = 0, 0039 a 0,035 Tg + 26,05 ( 1) Tg désignant la température de croissance en O C. Pour que la condition 1 l'équation précédente ( 2) doit être modifiée par introduc- tion de la valeur a suivante dans l'équation ( 2) a = 128 a' Pg/(E Ft) ( 3) a' désignant le rapport des éléments des groupes V/III qui est nécessaire dans l'appareil de croissance dans les conditions modifiées de croissance. Les relations précédentes sont obtenues pour la croissance de couches semi-conductrices de Al Ga In P et Ga In P lorsqu'une phosphine (PH 3) est utilisée comme gaz source du groupe V Dans le cas de croissance d'une couche de Ga As, dans laquelle de l'arsine (As H 3) est nécessaire comme gaz source, la relation précédente ne peut pas s'appliquer. Lors de la croissance d'une couche semi-conductrice de Ga As, le rapport C/D de la couche tampon 4 et le rapport A/B de la couche 12 de contact dépendent plus de la nature du gaz source du groupe III que du rapport V/III Lors de la croissance de la couche tampon 4 de Ga As, le rapport C/D inférieur à 1 est préférable comme décrit précédemment. Cette condition peut être obtenue par utilisation de TEG gazeux comme gaz source du groupe III Lors de la crois- sance de la couche 12 de contact de Ga As de la figure 3 (d) d'autre part, il est souhaitable d'utiliser le gaz TMG. Dans ce cas, le rapport A/B supérieur à 2 peut être obtenu, c'est-à-dire qu'une surface de couche de contact peut être obtenue par croissance sous forme relativement plate Après formation d'une électrode supérieure sur la couche de contact, la surface plate ainsi réalisée évite les con- traintes dues à une opération ultérieure de liaison et contribue à l'augmentation de la fiabilité des lasers. Il faut encore noter que, dans le laser à semi- conducteur du type à substrat à motifs, il est important de sélectionner le rapport d'épaisseurs d'une couche semi- conductrice particulière à une valeur optimale, ce rapport étant le rapport des épaisseurs de la partie inclinée d'une couche formée par croissance et de sa partie plane Ce principe peut s'appliquer à la seconde espèce de lasers à semi-conducteur qui diffèrent de ceux de la première espèce. La figure 9 est une coupe schématique d'un laser à semi-conducteur à substrat à motifs de la seconde espèce. Sur les figures 9 à 13, les références numériques déjà utilisées désignent des parties identiques ou analogues à celles de la première espèce, si bien que leur description détaillée est omise Les références 10 a, l Ob, 1 Oc désignent des parties d'une couche supérieure 10 de revêtement La partie 10 de couche a la fonction d'une couche d'arrêt de courant. Dans le laser à semi-conducteur de la seconde espèce représenté sur la figure 9, un courant du laser circule vers une couche active 8 à travers la partie inclinée de couche l Oc Bien que toute la partie inclinée 8 c de la couche active 8 puisse émettre de la lumière par effet laser, il est nécessaire qu'un courant d'injection soit injecté uniformément sur toute la surface de la partie inclinée 8 c. La figure 10 (a) est une coupe analogue à la figure 9, permettant la description de l'état de circulation du courant d'injection Le point C est supposé se trouver au point médian de la droite DG La droite CE (dans une structure réelle, CE est un plan perpendiculaire à la figure, mais on utilise l'expression "droite CE" par raison de simplicité) divise la partie l Oc de couche verticalement en deux parties et le courant d'injection s'écoule des deux côtés de la droite CE et est centré sur la droite CE parce que la direction CE indique le plus court trajet vers la couche active 8. En théorie, si le point E (la longueur CE est la plus courte distance du point C à la couche active) se trouve au point médian de la partie inclinée de la couche active 8, le centre de la lumière obtenue par effet laser doit se trouver au point médian de la couche active En réalité, on constate qu'il est très difficile de maintenir le centre de l'effet laser au milieu de la partie inclinée de la couche active Le centre de l'effet laser se déplace fréquemment dans la couche active. Ce problème peut être résolu lorsque le rapport des épaisseurs de la partie inclinée et de la partie plane de la couche supérieure 10 de revêtement est déterminé afin que le point E se trouve sur la partie inclinée inférieure 8 c de la couche active La figure 10 (b) représentecette disposition Lorsque l'épaisseur tpl de la partie inclinée de la couche supérieure de revêtement et l'épaisseur tp 2 de la partie plane sont déterminées comme indiqué sur la figure 10 (b), en d'autres termes lorsque l'épaisseur tpl dépasse l'épaisseur tp 2, une droite verticale passant par le point C (qui est le point médian de la surface supé- rieure de la partie inclinée l Oc) recoupe la couche active 8 c au point E qui se trouve sur la moitié inférieure de la couche active 8 c On constate qu'il est souhaitable que le point E se trouve du côté inférieur de la partie inclinée de la couche active comme décrit précédemment Dans ce cas, le centre actif pour l'effet laser est restreint à la zone limitée de la partie inférieure de la couche active 8 c et la fluctuation du centre actif pour l'effet laser est remarquablement réduite. La condition géométrique particulière doit être remplie afin que le centre actif soit positionné à la face inférieure de la partie inclinée 8 c de la couche active. Cette condition peut être déterminée à l'aide de la figure 11 sur laquelle l'épaisseur de la partie inclinée l O c est différente de celle de la partie plane l Ob Sur la figure 11, on suppose que les points C et A sont les points médians des lignes DG et BF respectivement, que l'épaisseur de la partie inclinée de la couche l Oc est tpl, que l'épaisseur de la partie plane de la couche l Ob est tp 2, que l'angle des droites BD et BH (angle des directions de croissance de la couche inclinée et de la surface plane) est 0, que l'angle d'inclinaison de la couche inclinée est 0, que CE est perpendiculaire à BF, et que la largeur de la partie inclinée est W, et on obtient alors R = sin O l(cos O/sin O) + (cos O/sin O)l ( 4) R étant égal à tpl/tp 2. La condition pour que le point E coïncide avec le point B est donnée par la relation tgw = 2 tpl/W, et la condition pour que le point E coïncide avec le point A est donnée par W = 90 , avec W = 6 + f. En conséquence, la condition pour que le point E existe entre le point A et B est donnée par la relation suivante: tg 1 ( 2 tpl/W) 6 + O 90 ( 5) Lorsque 6 et W (ou 0) sont déterminés afin qu'ils remplissent la condition précédente ( 5), le rapport néces- saire des épaisseurs R est donné par l'équation ( 4). Ensuite, lors de l'utilisation du procédé MOVPE, la condition de croissance qui donne le rapport des épaisseurs obtenues R (= tpl/tp 2) est donnée par la relation suivante: R = a Tg + b Tg + c + da ( 6) Tg désignant la température de croissance du substrat en OC et a le rapport des gaz sources des éléments des groupes V/III, et a, b, c, d sont des constantes qui ont les valeurs suivantes: a = 1,9999 10-4 b = 0,297985 c = 111,505 d = 1,6667 103 La condition précédente est mesurée dans les condi- tions telles que Pg = 50 torrs, E = 800 pim/mole et Ft = 8 1/min (dans les conditions normales), et l'équation ( 6) est obtenue d'après les résultats expérimentaux indi- qués sur la figure 12, les abscisses représentant la température du substrat et les ordonnées le rapport d'épaisseurs R de la partie inclinée (tpl) et de la partie plane (tp 2) de la couche semi- conductrice formée par croissance Sur la figure 12, deux courbes sont indiquées, l'une pour a = 180 et l'autre pour a = 330 Les deux courbes sont pratiquement parallèles et elles peuvent être représentées approximativement par une courbe quadratique. L'équation ( 6) qui donne la relation entre le rapport R des épaisseurs et la température Tg du substrat peut être obtenue à partir de ces courbes, si bien que le rapport des éléments des groupes V/VIII a est utilisé comme paramètre. Lorsque la pression Pg du gaz (exprimée en torrs), le rendement E de croissance (exprimé en pm/mole) et/ou le débit total de gaz Ft (exprimé en 1/min dans les conditions normales) sont modifiés, la valeur a appliquée à l'équation ( 6) doit être modifiée par introduction de la relation suivante ( 7) L'opération est tout à fait la même que celle qui est utilisée pour la modification de a pour la condi- tion ( 2) avec la relation ( 3) décrite précédemment a = 128 a' Pg/(E Ft) ( 7) a' désignant le rapport des éléments des groupes V/VIII qui est nécessaire dans l'opération réelle de croissance. Les relations qui précèdent sont obtenues pour la croissance d'une couche semi-conductrice dont le gaz source du groupe V est une phosphine (PH 3), et les relations précédentes ne peuvent donc pas s'appliquer lorsque le gaz source utilisé est l'arsine (As H 3). Premier mode de réalisation Les figures 8 (a) à 8 (c) sont des coupes schématiques au cours de différentes étapes de la fabrication d'un laser à semi-conducteur de la première espèce selon la présente invention. Comme l'indique la figure 8 (a), un substrat 1 de Ga As ( 100) de type p (dopé par du zinc) est préparé Une couche 2 de Si O 2 est déposée sur le substrat 1 par pulvéri- sation et est ensuite mise sélectivement sous forme de motifs pour la réalisation d'une couche de Si O 2 en forme de bande, placée dans la direction A l'aide de la couche 2 de Si O 2 en forme de bande comme masque, le substrat 1 est soumis à une attaque de formation d'une structure mesa L'opération provoque la formation d'une bande mesa la dans le substrat 1 de Ga As et il apparaît des surfaces ( 1 11)B sur les deux faces de la bande mesa La hauteur de la bande mesa la est réglée afin qu'elle soit d'environ 1,8 pm et la couche 2 de masque de Si O 2 forme une saillie d'environ 0,2 pm de longueur qui dépasse à l'exté- rieur du bord de la partie supérieure de la bande mesa. Ensuite, comme l'indique la figure 8 (b), une couche 3 d'arrêt de courant formée de Ga As de type N (dopé par Se) ayant une épaisseur d'environ 1 pm est formée par crois- sance sur le substrat 1 de Ga As par un procédé MOVPE, les gaz utilisés comme source étant le TMG, As H 3 et Se H 2 Un rapport des éléments des groupes V/III de 80 et une tempé- rature de croissance de 670 OC sont utilisés au cours de cette croissance Le gaz TMG est utilisé dans la croissance comme gaz source de Ga pour la formation d'une surface plate d'inclinaison progressive comme décrit précédemment. En conséquence, la couche 3 d'arrêt de courant formée par croissance a une surface sensiblement plate 3 a qui est proche d'une surface ( 411)B du substrat 1 de Ga As ( 100), la surface ( 411)B ayant une inclinaison inférieure à celle de la surface ( 311)B. Lorsque la couche 2 de masque de Si O 2 est retirée par de l'acide fluorhydrique HF, le substrat à motifs est obtenu Comme l'indique la figure 8 (c), plusieurs couches semiconductrice 4 à 11 sont formées par croissance les5 unes après les autres par le procédé MOVPE de la manière suivante Dans toutes les étapes de croissance, les condi- tions maintenues étaient une pression de gaz Pg = 50 torrs, un rendement de croissance E = 800 pm/mole et un débit total de gaz Ft = 8 1/min dans les conditions normales.O Réf Matière de Epaisseur dopage (Pm) Couche tampon de Ga As de type p 4 Zn 0,05 Couche inférieure de réduction de crêtes de Ga In P de type p 5 Zn 0,1 Couche inférieure de revêtement de Al Ga In P de type p 6 Mg 0,5 Couche d'espacement Al Ga In P de type p 7 Mg 0,1 Couche active de Ga In P 8 0, 08 Couche de guidage de Al Ga In P de type N 9 Se 0,3 Couche supérieure de revêtement de Al Ga In P de type N 10 Se 0,6 Couche supérieure de réduction de crêtes de Ga In P de type N 11 Se 0,1 Pour la croissance de ces couches, on utilise comme gaz TEG, TMA, TMI, As H 3, PH 3, Se H 2, du diméthyl-zinc (DM Zn), et du cyclopentadiényl-magnésium (C 5 H 5)2 Mg comme gaz sources et gaz de dopage Le gaz TMG n'est pas utilisé pour la croissance de ces couches cependant mais il peut être mélangé au gaz TEG pendant la croissance des couches inférieure et supérieure 6, 10 de revêtement afin que la configuration de la couche formée par croissance soit modifiée. Ensuite, une couche 12 de contact de Ga As de type n ayant une épaisseur de 1 pm est formée par croissance, et le gaz TMG est utilisé comme gaz source de Ga pour l'obtention d'un rapport A/B supérieur ou égal à environ 2 afin que la surface plane soit formée autant que possible comme décrit précédemment. Une électrode supérieure 13 de Au/Au Ge est formée sur la couche 12 de contact de Ga As de type n, et une électrode inférieure 14 de Au/Au Zn est formée à la face inférieure du substrat 1 de Ga As de type p, et complète ainsi la fabrication du laser à semi-conducteur représenté sur la figure 8 (c). Second mode de réalisation Le second mode de réalisation concerne la seconde espèce de lasers à semi-conducteur du type à substrat à motifs selon la présente invention La figure 13 est une coupe schématique de ce type de laser à semi-conducteur Le laser de la figure 13 est fabriqué par le procédé suivant. Un substrat 1 de Ga As ( 100) de type N (dopé par Si) est utilisé Comme dans le premier mode de réalisation, un masque de Si O 2 est formé dans la direction du substrat Le substrat est soumis à des opérations d'attaque formant une partie inclinée d'une surface ( 411)A La profondeur de la partie attaquée est d'environ 1 pm. Après enlèvement du masque, des couches semi-conduc- trices sont formées une à une successivement sur le substrat à motifs 1 Au cours de la croissance, les condi- tions utilisées sont Pg = 50 torrs, E = 800 pm/mole et Ft = 8 1/min dans les conditions normales, avec utilisation d'hydrogène comme véhicule gazeux Les autres conditions principales de croissance sont indiquées dans le tableau qui suit. Réf Matière Epaisseur Tg, a de dopage (pm) Première couche tampon 4 Se 1,0 Tg= 670 C de Ga As de type N a= 50 Seconde couche tampon 5 Se 0,1 Tg= 670 C de Ga In P de type N a= 400 Couche inférieure de 6 Se P:0,3 Tg= 710 C revêtement de Al Ga In P S:0,6 a= 300 de type n Couche de guidage de 7 Se P:0,2 Tg= 710 C Al Ga In P de type N S:0,04 a= 300 Couche active de Ga In P 8 P:0,015 Tg= 710 C S:0,03 a= 400 Première couche supé l Oa Mg P:0,3 Tg= 710 C rieure de revêtement S:0,6 a= 300 de Al Ga In P de type p Seconde couche supé l Ob/ Zn+Se P:0,2 Tg= 710 C rieure de revêtement l Oc S:0,4 a= 300 de A 1 Ga In P de type n/p (voir remarque 2) Première couche de lla Mg 0,04 Tg= 710 C réduction de crêtes a= 300 de A 1 Ga In P de type p Seconde couche de llb Zn 0,1 Tg= 710 C réduction de crêtes a= 400 de Ga In P de type p Couche de contact de 12 Zn 5 Tg= 670 C Ga As de type p a= 50 Remarques: ( 1) Dans la colonne relative à l'épaisseur "P:" désigne l'épaisseur de la partie plane et "S:" désigne l'épaisseur de la partie inclinée. ( 2) Lors de la croissance de la seconde couche supérieure de revêtement, les gaz DM Zn et Se H 2 sont mélan- gés et utilisés comme gaz de dopage Comme la partie plane et la partie inclinée de la couche supérieure de revêtement ont des indices différents de surface et comme les rendements d'activation de chaque matière de dopage diffèrent aux deux surfaces, il se forme par croissance une couche de Al Ga In P de type N dans la partie plane 10 b et une couche de Al Ga In P de type p dans la partie inclinée 10 c La partie plane 10 b de Al Ga In P de type N joue le rôle d'une couche d'arrêt de courant. Les gaz sources utilisés pour la croissance des couches précédentes sont pratiquement les mêmes que ceux du premier mode de réalisation On utilise les gaz TEG, TMA, TMI, As H 3 r PH 3 comme gaz sources et Se H 2, DM Zn, (C 5 H 5)2 Mg comme gaz de dopage. Après la croissance des couches précitées 4 à 12, des électrodes 13 et 14 sont formées respectivement aux faces supérieure et inférieure de la structure formée. Après clivage et revêtement aux faces d'extrémité, des pastilles de laser à semi-conducteur sont terminées. Dans le second mode de réalisation qui précède, la couche supérieure de revêtement 10 b, 10 c a pour rôle de régler le courant de l'effet laser, mais cette fonction n'est pas limitée à la couche supérieure de revêtement 10 b, c, car la même fonction peut être obtenue avec la couche inférieure 6 de revêtement à la place de la couche supé- rieure de revêtement. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et lasers qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre del'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un laser à semi-conduc- teur ayant une hétérostructure formée par croissance sur un substrat ( 1) à motifs, l'hétérostructure comportant au moins une couche inférieure ( 6) de revêtement, une couche active ( 8) et une couche supérieure ( 10) de revêtement, le substrat ( 1) à motifs comprenant un substrat ayant une bande mesa (la) et des couches ( 3) d'arrêt de courant enfouissant les deux côtés de la bande mesa, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes de fabrication: la disposition d'un substrat ( 1) de Ga As ayant une surface ( 100), la formation sélective d'une couche ( 2) de masque ayant un motif en forme de bande, sur le substrat, la bande étant formée dans la direction du substrat, l'attaque sélective du substrat avec formation d'une bande mesa (la) ayant des surfaces (lll)B des deux côtés de la bande mesa, la croissance de la couche ( 3) d'arrêt de courant de Ga As par un procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organométalliques sur le substrat, par utilisation de triméthyl-gallium (TMG) comme gaz source de gallium, la couche formée par croissance ayant une surface inclinée des deux côtés de la bande mesa, la surface ayant une inclinai- son inférieure à celle de la surface ( 311)B du substrat, et l'enlèvement de la couche de masque. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat ( 1) de Ga As est du type drune première polarité et la couche ( 3) d'arrêt de courant formée par croissance de Ga As est du type d'une seconde polarité opposée à la première. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche inférieure ( 6) de revêtement est formée de Al Ga In P qui est du type d'une première polarité et la couche supérieure ( 10) de revêtement est formée de Al Ga In P qui est du type d'une seconde polarité opposée à la pre- mière, et la couche active est formée de Ga In P non dopé. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface formée par croissance de la couche ( 3) d'arrêt de courant de Ga As a une inclinaison proche de celle d'une surface ( 411)B du substrat ( 1). Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une couche tampon ( 4) est formée sur le substrat ( 1) à motifs, et le procédé comprend en outre: la croissance d'une couche tampon ( 4) de Ga As du type de la première polarité sur le substrat à motifs par un procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organo- métalliques, avec utilisation de triéthyl-gallium (TEG) comme gaz source de gallium, l'épaisseur de la couche tampon sur la couche d'arrêt de courant étant inférieure à l'épaisseur sur la bande mesa. 6 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche inférieure ( 6) de revêtement de Al Ga In P et la couche supérieure ( 10) de revêtement de Al Ga In P sont formées respectivement par croissance par un procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organométalliques, par utilisation de triéthyl-gallium (TEG), de triméthyl- aluminium (TMA) et de triméthyl-indium (TMI) comme gaz sources du groupe III afin que le rapport d'épaisseurs A/B obtenu soit compris entre 1 et 2, A désignant l'épaisseur de la couche formée par croissance avec la surface inclinée de la couche d'arrêt de courant et B désignant l'épaisseur de la couche formée par croissance sur la bande mesa. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la croissance des couches inférieure et supérieure ( 6, 10) de revêtement par le procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organométalliques correspond à la relation suivante: ,05 III) et Tg désignant la température de croissance en 'C. 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de croissance d'une couche ( 12) de contact de Ga As après croissance de l'hété- rostructure par un procédé d'épitaxie en phase vapeur de composés organométalliques, avec utilisation de triméthyl- gallium (TMG) comme gaz source du groupe III, si bien qu'un rapport d'épaisseurs A/B supérieur ou égal à 2 environ est obtenu, A désignant l'épaisseur de la couche de contact formée par croissance sur la surface inclinée de la couche d'arrêt de courant et B désignant l'épaisseur de la couche de contact formée par croissance sur la bande mesa. 9 Laser à semi-conducteur à substrat à motifs, le substrat à motifs ( 1) ayant une première et une seconde partie plane et une partie inclinée placée entre la pre- mière et la seconde partie plane, le laser à semi-conduc- teur étant caractérisé en outre en ce qu'il comprend: une couche active ( 8) placée au-dessus du substrat à motifs, une couche de revêtement disposée afin qu'elle soit adjacente à la couche active, la couche de revêtement ( 3) comprenant une première et une seconde région d'arrêt de courant correspondant chacune à une première et une seconde partie plane du substrat à motifs, et une région de canal de courant formée entre la première et la seconde région d'arrêt de courant correspondant à la partie inclinée du substrat à motifs, et la couche de revêtement ayant des épaisseurs tpl et tp 2 correspondant chacune à la région d'arrêt de courant et à la région de canal respectivement, le rapport d'épais- seurs R (= tpl/tp 2) étant déterminé par la relation suivante R = sin O l(cose/sine) + (cos O/sin O)l e et O étant choisis dans une plage spécifiée par la relation suivante: tg 1 ( 2 tpl/W) inclinée de la couche de revêtement. Laser selon la revendication 9, caractérisé en ce que les parties planes du substrat ( 1) à motifs ont un indice de surface ( 100) et la partie inclinée est placée dans la direction . 11 Laser selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie inclinée du substrat ( 1) à motifs a un indice de surface ( 411)A. 12 Laser selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche active ( 8) est formée de Ga In P. 13 Laser selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une autre couche de revêtement placée du côté opposé de la couche active ( 8). 14 Procédé de fabrication d'un laser à semi-conduc- teur du type à substrat à motifs, le substrat ( 1) à motifs ayant une première et une seconde partie plane et une partie inclinée disposée entre la première et la seconde partie plane, le procédé comprenant la croissance d'une couche active ( 8) et d'une couche ( 10) de revêtement de Al Ga In P, l'étape de croissance de la couche de revêtement étant caractérisée en ce que: la couche ( 10) de revêtement a des épaisseurs tpl et tp 2 déterminées chacune dans une région de canal de courant et une région d'arrêt de courant correspondant à la partie inclinée et à la partie plane respectivement, le rapport R d'épaisseurs (= tpl/tp 2) remplissant la condition suivante: R = sin O l(cos G/sine) + (cos O/sin O)l 6 et O étant choisis dans une plage spécifiée par la condition suivante: tg 1 ( 2 tpl/W) 5 8 + k ' 900 f désignant l'angle d'inclinaison d'une partie inclinée de la couche de revêtement (région de canal) et e étant l'angle formé par la direction de croissance de la couche de revêtement et d'une surface plane et W étant la largeur de la partie inclinée de la couche de revêtement, et la condition de croissance est déterminée afin qu'elle corresponde à l'équation suivante R = a Tg 2 + b Tg + c + da Tg désignant la température de croissance du substrat à motifs en OC et a désignant le rapport de gaz sources des éléments des groupes V/III de croissance de la couche de revêtement de Al Ga In P, et a, b, c et d étant les constantes suivantes: a = 1,9999 10 o 4 b = 0,297985 c = 111,505 d = 1,6667 10 3 15 Procédé selon l'une des revendications 7 et 14, caractérisé en ce que a se transforme en a' lorsque les conditions de croissance sont changées, par utilisation de l'équation suivante: a = 128 a' Pg/(E Ft) Pg désignant la pression du gaz exprimée en torrs, E le rendement de croissance exprimée en pm/mole et Ft le débit total de gaz en 1/min dans les conditions normales, a' désignant le rapport des éléments des groupes V/III qui doit être utilisé pour la croissance. 16 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, au cours de la croissance de la couche de revêtement, un gaz de dopage contenant des gaz de dopage de type p et de type N est mélangé aux gaz sources, si bien qu'une couche plane de Al Ga In P de type N se forme sur la partie plane et une couche inclinée de Al Ga In P de type p se forme sur la partie inclinée, étant donné la différence de rendement d'activation des gaz de dopage. 17 Laser à semi-conducteur du type à substrat à motifs, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat ( 1) à motifs ayant une bande mesa formée sur une surface plane du substrat, la bande mesa ayant des surfaces latérales, les surfaces latérales ayant un premier angle d'inclinaison par rapport à la surface plane du substrat, une couche ( 10) d'arrêt de courant enfouie sur la surface latérale et la surface plane du substrat, une surface de la couche d'arrêt de courant formant un second angle d'inclinaison avec la surface plane, le second angle d'inclinaison étant inférieur au premier angle d'inclinaison, plusieurs couches formées sur une surface délimitée par une partie inclinée de la couche d'arrêt de courant ayant le second angle d'inclinaison et une partie supé- rieure plane de la bande mesa, les couches comprenant: une couche tampon ( 4) ayant une épaisseur tpl sur la partie inclinée et une épaisseur tp 2 sur la partie plane, le rapport d'épaisseurs tpl/tp 2 étant inférieur à 1, une couche inférieure ( 6) de revêtement formée sur la couche tampon et ayant une épaisseur tpl' sur la partie inclinée et une épaisseur tp 2 ' sur la partie plane, le rapport d'épaisseurs tpl'/tp 2 ' étant compris entre 1 et 2, une couche active ( 8) formée sur la couche infé- rieure de revêtement, et une couche supérieure ( 10) de revêtement formée sur la couche active ( 8).