Brevet FR2721439A1 — publié le 19951222

La présente invention concerne des éléments semi- conducteurs optiques et des procédés de fabrication de ces éléments, tels qu'une photodiode à avalanche ayant une bonne caractéristique de réponse en fréquence, une cellule solaire ayant une bonne efficacité de conversion d'énergie, un élément laser à semi- conducteur et une diode à émission de lumière qui peuvent fonctionner à une faible tension et un élément laser à semi-conducteur et une diode à émission de lumière ayant une efficacité d'émission de lumière élevée et une puissance lumineuse maximum élevée. Une photodiode à avalanche est utilisée pour détecter de la lumière faible. La figure 14 est une vue en coupe d'une photodiode à avalanche de l'art antérieur. Dans cette figure, le chiffre de référence 1 désigne une électrode de côté à couche du type p en Ti/Au, le chiffre 2 désigne une couche en InP du type p. le chiffre 3 désigne une couche de multiplication en InP du type n, le chiffre 4 désigne une couche d'empêchement d'accumulation en InGaAsP du type n, le chiffre 5 désigne une couche d'absorption de lumière en InGaAs du type n, le chiffre 6 désigne un substrat en InP du type n et le chiffre 7 désigne une électrode de côté à couche du type n en AuGe/Au. Une description du fonctionnement est donnée. En figure 14, de la lumière ayant une longueur d'onde de 1,3 à 1,6 pm et frappant une surface de réception de lumière, par exemple, une surface avant de la couche 2 en InP du type p sur laquelle sont disposées les électrodes latérales à couche du type p, pénètre successivement à travers la couche 2 en InP du type p, la couche 3 de multiplication en InP du type n et la couche 4 d'empêchement d'accumulation en InGaAsP du type n. Ensuite, elle est absorbée dans la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n, de la sorte des paires d'un électron et d'un trou positif sont produites dans celle-ci. A cause de l'absorption de la lumière ayant la longueur d'onde ci- dessus décrite, InGaAs ayant une énergie de la bande interdite Eg plus petite que celle de InP est utilisé comme couche d'absorption de 2 2721439 lumière. En supposant que la constante de Planck soit h, une énergie de photon de fréquence v est hv. Afin d'absorber cette lumière pour produire des paires de l'électron et du trou positif, il est nécessaire de satisfaire la relation de Eg signaux de lumière incidents. La figure 15(a) est un diagramme de bande d'énergie illustrant la circulation des électrons et des trous positifs lorsque la couche d'empêchement d'accumulation 4 est absente. Puisque la couche de multiplication 3 en InP du type n et la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n ont des énergies de la bande interdite différentes, il existe un décalage des bandes entre bandes de valence des couches, formant de la sorte une différence de potentiel. Bien que les trous positifs produits dus à l'absorption de lumière circulent de la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n à la couche de multiplication 3 en InP du type n, la différence de potentiel empêche les trous positifs de circuler, de la sorte les trous positifs sont ici accumulés. 3 2721439 Dans un circuit équivalent de la photodiode à avalanche, l'accumulation des trous positifs est d'une nature représentée par une capacité parasite, de la sorte une caractéristique de réponse en fréquence est abaissée. Afin d'améliorer ce problème, la couche d'empêchement d'accumulation 4 en InGaAsP du type n ayant une énergie de la bande interdite intermédiaire de celles de la couche de multiplication 3 en InP du type n et de la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n est prévue. Comme représenté à la figure 15(b), bien qu'il y ait des différences de potentiel augmentent par deux, chaque décalage de bande est plus petit que celui lorsque la couche d'empêchement d'accumulation 4 est absente. De ce fait, l'accumulation de trous positifs est atténuée, améliorant de la sorte la caractéristique de réponse en fréquence. Dans ce cas, la couche d'empêchement d'accumulation 4 concorde en réseau cristallin avec les autres couches. Il est bien connu qu'une cellule solaire à base de GaAs a une efficacité de conversion d'énergie de lumière en électricité supérieure à celle d'une cellule solaire à base de Si et elle peut avoir sa structure mince. La figure 16 est une vue en coupe illustrant une cellule solaire à base de GaAs de l'art antérieur. Dans cette figure, le nombre de référence 20 désigne une électrode latérale à couche de type p, le nombre 21 désigne une couche de fenêtre en AlGaAs du type p, le nombre 22 désigne une couche d'absorption de lumière en GaAs du type, le nombre 23 désigne un substrat en GaAs du type n et le nombre 24 désigne une électrode latérale à couche du type n. Initialement, une lumière incidente sur une surface avant de la couche de fenêtre 21 en AlGaAs du type p est absorbée dans la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p et le substrat 23 en GaAs du type n, de la sorte des paires d'un électron et d'un trou positif sont produites dans ceux-ci. Puisque la couche d'absorption de lumière du type p et le substrat du type n réalisent une jonction pn et une couche appauvrie en charges électriques 26 est produite à cause de la jonction pn, les trous positifs 4 2721439 circulent vers la couche d'absorption de lumière 22 et les électrons circulent vers le substrat 23 par le champ électrique dans la couche appauvrie en charges électriques 26. De ce fait, une différence de potentiel électrique est produite entre les électrodes latérales 20 à couche du type p et l'électrode latérale 24 à couche du type n. De plus, puisque la couche de fenêtre 21 en AlGaAs a une énergie de la bande interdite plus grande que celle de GaAs, il y a une différence de potentiel dans une bande de conduction, de la sorte une recombinaison de surface, qui est provoquée par le fait qu'une partie des électrons produits à la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p est diffusée à une surface de lumière incidente, par exemple, une surface avant de la couche de fenêtre 21 en AlGaAs, est supprimée, améliorant de la sorte l'efficacité de conversion. Alors que dans une bande de valence une encoche, par exemple, une vallée de potentiel de bord de la bande, est formée à l'interface entre la couche d'absorption de lumière 22 et la couche de fenêtre 21 en AlGaAs. Cette encoche provoque l'accumulation de trous positifs et la recombinaison des trous positifs et des électrons à une région entourant l'encoche empêche l'amélioration d'efficacité de conversion d'énergie. De plus, dans la bande de valence, une barrière de potentiel est formée à l'opposé de l'encoche. Cette barrière empêche les trous positifs de circuler de la couche d'absorption de lumière 22 vers la couche de fenêtre 21 en AlGaAs. La demande de brevet japonais publiée No Sho 62-200784 décrit un élément laser à semi-conducteur comprenant la même structure qu'une couche d'empêchement d'accumulation d'une photodiode à avalanche. La figure 17 est une vue en coupe de cet élément laser à semi-conducteur. Dans cette figure, le nombre de référence 30 désigne une électrode latérale à couche du type n, le nombre 31 désigne un substrat en GaAs du type n ayant une énergie de la bande interdite de 1,42 eV, le nombre 32 désigne une couche de bande interdite intermédiaire en In0,5(Gal-xAlx)0,5P du type n ayant celle de 2,1 eV, le 2721439 nombre 33 désigne une couche de placage en In0,5(Ga1_ yAly)0,5P du type n ayant celle de 2,35 eV, le nombre 34 désigne une couche active en In0o, 5(GalzAlz)0,5P ayant celle de 2,0 eV, le nombre 35 désigne une couche de placage en In0,5(GalyAly)0,5P du type p ayant celle de 2,35 eV, le nombre 36 désigne une couche de bande interdite intermédiaire en In0,5(Gal-xAlx)o,5P du type p ayant celle de 2,1 eV, le nombre 37 désigne une couche de contact d'électrode en GaAs du type p ayant celle de 1,42 eV, le nombre 38 désigne un film en SiO2 et le nombre 39 désigne une électrode latérale à couche du type p. Comme décrit ci- dessus, même lorsqu'un élément laser à semi-conducteur a une différence grande dans une énergie de la bande interdite entre la couche de placage du type p et la couche de contact d'électrode 37 du type p, une encoche formée dans une bande de valence entre la couche de placage 35 et la couche de contact d'électrode 37 est divisée en deux, à cause de la couche de bande interdite intermédiaire 36 du type p entre ces couches. De ce fait, l'empilement de trous positifs à cette région est réduit. Cependant, puisque la hauteur d'une barrière de potentiel formée à l'opposé de l'encoche est également divisée en deux, plus de trous positifs passent la barrière facilement. Egalement, la couche de bande interdite intermédiaire 32 du type n a les mêmes effets pour les électrons que la couche de bande interdite intermédiaire 36 du type p en a pour les trous positifs. En conséquence, une tension de polarisation nécessaire aux trous positifs pour circuler de la couche de contact d'électrode vers la couche de placage et aux électrons pour circuler du substrat à la couche de placage est réduite, résultant en élément laser à semi-conducteur qui peut fonctionner à une tension basse. Egalement dans ce cas, les couches de bande interdite intermédiaires concordent en réseau cristallin avec les autres couches. De plus, IEEE Conference Digest of 13th International Semiconductor Laser de A. Takemoto et al, "Improvement of High Power/High Temperature Operation of Long Wavelength Laser Diodes by Band Discontinuity Reduction Laser," D-7, pp. 6 2721439 48, 1992 décrit un élément laser à semi-conducteur utilisant la même structure que la couche de bande interdite intermédiaire ci-dessus décrite pour circulation de trous positifs et d'électrons d'une couche de placage à une couche active. En figure 18, le nombre de référence 40 désigne une électrode latérale à couche du type n, le nombre 41 désigne une couche de placage en InP du type n, le nombre 42 désigne une couche de blocage en InP du type n, le nombre 43 désigne une couche de blocage en InP du type p, le nombre 44 désigne une couche de placage en InP du type p (couche tampon), le nombre 45 désigne un substrat en InP du type p, le nombre 46 désigne une électrode latérale à couche du type p, le nombre 47 désigne une couche de réduction de discontinuité de bande en In0,82Ga0,18Aso0,42PO,58, et le nombre 48 désigne une couche active en In0,65Ga0o,35Aso079P0,21. Dans cet élément laser à semi-conducteur, en appliquant une tension de polarisation directe entre les électrodes latérales à couches du type p et du type n, des électrons et des trous positifs sont injectés dans la couche active 48 à partir respectivement des couches de placage 41 et 44 du type n et du type p, de sorte qu'une oscillation laser se produit. Lorsque les couches de réduction de discontinuité de bande 47 en InGaSP sont absentes, puisque la couche active en InGAsP 48 a une énergie de la bande interdite plus petite que celles des couches de placage 41 et 44 en InP, des encoches et des barrières de potentiel sont formées entre la couche active et les couches de placage, à cause d'une discontinuité de bande dans les bandes de conduction et de valence. La figure 19(a) est un diagramme de bande d'énergie illustrant la circulation de trous positifs de la couche de placage du type p à la couche active, qui montre que les trous positifs sont accumulés à l'encoche. De plus, la barrière de potentiel empêche la circulation des trous positifs. De façon identique, ceci se produit pour la circulation d'électrons de la couche de placage 41 du type n à la couche active 48. En particulier, à cause de l'accumulation des trous positifs à l'encoche, il est susceptible de se produire une absorption 7 2721439 de bande d'inter valence et une recombinaison Auger à une région entourant l'encoche qui n'ont aucune contribution à l'émission de lumière. En conséquence, une efficacité d'émission de lumière et une puissance de lumière maximum sont abaissées. De ce fait, afin d'empêcher ces phénomènes, les couches de réduction de discontinuité de bande 47 en InGaAsP sont disposées entre la couche active 48 et les couches de placage 41 et 44, chaque couche 47 ayant une énergie de la bande interdite de 1,08 eV intermédiaire de celles de 0,8 eV de la couche active 48 et de 1,35 eV des couches de placage 41 et 44. La figure 19(b) est un diagramme de bande d'énergie illustrant la circulation de trous positifs de la couche de placage 44 du type p à la couche active 48 lorsque les couches de réduction de discontinuité de bande 47 sont présentes. Par le fait qu'il y a des encoches augmentant à deux, l'accumulation de trous positifs à chaque encoche est réduite. De plus, la hauteur de chaque barrière de potentiel devient faible, de la sorte les trous positifs passent facilement. Egalement, dans la circulation d'électrons de la couche de placage 41 du type n à la couche active 48, les mêmes effets que décrits ci-dessus sont obtenus. En conséquence, une efficacité d'émission de lumière et une puissance de lumière maximum sont améliorées. Dans ce cas, les couches de réduction de discontinuité de bande 47 concordent en réseau cristallin avec les autres couches. Dans la cellule solaire de base en GaAs de l'art antérieur, la couche dans la bande de valence formée à l'interface entre la couche de fenêtre en AlGaAs et la couche en GaAs provoque l'accumulation de trous positifs et la barrière de potentiel perturbe la circulation des trous positifs, ce qui empêche l'amélioration d'une efficacité de conversion d'énergie. Cependant, la couche d'empêchement d'accmulation de la photodiode à avalanche et la couche d'intervalle de bande intermédiaire et la couche de réduction de discontinuité de bande d'éléments laser à semi- conducteur sont efficaces pour améliorer le décalage de bande, l'encoche et la hauteur de la 8 2721439 barrière de potentiel, de la sorte la circulation des trous positifs est rendue facile ainsi que l'accumulation de trous positifs est atténuée. Cependant, le décalage de bande, l'encoche et la barrière de potentiel dans la bande de valence ne disparaissent pas mais sont seulement divisés en deux. De ce fait, il subsiste le décalage de bande de la barrière de potentiel et certains trous positifs sont accumulés à l'encoche. Un objet de la présente invention est de réaliser un élément semiconducteur optique ayant une bonne caractéristique de réponse en fréquence, un élément semi- conducteur optique ayant une bonne efficacité de conversion d'énergie, un élément semi-conducteur optique ayant une fiabilité élevée, qui peuvent fonctionner à faible tension, et un élément semi-conducteur optique ayant une efficacité d'émission de lumière élevée et une puissance de lumière maximum élevée, en réduisant l'accumulation de trous positifs et abaissant la hauteur d'une barrière de potentiel utilisant une couche contrainte ou en extension. D'autres objets et avantages de la présente invention deviendront apparents à partir de la description détaillée donnée ci-après; on doit comprendre, cependant, que la description détaillée et un mode de réalisation spécifique sont donnés seulement à titre d'illustration, puisque divers changements et modifications dans la portée de l'invention deviendront apparents à ceux de l'art à partir de cette description détaillée. Selon un premier aspect de la présente invention, un élément semiconducteur optique comprend une première couche semi-conductrice, une seconde couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la première couche semi-conductrice, et une ou plus troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la première couche semi- conductrice et comprenant une contrainte, disposée entre les première et seconde couches semi-conductrice. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans 9 2721439 une bande de valence est rendue plus petite que celle de la seconde couche semi-conductrice dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une différence de potentiel et à une encoche dans la bande de valence formée à l'interface entre les première et troisième couches semi- conductrices sont réduites. Selon un second aspect de la présente invention, un élément semi-conducteur optique comprend une première couche semi-conductrice, une seconde couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la première couche semi-conductrice, et une ou plus troisième couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la première couche semi- conductrice et plus grande que celle de la seconde couche semiconductrice et comprenant une contrainte, disposée entre les première et seconde couches semi-conductrices. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi- conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la seconde couche semi-conductrice dans celle-ci et un décalage de bande dans la bande de valence entre les première et troisième couches semi-conductrices est rendue plus petite que celui entre les première et seconde couches semi-conductrices, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel au décalage de bande et à une encoche dans la bande de valence formée entre les première et troisième couches semi- conductrices sont réduites. Selon un troisième aspect de la présente invention, une photodiode à avalanche comprend une couche de multiplication, une couche d'absorption de lumière ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de multiplication et la couche d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la 2721439 troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs à un décalage de bande dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de multiplication et la troisième couche semi-conductrice, est réduite. En conséquence, une capacité parasite due à l'accumulation de trous positifs est réduite, améliorant de la sorte une caractéristique de réponse en fréquence. Selon un quatrième aspect de la présente invention, une photodiode à avalanche comprend une couche de multiplication comprenant InP, une couche d'absorption de lumière comprenant InGaAs ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et une troisième couche semi-conductrice comprenant InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et comprenant une contrainte disposée entre la couche de multiplication et la couche d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs à un décalage de bande dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de multiplication et la troisième couche semi-conductrice, est réduite. En conséquence, une capacité parasite due à l'accumulation de trous positifs est réduite, améliorant de la sorte une caractéristique de réponse en fréquence. Selon un cinquième aspect de la présente invention, une photodiode à avalanche comprend une couche de multiplication, une couche d'absorption de lumière ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de multiplication et plus grande que celle de la couche d'absorption de lumière et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de multiplication et la couche il 2721439 d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi- conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle-ci et un décalage de bande dans la bande de valence entre la couche de multiplication et la troisième couche semi-conductrice est rendu plus petit que celui entre la couche de multiplication et la couche d'absorption de lumière, de la sorte l'accumulation de trous positifs au décalage de bande dans la bande de valence formée à l'interface entre la couche de multiplication et la troisième couche semi-conductrice est réduite. En conséquence, une capacité parasite due à l'accumulation de trous positifs est réduite, améliorant de la sorte une caractéristique de réponse en fréquence. Selon un sixième aspect de la présente invention, une cellule solaire comprend une couche de fenêtre, une couche d'absorption de lumière ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de fenêtre et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de fenêtre et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de fenêtre et la couche d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle- ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de fenêtre et la troisième couche semi-conductrice, sont réduites. En conséquence, une recombinaison à la région à laquelle les trous positifs sont accumulés est supprimée, réduisant de la sorte la perte de trous positifs et d'électrons produits à cause de l'absorption de lumière et facilitant la circulation des trous positifs de la couche d'absorption de lumière à la couche de fenêtre. En conséquence, une efficacité de conversion d'énergie de lumière en électricité est améliorée. 12 2721439 Selon un septième aspect de la présente invention, une cellule solaire comprend une couche de fenêtre comprenant AlGaAs, une couche d'absorption de lumière comprenant GaAs ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de fenêtre et une troisième couche semiconductrice comprenant InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de fenêtre et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de fenêtre et la couche d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de fenêtre et la troisième couche semi-conductrice, sont réduites. En conséquence, une recombinaison à la région à laquelle les trous positifs sont accumulés est supprimée, réduisant de la sorte la perte de trous positifs et d'électrons produits à cause d'absorption de lumière et facilitant la circulation de trous positifs de la couche d'absorption de lumière à la couche de fenêtre. En conséquence, une efficacité de conversion d'énergie de lumière en électricité est améliorée. Selon un huitième aspect de la présente invention, une cellule solaire comprend une couche de fenêtre, une couche d'absorption de lumière ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de la fenêtre et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de fenêtre et plus grande que celle de la couche d'absorption de lumière et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de fenêtre et la couche d'absorption de lumière. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche d'absorption de lumière dans celle-ci et un décalage de bande dans la bande de valence formé à l'interface entre la couche de fenêtre et la troisième couche semi-conductrice 13 2721439 est rendu plus petit que celui entre la couche de fenêtre et la couche d'absorption de lumière, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche sont réduites. En conséquence, une recombinaison à la région à laquelle les trous positifs sont accumulés est supprimée, réduisant de la sorte la perte de trous positifs et d'électrons produits à cause de l'absorption de lumière et facilitant la circulation de trous positifs de la couche d'absorption de lumière à la couche de fenêtre. En conséquence, une efficacité de conversion d'énergie de lumière en électricité est améliorée. Selon un neuvième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p, une couche de contact d'électrode du type p ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche de contact d'électrode. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche de contact d'électrode du type p dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semi- conductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée. En conséquence, une tension de polarisation nécessaire aux trous positifs pour circuler de la couche de contact d'électrode vers la couche deplacage est réduite, obtenant de la sorte un élément laser à semi-conducteur ayant une stabilité élevée, qui peut fonctionner à faible tension. Selon un dizième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p comprenant InGaAlP du type p, une couche de contact d'électrode du type p comprenant GaAs du type p ayant 14 2721439 une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi-conductrice comprenant InGaAsP du type p ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche de contact d'électrode. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche de contact d'électrode du type p dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche de la bande de valence formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semi-conductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée. En conséquence, une tension de polarisation nécessaire aux trous positifs pour circuler de la couche de contact d'électrode vers la couche de placage est réduite, obtenant de la sorte un élément laser à semi-conducteur ayant une stabilité élevée qui peut fonctionner à faible tension. Selon un onzième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p, une couche de contact d'électrode du type p ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et plus grande que celle de la couche de contact d'électrode et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche de contact d'électrode. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche de contact d'électrode du type p dans celle-ci et un décalage de bande dans la bande de valence entre la couche de placage et la troisième couche semi- conductrice est rendu plus petit que celui entre la couche de placage et la couche de contact d'électrode, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la 2721439 bande de valence, formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semi-conductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée. En conséquence, une tension de polarisation nécessaire aux trous positifs pour circuler de la couche de contact d'électrode vers la couche de placage est réduite, obtenant de la sorte un élément laser à semi-conducteur ayant une stabilité élevée, qui peut fonctionner à faible tension. Selon un douzième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p, une couche active ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche active. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche active dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semi- conductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée et l'absorption de bande d'inter valence et la recombinaison Auger qui n'ont aucune contribution à l'émission de lumière, provoquées à cause de l'accumulation de trous positifs à l'encoche, sont supprimées, améliorant de la sorte une efficacité d'émission de lumière et une puissance de lumière maximum. Selon un treizième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p comprenant InP du type, une couche active comprenant InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi-conductrice comprenant InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la 16 2721439 couche de placage et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche active. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche active dans celle-ci, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semiconductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée et l'absorption de bande intervalence et la recombinaison Auger qui n'ont aucune contribution d'émission de lumière, provoquées à cause de l'accumulation de trous positifs à l'encoche, sont supprimées, améliorant de la sorte une efficacité d'émission de lumière et une puissance de lumière maximum. Selon un quatorzième aspect de la présente invention, un élément laser à semi-conducteur comprend une couche de placage du type p, une couche active ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et une troisième couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que celle de la couche de placage et plus grande que celle de la couche active et comprenant une contrainte, disposée entre la couche de placage et la couche active. De ce fait, la densité d'état de la troisième couche semi-conductrice dans une bande de valence est rendue plus petite que celle de la couche active dans celle- ci et un décalage de bande dans la bande de valence entre la couche de placage et la troisième couche semi-conductrice est rendu plus petit que celui entre la couche de placage et la couche active, de la sorte l'accumulation de trous positifs et une hauteur d'une barrière de potentiel à une encoche dans la bande de valence, formée à l'interface entre la couche de placage du type p et la troisième couche semiconductrice, sont réduites. En conséquence, la circulation de trous positifs à cette région est facilitée et l'absorption de bande d'inter valence et la 17 2721439 recombinaison Auger qui n'ont aucune contribution à l'émission de lumière, provoquées à cause de l'accumulation de trous positifs à l'encoche, sont supprimées, améliorant de la sorte une efficacité d'émission de lumière et une puissance de lumière maximum. Selon un quinzième aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'une photodiode à avalanche comprend former une couche d'absorption de lumière en InGaAs du type n sur un substrat en InP du type n par croissance épitaxiale, former une couche contrainte en InGaAsP du type n sur la couche d'absorption de lumière par croissance épitaxiale, former une couche de multiplication en InP ayant une énergie de la bande interdite plus grande que celles de la couche d'absorption de lumière et la couche contrainte sur la couche contrainte par croissance épitaxiale et former une couche en InP du type p sur la couche de multiplication par croissance épitaxiale. Selon un seizième aspect de la présente invention, dans le procédé de fabrication ci- dessus décrit de la photodiode à avalanche, la couche contrainte en InGaAsP du type n a une énergie de la bande interdite plus grande que celle de la couche d'absorption de lumière en InGaAs du type n. Selon un dix-septième aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'une cellule solaire comprend former une couche d'absorption de lumière en GaAs du type p sur un substrat en GaAs du type n par croissance épitaxiale, former une couche contrainte en InGaAsP du type p sur la couche d'absorption de lumière par croissance épitaxiale et former une couche de fenêtre en AlGaAs du type p ayant une énergie de la bande interdite plus grande que celles de la couche d'absorption de lumière et la couche contrainte sur la couche contrainte par croissance épitaxiale. Selon un dix-huitième aspect de la présente invention, dans le procédé de fabrication ci-dessus décrit de la cellule solaire, la couche contrainte en InGaAsP du type p a une énergie de la bande interdite plus grande que celle de la couche d'absorption de lumière en GaAs du type p. 18 2721439 Selon un dix-neuvième aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un élément laser à semi- conducteur comprend former une couche de bande interdite intermédiaire en InGaAlP du type n ayant une énergie de la bande interdite supérieure à celle d'un substrat en GaAs du type n sur le substrat par croissance épitaxiale, former une couche de placage en InGaAlP du type n ayant une énergie de la bande interdite supérieure à celle de la couche de bande interdite intermédiaire sur la couche de bande interdite intermédiaire par croissance épitaxiale, former une couche active en InGaAlP et une couche de placage en InGaAlP du type p successivement sur la couche de placage du type n par croissance épitaxiale, former une couche contrainte en InGaAsP du type p ayant une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche de placage du type p sur la couche de placage du type p par croissance épitaxiale, et former une couche de contact d'électrode en GaAs du type p ayant une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche de placage du type p sur la couche contrainte par croissance épitaxiale. Selon un vingtième aspect de la présente invention, dans le procédé de fabrication ci-dessus décrit de l'élément laser à semi-conducteur, la couche de contact d'électrode en GaAs du type p a une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche contrainte en InGaAsP du type p. Selon un vingt-et-unième aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un élément laser à semi- conducteur comprend former une couche de placage en InP du type p (couche tampon) sur un substrat en InP du type p par croissance épitaxiale, former une couche contrainte en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche de placage du type p sur la couche de placage par croissance épitaxiale, former une couche active en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche de placage du type p sur la couche contrainte par croissance épitaxiale, former une couche de réduction de discontinuité de bande en InGaAsP ayant une 19 2721439 énergie de la bande interdite supérieure à celle de la couche active sur la couche active par croissance épitaxiale et former une couche de placage en InP du type n ayant une énergie de la bande interdite supérieure à celle de la couche de réduction de discontinuité de bande sur la couche de réduction de discontinuité de bande par croissance épitaxiale. Selon un vingt-deuxième aspect de la présente invention, dans le procédé de fabrication ci-dessus décrit de l'élément laser à semi-conducteur, la couche active en InGaAsP a une énergie de la bande interdite inférieure à celle de la couche contrainte en InGaAsP. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une photodiode à avalanche selon un premier mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs et d'électrons entre une couche de multiplication et une couche d'absorption de lumière dans la photodiode à avalanche représentée à la figure 1; - les figures 3(a)-3(c) sont des vues en coupe illustrant des étapes de procédé dans un procédé de fabrication de la photodiode à avalanche représentée en figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe d'une cellule solaire à base de GaAs selon un second mode de réalisation de la présente invention; - les figures 5(a)-5- (c) sont des vues en coupe illustrant des étapes de procédé dans un procédé de 2721439 fabrication de la cellule solaire à base de GaAs représentée en figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe d'un élément laser à semi-conducteur comprenant une couche contrainte entre une couche de placage du type p et une couche de contact d'électrode du type p selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; - les figures 7(a)-7(d) sont des vues en coupe illustrant des étapes de procédé dans un procédé de fabrication de l'élément laser à semi-conducteur représenté en figure 6; la figure 8 est une vue en coupe d'un élément laser à semi-conducteur comprenant une couche contrainte entre une couche de placage du type p et une couche active selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 9 est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs entre la couche de placage du type p et la couche active dans l'élément laser à semi- conducteur représenté en figure 8; - les figures 10(a)-lO(f) sont des vues en coupe illustrant des étapes de procédé dans un procédé de fabrication de l'élément laser à semi-conducteur représenté en figure 8; - la figure 11(a) est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs à l'interface entre des couches semi-conductrices ayant des énergies de bande interdite différentes, qui sont appauvries en charges électriques sur la totalité, les figures 11(b) et 11(c) représentent une distribution d'énergie du nombre de trous positifs et la densité d'état en figure 11(c) est réduite par rapport à celle en figure 11(b); - la figure 12(a) est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer des couches semiconductrices du type p ayant des énergies de la bande interdite différentes, o seulement une portion d'une encoche est appauvrie en charges électriques. Les figures 12(b) et 12(c) sont des diagrammes de bande agrandis de seulement la portion comprenant 2 1 2721439 l'encoche dans une bande de valence représentée en figure 12(a) et l'accumulation de trous positifs en figure 12(c) est réduite par rapport à celle en figure 12(b); - les figures 13(a) et 13(b) sont des diagrammes de bande d'énergie illustrant schématiquement un semi- conducteur de composé du groupe général III-V et un semi-conducteur de composé du groupe III-V comprenant une contrainte de compression, respectivement; - la figure 14 est une vue en coupe d'une photodiode à avalanche de l'art antérieur; les figures 15(a) et 15(b) sont des diagrammes de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs et d'électrons dans une photodiode à avalanche de l'art antérieur lorsqu'une couche d'empêchement d'accumulation est absente et lorsque la couche est présente, respectivement; - la figure 16 est une vue en coupe d'une cellule solaire à base de GaAs de l'art antérieur; - la figure 17 est une vue en coupe d'un élément laser à semi-conducteur de l'art antérieur comprenant une couche de la bande interdite intermédiaire entre une couche de placage et une couche de contact d'électrode; - la figure 18 est une vue en coupe d'un élément laser à semi-conducteur de l'art antérieur comprenant des couches de réduction de discontinuité de bande entre des couches de placage et une couche active; et - la figure 19(a) est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs entre les couches de placage et la couche active lorsque les couches de réduction de discontinuité de bande sont absentes et la figure 19(b) est un diagramme de bande d'énergie pour expliquer la circulation de trous positifs entre les couches de placage et la couche active dans l'élément laser à semi- conducteur de l'art antérieur représenté en figure 18. 22 2721439 PREMIER MODE DE REALISATION Une description est donnée d'une photodiode à avalanche selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 1 est une vue en coupe illustrant cette photodiode à avalanche. Dans la figure, le chiffre de référence 1 désigne des électrodes latérales en Ti/Au à couche du type p, le chiffre de référence 2 désigne une couche en InP du type p ayant une épaisseur de 0, 25 à 1,0 Mm, le chiffre de référence 3 désigne une couche de multiplication en InP du type n ayant une épaisseur de 0,6 pm, le chiffre 8 désigne une couche contrainte en In0, 82Ga0,18As0,7P0,3 du type n ayant une épaisseur de 2 à 10 nm, le chiffre 5 désigne une couche d'absorption de lumière en Ino,53Ga0,47As du type n ayant une épaisseur de 1,8 à 2,8 pm, le chiffre 6 désigne un substrat en InP du type n et le chiffre 7 désigne une électrode latérale en AuGe/Au à couche du type n. Bien que la couche contrainte 8 en InGaAsP du type n ait une énergie de la bande interdite de 0,75 eV égale à celle de la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n, elle a une constante de réseau cristallin supérieure à celle de la couche d'absorption de lumière de 1 %. De ce fait, une contrainte de compression est utilisée dans la couche contrainte. A cause de cette contrainte, la masse effective des trous positifs est d'environ un tiers de la masse effective lorsque la couche n'a aucune contrainte. Ce qui suit est le fonctionnement de la présente invention. Lorsque des trous positifs circulent d'une couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite dans une couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus grande, il existe une différence de potentiel causée par un décalage de bande dans une bande de valence à l'interface entre ces couches, de la sorte des trous positifs sont accumulés au côté de la couche semi- conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus petite. Ces couches sont appauvries en charges électriques 23 2721439 sur la totalité. La figure 11(a) est un diagramme de bande d'énergie d'une couche de multiplication et d'une couche d'absorption de lumière inclues dans une photodiode à avalanche, chaque couche ayant une structure comme décrit ci- dessus. Dans cette figure, le caractère de référence Ev désigne une énergie de la couche semi-conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus petite dans le bord de bande de valence, c'est-à-dire, l'énergie la plus basse en regardant à partir du côté des trous positifs et le caractère AEv désigne le décalage de bande dans la bande de valence. Les trous positifs ayant une énergie supérieure à Ev + AEv sont diffusés et envoyés vers la couche semi-conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus grande à une vitesse fixe. Cependant, les trous positifs ayant une énergie inférieure à Ev + AEv sont accumulés à la différence de potentiel. De ce fait, afin de supprimer l'accumulation de trous positifs, il est nécessaire de réduire les trous positifs ayant une énergie inférieure à Ev + AEv. De plus, lorsque la température ambiante T est d'environ 27 C (300 K), l'énergie thermique kBT (kB: constante de Boltzmann, T: la température absolue) est d'environ 0,026 eV. Si AEv est presque la même que cette énergie thermique ou est plus petite que celle-ci, des trous positifs peuvent passer facilement à travers la différence de potentiel et quelques trous positifs peuvent y être accumulés. En conséquence, dans la présente invention, l'énergie thermique kBT doit être beaucoup plus petite que AEv, c'est-à-dire, la relation de AEv >> à kBT doit être satisfaite. Pour simplifier la discussion, l'influence de l'énergie thermique est ignorée en considérant ce qui précède. Plus particulièrement, on suppose que kBT = 0, si l'accumulation de trous positifs est accomplie et la circulation de trous positifs atteint un état stationnaire, on suppose que le niveau de quasi-Fermi de trous positifs arrive à une position ayant une énergie un peu supérieure à Ev + AEv (ici, une énergie plus élevée est donnée aux trous positifs à une position plus proche du bas à la figure). Cependant, les 24 2721439 niveaux d'énergie en dessous du niveau de quasi-Fermi sont remplis de trous positifs. De ce fait, le nombre de trous positifs accumulés peut être approximé à un nombre obtenu en intégrant la fonction de densité d'état de Ev à Ev + AEv, et on peut supposer que la réduction en densité d'état est efficace pour supprimer l'accumulation de trous positifs. La fonction de densité d'état ici est une fonction représentant la densité de niveau d'énergie, c'est-à-dire, la densité d'état en une fonction d'énergie. Il est réellement nécessaire de considérer également l'énergie thermique. Dans ce cas, la distribution d'énergie du nombre de trous positifs est comme représenté en figure 11(b). Dans cette figure, une fonction de densité d'état est désignée par 10, une région o des trous positifs qui sont accumulés est désignée par 11 et une région produite par le fait que des trous positifs sont diffusés et écoulés est désignée par 12. Le produit de la fonction de densité d'état et de la fonction de distribution de Fermi présente la distribution d'énergie du nombre de trous positifs. La surface de la région 11 représente le nombre total de trous positifs qui sont accumulés. La figure 11(c) représente la distribution d'énergie du nombre de trous positifs lorsque la densité d'état est réduite par rapport à la figure 11(b). Dans ces figures, la distribution du nombre de trous positifs est écartée de la distribution de densité d'état au voisinage de l'énergie Ev + AEv affectée par la distribution de Fermi. Plus particulièrement, elle est provoquée par le fait que kBT X 0. Alors que ceci est un écart à partir de l'approximation ci-dessus décrite, la largeur de la région d'énergie dans laquelle l'écart est produit est d'envirion 2kBT, qui est relativement petit en comparaison à AEv. Parce que si la circulation des trous positifs est déterminée, les positions du niveau de quasi-Fermi sont respectivement déterminées afin de réaliser celles-ci, le nombre de trous positifs qui sont diffusés et en circulation, c'est-à-dire, la surface de la région 12 devient le même aux deux figures 11(b) et 11(c) dans l'état stationnaire o la circulation de 2721439 trous positifs est constante. Cependant, puisqu'on pense que les deux positions du niveau de quasi-Fermi sont au voisinage du point (d'une ligne en pointillés à la figure) de l'énergie Ev + AEv, le nombre de trous positifs qui sont accumulés, c'est-à-dire, la surface de la région 11 est clairement petit en figure 11(c) o la densité d'état est réduite. De ce fait, comme cela est supposé à partir de la discussion d'approximation décrite ci-dessus, on exige seulement de réduire la densité d'état dans la bande de valence de la couche semi-conductrice qui a une énergie de la bande interdite plus petite que l'autre des deux couches semi- conductrices adjacentes ayant une différence de potentiel pour supprimer l'accumulation de trous positifs. La discussion ci-dessus concerne la circulation de trous positifs dans un cas o la couche semi-conductrice est appauvrie en charges électroniques sur la totalité comme dans une photodiode à avalanche. Dans ce qui suit, une description est donnée d'un cas o la couche semi-conductrice n'est pas en totalité appauvrie en charges électriques. Dans ce cas, cependant, seulement des portions de la barrière de potentiel adjacentes à une encoche sont appauvries en charges électroniques comme décrit comme suit. Dans de tels cas, la jonction entre une couche de fenêtre et une couche d'absorption de lumière dans une cellule solaire, la jonction entre une couche de contact d'électrode du type p et une couche de placage du type p et la jonction entre une couche de placage du type p et une couche active dans un élément laser à semi-conducteur sont élevées. Dans les exemples ci- dessus, les couches ayant une énergie de la bande interdite plus grande sont toutes des couches semi-conductrices du type p alors que les couches ayant une énergie de la bande interdite plus petite comprennent une couche semi-conductrice n'ayant aucune impureté comme une couche active dans un élément laser à semi-conducteur et des couches semi- conductrices du type p. Comme décrit comme suit, la concentration en accepteurs dans la couche semi-conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus petite n'affecte 26 2721439 pas de façon significative les trous positifs qui sont excessivement accumulés à l'encoche et la hauteur de la barrière de potentiel, de sorte qu'il n'apparait aucune différence significative indifféremment que la couche semi- conductrice soit une couche de type p ou une couche semi- conductrice ne comprenant aucune impureté. Aussi, une description est donnée de la jonction entre deux couches semi-conductrices du type p ayant des énergies de la bande interdite différentes. Le diagramme de bande d'énergie dans ce cas est représenté en figure 12(a). Le caractère de référence Ef dans cette figure représente l'énergie de Fermi. Dans cette figure, une encoche est produite dans la bande de valence. Une portion comprenant l'encoche est agrandie et est représentée en figure 12(b). Des trous positifs sont accumulés à des niveaux à partir du fond de l'encoche au voisinage du niveau de Fermi. Des accepteurs qui sont ionisés de la même quantité que la quantité de charge totale des trous positifs qui sont excessivement accumulés parmi ces trous positifs sont présents à la portion de la barrière de potentiel afin de satisfaire la condition de fournir un état électriquement neutre. Les "trous positifs excessivement accumulés" signifient des trous positifs qui sont accumulés excédant la quantité pour neutraliser les accepteurs existants à la portion de l'encoche. La portion de la barrière de potentiel dans laquelle existe les accepteurs ionisés ci- dessus décrits forme une couche dans laquelle des charges électriques sont appauvries et son épaisseur est Xd à la figure. Le caractère de référence Eb dans la figure désigne une hauteur d'une barrière de potentiel qui est formée par la couche appauvrie en charges électroniques. Le total de trous positifs qui sont excessivement accumulés est déterminé selon l'énergie de décalage de bande AEv, la concentration d'accepteurs de la couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus grande et la densité d'état de trous positifs de la couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite. Lorsque AEv est diminué en conservant la 27 2721439 concentration d'accepteurs de la couche semi-conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus grande et la densité d'état de trous positifs de la couche semi- conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus petite constante, l'encoche change évidemment plus profondément et le nombre de trous positifs qui sont excessivement accumulés est diminué, de la sorte la hauteur de la barrière de potentiel Eb est de ce fait diminuée. Par ailleurs, en supposant que la concentration d'accepteurs de la couche semi-conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus grande et AEv soient constantes, afin de diminuer le nombre total de trous positifs qui sont accumulés excessivement, il est nécessaire de diminuer la densité d'état de trous positifs de la couche semi- conductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite. Si le nombre de trous positifs qui sont excessivement accumulés pouvait être diminué, la quantité de charge électronique des accepteurs ionisés à la portion de la barrière de potentiel diminue également de la même quantité que celle de la quantité de charge électronique diminuée de trous positifs à cause de la condition de fournir un état électriquement neutre. Lorsqu'on suppose que la quantité de charges électroniques des accepteurs ionisés a la distribution de concentration d'accepteurs uniforme, puisqu'elle est proportionnelle à Xd et Eb est proportionnelle à un carré de Xd, Eb diminue en proportion au carré du nombre de trous positifs qui sont excessivement accumulés. De ce fait, le diagramme de bande change de la figure 12(b) à la figure 12(c). Dans ce cas, AEv ne change pas. Puisque la barrière de potentiel sert comme barrière contre la circulation de trous positifs, la réduction dans la hauteur Eb atténue la circulation de trous positifs. De ce fait, la réduction dans la densité d'état de trous positifs dans la bande de valence de la couche semi-conductrice ayant l'énergie de la bande interdite plus petite supprime l'accumulation de trous positifs à l'encoche et réduit 28 2721439 également la hauteur de la barrière de potentiel, atténuant de la sorte la circulation de trous positifs à cette région. Il est possible de réduire la densité d'état de trous positifs en réduisant la masse effective des trous positifs. Cependant, afin de réduire la masse effective des trous positifs, il est nécessaire de changer la structure de bande d'énergie de la bande de valence. Dans un cas o sur un semi-conducteur une couche semi- conductrice ayant une constante de réseau cristallin qui est différente de celle du semi-conducteur est réalisée par croissance épitaxiale, si l'épaisseur du film est inférieure à l'épaisseur critique du film, il est possible d'introduire une contrainte de réseau cristallin dans la couche sans produire de délocalisation désadaptée dans cette couche. L'introduction de cette contrainte peut réaliser le changement ci-dessus décrit de la structure de bande d'énergie. Une description de cela est donnée dans ce qui suit. La figure 13(a) représente schématiquement un diagramme de bande d'énergie d'un semi-conducteur de composé du groupe III-V qui est généralement utilisé dans un élément semi- conducteur optique. Comme bande de valence, il existe une bande de trous lourds et une bande de trous légers. Dans cette figure, l'ordonnée représente l'énergie E et l'abscisse représente le nombre d'ondes k et le point de k = 0 est sur l'axe E. Au voisinage de k = 0, la différentiation à deux étapes de E par k est en proportion au nombre inverse de la masse effective. En d'autres termes, comme la courbure de ces courbes est plus grande, la masse effective du semi- conducteur est plus petite. Lorsqu'une contrainte de compression est introduite dans ce semiconducteur, son diagramme de bande d'énergie change à celui comme représenté en figure 13(b). Comme on le voit dans cette figure, la bande de trous lourds est dégénérée pour être partagée en trois et la bande de trous légers a une énergie plus faible que les énergies de celle- ci. De plus, la courbure en haut de la bande de trous lourds 29 2721439 ayant l'énergie la plus élevée (au voisinage de k = 0), laquelle bande contribue principalement au déplacement de trous positifs à la bande de valence, est plus grande que celle dans un cas n'ayant aucune contrainte représentée en figure 13(a). Ceci représente que la masse effective de trous positifs à la bande de valence est réduite par introduction de la déformation sous pression. Puisque le niveau d'énergie de la bande de trous légers ayant à l'origine une masse effective petite de trous positifs est supérieur à celui de la bande de trous lourds, la masse effective de trous positifs à la bande de valence est réduite lorsqu'une charge ou contrainte de traction est introduite, de façon similaire comme lorsqu'une déformation sous pression est introduite. Comme décrit ci-dessus, l'introduction de contrainte, charge ou déformation dans une couche semi-conductrice réduit la masse effective de trous positifs à la bande de valence, réalisant de la sorte une réduction dans sa densité d'état. Une description est donnée du fonctionnement. En figure 1, de la lumière ayant une longueur d'onde de 1,3 à 1,6 pm et frappant une surface de réception de lumière, par exemple, une surface avant de la couche 2 en InP du type p sur laquelle sont disposées les électrodes latérales 1 de la couche du type p, pénètre à travers la couche 2 en InP du type p, la couche de multiplication 3 en InP du type n et la couche déformée 8 en InGaAsP du type n, successivement. Ensuite, elle est absorbée dans la couche d'absorption de lumière 5, de la sorte des paires d'un électron et d'un trou positif sont produites dans celle-ci. La couche 2 en InP du type p et la couche de multiplication 3 en InP du type n réalisent une jonction pn. Une tension de polarisation inverse est appliquée entre l'électrode latérale 1 à couche du type p et l'électrode latérale 7 à couche du type n et la couche de multiplication 3 en InP du type n, la couche déformée 8 en InGaAsP du type n et la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n sont appauvries en charges électriques. Les trous positifs et les électrons produits 2721439 * traversent respectivement la couche de multiplication 3 en InP du type n et le substrat 6 en InP du type n. Les trous positifs qui atteignent la couche de multiplication 3 en InP du type n sont de plus accélérés par le champ électrique, de la sorte l'avalanche est provoquée à cause de l'ionisation de collisition, produisant de la sorte de nombreuses nouvelles paires d'un électron et d'un trou positif. La figure 2 est un diagramme de bande d'énergie illustrant le déplacement des électrons et des trous positifs. Puisque la couche de multiplication 3 en InP du type n et la couche contrainte ou déformée 8 en InGaAsP du type n ont des énergies de la bande interdite différentes respectivement de 1,35 eV et 0,75 eV, il existe un décalage de bande entre bandes de valence des couches, formant de la sorte une différence de potentiel. Les trous positifs produits à cause de l'absorption de lumière se déplacent de la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n vers la couche de multiplication 3 en InP du type n. Comme décrit ci-dessus, puisque dans la couche contrainte 8 en InGaAsP du type n disposée entre les couches la masse effective des trous positifs est rendue plus petite à cause de la contrainte, sa densité d'état est abaissée. De ce fait, les trous positifs accumulés aux différences de potentiels sont d'avantage réduits en comparaison à un cas o une couche d'empêchement d'accumulation de l'art antérieur est utilisée. En conséquence, une capacité parasite due à l'accumulation de trous positifs est réduite. Une description est donnée d'un procédé de fabrication de la photodiode à avalanche. Comme représenté en figure 3(a), la couche d'absorption de lumière 5 en In0o,53Ga0,47As du type n, la couche contrainte 8 In0,82Ga0,18As0,7P0,3 du type n, la couche de multiplication en InP du type n et la couche 2 en InP du type p sont successivement réalisées par croissance épitaxiale par une épitaxie à phase vapeur ou une épitaxie à phase liquide sur le substrat 6 en InP du type n. Ensuite, après formation d'un motif du résist 9 sur la surface de la couche épitaxiale, Ti (0,05 pm d'épaisseur)/Au (0,2 pm d'épaisseur) 31 2721439 pour servir comme électrodes latérales à couche du type p est évaporé sur toute la surface avant de celle-ci (figure 3(b)). De plus, le résist est retiré, de la sorte les électrodes latérales 1 à couche du type p sont formées aux portions prescrites. Ensuite, après que la surface arrière du substrat en InP du type n soit redressée, meulée ou rectifiée à une épaisseur d'environ 150 Mm, l'électrode latérale 7 à couche du type n en AuGe (0,08 Mm d'épaisseur)/Au (0,15 Mm d'épaisseur) est formée par évaporation sur la surface arrière meulée du substrat (figure 3(c)). Dans ce premier mode de réalisation de la présente invention, bien qu'une énergie de la bande interdite de la couche contrainte 8 en InGaAsP du type n soit égale à celle de la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n, elle peut être aussi grande que l'énergie thermique d'environ 0,03 eV à température ambiante. Bien qu'il y ait un décalage de bande entre la couche d'absorption de lumière 5 et la couche contrainte 8 dû à cette différence dans l'énergie de la bande interdite, les trous positifs passent à travers elle facilement comme décrit ci-dessus. De plus, puisqu'un décalage de bande entre la couche contrainte 8 en InGaAsP du type n et la couche de multiplication 3 en InP du type n est plus petit que le décalage de bande entre la couche de multiplication 3 et la couche d'absorption de lumière 5, il est efficace pour réduire les trous positifs accumulés. Dans la photodiode à avalanche selon le premier mode de réalisation de l'invention, puisque la couche de contrainte 8 en InGaAsP du type n est prévue entre la couche de multiplidcation 3 en InP du type n et la couche d'absorption de lumière 5 en InGaAs du type n, l'accumulation des trous positifs à la région entre les couches est réduite. En conséquence, une capacité parasite due à l'accumulation de trous positifs est supprimée, de la sorte une caractéristique de réponse en fréquence est d'avantage améliorée en comparaison à un cas o la couche d'empêchement d'accumulation de l'art antérieur est utilisée. 32 2721439 Deuxième mode de réalisation Une description est donnée d'une cellule solaire à base de GaAs selon un second mode de réalisation de la présente invention. La figure 4 est une vue en coupe illustrant cette cellule solaire à base de GaAs. Dans cette figure, le nombre de référence 20 désigne des électrodes latérales à couche du type p, le nombre 21 désigne une couche de fenêtre en A0lo,8Ga0,2As du type p ayant une épaisseur de 0,5 à 1,0 Mm, le nombre 25 désigne une couche contrainte en In0,38Ga0,62As0,51P0,49 du type p ayant une épaisseur de 2 à nm, le nombre 22 désigne une couche d'absorption de lumière en GaAs du type p ayant une épaisseur de 0,5 à 5,0 pm et le nombre 23 désigne un substrat en GaAs du type n. Une description est donnée du fonctionnement. Initialement, de la lumière incidente sur une surface avant de la couche de fenêtre 21 en AlGaAs du type p est absorbée dans la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p et le substrat 23 en GaAs du type n, de la sorte des paires d'un électron et d'un trou positif sont produites dans celles-ci. Puisque la couche d'absorption de lumière du type p et le substrat du type n réalisent une jonction pn et une couche appauvrie en charges électriques 26 est produite à cause de la jonction pn, les trous positifs se déplacent vers la couche d'absorption de lumière 22 et les électrons se déplacent vers le substrat 23 par le champ électrique dans la couche appauvrie en charges électriques 26, de la sorte une différence de potentiel électrique est produite entre l'électrode latérale 20 à couche du type p et l'électrode latérale 24 à couche du type n. De plus, puisque la couche de fenêtre 21 en AlGaAs a une énergie de la bande interdite supérieure à celles de la couche contrainte 25 en InGaAsP du type p et la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p, il existe une différence de potentiel dans une bande de conduction, de sorte qu'une recombinaison de surface, qui est provoquée par la partie des électrons produits dans la couche d'absorption de lumière 22 qui sont diffusés à une 33 2721439 surface de lumière incidente, par exemple, une surface avant de la couche de fenêtre 21 en AlGaAs, est supprimée, améliorant de la sorte l'efficacité de conversion. Cependant, dans une bande de valence, la couche contrainte 25 en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite de 1,42 eV égale à celle de GaAs et une constante de réseau cristallin supérieure à celles de GaAs et AlGaAs de 1 % est présente. De ce fait, comme cela a été décrit en utilisant la figure 12, les trous positifs accumulés à l'encoche formée à l'interface entre la couche de fenêtre 21 en AlGaAs et la couche contrainte 25 en InGaAsP sont réduits et la hauteur de la barrière de potentiel est abaissée en comparaison à un cas o la cellule solaire de base en GaAs de l'art antérieur est utilisée, réduisant de la sorte la recombinaison à une région entourant l'encoche et réalisant la circulation des trous positifs plus facile. Une description est donnée d'un procédé de fabrication de la cellule solaire de base en GaAs. Comme représenté en figure 5(a), la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p, la couche contrainte 25 en In0,38Ga0,62As0o,51P0,49 du type p et la couche de fenêtre 21 en Alo,8Gao,2As du type p sont successivement réalisées par croissance épitaxiale par une épitaxie à phase vapeur ou une épitaxie à phase liquide sur le substrat 23 en GaAs du type n. Ensuite, après formation d'un motif du résist 26 sur la surface de la couche épitaxiale, Ti (0,05 im d'épaisseur)/Au (0,2 pm d'épaisseur) pour servir comme électrodes latérales à couche du type p est évaporé sur toute la surface avant de celle-ci (figure 5(b)). De plus, le résist est retiré, de la sorte les électrodes latérales 20 à couche du type p sont formées aux portions prescrites. Ensuite, après que la surface arrière du substrat 23 en GaAs du type n soit meulée ou rectifiée à une épaisseur d'environ 150 pm, l'électrode latérale 24 à couche du type n en AuGe (0,08 pm d'épaisseur)/Au (0,15 Mm d'épaisseur) est formée par évaporation sur la surface arrière rectifiée du substrat (figure 5(c)). 34 2721439 Dans ce second mode de réalisation de la présente invention, bien qu'une énergie de la bande interdite de la couche contrainte 25 en InGaAsP du type p soit égale à celle de la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p, elle peut être aussi grande que l'énergie thermique d'environ 0,03 eV à température ambiante. La hauteur d'une barrière de potentiel qui est réalisée par un décalage de bande entre la couche d'absorption de lumière 22 et la couche contrainte 25 dû à cette différence dans l'énergie de la bande interdite est plus petite que le décalage de bande. De ce fait, les trous positifs passent à travers elle facilement comme décrit ci-dessus. De plus, puisqu'un décalage de bande entre la couche contrainte 25 en InGaAsP du type p et la couche de fenêtre 21 en AlGaAs du type p est plus petit que le décalage de bande entre la couche de fenêtre 21 et la couche d'absorption de lumière 22, il est efficace pour réduire les trous positifs accumulés à l'encoche et abaisser la hauteur de la barrière de potentiel. Dans la cellule solaire selon le second mode de réalisation de l'invention, puisque la couche contrainte 25 en InGaAsP du type p est prévue entre la couche de fenêtre 21 en AlGaAs du type p et la couche d'absorption de lumière 22 en GaAs du type p, l'accumulation de trous positifs à une région entre les couches est d'avantage réduite. En conséquence, une recombinaison à cette région est supprimée, de la sorte la perte de trous positifs et d'électrons produits due à l'absorption de lumière est réduite et la circulation de trous positifs de la couche d'absorption de lumière 22 à la couche de fenêtre 21 est rendue plus facile, améliorant de la sorte une efficacité de conversion d'énergie de lumière en électricité. Troisième mode de réalisation Une description est donnée d'un élément laser à semi- conducteur selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 est une vue en coupe illustrant cet élément laser à semiconducteur. Dans cette figure, le nombre de 2721439 référence 30 désigne une électrode latérale à couche du type n en AuGe/Au, le nombre 31 désigne un substrat en GaAs du type n ayant une épaisseur de 70 Mm, le nombre 32 désigne une couche de la bande interdite intermédiaire en In0,5(GalxAlx)0,5P du type n ayant une épaisseur de 0,2 mm, le nombre 33 désigne une couche de placage en Ino,5(GalyAly)0,S5P du type n ayant une épaisseur de 1,5 pm, le nombre 34 désigne une couche active en InO,5(GalzAlz)0,5P ayant une épaisseur de 0,1 pm, le nombre 35 désigne une couche de placage en Ino,5(GalyAly)0,5P du type p ayant une épaisseur de 1,5 pm, le nombre 306 désigne une couche contrainte en In0,38Ga0o,62As0,51P0,49 du type p ayant une épaisseur de 2 à 10 nm, le nombre 37 désigne une couche de contact d'électrode en GaAs du type p ayant une épaisseur de 0,2 pm, le nombre 38 désigne un film en SiO2 et le nombre 39 désigne une électrode latérale en Ti/Au à couche du type p. Une description est donnée du fonctionnement. Le substrat 31 en GaAs du type n, la couche de la bande interdite intermédiaire 32 en InGaAlP du type n, la couche de placage 33 en InGaAlP du type n, la couche active 34 en InGaAlP, la couche de placage 35 en InGaAsP du type p, la couche contrainte 306 en InGaAsP du type p et la couche de contact d'électrode 37 en GaAs du type p ont des énergies de la bande interdite respectivement de 1,42 eV, 2,1 eV, 2,35 eV, 2,0 eV, 2,35 eV, 1,42 eV et 1,42 eV. L'énergie de la bande interdite de la couche de bande interdite intermédiaire 32 est intermédiaire de celles du substrat 31 en GaAs et de la couche de placage 33. De plus, ces trois couches concordent en réseau cristallin les unes avec les autres. Comme décrit ci-dessus, la couche de la bande interdite intermédiaire 32 en InGaAlP sert à réduire les trous positifs accumulés à une région entre le substrat 31 en GaAs et la couche de placage 33 et rend la circulation des électrons plus facile. Bien que la couche de contrainte 306 en InGaAsP ait l'énergie de la bande interdite égale à celle de la couche de contact d'électrode 37, elle a une constante de réseau cristallin supérieure à celles de la couche de contact 36 2721439 d'électrode 37 et la couche de placage 35 de 1 %, c'est-à- dire, la déforamtion sous pression est utilisée dans la couche contrainte. Comme cela a été décrit en utilisant la figure 12, même lorsqu'un élément laser à semi-conducteur a une différence importante dans une énergie de la bande interdite entre la couche de placage 35 du type p et la couche de contact d'électrode 37 du type p, à cause de la couche contrainte 306 entre ces couches, les trous positifs accumulés à l'encoche dans la bande de valence formée à l'interface entre les couches sont réduits et la hauteur de la barrière de potentiel est abaissée en comparaison à un cas o la couche de la bande interdite intermédiaire 36 est utilisée dans l'art antérieur. En conséquence, la circulation des trous positifs à cette région est rendue plus facile. Une description est donnée d'un procédé de fabrication de l'élément laser à semi-conducteur. Comme représenté en figure 7(a), la couche de la bande interdite intermédiaire 32 en In0,5(Gal-xAlx)0,5P du type n, la couche de placage 33 en Ino,5(GalyAly)0,5P du type n, la couche active 34 en Ino, 5(GalzAlz)0,5P, la couche de placage en Ino,5(GalyAly)0,5P du type p, la couche contrainte 306 en In0O38Ga0,62As0,51P0,49 du type p et la couche de contact d'électrode 37 en GaAs du type p sont successivement réalisées par croissance épitaxiale par une épitaxie à phase vapeur ou une épitaxie à phase liquide sur le substrat 31 en GaAs du type n. Ensuite, le film 38 en SiO2 ayant une épaisseur de 0,2 im est déposé sur la surface avant de la couche épitaxiale par procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé au plasma ou procédé CVD activé au plasma, et ensuite, après formation d'un motif du résist 310 sur celui- ci, le film en SiO2 sur une région d'induction de courant est attaqué pour être retiré en utilisant un acide hydrofluorique tampon (figure 7(b)). Ensuite, après retrait du motif du résist 310, Ti (0,05 pm d'épaisseur)/Au (0,3 Mm d'épaisseur) 39 pour servir comme électrode latérale à couche du type p est évaporé sur toute la surface avant de celle-ci (figure 7(c)). Ensuite, après que la surface arrière du substrat en 37 2721439 GaAs du type n soit meulée ou rectifiée à une épaisseur d'environ 70 pm, l'électrode latérale 30 à couche du type n en AuGe (0,08 pm d'épaisseur)/Au (0,15 pm d'épaisseur) est formée par évaporation sur la surface arrière rectifiée du substrat (figure 7(d)). Dans ce troisième mode de réalisation de la présente invention, bien qu'une énergie de la bande interdite de la couche contrainte 306 en InGaAsP du type p soit égale à celle de la couche de contact d'électrode 37 en GaAs du type p, elle peut être aussi grande que l'énergie thermique d'environ 0,03 eV à température ambiante. La hauteur de la barrière de potentiel qui est provoquée par un décalage de bande entre la couche de contact d'électrode 37 et la couche contrainte 306 dû à cette différence dans l'énergie de la bande interdite est plus petite que le décalage de bande. De ce fait, les trous positifs passent à travers elles facilement comme décrit ci-dessus. De plus, puisqu'un décalage de bande entre la couche contrainte 306 en InGaAlP du type p et la couche de placage 35 en InGaAlP du type p est plus petit que le décalage de bande entre la couche de placage 35 et la couche de contact d'électrode 37, il est efficace pour réduire les trous positifs accumulés à l'encoche et abaisser la hauteur de la barrière de potentiel. Dans l'élément laser à semi-conducteur selon le troisième mode de réalisation de l'invention, puisque la couche contrainte 306 en InGaAsP du type p est prévue entre la couche de placage 35 en InGaAlP du type p et la couche de contact d'électrode 37 en GaAs du type p, l'accumulation des trous positifs à une région entre les couches est davantage réduite en comparaison à un cas o la couche de la bande interdite intermédiaire 36 en InGaAlP du type p est utilisée dans l'art antérieur. De ce fait, la hauteur de la barrière de potentiel à l'encoche dans la bande de valence est abaissée et la circulation des trous positifs à cette région est rendue plus facile. En conséquence, une tension de polarisation nécessaire aux trous positifs pour circuler de la couche de contact d'électrode 37 à la couche de placage 35 38 2721439 est réduite, résultant en un élément laser à semi-conducteur qui peut fonctionner à une tension plus basse que lorsque la couche de la bande interdite intermédiaire 36 en InGaAlP du type p est utilisée. De plus, sa fiabilité est de ce fait améliorée. Quatrième mode de réalisation Une description est donnée d'un élément laser à semi- conducteur selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 est une vue en coupe illustrant cet élément laser à semiconducteur. Dans cette figure, le nombre de référence 40 désigne une électrode latérale en AuGe/Au à couche du type n, le nombre 41 désigne une couche de placage en InP du type n, le nombre 42 désigne une couche de blocage en InP du type n, le nombre 43 désigne une couche de blocage en InP du type p, le nombre 44 désigne une couche de placage en InP du type p (couche tampon), le nombre 45 désigne un substrat en InP du type p, le nombre 46 désigne une électrode latérale en Ti/Au à couche du type p, le nombre 47 désigne une couche de réduction de discontinuité de bande en In0,82Ga0,18As0,42P0,58 ayant une épaisseur de 10 nm, le nombre 48 désigne une couche active en In0,65Ga0,35As0,79P0,21 ayant une épaisseur de 0,13 Mm et le nombre 49 désigne une couche contrainte en In0,87Ga0,13As0,61P0,39 ayant une épaisseur de 2 à 10 nm. Une description est donnée du fonctionnement. En appliquant en direct une tension de polarisation entre les électrodes latérales 40 et 46 à couches du type n et p, des électrons et des trous positifs sont injectés dans la couche active 48 à partir respectivement des couches de placage 41 et 44 du type n et du type p, de la sorte une oscillation laser se produit. Comme décrit ci-dessus, la couche de réduction de discontinuité de bande 47 en InGaAsP a une énergie de la bande interdite de 1,08 eV intermédiaire de celles de 0,8 eV de la couche active 48 et de 1,35 eV de la couche de placage 41. Cependant, puisque la constante de réseau cristallin est égale à celles de ces couches, il est 39 2721439 facile d'injecter les électrons à partir de la couche de placage 41 du type n dans la couche active 48. Cependant, la figure 9 est un diagramme de bande d'énergie illustrant la circulation des trous positifs de la couche de placage 44 du type p à la couche active 48. Puisque la couche contrainte 49 en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite de 0,8 eV égale à celle de la couche active 48 et une constante de réseau cristallin supérieure à celles de la couche active 48 et de la couche de placage 44 de 1 % est formée entre la couche active 48 et la couche de placage 44, les trous positifs accumulés à l'encoche sont réduits et la hauteur de la barrière de potentiel est abaissée en comparaison à un cas o la couche de réduction de discontinuité de bande 47 est utilisée dans l'art antérieur. En conséquence, l'absorption de bande inter valence et la recombinaison Auger qui n'ont aucune contribution à l'émission de lumière, provoquées à cause de l'accumulation des trous positifs à l'encoche, sont supprimées. De plus, l'injection des trous positifs de la couche de placage 44 en InP du type p dans la couche active 48 en InGaAsP est rendue plus facile. Une description est donnée d'un procédé de fabrication de l'élément laser à semi-conducteur. Comme représenté en figure 10(a), la couche de placage 44 en InP du type p (couche tampon), la couche contrainte 49 en In0,87Ga0,13As0,61P0, 39, la couche active 48 en In0,65Gao,35Aso,79PO,21, la couche de réduction de discontinuité de bande 47 en In0,82Ga0, 18As0,42P0,58 et la couche de placage 41 en InP du type n sont successivement réalisées par croissance épitaxiale par un dépôt chimique en phase vapeur organique et métallique sur le substrat 45 en InP du type p. Ensuite, après qu'un film 401 en SiO2 ayant une épaisseur de 0,1 pm soit déposé sur la surface avant de la couche épitaxiale par un procédé CVD activé au plasma, un motif du résist 402 est formé sur une région à bande et le film en SiO2 est attaqué en utilisant le motif du résist comme masque, suivi du retrait du film en SiO2 sur une région exceptée la région à bande (figure 10(b)). De plus, après 2721439 retrait du motif du résist, la couche épitaxiale est attaquée pour être retirée afin de former une structure mesa, en utilisant le film en SiO2 restant sur la région à bande comme masque (figure 10(c)). Ensuite, les couches 43 en InP du type p, les couches 42 en InP du type n et les couches 43 en InP du type p sont successivement réalisées par croissance épitaxiale par une croissance à phase liquide et sur les régions à l'excepté la région à bande pour former des couches de blocage (figure 10(d)). Après attaque du film en SiO2, la couche de placage 41 en InP du type n est réalisée par croissance épitaxiale sur toute la surface avant de celle-ci (figure 10(e)). Subséquemment, l'électrode latérale 40 à couche du type n en AuGe (0,08 pm d'épaisseur)/Au (0,15 Mm d'épaisseur) est évaporée sur la couche épitaxiale, et ensuite, la surface arrière du substrat en InP du type p est meulée, rectifiée à une épaisseur d'environ 100 pm et l'électrode latérale 46 à couche du type p en Ti (0,05 pm d'épaisseur)/Au (0,2 pm d'épaisseur) est évaporée sur toute la surface arrière du substrat 10(f)). Dans ce quatrième mode de réalisation de la présente invention, bien qu'une énergie de la bande interdite de la couche contrainte 49 en InGaASP soit égale à celle de la couche active 48 en InGaAsP, elle peut être aussi grande que l'énergie thermique d'environ 0,03 eV à température ambiante. La hauteur de la barrière de potentiel qui est provoquée par un décalage de bande entre la couche contrainte 49 et la couche active 48 dû à cette différence dans l'énergie d'intervalle de bande est plus petite que le décalage de bande. De ce fait, les trous positifs passent à travers elle facilement comme décrit ci-dessus. De plus, puisqu'un décalage de bande entre la couche contrainte 49 en InGasP et la couche de placage 44 en InP du type p est plus petit que le décalage de bande entre la couche de placage 44 et la couche active 48, cela est efficace pour réduire les trous positifs accumulés à l'encoche et abaisser la hauteur de la barrière de potentiel. 4 1 2721439 Dans l'élément laser à semi-conducteur selon le quatrième mode de réalisation de l'invention, puisque la couche contrainte 49 en InGaAsP est prévue entre la couche de placage 44 en InP du type p et la couche active 48 en InGaAsP, l'accumulation des trous positifs à une région entre les couches est davantage réduite et la hauteur de la barrière de potentiel dans celle-ci est d'avantage abaissée. De ce fait, l'absorption de bande d'inter valence et la recombinaison Auger à la région qui n'ont aucune contribution à l'émission de lumière sont supprimées. De plus, l'injection des trous positifs de la couche de placage 44 en InP du type p dans la couche active 48 en InGaAsP est rendue plus facile, résultant en un élément laser à semi- conducteur ayant une efficacité d'émission de lumière plus élevée et une puissance lumineuse maximale plus élevée que lorsque la couche de réduction de discontinuité de bande 47 dans l'art antérieur est utilisée. 42 2721439 REVENDICATIONS 1. Elément semi-conducteur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: une première couche semi-conductrice (3; 21; 35; 44) ayant une énergie de la bande interdite; une seconde couche semi-conductrice (5; 2; 37; 48) ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la première couche semi- conductrice (3; 21; 35; 44); et au moins troisième couche semiconductrice ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la première couche semi-conductrice (3; 21; 35; 44) et comprenant une contrainte, disposée entre les première et seconde couches semi-conductrices. 2. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième couche semi- conductrice précitée a une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la première couche semi-conductrice (3; 21; 35; 44) et plus grande que l'énergie de la bande interdite de la seconde couche semi-conductrice (5; 2; 37; 48). 3. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément est une photodiode à avalanche, la première couche semi-conductrice précitée est une couche de multiplication (3) et la seconde couche semi-conductrice précitée est une couche d'absorption de lumière (5). 4. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de multiplication précitée (3) comprend InP, la couche d'absorption de lumière précitée (5) comprend InGaAs et la trosième couche semi-conductrice précitée (8) comprend InGaAsP. 5. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément est une 43 2721439 cellule solaire, la première couche semi-conductrice précitée est une couche de fenêtre (21) et la seconde couche semi- conductrice précitée est une couche d'absorption de lumière (22). 6. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de fenêtre précitée (21) comprend AlGaAs, la couche d'absorption de lumière (22) précitée comprend GaAs et la troisième couche semi-conductrice précitée (25) comprend InGaAsP. 7. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément est un élément laser à semi-conducteur, la première couche semi- conductrice précitée est une couche de placage (35) du type p et la seconde couche semi-conductrice précitée est une couche de contact d'électrode (37) du type p. 8. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de placage (35) du type p précitée comprend InGaAlP du type p, la couche de contact d'électrode (37) du type p précitée comprend GaAs du type p et la troisième couche semi-conductrice précitée (306) comprend InGaAsP du type p. 9. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément est un élément laser à semi-conducteur, la première couche semi- conductrice précitée est une couche de placage (44) du type p et la seconde couche semi-conductrice précitée est une couche active (48). 10. Elément semi-conducteur optique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche de placage (44) du type p comprend InP du type p. la couche active précitée (48) comprend InGaAsP et la troisième couche semi- conductrice (49) précitée comprend InGaAsP. 11. Procédé de fabrication d'un élément semi-conducteur optique comprenant une photodiode à avalanche, caractérisé en ce qu'il consiste à: préparer un susbtrat (6) en InP du type n; 44 2721439 former une couche d'absorption de lumière (5) en InGaAs du type n ayant une énergie de la bande interdite sur le substrat (6) en InP du type n par croissance épitaxiale; former une couche contrainte (8) en InGaAsP du type n ayant une énergie de la bande interdite sur la couche d'absorption de lumière (5) en InGaAs par croissance épitaxiale; former une couche de multiplication (3) en InP du type n ayant une énergie de la bande interdite plus grande que les énergies de la bande interdite de la couche d'absorption de lumière (5) en InGaAs et la couche contrainte (8) en InGaAsP sur la couche contrainte (8) par croissance épitaxiale; et former une couche (2) en InP du type p sur la couche de multiplication (3) en InP par croissance épitaxiale. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche contrainte (8) précitée en InGaAsP du type n a l'énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite de la couche d'absorption de lumière (5) précitée en InGaAs du type n. 13. Procédé de fabrication d'un élément semi-conducteur optique comprenant une cellule solaire, caractérisé en ce qu'il consiste à: préparer un substrat (23) en GaAs du type n; former une couche d'absorption de lumière (22) en GaAs du type p ayant une énergie de la bande interdite sur le substrat (23) en GaAs du type n par croissance épitaxiale; former une couche contrainte (25) en InGaAsP du type p ayant une énergie de la bande interdite sur la couche d'absorption de lumière (22) en GaAs par croissance épitaxiale; et former une couche de fenêtre (21) en AlGaAs du type p ayant une énergie de la bande interdite plus grande que les énergies de la bande interdite de la couche d'absorption de lumière (22) en GaAs et la couche contrainte (25) en InGaAsP sur la couche contrainte (25) par croissance épitaxiale. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche contrainte (25) en InGaAsP du type p a une 2721439 énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite de la couche d'absorption de lumière (22) en GaAs du type p. 15. Procédé de fabrication d'un élément semi-conducteur optique comprenant un élément laser à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à: préparer un substrat (31) en GaAs du type n ayant une énergie de la bande interdite; former une couche intermédiaire d'énergie de la bande interdite (32) en InGaAlP du type n ayant une énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite du substrat (31) en GaAs du type n sur le substrat (31) par croissance épitaxiale; former une couche de placage (33) en InGaAlP du type n ayant une énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite de la couche intermédiaire d'énergie de la bande interdite (32) en InGaAlP sur la couche intermédiaire d'énergie de la bande interdite (32) par croissance épitaxiale; former une couche active (34) en InGaAlP et une couche de placage (35) en InGaAlP du type p ayant une énergie de la bande interdite successivement sur la couche de placage (33) du type n par croissance épitaxiale; former une couche contrainte (306) en InGaAsP du type p ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la couche de placage (35) du type p sur la couche de placage du type p (35) par croissance épitaxiale; et former une couche de contact d'électrode (37) en GaAs du type p ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la couche de placage (35) du type p sur la couche contrainte (306) en InGaAsP par croissance épitaxiale. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de contact d'électrode (37) en GaAs du type p a l'énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie 46 2721439 de la bande interdite de la couche contrainte (306) précitée en InGaAsP du type p. 17. Procédé de fabrication d'un élément semi-conducteur optique comprenant un élément laser à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à: préparer un susbtrat (45) en InP du type p; former une couche de placage (44) en InP du type p ayant une énergie de la bande interdite sur le substrat (45) en InP du type p par croissance épitaxiale; former une couche contrainte (49) en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la couche de placage (44) du type p sur la couche de placage (44) du type p par croissance épitaxiale; former une couche active (48) en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la couche de placage (44) du type p sur la couche contrainte (49) en InGaAsP par croissance épitaxiale; former une couche de réduction de discontinuité de bande (47) en InGaAsP ayant une énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite de la couche active (48) en InGaAsP sur la couche active (48) par croissance épitaxiale; et former une couche de placage (41) en InP du type n ayant une énergie de la bande interdite plus grande que l'énergie de la bande interdite de la couche de réduction de discontinuité de bande (47) en InGaAsP sur la couche de réduction de discontinuité de bande (47) par croissance épitaxiale. 18. Procédé selon la revendication (17), caractérisé en ce que la couche active (48) en InGaAsP a l'énergie de la bande interdite plus petite que l'énergie de la bande interdite de la couche contrainte (49) en InGaAsP.