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DE1592886A1 - Verbesserungen von oder hinsichtlich lumineszierender Stoffe - Google Patents

Verbesserungen von oder hinsichtlich lumineszierender Stoffe

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Publication number
DE1592886A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon carbide
nitrogen
luminescent substance
oxygen
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671592886
Other languages
English (en)
Inventor
Brander Robet William
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Company PLC
Original Assignee
General Electric Company PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company PLC filed Critical General Electric Company PLC
Publication of DE1592886A1 publication Critical patent/DE1592886A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10H20/81—Bodies
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    • H10H20/826—Materials of the light-emitting regions comprising only Group IV materials
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description

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Kto. 32 7608 Telegramm-Adresse:
r£SS?£i Quadratur Mü„d»„
G 1261
The General Electric Company Limited, London W.1, England
Verbesserungen von oder hinsichtlich lumineszierender Stoffe
Die Erfindung betrifft lumineszierende Stoffe, die im wesentlichen aus Siliziumcarbid bestehen, die Herstellung solcher Stoffe sowie elektrische Vorrichtungen, die solche Stoffe enthalten.
Es ist bekannt, daß Siliziumcarbid sowohl elektrolumineszierende als auch photolumineszierende Eigenschaften besitzt, und es ist gezeigt worden, daß man die Lumineszenzeigenschaften von Siliziumcarbid modifizieren und in einigen Fällen verbessern kann, indem man ihm kleinere Anteile bestimmter zusätzlicher Elemente einverleibt. Z.B. ist vorgeschlagen worden, Stoffe herzustellen, die durch UV-Bestrahlung mit
ο
einer Wellenlänge von 3650 A zum Leuchten angeregt werden können, indem man eines der Acceptor-Elemente Bor, Aluminium, Gallium oder Indium in Verbindung mit einem Donor-Element wie
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z.B. Stickstoff (die Begriffe "Donor" und "Acceptor", wie sie hier verwendet werden, sollen die üblichen Bedeutungen haben, wie man sie für bestimmte in Halbleiter-Stoffe wie z.B. Siliziumcarbid einverleibte Verunreinigungen anwendet, wobei Donor-Verunreinigungen bzw. Acceptor-Verunreinigungen gemäß ihrer Fähigkeit, den Halbleiter-Stoffen Leitfähigkeit vom η-Typ oder p-Typ zu verleihen, angewendet werden) in Siliziumcarbid einverleibt.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind neuartige lumineszierende Stoffe, die aus Siliziumcarbid mit zusätzlichen Elementen bestehen, wobei die Stoffe durch mindestens eines der üblichen Anregungsmittel, wie z.B. UV-Strahlung, Kathodenstrahlen, Röntgenstrahlen oder eine angelegte Spannung, zum Lumineszieren angeregt werden können.
Zum Geltungsbereich der Erfindung gehören außerdem elektrische Vorrichtungen, z.B. elektrolumineszierende Lichtquellen, elektrische Quecksilberdampf-Entladungslampen, ) und Kathodenstrahlenröhren sowie Röntgenstrahlenschirme, denen einer oder mehrere der erfindungsgemäßen lumineszierenden Stoffe einverleibt worden und die so angeordnet sind, daß sie während des Betriebes der Vorrichtung zum Lumineszieren angeregt werden.
Erfindungsgemäß besteht ein lumineszierender Stoff aus Siliziumcarbid mit einer Leitfähigkeit vom η-Typ, das als signifikante Verunreinigungen mindestens ein eine Donor-
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Verunreinigung darstellendes Element, Sauerstoff, sowie mindestens eine aus einem zur Gruppe IIIA des Periodensystems der Elemente gehörenden Element bestehende Acceptor-Verunreinigung enthält, wobei der atomare Gesamtanteil des vorliegenden Acceptor-Elementes oder der -Elemente geringer als der. atomare Gesamtanteil des vorliegenden Donor-Elementes oder der -Elemente ist, und wobei die Verunreinigungen solcherart sind, daß der Stoff durch mindestens eines der vorstehend genannten Anregungsmittel zum lumineszieren angeregt werden kann.
Die in die erfindungsgemäßen Stoffe einverleibten Donor-Verunreinigungen können jedes der Elemente sein, von denen bekannt ist, daß sie Siliziumcarbid eine Leitfähigkeit vom η-Typ verleihen, jedoch sind die bevorzugten Donor-Verunreinigungen die Elemente der Gruppe VA des Periodensystems der Elemente, nämlich Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Wismut, und es wurde gefunden, daß Stickstoff und Phosphor besonders geeignet sind.
Die Acceptor-Verunreinigung kann jedes Element der Gruppe IIIA des Periodensystems der Elemente, insbesondere Bor, Aluminium, Gallium oder Indium, sein. Die verwendete Menge des Elementes oder der Elemente der Gruppe IIIA muß lediglich zur teilweisen Ladungs-Kompensation ausreichen, d.h., der atomare Gesamtanteil des Elementes oder der EIenunte der Gruppe IIIA muß geringer sein als der atomare Gesamtanteil des Donor-Elementes oder der -Elemente, um zu
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gewährleisten, daß insgesamt eine Leitfähigkeit des Stoffes von η-Typ aufrechterhalten bleibt. Der vorhandene Sauerstoff beeinflußt die Leitfähigkeit des Materials nicht merklich; es wird jedoch angenommen, daß Sauerstoff imstande ist, als Tiefen-Donor (deep donor) zu v/irken, d.h., als ein Donor, dessen Anregungsenergie signifikant größer als die thermische Energie des Siliziumcarbid-Gitters ist. Der Einschluß von Sauerstoff in die erfindungsgemäßen Stoffe ist vorteilhaft, da sich eine Erhöhung der Leuchtkraft der Lumineszenz im Vergleich zu der ergibt, wie sie durch die üblichen, nur Elemente der Gruppe IIIA zusätzlich zu Donor-Verunreinigungen enthaltenden lumineszierenden Siliziumcarbidstoffe gezeigt wird.
Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Siliziumcarbid-Lumineszenzstoff bestehen die einverleibten Verunreinigungen aus Stickstoff, Sauerstoff und Bor, wobei der vorliegende Anteil jeder dieser Verunreinigungen geeigneterweise im
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Bereich von 10 bis 10 Atome pro Kubikzentimeter SiIiziumcarbid, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 10 liegt, jedoch ist der atomare Anteil an Bor niedriger als der atomare Anteil an Stickstoff, wie vorstehend erläutert wor den ist. Abgesehen von den absichtlich hinzugefügten Verunreinigungen muß das zur Herstellung der lumineezierenden Stoffe verwendete Siliziumcarbid selbstverständlich den höchsten verfügbaren Reinheitsgrad aufweisen, um zu gewähr leisten, daß die Lumineszenzeigenschaften der Stoffe genau
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■ festgelegt werden können.
Die erfindungsgemäßen lumineszierenden Stoffe können in Form von Siliziumcarbid-Einkristallen, welche die geeigneten Verunreinigungen enthalten, oder in Form eines kristallinen Pulvers vorliegen, abhängig von der Anwendungsart, für die der Stoff verwendet werden soll.
Die Stoffe sind elektrolumineszierend: daher werden sie durch positive Lochwanderung (positive hole injection) über einer p-n-Verbindungsstelle als Ergebnis einer vorwärtsgerichteten Vorspannung (bias) über der Verbindungsstelle unter der Anwendung einer Wechselstrom- oder Gleichstromspannung zum lumineszieren angeregt. Demzufolge wird zur Erzielung einer elektrolumlneszierenden Lichtquelle ein eine p-n-Verbindungsstelle beinhaltender Einkristall von Siliziumcarbid verwendet, wobei der Anteil des Kristalles vom η-Typ erfindungsgemäß Sauerstoff und mindestens eine Aoceptor-Verunreinigung aus der Gruppe IIIA neben einer Donor-Verunreinigung enthält.
Die erfindungsgemäßen Stoffe können auch durch UV-
o Bestrahlung, insbesondere Strahlung der Wellenlänge 3650 A , und durch Kathodenstrahlen zum Lumineszieren angeregt werden. Bei Anwendungen unter Verwendung dieser Anregungsquellen ist das Vorhandensein einer p-n-Verbindungsstelle nicht notwendig, daher kann der Stoff je nach Wunsch entweder in Form eines Einkristalles vom η-Typ oder eines kristallinen Pulvers vom η-Typ vorliegen.
Die Farbe der durch diese Stoffe ausgestrahlten Lu-
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mineszenz variiert mit Siliziumcarbidkristallen von unterschiedlichen Polytypen und ebenfalls mit den unterschiedlichen, in das Siliziumcarbid eingeführten Verunreinigungen der Gruppe IIIA. Z.B. zeigen Kristalle, die Stickstoff, Sauerstoff und Bor enthalten, rot-orange, gelbe, grünlichgelbe, grüne bzw. blaue Luminesζenζfärben, wenn sie aus 21R rhomboedrischen, 15R rhomboedrischen, 6H hexagonalen, 4H hexagonalen bzw. 2H hexagonalen Polytypen bestehen. In einigen Fällen, z.B. bei Kristallen von kubischem PoIytyp, wird sowohl einige Emission im IR-Bereich des Spektrums als auch im sichtbaren roten Bereich erhalten.
Die erfindungsgemäßen lumineszierenden Stoffe können nach jedem geeigneten Verfahren, mittels dessen gewünschte Verunreinigungen in Siliziumcarbid in Einkristall- oder Pulverform eingeführt werden können, hergestellt werden. Lumineszierende Einkristalle werden vorzugsweise durch epitaxiales Wachstum auf Siliziumcarbid-Kristallunterlagen hergestellt, entweder aus einer flüssigen, eine Siliziumcarbidlösung in geschmolzenem Silizium enthaltenden Phase oder aus einem Dampfphasen-Umsetzungsgemisch.
Ein Verfahren mit epitaxialem Wachstum aus der flüssigen Phase kann ausgeführt werden, indem man Kohlenstoff und die erwünschten Verunreinigungselemente in den erforderlichen Anteilen in geschmolzenes Silizium einführt, wobei sich der Kohlenstoff mit Silizium unter Bildung von Siliziumoarbid, welches sich in dem geschmolzenen Silizium löst, verbindet,
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und indem man die Schmelze in Berührung mit einem Kristallunterlagenmaterial "bei einer solchen Temperatur bringt, daß sich die Verunreinigungselemente enthaltendes Siliziumcarbid aus der Schmelze auf dem Unterlagenmaterial ablagert. Die Temperatur muß natürlich hoch genug sein, um zu gewährleisten, daß das Silizium wälirend des gesamten Verfahrens geschmolzen bleibt, d.h. oberhalb etwa 145O0C. Ein geeignetes Verfahren zur Ausführung dieses Arbeitsvorganges umfaßt das Schmelzen von Silizium in einem Graphittiegel, in welchem ein Unterlagenkristall aus Siliziumcarbid angeordnet ist, sowie das Ausbilden eines Temperatur-Gradienten innerhalb des Tiegels, so daß Siliziumcarbid, gebildet durch Verbindung eines Teiles des geschmolzenen Siliziums mit Graphit aus der Tiegelwand, als epitaxiale Schicht auf dem Unterlagenkristall abgelagert wird, wobei die erwünschtermaßen in den Kristall einzuverleibenden Verunreinigungen in das geschmolzene Silizium eingebracht und zusammen mit dem Siliziumcarbid aus der Schmelze abgelagert werden.
Bei einem Verfahren mit epitaxialem Wachstum aus der flüssigen Phase wird bevorzugt Stickstoff als Donor-Verunreinigung eingeführt; bei dem Versuch, eine andere Verunreinigung der Gruppe VA in elementarer Form gemäß diesem Verfahren einzuführen, können Schwierigkeiten auftreten, obgleich diese Elemente in Form von Dämpfen geeigneter Verbindungen eingeführt werden können. Zur Herstellung E.B. ei-
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—tines lumineszierenden Siliziumcarbidkristalles gemäß der Erfindung kann Sauerstoff in Form von pulverisierter Kieselsäure in die Schmelze eingebracht v/erden, Bor oder ein anderes Element der Gruppe IIIA kann entweder durch Hinzufügen des pulverisierten Elementes zu der Schmelze oder indem man als Ausgangssubstanz ein Silizium verwendet, in ■welches ein geeigneter Anteil des erforderlichen Elementes bereits eingebracht worden ist, eingeführt werden, und Stickstoff wird zweckdienlicherweiae eingeführt, indem man das Schmelz- und Ablagerungsverfahren in Gegenwart von Stickstoffgas durchführt. Wenn es erwünscht ist, einen eine n-p-Verbindungsstelle einschließenden Kristall herzustellen, so wird ein aus Siliziumcarbid von p-Typ bestehendes Unterlagenmaterial verwendet.
Bei einem alternativen Verfahren, einen lumineszierenden Siliziumcarbidkristall gemäß der Erfindung -herzustellen, wird eine die erforderlichen Verunreinigungen enthaltende epitaxiale Schicht aus Siliziumcarbid auf einem Unterlagenmaterial, das aus Siliziumcarbid entweder von p-Typ oder vom η-Typ besteht, je nach Wunsch aus einem Umsetzungsgemisch aus Gasen und/oder Dämpfen, welche aus geeigneten Verbindungen von Silizium und Kohlenstoff, sowie den Verunreinigungen oder Verbindungen derselben besteht, oder diese Verbindungen enthält, abgelagert. Zur Herstellung z.B. eines Stickstoff, Sauerstoff und Bor enthaltenden Siliziumcarbidkristalles wird ein Unterlagenkristall aus
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Siliziumcarbid (p-Typ, falls eine p-n-Verbindungsstelle in dem fertigen Kristall erforderlich ist) auf eine Temperatur im Bereich von 1450-20000C, geeigneterweise durch Radiofrequenz-induktives Erhitzen in Gegenwart eines Dampfphasen-Gemisches, welches aus Wasserstoff, Stickstoff, einer Siliziumverbindung wie z.B. Trichlorsilan, einem Kohlenwasserstoff wie z.B. Hexan oder Benzol, einer Borverbindung wie z.B. Diboran, sowie Sauerstoff oder einer geeigneten sauerstoffhaltigen Verbindung, z.B. Wasserdampf, einem Äther oder Keton, besteht, erhitzt. Die Umsetzung dieses Gemisches ergibt die Bildung von Siliziumcarbid, in welchem Stickstoff, Sauerstoff und Bor in durch die relativen Anteile der Bestandteile des gasförmigen Gemisches geregelten Anteilen einverleibt sind, und dieser Stoff wird in kristalliner Form als epitaxiale Schicht auf dem Unterlagenmaterial abgelagert.
Wenn es erwünscht ist, lumineszierende Siliziumcarbid-Stoffe in Pulverform zu erhalten,so können gemäß einem der vorstehend beschriebenen Verfahren Kristalle hergestellt und anschließend zu Pulver vermählen werden. Andernfalls können die gewünschten Verunreinigungselemente durch Diffusion in das Siliziumcarbidpulver eingeführt werden. Bei einem weiteren und bevorzugten Verfahren zur Herstellung von lumineszierendem Pulver kann eine Dampfphasenumsetzung ähnlich der oben beschriebenen so angeordnet werden, daß sie an der Oberfläche eines Körpers aus feuerfestem Mate-
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rial, welches mit dem Gas/Dampfgemisch nicht umsetzungsfähig ist, z.B. Graphit, Wolfram oder Molybdän, stattfindet, wobei dieser Körper auf diese V/eise ein Unterlagenmaterial bildet, auf welchem die gewünschten Verunreinigungselemente enthaltendes Siliziumcarbid abgelagert wird, wobei der an dem feuerfesten Körper abgelagerte Stoff nachfolgend entfernt und zu Pulver zerstoßen wird.
Der für das Verfahren des Ausführungsbeispiels verwendete Versuchsaufbau umfaßt öinen Graphittiegel, innerhalb dessen Graphithalterungen, um die Uhterlagenkristalle in einem Winkel von 40° zur Horizontalen zu halten, sowie eine Graphitscheibe, die von einem in der Mitte befindlichen Graphitsockel getragen wird, angeordnet sind, um zu Anfang Teilstücke von Silizium und anderen festen Ausgangsmaterialien zu tragen. Der Tiegel wurde mit einem Graphitdeckel verschlossen und in eine Heizanordnung gebracht,
Be
welche Graphit-Heizelemente, einschlössen innerhalb eines wassergekühlten, vakuumdichten glockenförmigen Metallbehälters, aufwies.
Zur Herstellung lumineszierender Kristalle mit n-p-Verbindungssteilen unter Verwendung des oben beschriebenen Versuchsaufbaues wurden Unterlagenkristalle aus Siliciumcarbid vom p-Typ in die Graphithalterungen innerhalb des Tiegels gebracht, und 40 g Silizium von hoher Reinheit in groben Stücken wurden zusammen mit 100 mg Bor pulver und 200 mg Kieselaäurepulver auf die Graphitscheibe
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gebracht. Stickstoff wurde in die Atmosphäre innerhalb des Tiegels eingeführt, welcher sodann verschlossen und in die Heizelementanordnung innerhalb des GIockenbehälters eingesetzt wurde. Der Glockenbehälter wurde evakuiert und der Tiegel auf 165O0C erhitzt und bei dieser Temperatur für die zur Erreichung der Ablagerung einer epitaxialen Schicht mit der erwünschten·Stärke auf den Unterlagenkristallen erforderliche Zeitdauer gehalten, wobei eine geeignete Zeitdauer 2 bis 5 Stunden beträgt. Die Stickstoffkonzentration in der Atmosphäre des Tiegels wurde so eingestellt, daß sich ein Stickstoffgehalt von etwa 2 x 10 Atomen pro Kubikzentimeter des abgelagerten Siliziumcarbides ergab, und die verwendeten Kieselsäure- und Bormengen waren, wie oben angegeben, ausreichend, um die Einführung von Sauerstoff- und Boranteilen jeweils in
"1R
der Größenordnung von 1 χ 10 Atomen pro Kubikzentimeter in dem abgelagerten Siliziumcarbid zu ergeben.
Die durch das beschriebene Verfahrensbeispiel hergestellten Kristalle ergaben bei Anlegen einer Gleichstromspannung von 4-5 Volt über öer Verbindungsstelle ein leuchtendgelbes Lumineszierend
Bei einer Abwandlung des Verfahrensbeispiels zur Herstellung von Kristallen, die keine n-p~Verbindungssteilen enthielten, bestanden die verwendeten Unterlagenkristalle aus Siliziumcarbid vom η-Typ. Die auf diese Weise hergestellten Kristalle konnten duroh UV-Bestrahlung von 3650 A und Kathodenstrahlen zur Lumineszenz mit einer leuchtendgelben Farbe angeregt werden.
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Die erfindungsgemäßen lumineszierenden Stoffe sind, wenn sie in Form von n-p-Verbindungsstellen enthaltenden Einkristallen vorliegen, zur Verwendung als elektrolumineszierende Lichtquellen geeignet: zu diesem Zweck werden die Kristalle mit angeschmolzenen Kontakten versehen, welche aus auf die Kristalloberflächen aufgebrachten Filmen bestehen, wobei geeignete Filme aus einer Gold-Tantal-Legierung für den Anteil des Kristalles vom η-Typ und aus einer Gold-Tantal-Aluminium-Legierung für den Anteil vom p-Typ bestehen. Bei einer praktischen Anwendung kann eine Vielzahl solcher Kristalle, die etwa 0,5 mm im Quadrat sein können, unter Bildung einer Reihe von Lichtquellen zur Verwendung in einer Digitalanzeige angeordnet sein. Die Kristalle können auch in integrierten Anordnungen verwendet werden, entweder einzeln oder in Reihen, sowie zur Markierung photographischer Filme in einer solchen V/eise, daß verschlüsselte Information durch Anregung der Lichtquellen wiedergegeben v/erden kann.
Weiterhin, da die erfindungsgemäßen lumineszierenden Stoffe durch UV-Bestrahlung von 3650 A und Kathodenstrahlen zum Lumineszieren angeregt werden können, ist es ersichtlich, daß die Stoffe, insbesondere in Pulverform, in Hochdruck-Quecksilberdampf-elektrischen Entladungslampen und in Kathodecstrahlenröhren zur Anwendung gelangen können.
- Patentansprüche -
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Claims (22)

Patentansprüche :
1. Lumineszierender Stoff, der durch mindestens ein Anregungsmittel, das TJV-Bestrahlung, Kathodenstrahlen, Röntgenstrahlen oder eine angelegte Spannung sein kann, zum Lumineszieren anregbar ist, der aus Siliziumcarbid mit Leitfähigkeit vom η-Typ besteht, und der als wesentliche Verunreinigungen mindestens ein eine Donor-Verunreinigung bildendes Element, sowie mindestens eine aus einem Element der Gruppe IIIA des Periodensystems der Elemente bestehende Acceptor-Verunreinigung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumcarbid außer den Donor- und Acceptor-Verunreinigungen Sauerstoff enthält, und daß der atomare Gesamtanteil des vorliegenden Acceptor-Elementes oder der -Elemente geringer als der atomare Gesamtanteil des vorliegenden Acceptor-Elementes oder der -Elemente ist.
2. Lumineszierender Stoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Donor-Verunreinigung ein Element der Gruppe VA des Periodensystems der Elemente ist.
3. Lumineszierender Stoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Donor-Verunreinigung aus der Gruppe VA Stickstoff oder Phosphor ist.
4. Lumineszierender Stoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acceptor-Verunreini 'ung aus der Gruppe IIIA Bor, Aluminium, Gallium oder Indium ist.
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5. Lumineszierender Stoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Siliziumcarbid einverleibten Verunreinigungen aus Stickstoff, Sauerstoff und Bor be-
17 20 stehen, jedes in einem Anteil im Bereich von 10 bis 10 Atomen pro Kubikzentimeter Siliziumcarbid, wobei der vorliegende atomare Anteil an Bor geringer ist als der vorliegende atomare Anteil an Stickstoff.
6. Lumineszierender Stoff gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile an Stickstoff, Sauerstoff und Bor jeweils im Bereich von 10 bis 10 Atomen pro Kubikzentimeter Siliziumcarbid liegen.
7. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden Stoffes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in Form eines Einkristalles, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlenstoff und die erwünschten Verunreinigungs-Elemente in den erforderlichen Anteilen in geschmolzenes Silizium unter Bildung einer Lösung von Siliziumcarbid in die Elemente enthaltendem geschmolzenem Silizium einführt, und daß man die Schmelze in Berührung mit einer Siliziumcarbidkristall-Unterlage bei einer solchen Temperatur bringt, daß ein die Verunreinigungs-Elemente enthaltendes Siliziumcarbid aus der Schmelze als epitaxiale Schicht auf der Unterlage abgelagert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Schmelze in Form von pulverisierter
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Kieselsäure eingeführt wird, daß ein Element der Gruppe IIIA in die Schmelze entweder eingeführt wird, indem man ein Silizium als Ausgangsmaterial verwendet, in welches ein geeigneter Anteil des Elementes bereits eingebracht worden ist, oder indem man das pulverisierte Element zu der Schmelze hinzufügt, und daß Stickstoff in die Schmelze eingeführt wird, indem man das Schmelz- und Ablagerungsverfahren in Gegenwart von Stickstoffgas durchführt.
9. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden Stoffes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6 in Form eines Einkristalles, dadurch gekennzeichnet, daß man eine epitaxiale Schicht aus die erwünschten Verunreinigungs-Elemente enthaltendem Siliziumcarbid zur Ablagerung auf einer Siliziumcarbidkristall-Unterlage aus einem TJmsetzungsgemisch aus Gasen und/oder Dämpfen bringt, welches aus Verbindungen von Silizium, Kohlenstoff sowie den Verunreinigungs-Elementen oder Verbindungen derselben in den erforderlichen relativen Anteilen besteht, oder diese enthält.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines Kristalles aus Stickstoff, Sauerstoff und Bor enthaltendem Siliziumcarbid den Unterlagenkristall auf eine Temperatur im Bereich von 1450-2QOO0C in Gegenwart eines aus Wasserstoff, Stickstoff, einer Siliziumverbindung, einem Kohlenwasserstoff, einer Borverbindung, und Sauerstoff oder einer sauerstoffhaltigen ?er-
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bindung bestehenden Gas/Dampf-Gemisches erhitzt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas/Dampf-Gemisch aus Wasserstoff, Stickstoff, Trichlorsilan, Hexan oder Benzol, Diboran sowie Sauerstoff oder Wasserdampf, oder einem Äther oder einem Keton besteht.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung eines eine n-p-Verbindungsstelle einschließenden Kristalles verwendete Unterlagenmaterial aus Siliziumcarbid vom p-Typ besteht.
13. Verfahren zur Herstellung eines luniines zier enden Stoffes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6 in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß man Kristalle des Stoffes nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11 herstellt, und die Kristalle zu Pulver vermählt.
14. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden
Stoffes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6 in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß man die erwünschten Verunreinigungs-Elemente' in den erforderlichen Anteilen durch Diffusion in Siliziumcarbidpulver einführt.
15. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden Stoffes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6 in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß man eine die erwünschten Verunreinigungs-Elemente enthaltende Silizium-
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carbid-Schicht, welche gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9> 10 oder 11 hergestellt worden ist, zur Ablagerung auf einem Körper aus feuerfestem Material, welches mit dem Gas/Dampf-Gemisch nicht umsetzungsfähig ist, bringt, und dann den abgelagerten Stoff von dem feuerfesten Körper entfernt und zu Pulver zerstößt.
16. "Verfahren zur Herstellung von Kristallen aus einem lumineszierenden Stoff, welcher aus Siliziumcarbid mit leitfähigkeit vom η-Typ besteht und Stickstoff als Donor-Verunreinigung, Sauerstoff und Bor als Acceptor-Verunreinigungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen so ausgeführt wird, wie es in dem speziellen Versuchsbeispiel vorstehend beschrieben worden ist.
17. Kristall aus einem lumineszierenden Siliziumcarbid-Stoff, dadurch gekennzeichnet, daß er nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 7-12 oder 16 hergestellt worden ist.
18. Lumineszierender Siliziumcarbid-Stoff in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß er nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 13> 14 oder 15 hergestellt worden ist.
19. Elektrische Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen lumineszierenden Stoff gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, 17 oder 18 in einer Weise angeordnet enthält, daß der Stoff während des Betriebes der
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Vorrichtung zum Lumineszieren angeregt werden kann.
t
20. Vorrichtung zur Verwendung als elektrolumineszierende Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kristall gemäß Anspruch 17 enthält und eine n-p-Verbindungsstelle einschließt, und daß MetallfiIm-Koηtakte an die Anteile des Kristalles von η-Typ bzw. von p-Typ zwecks Verbindung mit einer elektrischen Stromquelle angeschmolzen worden sind.
21. Hochdruck-Quecksilberdampf-elektrische Entladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen lumineszierenden Stoff gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6 oder 18 so angeordnet enthält, daß dieser bei Durchgang einer elektrischen Entladung durch die Lampe während des Betriebes zum Lumineszieren angeregt werden kann.
22. Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen lumineszierenden Stoff gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1-6 oder 18 so angeordnet enthält, daß dieser zum Lumineszieren angeregt wird, wenn er während des Betriebes der Röhre einem Elektronen-Beschüß ausgesetzt wird.
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