Brevet FR2756076A1 — publié le 19980522

La présente invention concerne un procédé de simulation pour analyse de caractéristiques par ordinateur, par exemple, des caractéristiques optiques et électriques, de dispositifs à semi-conducteurs tels qu'un laser à semi-conducteur et un guide d'onde de lumière, plus particulièrement, un procédé de simulation pour dispositif à semi-conducteur qui dérive automatiquement un mode ayant la même distribution de lumière que celle dans des dispositifs actuels sans critère de jugement spécial. Un simulateur de dispositif à deux dimensions est un outil pour calculer des caractéristiques optiques et électriques de dispositifs semi-conducteurs tels que des lasers à semi-conducteurs d'ordinateur et ceci est favorable pour accélérer le développement des dispositifs. L'utilisation d'un simulateur de dispositif à deux dimensions permet de prévoir des caractéristiques telles que des caractéristiques de puissance lumineuse (W) par rapport au courant sans produire lui-même un dispositif, conduisant à la production d'un laser à semi-conducteur de rendement élevé. De plus, l'utilisation du simulateur de dispositif à deux dimensions permet également de rendre sûre des quantités physiques telles qu'une distribution de courant et une distribution de lumière qui ne sont pas possible à mesurer. Ceci améliore la compréhension de ces phénomènes physiques et est fréquemment utilisé pour une analyse défaillante et une conception de dispositifs à semi-conducteurs. De tels simulateurs de dispositifs à deux dimensions sont développés par des fabricants de lasers à semiconducteurs respectifs et ceux pour une utilisation dans un but général ont été mis sur le marché par des fabricants de logiciels. Par exemple, Ueno et al's "Two-Dimensional Numerical Analysis of Lasing Characteristics for Self-Aligned de Structure Semiconductor Lasers", (IEEE J. Quantum Electron., vol. 26, pages 972-981, 1990) représente un cas représentatif des simulateurs de dispositifs à deux dimensions produits par des fabricants de lasers à semi-conducteurs. "LASTIP (Laser Technology Integrated Program)" de Crosslight Software Inc. (anciennement Beamtek), Canada, est un exemple des simulateurs de dispositifs à deux dimensions vendus par des fabricants de logiciels. Ensuite, une description est donnée d'un procédé de simulation conventionnel pour un dispositif à semi-conducteur au moyen d'un tel simulateur de dispositif à deux dimensions. Dans le procédé de simulation représenté en figure 2, tout d'abord, la structure, les dimensions et la concentration des dopants d'un laser à semi-conducteur sont appliquées comme données d'entrée pour former un fichier de données d'entrée 15. Ensuite, les données d'entrée, qui sont produites par le fichier de données d'entrée 15, sont appliquées à une section pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions et une distribution de lumière à deux dimensions 17 (motif de champ proche), une distribution de courant à deux dimensions et une distribution de porteurs 18, une tension par rapport au courant (I-V) et une puissance de lumière émise par rapport au courant (I-L) 19 et une longueur d'onde d'oscillation 20 sont calculées en pleine conformité et, sur la base de la distribution de lumière à deux dimensions 17, un motif éloigné du champ 21 (FFP) est calculé. Les résultats calculés sont utilisés pour former un fichier de données de sortie 22, qui est visualisé et tracé en utilisant un post-processeur 23. L'analyse des distributions de lumière et de courant ainsi visualisées et tracées permet l'analyse par ordinateur de caractéristiques optiques et électriques ou analogue du laser à semiconducteur. Ensuite, une description est donnée du procédé d'analyse accompli dans la section pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions 16. La figure 3 est un organigramme illustrant la procédure analytique à la section d'analyse des distributions de courant et de lumière à deux dimensions 16. Dans la section 16, des calculs sont accomplis selon l'organigramme représenté en figure 3. Tout d'abord, les données du fichier de données d'entrée 15 où la structure, les dimensions et la concentration de dopants du laser à semi-conducteur sont appliquées, sont introduites à l'étape S1 et, dans cette étape, des conditions de polarisation nulles sont établies de sorte que les puissances de sortie de courant et de lumière sont établies à zéro. Dans l'étape S2, un calcul d'une valeur initiale de la distribution de porteurs est accompli sur la base des données d'entrée établies aux conditions de polarisation nulle, et dans l'étape S3, un calcul d'une valeur initiale de la distribution de lumière est accompli. Dans l'étape S4, des conditions de polarisation données sont établies et une analyse de courant est accomplie dans l'étape S5 et une analyse de distribution de lumière est accomplie dans l'étape S6. Subséquemment, dans l'étape S7, les calculs accomplis aux étapes S4-S6 sont répétés sur la base des conditions de polarisation successives. Lorsque des solutions sont obtenues pour toutes les conditions de polarisation, les calculs sont terminés. Les formules suivantes sont des équations de base utilisées dans l'analyse du courant à l'étape S5 et l'analyse de distribution de lumière à l'étape S6. Initialement, un potentiel , une densité d'électrons n et une densité de trous p sont obtenus, selon un modèle de migration-diffusion, par les formules suivantes Equation de Poisson V . (V) = - q(p - n + Nd - Na) (1) Formule de la continuité de courant l/qVJn + G - R = O (2) l/qVJp + G - R = O (3) où Jn = - qn nV+n (4) Jp = - qpp pV+p (5) où s est la constante diélectrique, + est le potentiel électrostatique, q est la charge électrique élémentaire, p est la densité de trous, n est la densité d'électrons, Nd est la concentration d'impuretés du type n, Na est la concentration d'impuretés du type p, Jn est la densité actuelle d'électrons, Jp est la densité actuelle de trous, G est le terme de production d'électron/trou, R est le terme de perte électron/trous, Pn est la mobilité d'électrons, pp est la mobilité de trous, Xn est le potentiel de quasi-Fermi de trous. Par ailleurs, la distribution de lumière E est donnée par l'équation d'onde suivante v2 E(x, y) + [{n(x, y) k02 - ss2] E(x, y) = 0 (6) où kg est le nombre d'onde optique (2z/X) dans le vide, V est l'opérateur représenté par la formule suivante V2 = 82/ x2 + / y2, n est l'indice de réfraction complexe dépendant de la constante du matériau et de la concentration de porteurs et ss est la constante de propagation complexe représentée par la formule suivante ss = kg {nr + où nr est la partie réelle d'un indice de réfraction, i est le nombre complexe et az est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière. L'état d'oscillation du laser qui est au dessus de la valeur de seuil satisfait l'équation de dérivée suivante dSm/dt = (vg gm - l/TpH)Sm + Cm Rsp (7) où Sm est la densité de lumière, gm est le gain de mode, vg est la vitesse de la lumière dans le semi-conducteur, TpH est la durée de vie des photons. Le terme final de la formule (7) repésente la contribution de lumière émise spontanément au mode d'oscillation. Ensuite, une description est donnée des problèmes dans un cas où une analyse de caractéristiques électrique et optique d'un dispositif à semi-conducteur est actuellement accomplie selon le procédé de simulation ci-dessus décrit. La figure 5(a) est un schéma illustrant un laser à semi-conducteur à structure auto-alignée (SAS) dont les caractéristiques électrique et optique sont analysées par le procédé de simulation ci-dessus décrit et la figure 5(b) est un diagramme illustrant les distributions des indices de réfraction et des coefficients d'absorption optique dans le laser à semi-conducteur SAS représenté en figure 5(a). Dans ces figures, la référence 1 est une couche de placage du type n comprenant AlxGal~xAs (x = 0,5), la référence 2 désigne une couche active du type MQW ou non épitaxiée, la référence 3 désigne une première couche de placage du type p comprenant AlxGal-xAs (x = 0,5), la référence 4 désigne une seconde couche de placage du type p comprenant AlxGal~xAs (x = 0,5), et la référence 5 désigne une couche de blocage du type n comprenant AlxGal~xAs. En général, la couche de blocage 5 du type n de ce laser à semiconducteur SAS comprend de préférence du GaAs, c'est-à-dire, AlxGal-xAs (x = 0,0). Quant aux profils de l'indice de réfraction et du coefficient d'absorption optique dans le laser à semi-conducteur du type SAS représenté en figure 5(a), comme représenté en figure 5(b), l'indice de réfraction dans la couche de blocage 5 du type n est supérieur à ceux dans les couches de placage 3 et 4 du type p et le coefficient d'absorption optique dans la couche de blocage 5 du type n est supérieur à ceux dans les couches de placage 3 et 4 du type p. La longueur d'onde de la lumière laser de ce laser à semi-conducteur est de 0,78 pm. Lorsqu'une région ayant un indice de réfraction élevé est présente dans une région autre que la couche active 2 dans le laser à semi-conducteur, par exemple, la couche de blocage 5 du type n telle que dans le laser à semi-conducteur ci-dessus, les problèmes suivants apparaissent dans le calcul de distribution de lumière, comme décrit au chapitre 10 du manuel d'utilisateur (version 3.1) du simulateur du dispositif à deux dimensions ci-dessus décrit, "LASTIP". Les figures 6(a) et 6(b) illustrent des exemples de la distribution de lumière 6 dans un dispositif actuel et la figure 6(c) représente un exemple de la distribution de lumière 6 obtenue en conséquence des calculs par le procédé de simulation. La distribution de lumière 6 du dispositif actuel a un mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans une région de la couche active 2 (ci-après référée comme région de couche active 2) comme représenté aux figures 6(a) et 6(b). Par ailleurs, la distribution de lumière obtenue à partir du calcul par le procédé de simulation a un mode dans lequel le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de la couche de blocage 5 du type n (ci-après référée comme région de couche de blocage 5 du type n) comme représenté en figure 6(c). La raison sera décrite comme suit. La figure 7 représente une distribution de lumière du mode fondamental (ordre zéro) dans le guide d'onde de lumière, c'est-à-dire, le mode de propagation dans lequel la partie réelle de la constante de propagation ss de l'équation d'onde a le maximum, dans la section A-A' de la région de couche active 2 représentée en figure 5(a) et les figures 8(a) et 8(b) représentent des distributions de lumière respectivement des modes fondamental et d'ordre supérieur du guide d'onde de lumière dans la coupe B-B' de la région de couche de blocage 5 du type n en figure 5(a). Dans le dispositif actuel, puisque des tensions sont appliquées d'au-dessus et d'en dessous de la couche active 2, un mode est sélectionné dans lequel le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active 2 de sorte qu'un gain de mode exigé pour une oscillation laser est obtenu. Par ailleurs, dans le procédé de simulation ci-dessus, lorsque l'équation d'onde est résolue pour obtenir la distribution de lumière, la constante de propagation ss est calculée en utilisant un dénommé procédé d'indice de réfraction équivalent qui accomplit des calculs en supposant que les régions des mêmes indices de réfraction à des indices de réfraction égaux et la solution qui a le maximum pour la partie réelle de la constante de propagation ss est utilisée comme la valeur initiale de la constante de propagation ss. En conséquence, dans un dispositif tel que le laser à semiconducteur SAS où non seulement la région de couche active 2 mais la couche de blocage 5 du type n ont des indices de réfraction supérieurs aux couches de placage 3 et 4 du type p, la partie réelle de la constante de propagation ss est plus grande dans le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la couche de blocage 5 du type n que dans le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la région de couche active 2 comme représenté en figure 8(a), comme représenté par les exemples de calculs suivants ss = Ko . neff neff = nr + i(aZ/2kO) où ss est la constante de propagation, kg est le nombre d'onde optique (2s/X) d'une longueur d'onde X dans le vide, nr est la partie réelle de l'indice de réfraction et az est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière. A partir de la relation ci-dessus, ss2 = (kg . nr)2 - az2/4 + i(kg . nr . az) Lorsque n1 est l'indice de réfraction des couches de placage 3 et 4 du type p, n2 est l'indice de réfraction de la couche de blocage 5 du type n, la constante de propagation ss d'une solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche de blocage 5 du type n est donnée par Re(ss[n bloc]2 = (kg . n2)2 - aGaAs2/4 = {(2z/0,78) x 3,65}2 - 1,02/4 = 864,2 (cm-2) Par ailleurs, la constante de propagation ss d'une solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active 2 est donnée par Re(ss[AR]2) = (k0 . n1)2 = {(2X/0,78) x 3,34}2 = 723,9 (cm-2) à partir de nr . nl , a O Comme représenté dans les exemples de calculs ci-dessus décrits, puisque la partie réelle de la constante de propagation ss est plus grande dans le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la couche de blocage 5 du type n que dans le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la région de couche active 2 comme représenté en figure 8(a), le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la couche de blocage 5 du type n est sélectionné et la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la région de couche active 2, c'est-à-dire, la solution dans le mode d'oscillation laser, n'est pas obtenue. Dans le procédé de simulation conventionnel, au vu du problème ci-dessus, la procédure pour calculer la valeur initiale de la distribution de lumière à l'étape S3 selon l'organigramme représenté en figure 3 est accomplie dans le procédé suivant afin de sélectionner le mode où le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active 2. Pour être plus détaillé, dans le procédé de simulation conventionnel, un calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière dans l'étape S3 représenté en figure 3 est accompli dans la procédure comme représenté dans l'organigramme représenté en figure 4. Initialement, dans l'étape S101, le mode est effectué à partir de celui ayant la partie réelle maximum de la constante de propagation ss successivement à celui ayant la partie réelle la plus petite de la constante de propagation et la position du centre de chaque distribution de lumière est examinée. Dans l'étape suivante (étape S102), le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la région de couche active 2 est recherché pour obtenir la valeur initiale de la constante de propagation ss. Cependant, ce procédé n'est pas pratique parce qu'il y a de nombreuses solutions (environ plusieurs centaines) pour lesquelles le centre de la distribution de lumière 6 est situé dans la couche de blocage 5 du type n. I1 existe également un procédé de calcul qui élimine la solution n'ayant aucune relation à l'oscillation laser en rétrécissant la gamme de calcul de la distribution de lumière 6. Dans ce procédé, cependant, comme la lumière s'étend dans une gamme de plusieurs microns, il est presque impossible de rétrécir la région de calcul sans grandement affecter la distribution de lumière. C'est un objet de la présente invention de proposer un procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur dans lequel, pendant une analyse de distribution de lumière d'un dispositif à semi-conducteur, un mode ayant une distribution de lumière similaire à celle du dispositif actuel est automatiquement dérivé sans critère de jugement spécial. 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 le mode de réalisation spécifique sont donnés à titre d'illustration seulement, puisque divers changements et modifications dans la portée de l'invention deviendront apparents à ceux de l'art à partir de la description détaillée. Selon un premier aspect de la présente invention, dans le procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions d'un dispositif à semi-conducteur qui comprend un laser à semi-conducteur comprenant une couche active, une couche de placage et une couche d'absorption de lumière avec un indice de réfraction plus élevé que la couche de placage, lequel procédé de simulation comprend obtenir les valeurs initiales des distributions de lumière et de porteurs, établir une condition de polarisation, et accomplir l'analyse de courant et l'analyse de distribution de lumière, le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions comprend les étapes de : calculer un coefficient d'absorption provisoire am de la couche d'absorption de lumière à partir de l'indice de réfraction n1 de la couche de placage 1, de l'indice de réfraction n2 de la couche d'absorption de lumière et de la longueur d'onde de lumière sur la base de la formule obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a une valeur maximum, utiliser le coefficient d'absorption provisoire am, l'équation d'onde étant v2 E(x, y) + [{n(x, y) k02 - ss2] E(x, y) = 0 où E est la distribution de lumière, kg est le nombre d'onde 2X/k de la lumière avec une longueur d'onde dans le vide ko et V est l'opérateur représenté par V2 = 82/ x2 + 82/ y2 et n est l'indice de réfraction complexe dépendant de la constante du matériau et de la concentration de porteurs, et ss est la concentration de propagation complexe ss = kg {nr + i(az/2kO) } où nr est la partie réelle d'un indice de réfraction, i est le nombre complexe et az est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde utilisant un procédé d'approximation séquentiel avec la solution obtenue utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur dans la couche d'absorption de lumière du dispositif actuel. De ce fait, puisque la constante de propagation dans la région de couche active est plus grande que dans la région de couche d'absorption de lumière, la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active, c'est-à-dire, la solution avec le mode d'oscillation laser, est automatiquement dérivée sans critère de jugement spécial. En conséquence, une analyse des caractéristiques optique et électrique peut être accomplie pour un dispositif à semi-conducteur ayant une distribution de lumière à deux dimensions similaire à celle du dispositif actuel. Selon un second aspect de la présente invention, le procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon le premier aspect comprend obtenir la solution autre que la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a la valeur maximum. De ce fait, il est possible d'obtenir la solution dans laquelle la constante de propagation est inférieure à la plus grande et d'utiliser la solution pour le calcul de la distribution de lumière avec un mode d'ordre plus élevé. Selon un troisième aspect de la présente invention, dans le procédé de simulation pour un dispositif à semiconducteur pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions dans un dispositif à semiconducteur qui comprend un guide d'onde de lumière comprenant une couche de noyau et une couche de placage avec un indice de réfraction supérieur à la couche de noyau, le procédé de simulation comprend obtenir les valeurs initiales des distributions de lumière et de porteurs, établir une condition de polarisation et accomplir l'analyse de courant et l'analyse de distribution de lumière, le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions comprend les étapes de calculer le coefficient d'absorption provisoire am de la couche de placage à partir de l'indice de réfraction n1 de la couche de noyau, de l'indice de réfraction n2 de la couche de placage et de la longueur d'onde de lumière A, sur la base de la formule obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a la valeur maximum, utiliser le coefficient d'absorption provisoire am, l'équation d'onde étant v2 E(x, y) + [{n(x, y) k02 - ss2] E(x, y) = 0 où E est la distribution de lumière, kg est le nombre d'onde 2z/R de la lumière avec une longueur d'onde dans le vide Bo, et V est l'opérateur représenté par V2 = 02/ x2 + ô2/ô y2 et n est l'indice de réfraction complexe dépendant de la constante du matériau et de la concentration de porteurs et ss est la constante de propagation complexe ss = kg {nr + i(aZ / 2ka) } où nr est la partie réelle d'un indice de réfraction, i est le nombre complexe et aZ est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde utilisant un procédé d'approximation séquentiel avec la solution obtenue utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur dans la couche de placage d'origine. De ce fait, puisque la constante de propagation dans la région de couche de noyau est supérieure à celle dans la région de couche de placage, la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche de noyau, c'est-à-dire, la solution dans le mode de guide d'onde, est automatiquement dérivée sans critère de jugement spécial. En conséquence, une analyse des caractéristiques optique et électrique peut être accomplie pour un dispositif à semi-conducteur ayant une distribution de lumière à deux dimensions similaire à celle du dispositif actuel. Selon un quatrième aspect de la présente invention, le procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon le troisième aspect comprend obtenir la solution autre que la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum. De ce fait, il est possible d'obtenir la solution dans laquelle la constante de propagation est plus petite que la plus grande et d'utiliser la solution pour le calcul de la distribution de lumière avec un mode d'ordre plus élevé. 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 un organigramme illustrant des étapes de procédé pour calculer une valeur initiale de distribution de lumière selon un procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention - la figure 2 est un organigramme illustrant une structure totale d'un simulateur de dispositif à deux dimensions - la figure 3 est un organigramme illustrant une section pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions dans le simulateur de dispositif à deux dimensions - la figure 4 est un organigramme illustrant des étapes de procédé conventionnel pour calculer la valeur initiale de distribution de lumière - les figures 5(a) et 5(b) sont des vues schématiques illustrant une structure d'un laser à semi-conducteur SAS et ses indices de réfraction et coefficients d'absorption - les figures 6(a) et 6(b) et 6(c) sont des vues schématiques pour expliquer des problèmes de l'art antérieur en référence à la distribution de lumière d'un dispositif actuel et la distribution de lumière comme le résultat de calcul par le simulateur - la figure 7 est un graphe illustrant la distribution de lumière du mode fondamental (mode de propagation avec la constante de propagation plus élevée) du guide d'onde de lumière dans la coupe A-A' de la région de couche active représentée en figure 5(a) - les figures 8(a) et 8(b) sont des graphes représentant des distributions de lumière dans des modes d'ordre fondamental et plus élevé du guide d'onde de lumière dans la coupe B-B' de la région de couche de blocage du type n représentée en figure 5(a) - la figure 9 est une vue schématique illustrant un guide d'onde de lumière auquel un procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon un second mode de réalisation de la présente invention est appliqué ; et - la figure 10 est une vue schématique illustrant un dispositif à semi-conducteur auquel des procédés de simulation pour des dispositifs à semi-conducteurs selon les autres modes de réalisation de la présente invention sont appliqués. Une description est donnée d'un procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur (un laser à semiconducteur) selon un premier mode de réalisation de la présente invention en référence aux organigrammes représentés aux figures 1 à 3. Dans le premier mode de réalisation, un laser à semi-conducteur à structure auto-alignée (SAS) représenté en figure 5(a) est utilisé comme dispositif modèle pour simulation. La structure entière du procédé de simulation pour le dispositif à semi-conducteur selon le premier mode de réalisation est illustrée selon l'organigramme en figure 2, de façon similaire à l'art antérieur. Dans une section pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions 16, une distribution de lumière à deux dimensions 17 (motif proche du champ), un motif éloigné du champ 21 (FFP), des distributions de courant et de porteur à deux dimensions 18, une tension par rapport au courant et une puissance de lumière émise par rapport au courant 19 et une longueur d'onde d'oscillation 20 sont calculées en toute conformité sur la base des données du fichier de données d'entrée 15 auquel la structure, les dimensions et la concentration de dopage du laser à semi-conducteur ont été appliquées. Ensuite, les résultats calculés sont appliqués au fichier de données de sortie 22 et les données de celui-ci sont visualisées et tracées par un post-processeur 23. La procédure d' à l'art antérieur. A l'étape S1, les données d'entrée du fichier de données d'entrée 15 sont établies à la condition de polarisation nulle et dans l'étape S2 le calcul de la valeur initiale de la distribution de porteurs est accompli et dans l'étape S3 le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière est accompli. Dans l'étape S4, une condition de polarisation donnée est établie et dans l'étape S5 une analyse de courant est accomplie et dans l'étape S6 une distribution de lumière est analysée. Ensuite, dans l'étape S7, les calculs accomplis aux étapes S4-S6 sont répétés dans une condition de polarisations successives. Lorsque des solutions sont obtenues dans toutes les conditions de polarisations souhaitées, les calculs sont terminés. Comme les équations de base utilisées dans l'analyse de courant à l'étape S5 et l'analyse de distribution de lumière à l'étape S6, les formules ci-dessus (1)-(7) sont utilisées comme dans l'art antérieur. Ensuite, une description est donnée des calculs de la valeur initiale de la distribution de lumière (étapes S3 en figure 3). Dans le premier mode de réalisation, le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière dans l'étape S3 représentée en figure 3 est accompli dans les étapes de procédé représentées en figure 1. Dans l'étape S201, la valeur initiale am (valeur provisoire) du coefficient d'absorption blocage de la couche de blocage 5 du type n est calculée sur la base de la formule Par exemple, lorsque l'indice de réfraction n1 des couches de placage 3 et 4 est de 3,34, l'indice de réfraction n2 des couches de blocage 5 est de 3,65 et la longueur d'onde X du faisceau laser est de 0,78 Hm, le coefficient d'absorption provisoire am est de 24 pm-1. Par ailleurs, dans le dispositifs actuel, blocage = aGaAs = 1,0 Um 1 (10000 cm-1) Ensuite, dans l'étape 202, en utilisant, par exemple, le procédé d'indice de réfraction équivalent, la constante de propagation ss, ss = kg {nr + i(&alpha;Z/2k0)} de l'équation d'onde v2 E(x, y) + [{n(x, y) k02 - f32] E(x, y) = 0 est calculée et la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss a la valeur maximum est la solution de la distribution de lumière à obtenir. Ensuite, dans l'étape S203, en utilisant la solution obtenue dans l'étape S202 comme la valeur initiale, et diminuant graduellement az (ablocage) dans la constante de propagation ss, le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde décrite ci-dessus, c'est-à-dire, la distribution de lumière E, est continué en utilisant un procédé d'approximation séquentielle jusqu'à ce que blocage = aGaAs (= 1,0 ,'m1). Ensuite, la solution de la distribution de lumière E lorsque blocage = aGaAs est rendue à la valeur initiale et les calculs sont terminés, retournant à la routine principale. De cette manière, par le fait que le coefficient d'absorption provisoire om dans la couche de blocage 5 du type n obtenu dans l'étape S201 est devenu la valeur initiale du coefficient d'absorption blocage dans la couche de blocage 5 du type n, le mode dans lequel la partie réelle de la constante de propagation ss a le maximum est le mode dans lequel le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active 2, de la sorte la solution pour le mode d'oscillation laser peut être automatiquement obtenue. Une description est donnée de la raison pour laquelle le procédé décrit ci-dessus permet d'extraire la solution dans le mode d'oscillation laser. A partir des relations ss = Ko . neff neff = nr + i(az/2ko) où ss est la constante de propagation, k0 est le nombre d'onde de la lumière avec une longueur d'onde X dans le vide de 2X/k nr est la partie réelle de l'indice de réfraction et az est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière, ss2 = (k0 . nr)2 - az2/4 + i(k0 . nr . az) Par ailleurs, si la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la couche de blocage 5 du type n existe, la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss a le maximum est donnée par ssr [max]2 = (k0 . n2)2 - &alpha;m2/4 = {(2z/0,78) x 3,65)2 - aGaAs2/4 Par ailleurs, la constante de propagation ss de la région de couche active 2 est ssr [AR]2 = (ko . n1)2 = {(2x/0,78) x 3,34)2 Ainsi, la condition que la constante de propagation ss a le maximum dans la région de couche 2 est à partir de ssr [AR] # ssr [max], (k0 . n1)2 # (k0 . n2)2 - am2/4 De ce fait, Cependant, même lorsque le coefficient d'absorption &alpha;blocage de la couche de blocage 5 du type n est rendu la valeur provisoire de 24 Hm-1 à partir de la valeur d'origine de 1 m1, II la distribution de lumière elle-même n'est pas grandement affectée. De ce fait, la distribution de lumière souhaitée peut être obtenue par les étapes de procédé cidessus, l'étape S202 et l'étape S203. Ainsi, dans le procédé de simulation pour dispositif à semi-conducteur selon le premier mode de réalisation, le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions comprend les étapes de : calculer le coefficient d'absorption provisoire am dans la couche de blocage 5 du type n à partir de l'indice de réfraction n1 des couches de placage 3 et 4 du type p, de l'indice de réfraction n2 de la couche de blocage 5 du type n et de la longueur d'onde k de la lumière (étape S201) ; obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum, en utilisant le coefficient d'absorption provisoire am (étape S202) ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde en utilisant un procédé d'approximation séquentielle, avec la solution obtenue utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme la valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur du coefficient d'absorption aGaAs de la région de couche de blocage 5 d'origine du type n (étape S203). De ce fait, la constante de propagation ss dans la région de couche active 2 est supérieure à celle dans la région de couche de blocage 5 du type n et la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la région de couche active 2, c'est-à-dire, la solution avec le mode d'oscillation laser est automatiquement dérivée sans critère de jugement spécial. En conséquence, une analyse des caractéristiques optique et électrique d'un dispositif à semi-conducteur qui a une distribution de lumière à deux dimensions similaire à celle du dispositif actuel peut être accomplie. Tandis que dans le premier mode de réalisation la couche de blocage 5 du type n comprend du GaAs, le procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon la présente invention n'est pas limité à l'application au laser à semi-conducteur comprenant une couche de blocage en AlGaAs ayant un indice de réfraction supérieur à ceux des couches de placage 3 et 4 et au laser à semi-conducteur du matériau série AlGaAs, mais est appliqué au calcul de la distribution de lumière pour laser à semi-conducteur où l'indice de réfraction de la région de couche de blocage est supérieur à celui de la région de couche active, comprenant un tel laser comprenant des matériaux séries en InGaP. Par ailleurs, le procédé de simulation d'un dispositif à semi-conducteur selon la présente invention est également applicable pour calculer les influences de la distribution de lumière par une couche d'arrêt d'attaque (ESL) dans le laser à semi-conducteur qui possède la couche ESL entre une couche de placage et une couche de blocage, les influences sur la distribution de lumière par le substrat en GaAs et la couche de recouvrement en GaAs dans le laser à semi-conducteur du type à nervure et les influences sur la distribution de lumière par le substrat en GaAs et la couche de recouvrement en GaAs du laser à semi-conducteur du type a guide d'indice de réfraction effectif représenté en figure 10. En figure 10, la référence 9 désigne un substrat en GaAs, la référence 10 désigne une couche de placage en AlGaAs, la référence 11 désigne une couche active, la référence 12 désigne une couche de placage en AlGaAs, la référence 13 désigne une couche de blocage en AlGaAs et la référence 14 désigne une couche de recouvrement en GaAs. En calculant les influences sur la distribution de lumière par le substrat en GaAs et la couche de recouvrement en GaAs dans le laser à semi-conducteur du type à guide d'indice de réfraction effectif, la simulation est accomplie en établissant les coefficients d'absorption provisoires am dans le substrat en GaAs 9 et la couche de recouvrement en GaAs 14. Deuxième mode de réalisation Une description est donnée d'un procédé de simulation pour un laser à semi-conducteur (un guide d'onde de lumière) d'un second mode de réalisation de la présente invention. Tandis que dans le premier mode de réalisation le procédé de simulation est appliqué à un laser à semiconducteur, le procédé de simulation selon le second mode de réalisation est utilisé pour le calcul de la distribution de lumière dans le guide d'onde de lumière tel que représenté en figure 9. A cette figure, la référence 7 désigne une couche de noyau, la référence 8 désigne une couche de placage ayant un indice de réfraction plus élevé et un coefficient d'absorption optique plus grand que la couche de noyau 7. Les étapes de procédé du procédé de simulation selon le second mode de réalisation sont conformes aux organigrammes représentés aux figures 1 à 3, de façon similaire au cas du premier mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, cependant, dans l'étape S201 représentée dans l'organigramme de la figure 1, le coefficient d'absorption provisoire am de la couche de placage 8 est obtenu avec l'indice de réfraction de la couche de noyau 7 étant nl, l'indice de réfraction de la couche de placage 8 étant n2, et la longueur d'onde de la lumière guidée étant k. Selon le procédé de simulation pour dispositif à semiconducteur selon le second mode de réalisation, le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions comprend les étapes de : calculer le coefficient d'absorption provisoire am de la couche de placage 8 à partir de l'indice de réfraction nl de la couche de noyau 7, de l'indice de réfraction n2 de la couche de placage 8 et de la longueur d'onde de lumière X (étape S201) ; obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum, en utilisant le coefficient d'absorption provisoire am (étape S202) ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde utilisant un procédé d'approximation séquentielle, avec la solution ci-dessus obtenue en utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme la valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur du coefficient d'absorption aGaAs dans la couche de placage d'origine 8. De ce fait, la constante de propagation ss dans la région de couche de placage 8 est supérieure à celle dans la région de couche de noyau 7 et la solution pour laquelle le centre de la distribution de lumière est situé dans la couche de noyau 7, c'est-à-dire, la solution dans le mode de guidage d'onde est automatiquement dérivée sans critère de jugement spécial. En conséquence, l'analyse des caractéristiques optique et électrique peut être accomplie pour un guide d'onde de lumière qui a une distribution de lumière à deux dimensions similaire à celle du dispositif actuel. Troisième mode de réalisation Un procédé de simulation pour un dispositif à semiconducteur selon un troisième mode de réalisation n'est pas celui qui accomplit une simulation dans le cas analogue aux premier et second modes de réalisation où la distribution de lumière comprend un mode fondamental comme représenté en figure 6(a), mais celui qui accomplit une simulation dans le cas où la distribution de lumière comprend plusieurs modes d'ordre plus élevés. En d'autres termes, le procédé selon le troisième mode de réalisation est celui qui obtient non pas la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss a le maximum mais la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss a la valeur plus petite que le maximum, par exemple, la seconde valeur la plus grande ou la troisième valeur la plus grande, dans l'étape 202 représentée à la figure 1. Les étapes de simulation à l'excepté cette étape sont accomplies de la même manière que celles des premier et second modes de réalisation. Comme décrit ci-dessus, dans le procédé de simulation pour un dispositif à semi-conducteur selon le troisième mode de réalisation, après avoir obtenu le coefficient d'absorption provisoire am, dans la couche d'absorption, en utilisant ce coefficient d'absorption provisoire am, la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss a la valeur plus petite que la valeur maximum est obtenue et l'équation d'onde est résolue en utilisant cette solution. En conséquence, cette simulation peut être appliquée à une simulation pour distribution de lumière comprenant plusieurs modes d'ordre plus élevés (par exemple, le cas représenté en figure 6(b). REVENDICATIONS 1. Procédé pour simuler un dispositif à semi-conducteur pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions d'un dispositif à semi-conducteur comprenant un laser à semi-conducteur qui comprend une couche active (2), une couche de placage (3,4) et une couche d'absorption de lumière (5) à un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de placage (3, 4), caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir des valeurs initiales de distribution de porteurs et de distribution de lumière (S2, 53), établir une condition de polarisation (54) et accomplir une analyse de courant et une analyse de distribution de lumière (S5, S6), où le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions (53) comprend les étapes de calculer un coefficient d'absorption provisoire am de la couche d'absorption de lumière (5) à partir d'un indice de réfraction n1 de la couche de placage (3, 4), d'un indice de réfraction n2 de la couche d'absorption de lumière (5) et d'une longueur d'onde de lumière X, sur la base de la formule suivante (S201) obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum (S202), l'équation d'onde étant v2 E(x, y) + [{n(x, y) k0)2 - ss2] E(x, y) = 0 où E est la distribution de lumière, kg est le nombre d'onde 2z/k de lumière avec une longueur d'onde dans le vide et et V est l'opérateur représenté par V2 = D2/8 x2 + 82/ y2 n est l'indice de réfraction complexe dépendant de la constante du matériau et de la concentration de porteurs et ss est la constante de propagation complexe ss = kg {nr + i(a,/2kg)) où nr est la partie réelle d'un indice de réfraction, i est le nombre complexe et az est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière, utilisant le coefficient d'absorption provisoire am ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde en utilisant un procédé d'approximation séquentielle avec la solution obtenue en utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme la valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur dans la couche d'absorption de lumière d'origine (S203). 2. Procédé pour simuler un dispositif à semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir la solution autre que la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum. 3. Procédé pour simuler un dispositif à semi-conducteur pour analyser des distributions de courant et de lumière à deux dimensions d'un dispositif à semi-conducteur comprenant un guide d'onde de lumière qui comprend une couche de noyau (7) et une couche de placage (8) à un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de noyau (7), caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir des valeurs initiales de distribution de porteurs et de distribution de lumière (S2, S3), établir une condition de polarisation (54) et accomplir une analyse de courant et une analyse de distribution de lumière (S5, S6), où le calcul de la valeur initiale de la distribution de lumière à deux dimensions (S3) comprend les étapes de calculer un coefficient d'absorption provisoire am de la couche de placage (8) à partir de l'indice de réfraction n1 de la couche de noyau (7), de l'indice de réfraction n2 de la couche de placage (8) et d'une longueur d'onde de lumière sur la base de la formule (S201) obtenir la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum (S202), l'équation d'onde étant V2 E(x, y) + [{n(x, y) k0)2 - f32] E(x, y) = 0 où E est la distribution de lumière, k0 est le nombre d'onde 2X/ de lumière avec une ligueur d'onde dans le vide ko et V est un opérateur représenté par V2 = 82/ x2 + 82/ y2, et n est l'indice de réfraction complexe dépendant de la constante du matériau et de la concentration de porteurs et ss est la constante de propagation complexe ss = k0 {nr + i(z/2ko)) où nr est la partie réelle d'un indice de réfraction, i est le nombre complexe et &alpha;z est le coefficient d'absorption dans la direction de propagation de la lumière, utilisant le coefficient d'absorption provisoire am ; et répéter le calcul pour obtenir la solution de l'équation d'onde utilisant un procédé d'approximation séquentielle avec la solution obtenue utilisant le coefficient d'absorption provisoire am comme la valeur initiale, jusqu'à ce que la valeur du coefficient d'absorption az dans la constante de propagation ss devienne la valeur dans la couche de placage d'origine (S203). 4. Procédé pour simuler un dispositif à semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir la solution autre que la solution dans laquelle la partie réelle de la constante de propagation ss dans l'équation d'onde a le maximum.