Brevet FR2795871A1 — publié le 20010105

L'invention concerne les transistors à hétérojonction de la catégorie des transistors à effet de champ ou de celle des transistors bipolaires, utilisant des alliages de semi-conducteurs 111-V. Les semi-conducteurs 111-V, dont le plus connu est l'arséniure de gallium GaAs, constituent une vaste famille faisant intervenir un ou plusieurs élé- ments de la colonne 111 et un ou plusieurs éléments de la colonne V du tableau de Mendeleïev. Ainsi on trouve: des composés binaires tels que GaAs ou InP des composés ternaires tels que AlGaAs ou GaInAs ou GalnP , des composés quaternaires tels que GaInAsP ou AlGaSbAs. Dans les alliages ternaires ou quaternaires, les éléments 111 se substituent entre eux et les éléments V aussi se substituent entre eux de telle ma nière que l'ensemble des éléments 111 et l'ensemble des éléments V soient à égale composition: par exemple, AlxGal-xAs ou Ga>,Inl-xAsyP,-y. Pour ne pas alourdir le texte, on adoptera dans ce qui va suivre l'écriture simple AlGaAs ou GaInAsP. Quand cela sera nécessaire, on spécifiera la teneur en chacun des éléments. De plus, les différents éléments composant un alliage seront donnés dans l'ordre normalisé (du plus électropositif au moins électropositif), et non par teneur décroissantes. L'intérêt de ces alliages ternaires ou quaternaires, voire quinquénaires, dans la réalisation de composants électroniques provient du fait que la substitution d'un élément 111 à un autre ou d'un élément V à un autre mo difie les propriétés électroniques de l'alliage, par exemple la masse effec tive des électrons ou des trous, ou encore la largeur de la bande interdite. Et l'on met à profit ces modifications pour réaliser des hétérojonctions, c'est-à-dire des jonctions de deux matériaux de natures différentes, "par exemple AlGaAs/GaAs ou GalnP/GaAs, etc. Les lasers à semi-conducteurs AlGaAs/GaAs ou GalnP/AlGalnP ou ln- GaAs/GaAs/GaInP sont des exemples bien connus de l'utilisation des hétérojonctions pour réaliser des lasers émettant des longueurs d'onde respectivement de 870, 670 et 980 nanomètres. Les transistors à effet de champ dits de haute mobilité électronique ou High Etectron Mobility Transistor (HEMT) faisant intervenir les hétérojonc- tions AlGaAs/GaAs ou AlGaAs/GaInAs/GaAs sont aussi très connus pour leurs performances améliorées par rapport aux transistors classiques GaAs sans hétérojonction. Les transistors bipolaires à hôtérojonction (TBH ou HBT) de type AlGaAs/ GaAs ou GalnP/GaAs sont aussi connus pour leurs performances ac crues par rapport aux transistors bipolaires GaAs sans hétérojonction, Malgré la souplesse de combinaison des alliages de semi-conducteurs 111- V entre eux sous forme d'hétérojonction, il existe cependant une limitation dans cette combinaison. En effet, on ne sait associer les différents matériaux entre eux que s'ils ont le même paramètre de maille cristalline ou sont de paramètres de maille très voisins, afin qu'il n'apparaisse pas de forte contrainte mécani que entre les différents matériaux. Une forte contrainte peut créer des dislocations naissant à l'interface entre deux matériaux et se propageant ensuite au sein d'un des deux matériaux, dégradant ainsi la qualité de ces matériaux et par la suite la qualité du composant électronique. Lorsqu'il existe un faible désaccord de paramètre de maille entre deux matériaux, on peut, par épitaxie, réaliser une hétérojonction sans faire apparaître de dislocations à son interface, car la contrainte mécanique créée est suffi samment faible pour que le matériau reste en régime de déformation élas tique. Il est connu que la déformation élastique est une fonction à la fois de l'écart de paramètres de réseau cristalline et de l'épaisseur de la cou che contrainte. En deçà d'une certaine épaisseur, dite "épaisseur criti que", la couche reste en état de déformation élastique, donc sans dislo cation, et au-delà de l'épaisseur critique les contraintes se relâchent par apparition de dislocations. Beaucoup de composants électroniques utilisent cette possibilité de con trainte élastique pour pouvoir disposer d'hétérojonctions de caractéristi ques électroniques intéressantes. Par exemple, on réalise des hétéro- jonctions AlGaAs/GaInAs où la teneur en indium peut atteindre 25 %, créant ainsi un désaccord de paramètre approchant 2 % imposant ainsi une épaisseur critique de l'ordre de 10 nanomètres. Ce matériau contraint GaInAs présente par rapport au matériau non con traint GaAs des avantages pour réaliser des transistors HEMT: améliora tion de la mobilité électronique, discontinuité de bande de conduction à l'interface de l'hôtérojonction avantageusement plus importante. Ces tran sistors HEMT utilisant le matériau à faible bande interdite en état de con- trainte élastique sont appelés "HEMT pseudomorphiques". Les HEMT pseudomorphiques sont très utilisés en amplification faible bruit comme en amplification de puissance. Les transistors TBH utilisent peu cet état pseudomorphique, car la base du transistor TBH est généralement de l'ordre de 100 nanomètres, donc supérieure à l'épaisseur critique des matériaux en désaccord de maille et susceptibles de présenter des caractéristiques électroniques intéressan tes. Ainsi, on ne connaît pas de produits industriels TBH pseudomorphi- ques. D'autre part, du fait que les hétérojonctions sont généralement réalisées par épitaxie sur un substrat, c'est le substrat qui impose le paramètre de maille. Pour des raisons pratiques, les substrats sont des composés bi naires, dont le plus développé au point de vue industriel est GaAs. Vient ensuite InP qui est difficile à fabriquer donc cher et qui, de plus, est fragile et cassant. Malgré ce handicap, InP est souvent utilisé car il offre la pos sibilité de réaliser des alliages comme GaInAs ou encore GalnAsP à très forte teneur en indium, allant jusqu'à 60 %. Ces alliages présentent des propriétés électroniques intéressantes, telles que la faible bande interdite allant de 0,6 à 1 eV. Ainsi, dans l'état de l'art actuel, les transistors HEMT les plus utilisés peuvent être classés en deux catégories . La première catégorie utilise un substrat GaAs et des arséniures comme matériau à petite bande inter dite: GaAs pour les HEMT non pseudomorphiques et GaInAs pour les HEMT pseudomorphiques avec une teneur en indium allant jusqu'à 25 % environ. La deuxième catégorie utilise un substrat InP et des arséniures comme matériau à petite bande interdite : GaInAs à 52 % de teneur en indium pour les HEMT non pseudomorphiques et jusqu'à 65 % environ pour les HEMT pseudomorphiques. En ce qui concerne les TBH, ils peuvent, de la même manière, être clas sés dans l'état de l'art actuel en deux catégories : ceux sur substrat GaAs avec GaAs comme matériau à petite bande interdite, et ceux sur substrat InP avec GaInAs (52 % de teneur en indium) comme matériau à petite bande interdite. Comme rappelé plus haut, les TBH pseudomorphiques n'ont pas connu de développement industriel. Dans les HEMT tout comme dans les TBH, l'utilisation des arséniures comme matériau à faible bande interdite présente néanmoins des limita tions. Dans les HEMT, les limitations se présentent comme suit - la principale caractéristique des HEMT est que l'association d'un matériau à grande bande interdite, généralement AlGaAs, à un matériau à petite bande in terdite GaAs ou GaInAs permet d'avoir un gaz d'électrons bidimensionnel accumulé dans le matériau à petite bande interdite lorsque l'on dope le matériau à grande bande interdite. Ce transfert d'électrons du matériau à grande bande interdite vers le matériau à petite bande interdite est d'au tant plus efficace que la discontinuité de la bande de conduction AEc est plus grande. Et une forte densité de gaz d'électrons bidimensionnel per met d'avoir un plus fort courant de drain du transistor, donc une amplifica tion en puissance plus efficace. Or, dans le système arséniure avec la combinaison AlGaAs/GaAs ou AlGaAs/GalnAs, la discontinuité AEc est limitée. D'une part AEc, qui augmente avec la teneur en aluminium dans AlGaAs, ne peut pas dépasser une certaine valeur car au-delà de 22 % en aluminium, des défauts gênants dits "centres DX" apparaissant dans AlGaAs, et au-delà de 40 % le matériau AlGaAs présente une bande in terdite indirecte. D'autre part, l'addition d'indium dans GaAs permet aussi d'augmenter AEc mais, comme rappelé plus haut, on ne peut guère dans la pratique, dépasser 25 %. Si bien qu'en pratique, le système AlGaAs/ GaInAs présente un maximum de AEc de l'ordre de 400 meV. Dans la catégorie des HEMT sur substrat InP où le matériau à grande bande in terdite est AlInAs (53 % en indium) et celui à petite bande interdite est GaInAs (allant jusqu'à 65 % en indium), AEc ne dépasse pas 600 meV. Dans les TBH, les limitations se présentent comme suit: l'une des carac téristiques importantes du TBH est la tensionVl3E qu'il faut appliquer à la base par rapport à l'émetteur pour que le collecteur reçoive le courant. Cette tension d'ouvertureVBEdépend fortement de la largeur de la bande interdite du matériau qui constitue la base. Par exemple, si le matériau de la base est GaAs, la tension d'ouvertureVBE est de l'ordre de 1 volt. Or l'une des applications la plus importante, en volume, des TBH est l'ampli fication de puissance dans les téléphones portables. Dans cette applica tion, la tension d'alimentation est délivrée par une batterie et, pour des raisons, entre autres, de poids de cette batterie et de compatibilité de tension d'alimentation d'autres fonctions électroniques contenues dans le téléphone portable, la tension d'alimentation baisse au fur et à mesure que la technologie des semi-conducteurs progresse. En 1999, la tension la plus basse utilisée dans le téléphone de poche est de l'ordre de 3 volts, de sorte qu'avec un TBH dont la base est GaAs, une tensionVi3Ede 1 volt est tout à fait viable car il reste encore 2 volts efficaces. Mais lorsque la tension baisse vers 1,5 volt ou moins, une tensionVBEde 1 volt n'est plus acceptable. Il faut donc baisser la tensionVBE , autrement dit avoir la base du TBH constituée d'un matériau de bande interdite la plus petite possi ble. Une solution serait d'utiliser la deuxième catégorie de TBH en épi- taxie sur InP, puisque la base constituée de GaInAs (52 % de teneur en indium) présente une bande interdite de l'ordre de 0,75 eV et pourrait conduire à une tension d'ouverture VBE de l'ordre de 0,3 volt. Mais, comme rappelé plus haut, le substrat InP est cher et fragile. Donc le coût du composant sera trop élevé pour une application industrielle dont la réduction des coûts est un facteur majeur. Pour pallier ces inconvénients, la présente invention propose, essentiel lement, d'utiliser des transistors à hôtérojonction où le matériau à petite bande interdite est constitué par un alliage faisant intervenir à la fois au moins deux éléments V, l'arsenic et l'azote. En effet, les composés 111-V qui contiennent à la fois l'arsenic et l'azote ont la particularité de présenter une largeur de bande interdite plus faible que ceux qui n'en contiennent pas. En d'autres termes, la substitution d'une faible fraction d'arsenic par la même fraction d'azote fait baisser fortement la valeur de la bande interdite. Par exemple, le composé GaAsN à 4 % d'azote présente une largeur de bande interdite de 1 eV environ, alors que GaAs a pour largeur de bande interdite 1,42 eV. Cette propriété est particulière car, GaN étant un matériau à très grande bande interdite (3,4 eV), une règle simple, qui s'applique souvent dans les com posés III-V, conduirait à donner au composé GaAsN une bande interdite plus élevée que GaAs. Cette propriété exceptionnelle a été signalée pour la première fois par M. Weyers et coll., Jpn. J. Appt. Phys., Vol. 31 (1992), 853, et les calculs théoriques confirment ces résultats expérimentaux (S. Sakai et coll., Jpn. J. Appi. Phys., Vol. 32 (1993), 4413). Le paramètre de maille des composés GaAsN suit la loi de Vegard, c'est- à-dire qu'il varie linéairement avec la teneur en azote. Donc, lorsque l'on dépose une couche mince de GaAsN par épitaxie sur un substrat GaAs, cette couche mince se trouve dans un état de contrainte, sachant que le paramètre de maille cristalline de GaN (0,45 nm) est plus faible que celui de GaAs (0,565 nm). Les travaux de Y. Qiu et coll. (Appt, Phys. Lett., 70 (24), 3242 (1997 et ceux de E.V.K. Rao et coll. (Appt. Phys. Lett. 72 (12), 1409 (1998 montrent que l'épaisseur critique des couches de GaAsN épitaxiées sur substrat GaAs est élevée et peut atteindre 100 nm pour une teneur en azote de l'ordre de quelques pour cents. Une telle épaisseur est tout à fait adaptée à la réalisation de transistors HEMT ou TBH. Le paramètre de maille de GaAsN étant plus faible que celui de GaAs, on peut ajouter dans ce composé ternaire un élément chimique qui a pour effet d'augmenter son paramètre de maille. Ainsi, M. Kondow et coll. (Jpn. J. Appt. Phys., Vol. 35 (1996), 1273) propose d'additionner de l'indium pour former un composé quaternaire GaInAsN. Selon ces auteurs, ce composé quaternaire présente avec GaAs une grande discontinuité de bande de conduction AEc rendant son utilisation intéressante dans la réalisation de lasers à grande stabilité thermique. Plus précisément, l'invention propose un transistor à hétérojonction, com prenant des matériaux semi-conducteurs 111-V avec un matériau à grande bande interdite et un matériau à petite bande interdite, caractérisé en ce que : le matériau à petite bande interdite est un composé 111-V contenant le gallium comme l'un des éléments 111 et à la fois l'arsenic et l'azote comme éléments V, la teneur en azote étant inférieure à 5 % environ, et le matériau à petite bande interdite comporte au moins un quatrième élé- ment, 111 ou V, de manière que l'addition de ce quatrième élément per mette d'ajuster la largeur de la bande interdite, la discontinuité de la bande de conduction AEc et la discontinuité de la bande de valence AEv de l'hétérojonction. La grande valeur de AEc du composé GaInAsN peut être avantageuse ment utilisée pour la réalisation de transistors HEMT. Dans ce cas, selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses . le quatrième élément est l'indium, substitué au gallium en une frac tion d'au plus 10 % environ de manière à procurer une bande inter- dite de 0,8 eV environ, une discontinuité de bande de conduction de 500 meV environ et une discontinuité de bande de conduction de 100 meV environ ; le matériau à grande bande interdite est soit AlGaAs de fraction molaire en aluminium de 25 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 800 meV environ et une discontinuité AEv de 300 meV environ, soit GalnP de fraction molaire en indium de 50 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 500 meV environ et une discontinuité AEv de 500 meV environ ; le quatrième élément est l'indium de fraction molaire 40 % environ, procurant ainsi un matériau à petite bande interdite en fort désac cord de maille par rapport au substrat GaAs, ce matériau à petite bande interdite étant épitaxié sur le substrat GaAs sans disloca tions, et le matériau à grande bande interdite est AlInAs à 40 % d'indium environ, de manière à procurer une discontinuité AEc at teignant 1 eV environ ; le transistor est un transistor à effet de champ du type HEMT pseu- domorphique, le matériau à petite bande interdite GaInAsN possé dant une composition en indium et en azote telle que son paramè tre de maille soit plus élevé que celui du substrat GaAs et qu'il soit dans un état de contrainte élastique, et le matériau à grande bande interdite est AlGaAs, de manière à procurer des discontinuités AEc et AlEv de 900 meV environ. L'invention s'applique également à la réalisation de transistors bipolaires à hétérojonction le matériau à faible bande interdite formant la base du transistor et le matériau à grande bande interdite formant l'émetteur du transistor. Le quatrième élément peut alors être l'indium, substitué au gallium en une fraction d'au plus 10 % environ de manière à procurer une bande interdite de 0,8 à 1 eV environ, le matériau à grande bande interdite étant GalnP avec un teneur en indium de 50 % environ de manière à procurer une dis continuité AEv de 450 meV environ. Le matériau formant la base du transistor présente de préférence une composition en azote qui est soit graduée, la teneur en azote étant nulle à l'interface de l'hétérojonction émetteur-base et allant croissant en allant vers la base, soit en marches d'escalier, la teneur en azote étant nulle à l'interface émetteur-base. La faible valeur de la discontinuité de la bande de valence AEv du maté riau GaInAsN par rapport à GaAs peut cependant constituer un handicap dans la réalisation de transistors TBH. La présente invention propose alors d'utiliser l'antimoine comme quatrième élément, substitué à l'arsenic en une fraction d'au plus 10 % environ, de manière à procurer une bande interdite de 0,8 à 1 eV environ. Dans ce dernier cas, le matériau à grande bande interdite peut être GaAs, de manière à procurer une discontinuité AEc de 50 meV environ et une discontinuité AEv de 400 meV environ, ou bien GalnP avec une teneur en indium de 50 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 100 meV environ et une discontinuité AEv de 800 meV environ. Le matériau à petite bande interdite peut être un composé quinquénaire GaInSbAsN. 0 On va maintenant décrire un exemple de mise en ceuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente le schéma de bandes (de conduction et de va lence) de l'hétérojonction GaAs/GaAsN. La figure 2 représente le schéma de bandes de l'hôtérojonction GaAs/ GaInAsN. La figure 3 représente le schéma de bandes de l'hétérojonction GalnP/ GaAsN. La figure 4 représente le schéma de bandes de l'hôtérojonction GalnP/ GaInAsN. La figure 5 représente le schéma de bandes de l'hôtérojonction GalnP/ GaInAsN, dans la configuration où GalnP constitue l'émetteur d'un tran sistor TBH et GaInAsN en constitue la base. La figure 6 représente la variation de la composition en azote dans la base en GaInAsN. La figure 7 représente le schéma de bandes correspondant à l'hétérojonc- tion décrite dans la figure 6. La figure 8 représente la position des bandes de conduction et de valence des composés GaAs, GaSb et InAs et des alliages ternaires GaSbAs et GaInAs. La figure 9 représente le schéma de bandes de l'hétérojonction GaAs/ GaSbAsN. La figure 10 représente le schéma de bandes de l'hétérojonction GalnP/ GaSbAsN. La figure 1 représente le schéma de bandes d'une hétérojonction GaAs/GaAsN. Comme l'ont montré M. Kondow et coll. (Jpn. J.Appi. Phys., Vol. 35 (1996), 1273), la réduction de la largeur de la bande interdite de GaAsN par rapport à GaAs se fait principalement par la baisse de la bande de conduction. Ce phénomène crée à l'interface de l'hôtérojonction GaAs/ GaAsN une forte discontinuité de la bande de conduction AEc et une fai ble discontinuité de la bande de valence. Comme l'indique la figure 1, le bande de valence de GaAsN se situe en dessous de celle de GaAs. Compte tenu du fait que GaAsN en épitaxie avec GaAs est en désaccord de paramètre de maille avec ce dernier et que ce désaccord augmente avec la teneur en azote, il faut se limiter à des teneurs en azote de l'ordre de 5 % sous peine de faire apparaître des dislocations. Et en limitant à ces pourcentages d'azote dans GaAs, la lar geur de la bande interdite de GaAsN sera de l'ordre d' 1 eV et par suite la discontinuité de la bande de conduction AEc de l'hétérojonction GaAs/ GaAsN sera au maximum de l'ordre d'une centaine de meV. De ce fait, l'hétérojonction GaAs/GaAsN n'est pas adaptée à la réalisation de transistors HEMT. D'autre part, la bande de valence de GaAsN se si tuant en dessous de celle de GaAs, l'hôtérojonction GaAs/GaAsN n'est pas non plus apte à la réalisation de transistors TBH performants. Pour réaliser un transistor HEMT performant, il faut trouver une solution pour augmenter la discontinuité AEc. Cette solution, qui fait l'objet de la présente invention, consiste à utiliser l'alliage GaInAsN comme matériau à petite bande interdite. En effet, M. Kondow et coll. (référence précitée) ont montré que l'addition de l'indium à faible pourcentage dans GaAsN a pour effet de réduire la largeur de la bande interdite de GaAsN, de la même manière que l'addition de l'indium dans GaAs fait baisser la largeur de la bande interdite de GaInAs. Et cette baisse de largeur de la bande interdite GaInAsN s'effectue au niveau de la bande de conduction plus qu'au niveau de la bande de valence. Ceci donne pour la discontinuité AEc une valeur de 500 meV environ, qui est équivalente à celle d'un HEMT pseudomorphique réalisé avec l'hété- rojonction AlGaAs/GalnAs bien connue de l'homme de l'art. On peut augmenter encore plus la discontinuité AEc si l'on utilise l'hétéro- jonction AlGaAs/GaInAsN, car l'hôtérojonction AlGaAs/GaAs présente aussi une discontinuité AEc qui s'ajoute à celle de GaAs/GaInAsN. Il est connu que ce caractère de transitivité de AEc est vérifié sur les composés III-V, et il en résulte que l'on peut obtenir pour l'hétérojonction AlGaAs/ GaInAsN des discontinuités dépassant 800 meV, valeur que l'on atteint difficilement avec les hétérojonctions sans azote. En effet, dans les hété- rojonctions composées de matériaux à base d'arséniure, la plus grande discontinuité AEc est obtenue pour l'hétérojonction AlInAs/GaInAs où la teneur en indium est de 40 % environ. Or les composés riches en indium ont des paramètres de maille cristalline plus grands de 3 % par rapport à ceux de GaAs, et il est donc difficile de les faire croître par épitaxie sur un substrat GaAs sans créer de dislocations. L'homme de l'art peut cepen dant limiter la propagation des dislocations dans une couche tampon, laissant ainsi des couches actives vierges de toute dislocation (voir par exemple le WO-A-99/14809 (Picogiga) ou S. Bolaert et coll. (IEEE Elec- tron Dev. Lett., 20, 123 (1999 . Ces procédés qui donnent lieu à la réali sation des HEMT métamorphiques peuvent aussi être utilisés pour épi- taxier des matériaux GaInAsN à forte teneur en indium, d'environ 30 à 40 %. La discontinuité AEc des hétérojonctions AlInAs/GaInAsN avec 30 à 40 % d'indium dépasse alors 1 eV. Une autre façon de faire, et qui fait l'objet de la présente invention, est de réaliser des hétérojonctions AlGaAs/GainAsN où la teneur en indium est choisie de telle façon que la couche épitaxiale GaInAsN soit en désac cord de maille par rapport au substrat GaAs. Le transistor HEMT utilisant une telle hétérojonction est donc un HEMT pseudomorphique donc la dis continuité AEc dépasse 900 meV. Dans ce qui a été développé ci-dessus, l'invention concerne les transis- tors HEMT. En ce qui concerne les transistors TBH, l'homme de l'art sait que l'hétérojonction qui constitue l'émetteur et la base du TBH doit présenter les caractéristiques suivantes : - la bande interdite de la base doit être plus petite que celle de l'émetteur; - la discontinuité de la bande de valence doit être élevée - la bande de valence de la base doit être située au dessus de celle de l'émetteur; - la discontinuité de la bande de conduction doit être faible afin de ne pas augmenter inutilement la tension d'ouvertureVBE du tran sistor. Comme rappelé plus haut et visible sur la figure 1, l'hétérojonction GaAs/GaAsN ne satisfait pas ces conditions, Par contre, l'hétérojonction GaInP/GaAsN y répond, à la condition d'avoir une grande discontinuité AEv (fig. 3). En effet, l'hétérojonction GalnP/ GaAs présente une discontinuité AEv de l'ordre de 400 meV et celle de GaAs/GaAsN une discontinuité AEv de -20 meV environ pour une teneur en indium de 5 %. La transitivité de la discontinuité de la bande de va lence donne pour GainP/GaAsN une discontinuité AEv de 380 meV envi ron, ce qui est suffisant pour réaliser un TBH performant. Du côté de la bande de conduction, la discontinuité AEc entre GaAs et GaAsN est de l'ordre de 50 meV et celle de GalnP et GaAs de 70 meV, ce qui donne pour l'hétérojonction GaInP/GaAsN une valeur de 120 meV, tout à fait convenable pour réaliser un transistor TBH performant. Cependant, GaAsN à 5 % de teneur en indium présente une largeur de bande inter dite proche de GaAs, soit 1,35 eV environ. Pour les applications où il faut abaisser fortement la tension d'ouvertureVBE, il est avantageux de réduire encore plus la largeur de la bande interdite du matériau à petite bande interdite, et le matériau GaInAsN dont on a décrit les propriétés précé demment est tout à fait indiqué. La figure 4 représente le schéma de bandes de l'hétérojonction GalnP/GaInAsN. La transitivité des discontinuités de bandes entre GaAs/ GaInAsN et GaInP/GaAs donne pour l'hétérojonction GaInP/GaInAsN une discontinuité AEv de 450 meV environ et une discontinuité AEc de 550 meV environ pour une teneur en indium et en azote de quelques pour cents chacun, afin d'avoir une largeur de bande interdite inférieure ou égale à 1 eV. Dans cette configuration, la forte valeur de AEc est, par contre, défavora ble : d'une part, parce que les électrons venant de l'émetteur GalnP vers la base GaInAsN ont une énergie trop élevée et risquent d'être injectés dans la bande L du matériau où la masse effective de l'électron est grande ; d'autre part, parce qu'une grande valeur AEc crée à l'interface GalnP (type n)/GaInAsN (type p) un pic d'énergie créant ainsi une bar rière d'énergie que les électrons injectés de l'émetteur vers la base doi vent franchir (figure 5). Une telle situation accroît la tension d'ouverture VBEdu transistor. Pour réduire la discontinuité AEc à l'interface de l'hétérojonction GalnP/ GaInAsN, on peut réaliser une base à composition graduelle où la teneur en azote est faible, voire nulle à l'interface et augmente graduellement quand on s'éloigne de l'interface comme l'indique la figure 6. La figure 7 représente le schéma de bandes correspondant. (on peut ob tenir le même effet en utilisant une variation de composition en marches d'escalier). Dans le cas où l'on fait varier seulement la composition en azote sans changer la composition en indium, la jonction émetteur-base est une hétérojonction GaInP/GaInAs où la discontinuité de la bande de conduction AEc est de 100 meV environ pour une teneur en indium de 10 %, et est tout à fait adaptée à un TBH performant. Pour une teneur en indium de 10 % la bande interdite est de 1,3 eV environ. On peut réduire encore plus la bande interdite de GaInAs en utilisant une composition en indium dépassant 25 % pour atteindre une largeur de bande interdite de 1 eV et une continuité AEc de l'ordre de 200 meV. Dans ces conditions, la couche de GaInAs est fortement contrainte comme dans le cas des HEMT pseudomorphiques. L'épaisseur de la couche de GaInAs est alors de l'ordre de 10 à 12 nm. La réduction de la discontinuité AEc et l'augmentation de la discontinuité AEv peuvent être avantageusement obtenues en utilisant pour la base un matériau contenant de l'antimoine, comme GaSbAs ou GaSbAsN. En ef fet, il est connu que le composé GaSb a sa bande de valence située juste au niveau d'énergie de celle de la bande de conduction de InAs (voir par exemple, L. Esaki, The Technology and Physics of Motecular Beam Epi- taxy, Plenum Press, 1985, p.171 ou S. Sakai (précité). En utilisant la règle simple, qui s'applique bien pour les semi-conducteurs 111-V, de l'alignement de la bande de valence aux dépends de la courbure de la bande de conduction, on obtient la configuration représentée dans la figure 8. Sur cette figure, on a représenté schématiquement la position des bandes de valence et de conduction des trois matériaux GaAs, GaSb et InAs, ain si que celle des alliages binaires GaInAs et GaSbAs. On observe que les alliages GaSbAs ont leur bande de valence située au-dessus de celle des alliages GaInAs. Il en est de même pour leur bande de conduction. On peut déduire de la figure 8 que l'hétérojonction GaAs/GaSbAs présente une plus faible AEc et une plus forte AEv que l'hétérojonction GaAs/GaInAs. Il est donc plus avantageux d'utiliser l'hétérojonction GaAs/ GaSbAs pour réaliser des transistors TBH. Cependant, GaSbAs présente un écart de paramètre de maille par rap port à GaAs et l'on ne pourra donc pas avoir une teneur en indium suffi- samme#t forte et/ou une épaisseur suffisamment forte pour réaliser une base de transistor. La substitution d'une faible concentration d'azote pour former le quaternaire GaSbAsN permet de réajuster le paramètre de mail le comme dans le cas de GaInAsN et comme dans le cas de GaInAsN, une faible teneur en azote dans ce quaternaire permet de réduire en même temps la largeur de la bande interdite jusqu'à des valeurs proches de 0,8 eV, ce qui favorise la réduction de la tensionVBE. Comme l'addition d'azote déplace la discontinuité AEc vers les valeurs élevées, le schéma de bande de l'hétérojonction GaAs/GaSbAsN a l'al lure représentée sur la figure 9. La discontinuité des bandes de cette hé- térojonction n'est pas bien connue mais on peut estimer que, pour une teneur en azote de 2 à 3 % et une teneur en antimoine de 10 % environ, AEc est de l'ordre de 50 meV et AEv de l'ordre de 350 à 400 meV. Ces valeurs sont très comparables à celles de l'hôtérojonction GalnP/GaAs, qui est connue pour être très bien adaptée à la réalisation de TBH per formants. L'association GaInP/GaSbAsN donne, par transitivité des bandes, une discontinuité AEc de 100 meV et une discontinuité AEv de 800 meV envi- ron (figure 10). Dans ce qui a été développé ci-dessus, on peut noter que l'addition d'in dium dans GaAsN a pour effet de créer une forte discontinuité de la ban de de conduction AEc alors que l'addition de l'antimoine, une faible dis continuité AEc. Et l'effet est inverse sur la discontinuité de la bande de valence AEv. Il est donc possible d'ajuster les discontinuités AEc et AEv en utilisant les composés quinquénaires GaInSbAsN. REVENDICATIONS 1. Un transistor à hétérojonction, comprenant des matériaux semi-conduc teurs 111-V avec un matériau à grande bande interdite et un matériau à petite bande interdite, caractérisé en ce que : le matériau à petite bande interdite est un composé 111-V contenant le gallium comme l'un des éléments 111 et à la fois l'arsenic et l'azote comme éléments V, la teneur en azote étant inférieure à 5 % environ, et le matériau à petite bande interdite comporte au moins un qua trième élément, 111 ou V, de manière que l'addition de ce quatrième élément permette d'ajuster la largeur de la bande interdite, la discontinuité de la bande de conduction AEc et la discontinuité de la bande de valence AEv de l'hôtérojonction. 2. Le transistor de la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor est un transistor à effet de champ du type HEMT. 3. Le transistor de la revendication 2, caractérisé en ce que le quatrième élément est l'indium, substitué au gallium en une fraction d'au plus 10 % environ de manière à procurer une bande interdite de 0,8 eV environ, une discontinuité de bande de conduction de 500 meV environ et une discon tinuité de bande de conduction de 100 meV environ. 4. Le transistor de la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau à grande bande interdite est AlGaAs de fraction molaire en aluminium de 25 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 800 meV environ et une discontinuité AEv de 300 meV environ. 5. Le transistor de la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau à grande bande interdite est GalnP de fraction molaire en indium de 50 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 500 meV environ et une discontinuité AEv de 500 meV environ. 6. Le transistor de la revendication 2, caractérisé en ce que le quatrième élément est l'indium de fraction molaire 40 % environ, procurant ainsi un matériau à petite bande interdite en fort désaccord de maille par rapport au substrat GaAs, en ce que ce matériau à petite bande interdite est épi- taxié sur le substrat GaAs sans dislocations, et en ce que le matériau à grande bande interdite est AlInAs à 40 % d'indium environ, de manière à procurer une discontinuité AEc atteignant 1 eV environ. 7. Le transistor de la revendication 6, caractérisé en ce que le transistor est un transistor à effet de champ du type HEMT pseudomorphique, en ce que le matériau à petite bande interdite GainAsN possède une composi tion en indium et en azote telle que son paramètre de maille soit plus éle vé que celui du substrat GaAs et qu'il soit dans un état de contrainte élas tique, et en ce que le matériau à grande bande interdite est AlGaAs, de manière à procurer des discontinuités AEc et AEv de 900 meV environ. 8. Le transistor de la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor est un transistor bipolaire à hétérojonction et en ce que le matériau à fai ble bande interdite forme la base du transistor et le matériau à grande bande interdite forme l'émetteur du transistor. 9. Le transistor de la revendication 8, caractérisé en ce que le quatrième élément est l'indium, substitué au gallium en une fraction d'au plus 10 % environ de manière à procurer une bande interdite de 0,8 à 1 eV environ, en ce que le matériau à grande bande interdite est GaInP avec un teneur en indium de 50 % environ de manière à procurer une discontinuité AEv de 450 meV environ. 10. Le transistor de la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau formant la base du transistor présente une composition en azote graduée, la teneur en azote étant nulle à l'interface de l'hétérojonction émetteur- base et allant croissant en allant vers la base. 11. Le transistor de la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau formant la base du transistor présente une composition en azote en mar ches d'escalier, la teneur en azote étant nulle à l'interface émetteur-base. 12. Le transistor de la revendication 8, caractérisé en ce que le quatrième élément est l'antimoine, substitué à l'arsenic en une fraction d'au plus 10 % environ, de manière à procurer une bande interdite de 0,8 à 1 eV environ. 13. Le transistor de la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau à grande bande interdite est GaAs, de manière à procurer une disconti nuité AEc de 50 meV environ et une discontinuité AEv de 400 meV envi ron. 14. Le transistor de la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau à grande bande interdite est GalnP avec une teneur en indium de 50 % environ, de manière à procurer une discontinuité AEc de 100 meV environ et une discontinuité AEv de 800 meV environ. 15. Le transistor de la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau à petite bande interdite est un composé quinquénaire GaInSbAsN.