Brevet FR2857784A1 — publié le 20050121

DISPOSITIF OPTIQUE SEMI-CONDUCTEUR SUR SUBSTRAT EN PHOSPHURE D'INDIUM POUR GRANDES LONGUEURS D'ONDE DE FONCTIONNEMENT La présente invention porte sur un dispositif optique à semi5 conducteurs et à grande longueur d'onde de fonctionnement et comportant un substrat en phosphure d'indium et une couche active incluant au moins une couche active. De manière connue, des lasers fonctionnant à des grandes longueurs d'ondes c'est-à-dire supérieures à 1,5pum sont destinés à être 10 utiliser pour la transmission d'informations par voie optique dans la bande dite C (1530 1570 nm) et/ou la bande dite L (1570 - 1610 nm). Ces lasers présentent une structure verticale formée d'un empilement de couches semi-conductrices sur un substrat semi-conducteur. Dans cet empilement, figure une couche active, classiquement à simple ou 15 multiple puits quantique séparés par des couches barrières, et intercalée entre deux couches de confinement optique. Le document intitulé "Leading-edge optoelectronic device production using two-inch technology" Simes, R.; Capella, R.M.; Fernier, B.; Mayer, H.P.; in Conference Proceedings of 7th International Conference on Indium 20 Phosphide and Related Materials,, 9-13 May 1995, page(s): 10 -13 divulgue ainsi un laser à modulation directe fonctionnant à 1,55,u pm et à 2, 5Gbit/s et réalisé sur substrat en phosphure d'indium InP. La couche à puits quantique est en un alliage Ino,8Ga0,2As0,77P0,23. Ce type de laser n'est pas adapté pour fonctionner à haute 25 température sans régulation thermique. Ainsi, par exemple pour une température de 85 C, la température caractéristique To rapportée au courant seuil Is, qui est définie par la relation Is85oc=ls25oc.eCT/T est limitée à 45 K environ. Et la température caractéristique T1 rapportée au rendement différentiel a, qui est définie par la relation 1185oc=i25c.eAT/T, reste inférieure 30 à 130 K. L'invention a pour objet de fournir un dispositif optique à semiconducteurs (laser continu ou directement modulé, laser continu intégré avec un modulateur à électro-absorption, amplificateurs optiques à semiconducteurs...) dont la longueur d'onde de fonctionnement est comprise 5 dans la bande C voire la bande L (bandes éventuellement élargies) et qui présente des performances thermiques et/ou électrooptiques optimisées en particulier vis-à-vis de la tenue des caractéristiques en température et/ou de la puissance émise et/ou le cas échéant du comportement en modulation à haut débit. A cet effet, I'invention propose un dispositif optique à semiconducteurs comprenant: - un substrat à base de phosphure d'indium, - une couche active ayant une composition ajustée pour une longueur d'onde de fonctionnement supérieure à 1,5 pm et qui 15 contient une concentration x en gallium, une concentration 1-x en indium et une concentration y en arsenic caractérisé en ce que la concentration x est supérieure ou égale à 0,48, en ce que la composition comprend en outre une concentration z en azote inférieure ou égale à 0,05 et en ce que la concentration y 20 est sensiblement égale à 1-z. La concentration 1-x en indium est abaissée par rapport à celle de l'art antérieur afin de diminuer le paramètre de maille de la couche à puits quantique et obtenir un état de contrainte en tension (paramètre de maille de la couche inférieure au paramètre de maille du substrat). L'azote participe à la réduction de l'énergie de la bande interdite imposée par l'état de contrainte en tension, ce qui permet d'obtenir la longueur d'onde de fonctionnement visée, dans la bande C ou L. contrairement à l'art antérieur, représenté par la famille de matériaux InGa(AI)AsP, qui ne permet pas d'atteindre ces longueurs d'onde utiles. L'azote modifie les propriétés de confinement électronique d'une couche active lorsque cette dernière est à puits quantique(s) par exemple dans les lasers et certains SOAs. Plus précisément l'énergie Ecl de la limite de bande de conduction est diminuée et le décalage de bande entre la couche à puits quantique et les couches barrières est augmentée. Aussi, le confinement électronique est renforcé et le dispositif est moins sensible à l'agitation thermique donc à une augmentation de température. Les 5 performances thermiques sont ainsi améliorées: To et T1 vont augmenter significativement. De plus, I'azote est rajoutée en quantité suffisamment faible pour ne pas dégrader la couche mais néanmoins suffisante pour ajuster le paramètre de maille à une valeur souhaitée inférieure au paramètre de maille du 10 phosphure d'indium InP pour obtenir un état de contrainte en tension. Les contraintes en tension peuvent être de niveau suffisant pour une levée de dégénérescence de la bande de valence dans le cas d'une couche active massive. Dans le cas d'une couche active à puits quantique, la bande des trous légers (Ih pour light hole en anglais) croise la bande des trous 15 lourds (hh pour heavy hole en anglais) pour une valeur déterminée de la contrainte, puis passe au-dessus de cette bande. Le croisement des bandes de trous légers et trous lourds est avantageux car cela diminue la masse effective des trous mh tout en favorisant l'émission d'une onde polarisée transverse magnétique (TM). Une 20 application avantageuse du fonctionnement en mode TM est obtenue dans le cas de l'intégration d'un laser avec un isolateur optique en technologie monolithique. En outre l'azote provoque l'augmentation de la masse effective électronique me. L'augmentation de me et la diminution de mh conduit à une symétrisation de la structure des bandes privilégiant les transitions entre la bande de conduction et la bande de trous légers. Dans cette configuration, il faut moins de porteurs injectés pour obtenir le même gain optique G. De plus, le gain G est proportionnel à la 30 masse réduite mr définie par la relation mr= me.mh/(me+mh) et qui est maximum quand me et mh sont égaux. Il en résulte un augmentation du gain différentiel et donc du rendement externe. Le dispositif est plus efficace dans sa conversion de l'énergie électrique d'injection en flux lumineux. Pour une puissance optique de sortie donnée, il est nécessaire d'injecter moins de porteurs que dans l'art antérieur. L'électronique de 5 commande peut aussi être simplifiée, la consommation électrique est minimisée. Il devient également possible d'obtenir une puissance optique de sortie suffisamment élevée pour des transmissions sur des moyennes ou longues distances. En outre, une augmentation du gain différentiel s'accompagne d'une 10 réduction du facteur de Henry ax qui est inversement proportionnel. Aussi, pour les lasers, des modulations plus rapides, typiquement à partir de Gbit/s, sont envisageables. Pour le cas particulier des SOA à couche active massive en InGaAs dans l'art antérieur, la même limite existe lorsqu'il s'agit de couvrir 15 I'extrémité de la bande C et a fortiori la bande L.. Aussi l'invention rend possible l'extension de la plage de longueur d'onde accessible avec l'ajout d'une faible fraction de N à la composition de la couche InGaAsN. Il y a également un gain sur la stabilité des performances en température et les performances dynamiques. De préférence, la concentration z peut être entre 0,005 et 0,02 lorsque la couche est à puits quantique et entre 0,005 et 0,01 lorsque la couche est massive. La concentration x peut être entre 0,5 et 0,75; la composition peut comprendre en outre une concentration p en phosphore et la concentration y 25 est alors sensiblement égale à 1-z-p. L'ajout de phosphore est facultatif et il peut servir comme élément d'ajustement fin (compromis entre la contrainte en tension et la longueur d'onde de fonctionnement souhaitée) en particulier pour les applications nécessitant un contrôle précis de la contrainte, par exemple les 30 amplificateurs optiques à semi-conducteurs. -1-11-1---- Avantageusement, lorsque ledit dispositif est un laser, la composition peut être ajustée pour que la couche active présente une contrainte en tension sensiblement comprise entre 1% et 2,2%. Cette gamme de contrainte en tension est idéale pour accroître les performances thermiques du laser. Par ailleurs elle permet de privilégier voire de bénéficier d'un mode d'émission purement transverse magnétique TM. Selon une caractéristique avantageuse, la composition peut être ajustée pour la couche active présente une différence d'énergie entre le 10 centre de la bande des trous lourds et le centre de la bande des trous légers supérieure ou égale 40 meV et de préférence à 50 meV. Cela permet une meilleure protection contre l'agitation thermique, en limitant la population du premier niveau de trous lourds, et permet de stabiliser un mode d'émission purement TM. On supprime ainsi le risque de 15 mélange TE-TM et son impact adverse sur les performances. Le dispositif selon l'invention peut être un amplificateur à semiconducteurs auquel cas la composition de la couche active est ajustée pour que la couche active présente une contrainte en tension sensiblement décalée de 0,15% par rapport à l'état de cette couche correspondant au 20 croisement du centre de la bande des trous lourds et du centre de la bande des trous légers. Lorsque cette couche est massive, le croisement est réalisé à contrainte nulle, lorsque la couche est à puits quantique le croisement est réalisé en état de tension. Dans un mode de réalisation de l'invention, lorsque ladite couche active est à puits quantique l'épaisseur de la couche active est inférieure à l'épaisseur critique. L'épaisseur critique se définit comme l'épaisseur à partir de laquelle la couche atteint la limite de la relaxation élastique: la qualité 30 cristallographique n'étant plus assurée localement (dislocations, défauts ponctuels). L'épaisseur de la couche à puits quantique doit être suffisante pour être homogène par exemple supérieure à 5 nm. En outre, au delà d'une certaine épaisseur, généralement de l'ordre de 20 nm environ, on n'obtient difficilement l'effet quantique souhaité. Dans un mode de réalisation préféré, lorsque ladite couche active est à puits quantique et intercalée entre deux couches barrières, ces couches barrières sont en un alliage semi-conducteur choisi parmi un alliage à base d'aluminium, d'indium et d'arsenic, un alliage à base d'indium, d'arsenic et de phosphore, et un alliage à base d'indium, d'arsenic, de phosphore et de 10 gallium. De préférence, lorsque ladite couche active est à puits quantique et est intercalée entre deux couches barrières cette couche présentant une contrainte en tension donnée, lesdites couches barrières peuvent être en un matériau semi-conducteur tel que ces dernières présentent une contrainte en 15 compression sensiblement égale à cette contrainte en tension, pour compenser les effets mécaniques. Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs et faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe latérale, d'un laser à semi-conducteurs, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, - la figure 2 est un graphique avec un réseau de courbes illustrant l'invention avec en abscisse le taux de contrainte en tension d'une 25 couche active à puits quantique et en ordonnée la longueur d'onde de fonctionnement. La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe latérale, qui n'est pas à l'échelle, d'un laser à semi-conducteurs 100, dans un mode de réalisation préféré de l'invention. Ce laser à semi-conducteurs 100 est par exemple de structure verticale de type pn-BH (BH pour Buried Heterostructure) autrement dit à hétérojonction enterrée à couches bloquantes p-n. Cette structure verticale comporte un substrat 1 à base de phosphure d'indium InP dopé n recouvert sur une face dite inférieure la d'une électrode métallique inférieure EL1 et sur l'autre face dite supérieure 1 b d'un empilement de couches semiconductrices réalisées par épitaxie par 5 exemple par MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy en anglais) ou par MBE (Molecular Beam Epitaxy en anglais) et suivi éventuellement par d'une opération de gravure. Cet empilement comprend dans cet ordre en partant de la face supérieure lb: - une couche de gaine inférieure 2 en InP dopé n, - une multicouche 3 contenant: - une couche active à puits quantique 32 en In,_xGaxAsyNPp avec x>0,48; y O, d'épaisseur de préférence inférieure à l'épaisseur critique, ayant une contrainte en tension 15 de préférence sensiblement comprise entre 1% et 2,2%, et de préférence avec EIh-Ehh > à 50 meV, - deux couches barrières 31, 33 de part et d'autre de la couche active 32, en un alliage à base Alxln1xAs, InxGa1_xAsyP1-y, par exemple et qui présentent de préférence une contrainte en 20 compression sensiblement égale à la contrainte en tension, - une couche de gaine supérieure 4 en InP dopé p, ces trois dernières couches formant un guide optique en arête WG (ridge waveguide en anglais) comprenant de part et d'autre une première couche bloquante 5 en InP dopé p qui est recouverte d'une 25 deuxième couche bloquante 5' en InP dopé n, - une autre couche 6 en InP dopée p, une couche de contact 7 en InGaAs dopée p+, - et une électrode métallique supérieure EL2. Ce laser 100 est par exemple un laser continu haute température 30 apte à fonctionner dans la bande C ou dans la bande L. Dans une variante, la couche active 3 peut comprendre une pluralité de couches à puits quantiques identiques. On donne ci-dessous six exemples de couches actives comprenant une couche à puits quantique entre deux couches barrières pour un laser à modulation intégré ou continu. Exemple n 1 La couche à puits quantique est en In0,4Ga0,6As0,995N0,005 d'épaisseur choisie par exemple à 14 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est 10 1,55 pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 1% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en AIo,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Exemple n 2 La couche à puits quantique est en In0,38Gao,62Aso,99N0,01 d'épaisseur choisie par exemple à 10 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est 1, 55 pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 1,25% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en AIo,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Exemple n 3 La couche à puits quantique est en Ino,4Gao,6Aso,gg99No,01 d'épaisseur 25 choisie par exemple à 14 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est 1,60 pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 1,1% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en A10,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. 30 Exemple n 4 La couche à puits quantique est en Ino,35Gao,65Aso,99N0,01ol d'épaisseur choisie par exemple à 12 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est environ 1,56 pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 1,5% environ. Exemple n 5 La couche à puits quantique est en In0,25Gao,75Aso,985N0,015 d'épaisseur choisie par exemple à 10 nm. La longueur d'onde de 10 fonctionnement est 1,55pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 2,2% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en A10,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Exemple n 6 La couche à puits quantique est en In0,4Gao,6As0,985N0,015 d'épaisseur choisie par exemple à 12 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est 1, 63 um. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 1,2% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en AIO0,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Ces exemples n I à 6 illustrent les règles de conception des structures actives de lasers à puits quantiques en tension émettant à 25 1,55pm et au delà. Outre le fait que la forte concentration en gallium et l'adjonction d'une faible proportion d'azote est seule de nature à obtenir une émission dans les bandes de fréquence utiles pour les télécoms par fibres optiques, ces lasers présentent des perspectives d'amélioration très sensibles de leurs caractéristiques électro-optiques et thermiques. To et T1 vont augmenter significativement et respectivement atteindre des valeurs supérieures ou égales à 70 K et supérieures ou égales à 150 K. Le gain différentiel va augmenter d'au moins 30%. L'invention propose un vaste choix de composition pour la couche active par exemple à puits quantique. Dans cette configuration, on choisit les couches barrières et on ajuste l'épaisseur et les concentrations en gallium et en azote jusqu'à obtenir la longueur d'onde souhaitée et de préférence dans la gamme en tension entre 1 et 2,2%. L'invention permet en outre de réaliser un SOA fonctionnant dans le haut de la bande C ou sur la bande L, ce qui n'est pas encore réalisé actuellement. Le dispositif présenté en figure 1 convient pour un SOA aux 10 différences près que la couche active peut être en matériau massif alors d'épaisseur entre 50 nm et 150 nm et que l'on ajuste la composition comme indiquée ci-après. On construit préférentiellement un SOA à gain égalisé entre modes TM et TE. Pour égaliser le gain global sur ces deux polarisations, il faut 15 compenser l'écart en confinement optique dans un guide optique entre mode TE et TM par une couche active donnant un gain TM supérieur à TE, ce qui est rendu possible avec la couche active en tension selon l'invention. L'objectif étant de réaliser gTMXFTM=gTEXFTE où F correspond au facteur de confinement de l'onde dans la couche active, on choisit une 20 composition avec une valeur de contrainte en tension plus faible que dans le cas d'un laser. Dans les SOA à couche active massive , les données expérimentales montrent que l'égalisation TE-TM est obtenue avec une contrainte en tension de l'ordre de 0,15%. Dans le cas des couches actives à 25 puits quantique, ce même écart doit être respecté, en première approximation, par rapport à l'état d'une couche active correspondant au croisement du centre de la bande des trous lourds et du centre de la bande des trous légers. On donne ci-dessous deux exemples de compositions de couches actives pour SOA l'une à puits quantique, I'autre massive. Exemple n 7 La couche à puits quantique est en In0,48Ga0,52Aso,99N0,01o d'épaisseur choisie par exemple à 14 nm. La longueur d'onde de fonctionnement (maximum du pic de gain) est 1,64 pm. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 0,5% environ. Les couches barrières sont dans l'exemple en A0Io,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Exemple n 8 La couche massive est en In0,51Ga0,49As0,99N0,01 d'épaisseur choisie par exemple à 50 nm. La longueur d'onde de fonctionnement est 1,65pm et permet de couvrir l'ensemble de la bande L sans compromis sur les performances en gain. La couche à puits quantique présente une contrainte en tension de 0,35% environ. La figure 2 est un graphique illustrant l'invention portant en abscisse le taux de contrainte en tension (Aa/a en %) d'une couche active à puits quantique en In1-xGaxAso,99ggNo,o1 et en ordonnée la longueur d'onde de fonctionnement (X en pm). Ce graphique présente un faisceau de six courbes parallèles 10 à 60 que l'on appellera courbes caractéristiques et qui sont associés à une couche active à puits quantique pour laser ou pour SOA. Chaque courbe caractéristique 10 à 60 représente pour une épaisseur donnée égale à 8, 10, 12, 14, 16,18 nm respectivement l'évolution 25 de la longueur d'onde de fonctionnement en fonction des contraintes en tension et plus précisément en fonction de la concentration x' en gallium de la couche active à puits quantique. L'augmentation de la concentration x' se traduit par une augmentation du taux de contrainte. Dans cet exemple, les couches barrières sont en AI0,311n0,69As et d'épaisseur égale à environ 10 nm. Une première courbe A indique la frontière à partir de laquelle, en allant de gauche à droite, l'état de polarisation transverse électrique (TE) de l'onde émise est moins favorisé voire annulé par rapport l'état de polarisation transverse magnétique (TM). Plus précisément, cette courbe A correspond au croisement entre les bandes de trous légers et lourd dans le cas d'une couche à puits quantique. Dans le cas d'un laser, le peuplement respectif des bandes de trous lourds et trous légers ainsi que le filtrage modal lié à l'asymétrie du guide optique tendent à réduire le battement entre modes TE et TM issus 10 respectivement des deux bandes de trous lourds et trous légers. Cette première courbe A croise ainsi les courbes caractéristiques 10 à 60 en un ensemble de points d'intersection A1 à A6 qui définissent des valeurs de concentration x correspondant de préférence à des limites inférieures de concentration. Ainsi, à titre d'exemple pour A1 x'=0,53 pour A3 15 x'=0,51 pourA6x'=0,49. Une deuxième courbe B indique la frontière à partir de laquelle une couche à puits quantique présente une différence d'énergie entre le centre de la bande des trous lourds et le centre de la bande des trous légers est de l'ordre 50 meV (côté droit de la courbe B) soit de l'ordre de 2kT. Plus précisément, un tel écart et le filtrage modal permet d'obtenir un mode purement TM pour les lasers. Cette deuxième courbe B croise ainsi les courbes caractéristiques 10 à 60 en un ensemble de points d'intersection B1 à B6 qui définissent des valeurs de concentration x'. Ainsi à titre d'exemple pour B1 x'=0,635 et pour B3 x'=0,61. Les première et deuxième courbes A et B s'obtiennent à partir du modèle de calcul de structures de bande décrit Theoretical threshold lowering of compressively strained InGaAs/lInGaAsP and GaInAsP/GalInAsP quantum- well lasers , J. Barrau et ai., Electronics Letters 12th March 1992 30 vol. 28 n 6 pp. 551-553. L'état de l'art ne permettant pas de prendre en compte dans le modèle le cas des alliages InGaAsN, le graphique de la figure 2 a été obtenu en décalant les résultats d'un calcul pour un puits en InGaAs et une barrière en InAlAs d'une quantité égale au décalage en contrainte et en longueur d'onde observés expérimentalement pour des échantillons dont le puits est en InGaAsN. Dans le cas de la figure 2, la concentration en N est de 0,01. Bien entendu, les données de la figure 2 sont indicatives. Une troisième courbe C indique la frontière à partir de laquelle ladite couche va devenir de mauvaise qualité (côté droit de la courbe C). Cette troisième courbe C croise ainsi les courbes caractéristiques 20 10 à 60 associées aux cinq épaisseurs les plus élevées en un ensemble de points d'intersection C2 à C6 qui définissent des valeurs de concentration x' qui correspondent de préférence à des valeurs limites supérieures de concentration pour des couches à puits quantique. A titre d'exemple pour C3 x'=0,73 pour C4 x'=0,70 pour C6 x'-0,65. 15 L'épaisseur critique d'une couche à puits quantique dépend du niveau de contrainte (différence de paramètre de maille) et de l'épaisseur de la couche considérée. La courbe C représente la limite calculée dans le modèle de Matthews-Blackslee J.W. Matthews and A.E. Blakeslee, J. Crystal Growth 27, 118 (1974) ; 29,273 (1975); 32, 265 (1976). Notons que la limite expérimentale peut différer de cette limite calculée et les réalisations connues démontrent que le seuil limite est généralement repoussée vers des valeurs plus élevées de contraintes dans le cas des structures à puits quantique et barrières à contrainte partiellement ou totalement compensée. Aussi la concentration x est de préférence entre 0,5 et 0,75. Les compositions des exemples précités n02, n 3 et n04 pour laser sont représentées sur les courbes caractéristiques 20, 40, 30 respectivement et correspondent aux points notés E2, E3, E4 respectivement. Pour une épaisseur donnée, et dans cet exemple, on préférera pour 30 des performances thermique optimisées de lasers, la gamme de compositions correspondant suivantes: - a 8 nm la gamme de composition à droite de la courbe B, - entre 10 nm et 14 nm les segments B2C2, B3C3, B4C4, - à 16 ou 18 nm, les points à gauche de la courbe C. Par ailleurs, on choisit de préférence des compositions du côté droit de la droite D d'équation Da/a= 1%. La composition de l'exemple n 8 pour SOA est représentée sur la courbe caractéristique 40 et correspond au point noté E8. Pour un SOA la composition de la couche active par exemple à puits quantique se trouve de préférence sur l'un des segments AiBi ou A6C6 à 18 nm de la figure 2, selon le domaine de longueur d'onde visé. Naturellement, le choix des compositions se rétrécit avec l'augmentation en épaisseur et vers les grandes longueurs d'onde. De façon générale, pour une couche à puits quantique, il est possible de couvrir une plage de longueurs d'onde par exemple supérieures ou égales à 1,55,/m: - en augmentant l'épaisseur du puits quantique à concentration d'azote constante, - en augmentant la concentration d'azote à épaisseur de puits quantique constante. Pour une composition ayant une certaine concentration de gallium, 20 une concentration de 0,01 d'azote produit un décalage d'environ 0,1 pm en longueur d'onde par rapport à une même composition sans azote ainsi qu'une augmentation de la contrainte en tension de 0,2%. De même, pour une composition ayant une certaine concentration de gallium, une concentration de 0,02 d'azote produit un décalage d'environ 25 0,2 pm en longueur d'onde par rapport à une même composition sans azote ainsi qu'une augmentation de la contrainte en tension de 0,4%. REVENDICATIONS 1. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) comprenant: - un substrat (1) à base de phosphure d'indium, - une couche active (32) ayant une composition ajustée pour une 5 longueur d'onde de fonctionnement supérieure à 1,5 pm qui contient une concentration x en gallium, une concentration 1-x en indium et une concentration y en arsenic, caractérisé en ce que la concentration x est supérieure ou égale à 0,48, en ce que la composition comprend en outre une concentration 10 z en azote inférieure ou égale à 0,05 et en ce que la concentration y est sensiblement égale à 1-z. 2. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la concentration z est entre 0,005 et 0,02 lorsque la couche active est à puits quantique et entre 0,005 et 0,01 lorsque la 15 couche active est massive. 3. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la concentration x est entre 0,5 et 0,75. 4. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des 20 revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la composition comprend en outre une concentration p en phosphore et en ce que la concentration y est sensiblement égale à 1-z-p. 5. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, lorsque ledit dispositif est 25 un laser, la composition de la couche active (32) est ajustée pour que la couche présente une contrainte en tension sensiblement comprise entre 1% et 2,2%. 6. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que, lorsque ledit dispositif est 30 un laser, la composition est ajustée pour que la couche active (32) présente une différence d'énergie entre le centre de la bande des trous lourds et le centre de la bande des trous légers supérieure ou égale à meV et de préférence 50 meV. 7. Dispositif optique à semi-conducteurs selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit dispositif étant un amplificateur à semi5 conducteurs, la composition est ajustée pour que la couche active présente une contrainte en tension sensiblement décalée de 0,15% par rapport à l'état de la couche active correspondant au croisement du centre de la bande des trous lourds et du centre de la bande des trous légers. 8. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que, lorsque ladite couche active (32) est à puits quantique, l'épaisseur de la couche active est inférieure à l'épaisseur critique. 9. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des 15 revendications 1 à 8 caractérisé en ce que, lorsque ladite couche active (32) est à puits quantique intercalée entre deux couches barrières, les deux couches barrières sont en un alliage semi-conducteur choisi parmi un alliage à base d'aluminium, d'indium et d'arsenic, un alliage à base d'indium et d'arsenic et de phosphore, un alliage à base d'indium, 20 d'arsenic, de phosphore et de gallium. 10. Dispositif optique à semi-conducteurs (100) selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que, ladite couche active étant à puits quantique (32) intercalée entre deux couches barrières (31, 33) et la couche à puits quantique présentant une contrainte en tension 25 donnée, lesdites couches barrières sont en un matériau semiconducteur tel que les couches barrières présentent une contrainte en compression sensiblement égale à la contrainte en tension.