Brevet FR2703188A1 — publié le 19940930

La présente invention concerne un dispositif à semiconducteur optique doté d'un puits quantique contraint, plus particulièrement un dispositif à semiconducteur optique tel qu'un laser à semiconducteur ou un amplificateur de lumière à semiconducteur possédant un puits quantique contraint. Les systèmes de traitement de données optiques connaissent des progrès remarquables, et on peut estimer qu'à l'avenir ces systèmes seront largement utilisés dans le domaine des télécommunications optiques pour les systèmes d'abonnés. Dans ce cas, on utilisera un laser à semiconducteur comme source de lumière dans des conditions thermiques sévères et on demandera naturellement au laser d'avoir une faible consommation électrique. Par exemple, comme dispositif à semiconducteur optique consommant peu, ayant un rendement élevé et présentant une faible dépendance vis-à-vis de la température, un laser à semiconducteur comportant un puits quantique contraint fait l'objet de recherches et de mises aux points. On forme un dispositif semiconducteur optique tel qu'un laser à semiconducteur ou un amplificateur de lumière à semiconducteur en utilisant un substrat fait de InP ou GaAs, que l'on complète en lui appliquant diverses opérations parmi lesquelles les opérations consistant à faire croître du cristal sur le substrat et à former des électrodes. Pour faire croître le cristal, un procédé courant consiste à choisir un matériau qui est apparié du point de vue réseau avec le matériau du substrat, principalement. De plus, on utilise également une structure de puits quantique contraint faite d'un matériau qui possède une constante de réseau différente.Une couche de puits quantique contraint est constituée de façon que la composition d'un matériau à plusieurs composants ne réalise pas l'appariement des réseaux avec une couche de barrière et un substrat, des défauts de dislocation dans la couche n'apparaissant pas du fait qu'on ajuste l'épaisseur de pellicule en dessous de l'épaisseur critique. On applique par exemple ce type de puits quantique contraint à la couche active d'un laser à semiconducteur, où la densité d'états de la structure de bande d'énergie est modifiée par l'addition d'une contrainte. De cette façon, les caractéristiques du laser à semiconducteur sont améliorées.Toutefois, dans la technique antérieure, puisque le matériau du substrat se limite à InP ou GaAS, le matériau des couches de barrière prenant en sandwich la couche de puits quantique contraint se limite à AlGaAs, qui est apparié du point de vue réseau à un substrat de GaAs, ou bien à InP, InGaAsP, InAlAsP, ZnGaAlAsP ou hAlAs, qui possèdent une composition appariée du point de vue réseau avec un substrat de InP. La longueur d'onde d'oscillation du laser à semiconducteur comprenant ce type de structure de puits quantique contraint est limitée à 1,0 Crm en raison de la limite de contrainte et de la constante de réseau dans le cas où on utilise GaAs comme substrat. Un laser possédant une bande de fréquence comprise entre 1,2 et 1,6 jtm, qui correspond à la longueur d'onde demandée dans les télécommunications optiques, n'est pas réalisé. En utilisant InP comme substrat, on peut produire un laser dont la bande est comprise entre 1,2 et 1,6 #wn. Toutefois, puisque la profondeur du puits par rapport à la couche de barrière est petite, on n'obtient pas de caractéristiques convenables pour un laser à semiconducteur ayant une faible dépendance vis-à-vis de la température. Ainsi, les problèmes de la technique antérieure sont que la gamme de choix pour le matériau destiné à constituer la structure de puits quantique contraint est restreinte, tandis que la longueur d'onde d'oscillation et la profondeur du puits de potentiel sont naturellement limitées. La profondeur du puits de potentiel est un facteur important pour l'obtention de performances supérieures dans le cas d'un laser à semiconducteur doté d'un puits quantique contraint. Il est donc nécessaire de réaliser un puits quantique contraint plus profond. Les figures 1A et 1B montrent les profondeurs apparaissant dans un laser à semiconducteur qui utilise un substrat de InP et qui possède une longueur d'onde d'oscillation de 1,3 zm. La figure 1A montre la bande d'énergie correspondant à un puits quantique constitué d'une couche de puits quantique de InGaAsP et d'une couche de barrière de InP, et la figure 1B montre la bande d'énergie d'un puits quantique à structure SCH (hétérostructure à confinement séparé), que l'on obtient en formant une couche de confinement de lumière et de barrière faite de InGaAsP ayant des compositions différentes de celle de la couche de puits. C'est un but de l'invention de produire un dispositif à semiconducteur optique permettant de rendre plus profond un puits de potentiel comportant une structure de puits quantique contraint et, en outre, d'améliorer la dépendance visà-vis de la température. L'invention propose un dispositif à semiconducteur optique dans lequel une structure de puits quantique contraint est formée sur un substrat de semiconducteur composé fait d'un cristal mixte ternaire. Du fait qu'on utilise comme substrat un semiconducteur composé à cristal mixte ternaire, la gamme offerte pour le choix des matériaux destinés à faire fonction de puits quantique contraint (couche active) et de barrière (couche de revêtement du type gaine, ou couche d'emprisonnement) s'élargit et il devient possible de sélectionner une longueur d'onde d'oscillation et la largeur optimale de la bande interdite. Par conséquent, en choisissant un substrat fait d'un matériau ternaire ayant la composition optimale pour former une couche de puits quantique contraint qui possède un puits de potentiel profond, l'intervalle entre les sousbandes de trous lourds ou l'intervalle entre les sous-bandes des trous lourds et légers s'élargit dans le cas d'un puits quantique contraint de la bande de valence. Ensuite, la masse effective diminue dans la bande de trous lourds. L'augmentation de la séparation des sous-bandes a en outre lieu dans la bande de conduction en raison du puits de potentiel profond. Cette grande séparation des sous-bandes dans la bande de valence et dans la bande de conduction réduit la distribution des porteurs dans les sous-bandes supérieures. La diminution de la masse effective dans la bande de valence diminue la densité des états de la sous-bande de trous. A cause de ces effets, l'oscillation se produit pour une petite densité de porteurs, et la densité de porteurs n'est sujette qu'à une faible variation avec la température. De plus, puisque le puits de potentiel devient plus profond, la probabilité que des porteurs sortent d'un puits quantique diminue et le rendement du dispositif à semiconducteur optique augmente. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1A est un diagramme montrant la bande d'énergie d'un puits quantique formé sur un substrat de InP, tandis que la figure 1B est un diagramme montrant la bande d'énergie d'un puits quantique à structure SCH formé sur un substrat de InP; la figure 2 est un graphe montrant la relation entre le nombre d'onde "dans le plan" et lténergie d'une sous-bande de la bande de valence d'un puits quantique constitué par un puits quantique à structure SCH formé sur un substrat de InP; la figure 3 est un graphe montrant la relation qui existe entre la densité de porteurs et le gain d'un laser à semiconducteur formé sur un substrat de InP; ; la figure 4 est un diagramme montrant la relation qui existe entre la constante de réseau et la largeur de bande interdite d'un semiconducteur des groupes m-V, où l'axe des ordonnées représente la bande interdite d'énergie directe compte non tenu de la contrainte, l'axe des abscisses représente la constante de réseau, la ligne reliant les points GaAs et InAs représente InGaAs pour différents taux de composition, la ligne reliant les points InP et InAs représente lnAsP pour différents taux de compositions, la ligne reliant les points GaAs et GaP représente GaAsP pour différents taux de composition, la ligne reliant les points GaP et InP représente InGaP pour différents taux de composition, la région entourée par ces lignes représente InGaAsP pour différents taux de composition, la ligne reliant les points GaAs et AlAs représente AlGaAs pour différents taux de composition, la région entourée par les lignes hAlAs, AlGaAs et InGaAs représente AlGaInAs pour différents taux de composition; la figure SA est une vue en coupe d'un dispositif à semiconducteur optique doté d'un puits quantique contraint selon un premier mode de réalisation de la présente invention, et la figure 5B est un diagramme de bande d'énergie montrant un puits de potentiel du dispositif; la figure 6 est un graphe montrant la relation qui existe entre la densité de porteurs et le gain de la couche de puits quantique contraint du dispositif à semiconducteur optique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention;; la figure 7A est une vue en coupe du dispositif à semiconducteur optique selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, doté d'un puits quantique contraint, et la figure 7B est un diagramme de bande montrant le puits de potentiel du dispositif; la figure 8 est un graphe montrant la relation qui existe entre le nombre d'onde "dans le plan" et l'énergie d'une sous-bande de la bande de valence de la couche de puits quantique du deuxième mode de réalisation de l'invention; et la figure 9 est une vue en coupe du dispositif à semiconducteur optique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, doté d'un puits quantique contraint. L'invention repose sur de nouvelles connaissances théoriques selon lesquelles les performances d'un dispositif à semiconducteur optique possédant une couche de puits quantique contraint sont fortement améliorées par l'augmentation du potentiel du puits quantique contraint et sur une nouvelle conception selon laquelle il est nécessaire d'utiliser un cristal ternaire tel que InGaAs pour le matériau destiné à servir de substrat où on fait croître le cristal, pour accroître le potentiel d'un puits quantique. Ce qui suit est une description du fait que les performances d'un puits quantique contraint sont améliorées par l'augmentation de la profondeur du puits de potentiel quantique. Pour augmenter la profondeur de potentiel de la couche de puits quantique contraint, il est nécessaire d'élever le potentiel de la couche de barrière qui entoure la couche de puits quantique. Pour un dispositif à semiconducteur optique utilisant un substrat de InP ou GaAs, les matériaux du puits quantique (couche active) et des couches de barrière sont limités, en liaison avec la constante de réseau du substrat. Toutefois, en utilisant comme substrat un semiconducteur de cristal composé ternaire, on élargit la gamme de choix des matériaux pour le puits quantique (couche active) et les couches de barrière et il devient possible de choisir la longueur d'onde d'oscillation et le matériau d'hétérojonction permettant de réaliser la bande interdite optimale. Par exemple, lorsqu'on utilise 1n0,48, Ga0,54As pour la couche de puits quantique contraint de façon que la longueur d'onde X de gain maximal arrive jusqu'à 1,3 ,um et lorsqu'on utilise InGaP comme matériau pour les couches de barrière prenant en sandwich la couche de puits quantique contraint de façon que la contrainte de la couche de puits quantique contraint arrive à 1,4 %, on peut voir, en observant la figure 4, que, par exemple, le matériau de substrat réalisant l'appariement de réseau avec la couche de barrière de InGaP est le matériau ternaire InGaAs, et non GaAs ou InP.Par conséquent, la différence entre les bandes interdites de la couche de barrière et de la couche de puits quantique contraint augmente comme représenté sur les figures SA et 5B et, par conséquent, le puits quantique s'approndit par comparaison avec le cas où on utilise un substrat de InP, comme représenté sur la figure 1A. Par conséquent, lorsqu'on choisit un substrat fait d'un matériau ternaire ayant la composition optimale pour former une couche de puits de potentiel quantique contraint ayant une grande profondeur, l'intervalle d'énergie entre les sous-bandes de trous lourds ou entre les sous-bandes de trous lourds et légers augmente dans le cas d'une couche de puits quantique contraint de la bande de valence. En résultat, la masse effective de la bande de trous lourds diminue, et la densité d'états diminue. Une augmentation de l'intervalle d'énergie des sousbandes a également lieu dans la bande de conduction. En raison de ces effets, on peut réaliser l'oscillation avec une faible densité de porteurs. Alors, il y a diminution de l'influence des variations de température sur la densité des porteurs. Comme décrit ci-dessus, un laser à semiconducteur utilisant un substrat en matériau ternaire augmente le gain tandis que la dépendance du gain vis-à-vis de la température diminue. La figure 4 montre la relation existant entre la constante de réseau et l'énergie pour des semiconducteurs des groupes II1-V. Sur la figure 4, la ligne reliant GaAs et InAs est le lieu géométrique des points correspondant à la variation de la valeur "x" dans tnxGal#xAS. Le taux de composition "x" est supérieur à 0 et inférieur à 1. Ainsi, le taux de composition se rapproche de GaAs lorsque "x" se rapproche de "0".Par exemple, pour former un laser à semiconducteur par utilisation d'un substrat de 1nxGaî#xAs dont la composition se trouve sur la ligne, on choisit pour la couche de barrière un matériau permettant d'accroître le potentiel de la couche de puits afin de réaliser un laser à semiconducteur doté d'une couche de puits quantique contraint présentant une bande qui s'étend entre 1,2 et 1,6 jtm dans une bande de longueurs d'onde pour laquelle la caractéristique de gain a une faible dépendance vis-à-vis de la température. On va décrire ensuite un mode de réalisation d'un dispositif à semiconducteur optique utilisant la théorie ci-dessus présentée. Avant de décrire les modes de réalisation, on va décrire la figure 2. La figure 2 montre la sous-bande de la couche de puits quantique contraint comprenant le puits quantique à structure SCH de la figure 1B, de manière à comparer ces formes de réalisation avec une forme de réalisation de la technique antérieure. Sur la figure 2, l'axe des ordonnées représente l'énergie, y compris la variation du potentiel de déformation hydrostatique, et l'axe des abscisses représente le nombre d'onde "dans le plan", soit k11. Sur la figure 2, on voit que les bandes de trous lourds HH-1 à HH-4 se rapprochent de la bande de trous légers LH-1. La figure 3 montre la relation qui existe entre la densité de porteurs et le gain de chacun des puits quantique des types DH et SCH, représentés sur les figures 1A et 1B, où la ligne en trait continu représente la caractéristique du puits quantique à structure SCH. n s'agit là des résultats de calcul obtenus par l'inventeur associé à la présente demande. (Premier exemple) La figure SA est une vue en coupe du laser à semiconducteur du premier exemple de la présente invention, et la figure 5B est un diagramme de bande d'énergie du laser. La vue en coupe montre une structure dans laquelle un puits quantique profond est obtenu à la longueur d'onde d'oscillation de 1,3 jm, qui est la bande de longueur d'onde la plus importante pour les télécommunications optiques. Sur la figure SA, le symbole 1 désigne un substrat de semiconducteur composé de type n utilisant tnxGa1#xAs (x = 0,26) comme matériau ternaire, sur lequel sont déposées dans cet ordre une couche 2 de revêtement du type gaine (ou d'emprisonnement) en tn0,736Ga0,264P de type n, une couche active 3 en tn0,46Ga0,54As non dopé, une couche 4 de revêtement du type gaine en tn0,736Ga0,264P de type p, et une couche de contact 5 en ln0,26Ga0,74As de type p+. De plus, il est formé une électrode 6 de type p sur la couche de contact 5 et une électrode 7 de type n sous le substrat 1. Dans la structure de bande relative à ce cas, la couche active 3 fait fonction de couche de puits quantique contraint et la couche de revêtement 2 fait fonction de couche de barrière. Pour ce type de matériau, comme représenté sur la figure 4, la constante de réseau du substrat 1 est appariée avec celle des couches de revêtement 2 et 4, la constante de réseau de la couche active 3 ne coïncide pas avec celles des couches de revêtement 2 et 4, et une contrainte de compression est ajoutée à la couche active 3 pour former une couche de puits quantique contraint. La contrainte, exprimée comme étant le rapport des constantes de réseau, atteint 1,4 % de contrainte de compression. Lorsqu'on fixe l'épaisseur Lz de la couche active 3 à environ 8 nm, le gain maximal est obtenu pour une longueur d'onde d'environ 1,3 ,um. La figure 5B montre des exemples de calcul d'un puits quantique, le puits quantique présentant une profondeur de 436 meV dans la bande de conduction et de 297 meV dans la bande de valence. On constate donc que le puits quantique s'est approfondi par rapport au puits de la technique antérieure représenté sur la figure 1A. Lorsque le puits quantique devient plus profond, la différence d'énergie entre sous-bandes augmente en raison de l'effet dimensionnel quantique. Avec la structure de bande associée aux effets du puits quantique profond, les porteurs sont répartis de manière efficace dans la bande inférieure, de sorte que le gain augmente. De plus, les porteurs peuvent difficilement passer pardessus la barrière, en raison de la profondeur du puits quantique, et le rendement de transition des porteurs augmente. L'examen de la relation entre densité de porteurs et gain de la couche active 3 conduit à la caractéristique présentée sur la figure 6 par la ligne en trait interrompu. On note que le gain augmente par comparaison avec la caractéristique du puits quantique formé sur un substrat de InP, qui est indiquée sur la figure 3 par une ligne en trait interrompu. Avec une structure de puits quantique contraint à gain élevé, on obtient un semiconducteur présentant un seuil bas, un rendement élevé et un grand niveau de sortie. De plus, puisque l'intervalle entre les sousbandes augmente, la variation de la caractéristique en fonction de la température devient très faible. (Deuxième exemple) Dans le premier exemple ci-dessus présenté, on a décrit un laser à semiconducteur à structure de puits quantique DH sans structure SCH. Un dispositif comprenant un puits quantique à structure SCH est décrit ci-dessous. La figure 7A est une vue en coupe d'un laser à semiconducteur selon le deuxième exemple de l'invention, et la figure 7B est un diagramme de bande d'énergie du laser. Sur la figure 7A, le symbole li désigne un substrat de semiconducteur composé utilisant InxGal .xAs (x = 0,26) comme matériau ternaire, sur lequel ont été déposées dans cet ordre une couche 12 de revêtement du type gaine en tn0,736Ga0,264P de type n, une couche 13 de confinement de lumière et de barrière faite en In0,61GA0,39As0,27P0,93 non dopé, une couche active 14 faite de In0,46Ga0,54As non dopé, une couche 15 de confinement de lumière et de barrière faite de tn0,61Ga0,39As0,27P0,93 non dopé, une couche 16 de revêtement de type gaine en tn0,736Ga0,264P de type p, et une couche de contact 17 en tn0,26Ga0,74As de type p+.En outre, on a formé une électrode 18 de type p sur la couche de contact 17 et une électrode 19 de type n sous le substrat 11. L'épaisseur Lz de la couche active 14 est fixée à environ 8 nm. Par conséquent, la longueur d'onde réalisant le gain maximal passe à une valeur comprise entre 1,31 et 1,33 #m. Avec la structure de bande employée dans ce cas, la couche active 14 fait fonction de couche de puits quantique contraint et les couches 13 et 15 font fonction de confinement de lumière et de barrière. Les couches 12 et 16 font fonction de couches de revêtement du type gaine. En ce qui concerne la relation entre la constante de réseau et l'énergie, on observe dans ce cas, d'après la figure 4, que le potentiel au bord de la bande de la couche de puits quantique contraint s'approfondit pour la couche de barrière. La figure 7B montre le résultat du calcul de la profondeur du puits quantique. Sur la figure 7B, on peut voir que la profondeur du puits quantique dans la bande de valence augmente jusqu'à 363 meV et que cette profondeur dans la bande de conduction augmente jusqu'à 174 meV. La figure 8 présente le résultat du calcul de la structure de bande dispersée par la bande de valence sur le potentiel du puits quantique. L'axe des ordonnées de la figure 8 représente l'énergie, y compris la variation du potentiel de déformation hydrostatique. L'axe des abscisses de la figure 8 représente le nombre d'onde "dans le plan", soit k//. En comparant la sous-bande comprise dans la bande de valence de la couche de puits quantique contraint de ce mode de réalisation de la figure 8 avec la sous-bande comprise dans la bande de valence de la structure de puits quantique contraint placée sur le substrat de InP, comme représenté sur la figure 2, il apparaît que la différence d'énergie de la sous-bande pour k11 0 est plus grande dans ce mode de réalisation. De plus, on voit que, lorsque la différence d'énergie augmente, la distance entre la bande LH des trous légers et la bande HH des trous lourds augmente et la masse effective de la bande HH des trous lourds diminue. La ligne en trait continu de la figure 6 représente le résultat du calcul du gain du laser à semiconducteur utilisant la structure de bande de ce mode de réalisation. Sur la figure 6, il est confirmé que le gain est supérieur à celui de la technique antérieure, comme représenté sur la figure 3. De plus, pour un puits quantique profond, du fait de la suppression du débordement des porteurs, la variation du gain est faible même si la température varie, et on obtient un laser à semiconducteur ayant une faible dépendance vis-à-vis de la température. Par conséquent, il a été théoriquement clarifié que le gain augmentait lorsque la profondeur d'un puits quantique augmentait. Lorsqu'on utilise un substrat de InP, le matériau d'une couche de barrière permettant d'obtenir le puits quantique le plus profond est InP ou hAlAs. Toutefois, ceci limite la formation d'un puits quantique profond et la caractéristique est elle-même limitée. Cet exemple offre la possibilité de former un puits quantique profond, de réaliser un gain important, et de produire un laser à semiconducteur hautement performant ayant une très faible dépendance vis-à-vis de la température, grâce à l'utilisation de InGaAs comme substrat à la place de InP. (Troisième exemple) Les exemples précédents utilisent InGaAs comme couche de barrière. Toutefois, on peut aussi utiliser hAlAs comme couche de barrière, la structure de celui-ci étant présentée sur la figure 9. Sur la figure 9, on voit qu'une couche 22 de revêtement du type gaine en tnyAlî#yAs de type n (y =0,25), une couche active 23 en In0,46Oa0,54As non dopé, une couche de revêtement du type gaine 24 en InyAll .yAs de type p, et une couche de contact 25 en InyAl1~yAs de type p+ sont formées sur un substrat 21 en tn0 > 26Ga0,74As de type n. De plus, une électrode 26 de type p est formée sur la couche de contact 25, et une électrode 27 de type n est formée sous le substrat 21. Dans ce cas, la couche active 23 fait fonction de couche de puits quantique contraint et les couches de revêtement 22 et 24 font fonction de couches de barrière. Sur la figure 4, on peut voir que la différence d'énergie entre les couches de barrière et la couche de puits quantique contraint est plus grande que dans les cas des deux modes de réalisation ci-dessus présentés, que le puits quantique devient plus profond, qu'un gain élevé est obtenu, et que la dépendance vis-à-vis de la température diminue. (Autre exemple) Dans ce qui précède, on a utilisé un laser à semiconducteur comme exemple. il est également possible de former un dispositif d'amplification de lumière à semiconducteur en utilisant la même structure que celle du laser à semiconducteur. Lorsqu'on utilise un dispositif d'amplification de lumière à semiconducteur, on fait circuler, d'une région d'impureté de type p à une région d'impureté de type n, un courant légèrement inférieur à un seuil. Ensuite, la lumière à amplifier est appliquée à une extrémité d'entrée de lumière du dispositif, si bien que le dispositif d'amplification de lumière à semiconducteur amplifie la lumière et délivre la lumière amplifiée à son extrémité de sortie. Les exemples ci-dessus utilisent un unique puits quantique. il est également possible d'appliquer le puits quantique ci-dessus présenté à une structure de puits quantique multiple comportant plusieurs couches de puits quantique contraint formées via des couches de barrière. De plus, dans le cas d'un puits quantique unique, il est possible d'augmenter le coefficient de confinement de lumière en utilisant un matériau qui possède une composition intermédiaire donnant la largeur de bande interdite entre la couche de revêtement du type gaine et la couche de puits tout en maintenant la profondeur du puits suffisamment grande. La longueur d'onde d'un laser à semiconducteur comprenant une structure de puits quantique contraint est déterminée par le matériau, la contrainte, la profondeur ou la largeur du puits. n a été indiqué ci-dessus que InxGal~xAs (0 Lorsqu'on utilise InxGal~xAs comme matériau pour le substrat, il est possible d'utiliser InyGa1~yAs comme matériau du puits quantique contraint avec le même taux de composition ou un taux de composition différent, ou bien d'utiliser InGaAsP comme matériau pour le puits. Dans ce cas, la couche de barrière utilisera l'un des éléments : tnGaP, InGaAsP, hAlAs, AlkAsP et AlGabAsP. On choisit de manière appropriée le taux de composition en fonction de la longueur d'onde du laser. Dans les modes de réalisation ci-dessus présentés, on a adopté une contrainte de compression pour la contrainte de la couche de puits quantique. Toutefois, on peut également adopter une contrainte de traction. La contrainte de compression élargit la bande interdite du puits quantique tandis que la contrainte de traction la rétrécit. En ce qui concerne la sous-bande d'un puits quantique contraint, lorsque l'épaisseur de pellicule d'un puits quantique diminue, l'intervalle entre les sous-bandes augmente, le potentiel de la sous-bande s'élève, et la longueur d'onde de la lumière produite va vers les courtes longueurs d'ondes. Toutefois, puisque l'épaisseur de pellicule d'une couche de puits quantique possède une valeur critique, il est nécessaire de maintenir l'épaisseur à la valeur de l'épaisseur de couche critique, ou à une valeur inférieure. Lorsque le potentiel d'un puits quantique contraint devient plus profond, les porteurs d'énergie comprise entre les sous-bandes sont efficacement répartis dans la sous-bande du plus bas niveau par l'effet quantique et, par conséquent, le gain augmente, le débordement des porteurs hors du puits quantique diminue et le rendement d'injection s'améliore.Puisque la profondeur de potentiel du puits quantique contraint dépend de la différence entre les potentiels du puits quantique contraint et d'une couche de barrière, il est également nécessaire de prendre en considération le matériau et la composition de la couche de barrière. En ajustant les facteurs ci-dessus indiqués, on réalise un faisceau laser compris dans la bande de 1,2 à 1,6 #m, qui est la longueur d'onde demandée dans le domaine des télécommunications optiques. Par exemple, en utilisant tn0,41Ga0,59As pour la couche quantique et In0,45Ga0,55As pour le substrat, on obtient le gain maximal à la longueur d'onde d'environ 1,2,ut. En utilisant un puits quantique en tn0,65Ga0,35As et un substrat en tn0,45Ga(),55As, on obtient le gain maximal à une longueur d'onde d'environ 1,6 j'm. Comme décrit ci-dessus, la présente invention permet de former un puits quantique profond, qui ne pouvait pas être réalisé à l'aide d'un substrat de cristal mixte binaire de la technique antérieure, et d'améliorer fortement les performances d'un dispositif à semiconducteur optique en augmentant la différence entre les sous-bandes du puits du fait qu'on utilise un substrat de semiconducteur composé en cristal mixte ternaire pour former une structure de puits quantique contraint prise en sandwich entre des couches de barrière sur le substrat. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à semiconducteur optique doté d'une couche de puits quantique contraint, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat de semiconducteur composé (1, 11) fait d'un cristal ternaire; et une couche de puits quantique contraint (3, 14) prise en sandwich entre deux couches de barrière (2, 4, 12, 13, 15, 16) sur le substrat de semiconducteur composé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau du substrat de semiconducteur composé est InxGal .xAs et son taux de composition "x" est maintenu dans l'intervalle 0 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le taux de composition "x" est compris entre 0,05 et 0,95. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de confinement de lumière et de barrière est formée entre la couche de puits quantique contraint et les couches de revêtement du type gaine. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de semiconducteur composé et les deux couches de barrière sont faites de matériaux appariés du point de vue des réseaux, et la couche de puits quantique est formée à une épaisseur inférieure ou égale à l'épaisseur de couche critique sans appariement des réseaux avec les couches de barrière. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de la couche de puits quantique contraint formée sur le substrat de semiconducteur composé est InyGal .yAs ayant une composition identique ou non identique à celle de InxGal-xAs. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de la couche de puits quantique contraint formée sur le substrat de semiconducteur composé est InGaAsP. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau des couches de barrière formées sur le substrat de semiconducteur composé est l'un des matériaux: InGaP, InGaAsP, hAlAs, AlInAsP et AlGahAsP. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de semiconducteur composé est fait de In0,26Ga0,74As, les couches de barrière sont faites de tn0,73Ga0,27P, et la couche de puits quantique contraint est faite de tn0,46Ga0,54As, et en ce que la longueur d'onde associée au gain maximal atteint 1,3 m. 10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat de semiconducteur composé est fait de In0,26Ga0 > 74As, les couches de barrière sont faites de In0,736Ga0 > 264P, la couche de puits quantique contraint est faite de tn0 > 46Ga0,54As, et les couches de confinement de lumière et de barrière sont faites de In0,61Ga0,39As0,27P0,73 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de semiconducteur composé, les couches de barrière et la couche de puits quantique contraint utilisent des matériaux associés à une longueur d'onde de 1,2 à 1,6, m jtni pour laquelle le gain est maximisé, et la couche de puits quantique contraint a une épaisseur permettant d'obtenir la longueur d'onde.