DE3926373A1

DE3926373A1 - Lichtemittierende diode aus siliciumcarbid mit einem pn-uebergang

Info

Publication number: DE3926373A1
Application number: DE3926373A
Authority: DE
Inventors: Akira Suzuki; Katsuki Furukawa; Mitsuhiro Shigeta; Yoshihisa Fujii
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-08-08
Filing date: 1989-08-05
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JP2650730B2; JPH0246779A; US5063421A

Description

Die Erfindung betrifft eine lichtemittierende Diode aus Silicium carbid mit einem pn-Übergang und insbesondere eine licht emittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang, die sichtbares Licht einer kürzeren Wellenlänge entsprechend einer Farbe im Bereich von grün bis purpur emittieren kann.

Da lichtemittierende Dioden kleine Leuchtquellen mit einem merklich niedrigen Leistungsverbrauch sind und eine stabile Lichtemission großer Helligkeit bereitstellen können, sind sie als Anzeigeelement in einer Vielfalt von Anzeigeeinheiten weit verbreitet. Sie werden auch als Lichtquelle zum Lesen von Informationsaufzeichnungen in einer Vielfalt von Infor mationsverarbeitungseinheiten benutzt. Obwohl lichtemittierende Dioden, die Licht mit einer Farbe im Bereich von rot bis grün emittieren können, praktisch Verwendung haben, haben licht emittierende Dioden, die in der Lage sind, sichtbares Licht mit einer kürzeren Wellenlänge entsprechend einer Farbe im Bereich von blau bis purpur zu emittieren, noch keine für eine praktische Anwendbarkeit ausreichende Leistung erreicht.

Die Farbe des von einer lichtemittierenden Diode emittierten Lichts hängt von dem dafür verwendeten Halbleitermaterial ab. Halbleitermaterialien, die für blaues Licht emittierende Dioden verwendet werden können, sind auf Siliciumarbid (SiC), was ein Halbleiter aus einer Verbindung zweier Elemente der IV. Gruppe ist, Galliumnitrid (GaN), was ein Halbleiter aus einer Verbindung von Elementen der III. und V. Gruppe ist, und Zinksulfid (ZnS) oder Zinkselenid (ZnSe) eingeschränkt, was Halbleiter aus Verbindungen von Elementen der II. und VI. Gruppe sind. Mit diesen Halbleitermaterialien wurden ausgedehnte Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für blaues Licht emittierende Dioden durchgeführt, aber eine Massenproduktion von blaues Licht emit tierende Dioden mit einer für die praktische Anwendung aus reichenden Helligkeit und Stabilität ist noch nicht realisiert worden.

Für den Aufbau lichtemittierender Dioden ist eine pn-Über gangsstruktur am besten geeignet, da Elektronen und Löcher als Ladungsträger in einen lichtemittierenden Bereich mit hoher Effizienz injiziert werden können. Von den obenerwähnten Halbleitermaterialien für blaues Licht emittierende Dioden können jedoch weder GaN-, noch ZnS-, noch ZnSe-Halbleiter als lichtemit tierende Dioden mit einem pn-Übergang verwendet werden, weil es schwierig ist, Kristalle vom p-Typ zu erhalten; wenn diese Kristalle trotzdem gewonnen werden, haben sie einen hohen Widerstand und sind sehr instabil. Daher wurde anstelle einer pn- Übergangsstruktur ein Halbleiteraufbau mit einem Metall und einer isolierenden Schicht (MIS) unter Benutzung einer dünnen isolie renden Schicht angewendet. Lichtemittierende Dioden mit solch einem MIS-Aufbau haben die Nachteile, daß sie ungleichmäßige Eigenschaften aufweisen und eine instabile Lichtemission bereitstellen.

Andererseits kann Siliciumcarbid für lichtemittierende Dioden mit einem pn-Übergang verwendet werden, da sowohl Kristalle vom p- Typ als auch Kristalle vom n-Typ leicht erhältlich sind. Weiterhin haben sie den Vorteil, daß ein für die Massenproduktion geeignetes Wachstumsverfahren, wie ein flüssig/epitaxiales Aufwachsverfahren (LPE, liquid epitaxial growth), ein chemisches Verfahren unter Niederschlag von Dämpfen (CVD, chemical vapor deposition) oder ein ähnliches Verfahren beim Herstellen solch einer lichtemittierenden Diode mit einem pn-Übergang verwendet werden kann. Über blaues Licht emittierende Dioden aus Silicium carbid mit Aluminium (Al), das als Lumineszenzzentrum verwendet wird, sind schon viele Berichte veröffentlicht worden (siehe z. B. M. Ikeda, T. Hayakawa, S. Yamagiwa, H. Matsunami und T. Tanaka, Journal of Applied Physics, Vol. 50, No. 12, pp. 8215-8225, 1979; L. Hoffmann, G. Ziegler, D. Theis und C. Weyrich, Journal of Applied Physics, Vol. 53, No. 10, pp. 6962-6967, 1982).

Fig. 3 zeigt eine herkömmliche lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang. Die lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid hat einen Aufbau, bei dem eine dünne Schicht 7 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und eine dünne Schicht 8 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ, die beide einen pn-Übergang bilden, nacheinander auf einem Substrat 1 aus einem SiC-Ein kristall vom n-Typ geformt werden. Weiterhin sind auf dem Substrat 1 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und der dünnen Schicht 8 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ eine Ohmsche Elektrode 9 für SiC vom n-Typ bzw. eine Ohmsche Elektrode 10 für SiC vom p-Typ geformt. In diesen lichtemittierenden Dioden werden Stickstoff (N)-Donatoren als Dotierungsmittel zum Erzeugen von Ladungsträgern in der dünnen Schicht 7 aus einem SiC- Einkristall vom n-Typ und Aluminium(Al)-Akzeptoren als Dotie rungsmittel zum Erzeugen von Ladungsträgern in der dünnen Schicht 8 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ verwendet. Als Dotierungs mittel zum Erzeugen von Ladungsträgern können auch Gallium(Ga)- Akzeptoren oder Bor(B)-Akzeptoren benutzt werden. Die dünne Schicht 7 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typl enthält Al als ein Lumineszenzzentrum für die blaue Farbe.

Solch eine lichtemittierende Diode mit einem pn-Übergang enthält ferner eine geeignete Menge von Al-Akzeptoren in der Schicht 7 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und nutzt die Lichtemission durch Strahlungsrekombination zwischen von den N-Donatoren eingefangenen Elektronen und von den Al-Akzeptoren eingefangenen Löchern oder die Lichtemission durch Strahlungsrekombination zwischen Elektronen im Leitungsband und von Al-Akzeptoren eingefangenen Löchern im Bereich der Schicht vom n-Typ in der Nähe des pn-Übergangs aus. Das heißt, daß die Al-Akzeptoren sowohl als Dotierungsmittel zum Erzeugen von Loch-Ladungsträgern als auch als Lumineszenzzentrum verwendet werden. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die Ladungsträgerkonzentration und den Lumineszenzprozeß in der Schicht vom p-Typ und der Schicht vom n-Typ unabhängig voneinander zu steuern, wodurch es schwierig wird, die Leuchteffizienz zu verbessern. Weiterhin können Elektronen oder Löcher durch die N-Donatoren und die Al-Akzep toren nicht genügend eingefangen werden, weil die Energieniveaus der N-Donatoren und der Al-Akzeptoren nicht weit genug vom Leitungsband bzw. vom Valenzband entfernt sind. Daher hat eine herkömmliche lichtemitterende Diode aus Siliciumcarbid den Nachteil, daß eine hohe Leuchteffizienz nicht erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäße lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang, die die oben diskutierten und zahlreiche weiteren Nachteile und Mängel des Standes der Technik überwindet, enthält ein Halbleitersubstrat, eine erste Schicht aus einem Siliciumcarbid-Einkristall mit einer Leitfähigkeit, welche auf dem Substrat geformt ist, und eine zweite Schicht aus einem Siliciumcarbid-Einkristall mit der entgegengesetzten Leitfähig keit, welche auf der ersten Siliciumcarbidschicht geformt ist, wobei die erste und die zweite Siliciumcarbidschicht den pn- Übergang bilden und wobei zumindest eine der ersten und zweiten Siliciumcarbidschichten ein tetravalentes Übergangselement als Lumineszenzzentrum enthält.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das tetravalente Übergangselement wenigstens ein Element, das aus der aus Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Konzentration des tetravalenten Übergangselements im Bereich zwischen 1 × 10¹⁵ cm^-3 und 1 × 10¹⁹ cm^-3.

Somit ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die folgenden Ziele:

1. Schaffen einer lichtemittierenden Diode aus Silicium carbid mit einem pn-Übergang, in der den pn-Übergang bildende Schichten aus einem Siliciumcarbid-Einkristall ein tetravalentes Übergangselement enthalten, so daß sichtbare Lichtemission mit einer kürzeren Wellenlänge entsprechend einer Farbe im Bereich von grün bis purpur mit einer hohen Leuchteffizienz und einer hohen Stabilität erhalten werden kann;
2. schaffen einer lichtemittierenden Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn- Übergang, die in einer Vielfalt von Anzeigeeinrichtungen eine vielfarbige Anzeige ermöglicht und die in einer Vielfalt von Informationsverarbeitungseinheiten mit lichtemittierenden Dioden als Lichtquellen ein schnelleres und mit höherer Dichte erfolgen des Lesen von Informationsaufzeichnungen erlaubt; und
3. schaffen einer lichtemittierenden Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang, die wegen ihrer herkömmlichen Wuchsmethode für Siliciumcarbid-Einkristalle leicht in Massenfertigung hergestellt werden kann, so daß sich verschiedene Anwendungsgebiete für die lichtemittierenden Dioden schnell ausdehnen.

Die Erfindung wird nun unter Verwendung eines Ausführungsbei spiels beschrieben. Die Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer lichtemitterenden Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer anderen lichtemit tierenden Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang.

Die lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn- Übergang gemäß der Erfindung enthält zusätzlich zu Akzeptoren und Donatoren zum Steuern der Ladungsträgerkonzentration der Schicht vom p-Typ bzw. der Schicht vom n-Typ ein Lumineszenzzentrum zum Steuern des Lumineszenzprozesses. Diese Lumineszenzzentren dürfen keine Ladungsträger erzeugen, die die Ladungsträgerkonzentration beeinflussen könnten, und müssen Energieniveaus haben, in denen Elektronen oder Löcher hinlänglich eingefangen werden können.

Als ein Lumineszenzzentrum, das bei dieser Erfindung verwendet werden kann, kann ein tetravalentes Übergangselement wie Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) genannt werden. Eine Kombina tion dieser Übergangselemente kann ebenso verwendet werden. Die Konzentration dieser hinzugefügten Übergangselemente liegt typischerweise im Bereich zwischen 1 × 10¹⁵ und 1 × 10¹⁹ cm^-3. Die Übergangselemente, die als ein Lumineszenzzentrum einzuführen sind, werden zumindest zu einer der Schichten vom p-Typ und vom n-Typ hinzugefügt. Diese Übergangselemente können zum gesamten Bereich der Schicht vom p-Typ und/oder der Schicht vom n-Typ zugefügt werden. Alternativ können diese Elemente zu einem Teilbereich der Schicht vom p-Typ und/oder der Schicht vom n-Typ hinzugefügt werden.

Wenn sie in einen SiC-Kristall eingeführt werden, nehmen die oben erwähnten Übergangselemente wegen ihrer atomaren Größe Git terplätze von Si ein. Da diese Übergangselemente eine Tetravalenz ähnlich wie Si und C zeigen, können sie ohne Überschuß oder Mangel an Valenzelektronen covalent an die umgebenden Kohlenstoffatome gebunden werden. Daher tritt keine Erzeugung von Ladungsträgern auf, die die Ladungsträgerkonzentration oder Leitfähigkeit beein flussen könnte.

Da diese Übergangselemente eine d-Schale haben, die nicht vollständig mit Elektronen gefüllt ist und kovalent an die umgebenden Kohlenstoffatome in einem Siliciumcarbid-Einkristall gebunden ist, haben sie Energieniveaus, in die Elektronen wirksam eingefangen werden können. Wenn Elektronen in solche Ener gieniveaus eingefangen werden, werden Löcher dann durch Coulomb- Anziehung der Elektronen eingefangen. Die so gefangenen Elektro nen und Löcher führen eine Strahlungskombination durch. Wenn welche der obenerwähnten Lumineszenzzentren verwendet werden, entspricht die Wellenlänge des durch Strahlungsrekombination erzeugten Lichts dem sichtbaren Licht mit einer Farbe im Bereich von grün bis purpur.

Die erfindungsgemäße lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang hat die Leuchteffizienz verbessert. Eine Lichtemission großer Helligkeit wird durch Einführung eines Lumineszenzzentrums möglich, das in der Lage ist, den Lumines zenzprozeß unabhängig von einer Steuerung der Ladungsträgerkon zentration in der Schicht vom p-Typ und der Schicht vom n-Typ zu steuern. Da die obenerwähnten Übergangselemente als Lumines zenzzentrum genutzt werden, kann weiterhin eine Farbe des emittierten Lichts im Bereich von blau bis purpur erhalten werden, die bisher in der Praxis schwer zu erreichen war.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn-Übergang. Die lichtemittierende Diode hat einen Aufbau, in dem eine dünne Schicht 3 aus einem mit Stickstoff (N) dotiereten SiC-Einkristall vom n-Typ und eine dünne Schicht 4 aus einem mit Aluminium (Al) dotierten SiC-Einkristall vom p-Typ, die beide den pn-Übergang bilden, nacheinander auf einem Substrat 1 aus einem mit N dotierten SiC-Einkristall vom n-Typ geformt werden. Als Lumineszenzzentrum wurde Titan (Ti) sowohl der dünnen Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall von n-Typ als auch der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p- Typ zugefügt. Als Verfahren zum Bilden der dünnen Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ wurde ein flüssig-epitaxiales Wuchsverfahren (LPE) angewendet, das allgemein benutzt worden ist, um Siliciumcarbidkristalle zu züchten. Das LPE-Verfahren ist z. B. in M. Ikeda, T. Hayakawa, S. Yamagiwa, H. Matsunami und T. Tanaka, Journal of Applied Physics, Vol. 50, No. 12, pp. 8215- 8225 (1979) beschrieben.

Zuerst wurde die dünne Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ auf dem Substrat 1 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ unter Verwendung von geschmolzenem Silicium gezüchtet, das als Fremdatom Stickstoff enthielt. Die Dicke der dünnen Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ betrug 5 µm und ihre Ladungs trägerkonzentration etwa 1 × 10¹⁸ cm^-3. Dann wurde die dünne Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ auf der dünnen Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ unter Verwendung von geschmolzenem Silicium gezüchtet, das als Fremdatom Aluminium enthielt. Die Dicke der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Ein kristall vom p-Typ betrug 4 µm und ihre Ladungsträgerkonzentra tion etwa 1 × 10¹⁸ cm^-3. Während des Wachstums der obigen dünnen Schichten aus SiC-Einkristall war durch Hinzufügung von me tallischem Titan zu dem geschmolzenen Silicium Ti als Lumines zenzzentrum sowohl in der dünnen Schicht 3 aus einem SiC- Einkristall vom n-Typ als auch der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ enthalten.

Schließlich wurde an der Unterseite des Substrats 1 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ eine Ohmsche Elektrode 9 für SiC vom n-Typ aus Nickel geformt, und an der Oberseite der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ wurde mit einer Al-Si- Legierung eine Ohmsche Elektrode 10 für SiC vom p-Typ gebildet, was zu dem Ergebnis der in Fig. 1 gezeigten lichtemittierenden Diode führte.

Die wie oben beschrieben erhaltene lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid emittierte bei Anwendung einer vorwärtsgerichteten Vorspannung Licht hauptsächlich von der Oberseite der dünnen Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ, wie in Fig. 1 gezeigt. Unter Betriebsbedingungen bei 3,5 V und 20 mA wurde eine intensiv bläulich-violette Lichtemission erhalten, und die Wel lenlänge des Maximums der Lichtemission lag in der Nähe von 430 nm. Wenn Ti als Lumineszenzzentrum hinzugefügt wurde, änderten die dünne Schicht 3 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und die dünne Schicht 4 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ nicht ihre elektrischen Eigenschaften. Wenn die Konzentration des zu diesen dünnen Einkristallschichten aus SiC hinzugefügten Titans im Bereich zwischen 1 × 10¹⁵ und 1 × 10¹⁹ cm^-3 lag, wurde Lichtemis sion beobachtet. Wenn die Konzentration des hinzugefügten Titans 1 × 10¹⁹ cm^-3 übersteigt, wurde der Kristallisationsgrad der dünnen Schichten aus SiC abgesenkt, so daß keine Lichtemission beobachtet wurde. Die lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid in diesem Beispiel hatte eine maximale Leuchteffizienz von 0,5%, was zeigt, daß die Leuchteffizienz der lichtemittierenden Diode aus Siliciumcarbid in diesem Beispiel im Vergleich zu herkömm lichen blaues Licht emittierenden Dioden um einen Faktor 10 oder mehr verbessert wurde.

Beispiel 2

Fig. 2 zeigt eine weitere lichtemittierende Diode aus Silicium carbid mit einem pn-Übergang gemäß der Erfindung. Die lichtemit tierende Diode hat einen Aufbau, in dem eine dünne Schicht 5 aus einem mit N dotierten SiC-Einkristall vom n-Typ und eine dünne Schicht 6 aus einem mit Al dotierten SiC-Einkristall vom p-Typ, die beide den pn-Übergang bilden, nacheinander auf einem nicht dotierten Substrat 2 aus einem SiC-Einkristall mit hohem Widerstand geformt wurden. Als Lumineszenzzentrum wurde Zirkon (Zr) sowohl der dünnen Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ als auch der dünnen Schicht 6 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ zugefügt. Als ein Verfahren zum Formen der dünnen Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ und der dünnen Schicht 6 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ wurde ein chemisches Verfahren mit Ablagerung aus der Dampfphase (CVD) angewendet, das allgemein beim Wachsen von Siliciumcarbidkristallen benutzt wird. Das CVD-Verfahren wird z. B. in S. Nishino, H. Suhara, H. Ono und H. Matsunami, Journal of Applied Physics, Vol. 61, No. 10, pp. 4889-4893 (1987) gezeigt. Als Ausgangsgase zum Züchten von Siliciumcarbid-Einkristallen wurden Monosilangas (SiH₄) und Propangas (C₃H₈) verwendet. Als Substrat wurde ein Einkristall substrat aus SiC mit hohem Widerstand benutzt.

Zuerst wurde die dünne Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ auf dem undotierten Substrat 2 aus einem SiC-Einkristall mit hohem Widerstand unter Hinzufügung von Stickstoffgas (N₂) zum Dotieren zu den obenerwähnten Ausgangsgasen gezüchtet. Die dünne Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ hatte eine Dicke von etwa 5 µm, und ihre Ladungsträgerkonzentration betrug etwa 1 × 10¹⁸ cm^-3. Dann wurde die dünne Schicht 6 aus einem SiC-Ein kristall vom p-Typ auf der dünnen Schicht 5 aus einem SiC- Einkristall vom n-Typ durch Verwenden von Trimethylaluminium-Gas (TMA) zum Dotieren mit Al anstelle von N₂-Gas gezüchtet. Die dünne Schicht 6 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ hatte eine Dicke von etwa 4 µm, und ihre Ladungskonzentration betrug etwa 1 × 10¹⁸ cm^-3. Beim Wachsen der obigen dünnen Ein kristallschichten aus SiC war Zr als Lumineszenzzentrum sowohl in der dünnen Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ als auch in der dünnen Schicht 6 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ enthalten, indem Zirkonmetall in einem Reaktionsrohr angeordnet und erhitzt wurde.

Schließlich wurde ein Teil der dünnen Schicht 6 aus einem SiC- Einkristall vom p-Typ durch Trockenätzen entfernt. Auf der dünnen Schicht 5 aus einem SiC-Einkristall vom n-Typ wurde mit Nickel eine Ohmsche Elektrode 9 für SiC vom n-Typ geformt. Auf der dünnen Schicht 6 aus einem SiC-Einkristall vom p-Typ wurde mit einer Al-Si-Legierung eine Ohmsche Elektrode 10 für SiC vom p- Typ gebildet, was in einer lichtemittierenden Diode wie in Fig. 2 gezeigt resultierte.

Die wie oben beschrieben erhaltene lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid emittierte Licht bei Anwendung einer vorwärts gerichteten Vorspannung hauptsächlich von der Unterseite der nicht dotierten Schicht 2 aus einem SiC-Einkristall mit hohem Widerstand, wie in Fig. 2 gezeigt. In der lichtemittierenden Diode dieses Beispiels kann Lichtemission von der Substratseite erhalten werden, da ein transparenter, nicht dotierter SiC- Einkristall als Substrat benutzt wurde. Unter den Betriebsbedin gungen von 3,5 V und 20 mA wurde eine intensive blaue Lichtemis sion erzielt, und die Wellenlänge des Maximums der Lichtemission lag in der Nähe von 460 nm. Wenn die Konzentration des zu den obenerwähnten dünnen Schichten aus SiC-Einkristall hinzugefügten Zirkons im Bereich zwischen 1 × 10¹⁵ und 1 × 10¹⁹ cm^-3 lag, wurde Lichtemission beobachtet. Die lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid in diesem Beispiel hatte eine maximale Leucht effizienz von 0,7%, was anzeigt, daß die Leuchteffizienz der lichtemittierenden Diode aus Siliciumcarbid in diesem Beispiel im Vergleich zu herkömmlichen, blaues Licht emittierenden Dioden um einen Faktor 10 oder mehr verbessert wurde.

Claims

1. Lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn- Übergang, gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat (1), eine erste Schicht (3) aus einem Siliciumcarbid-Einkristall mit einer Leitfähigkeit, welche auf dem Substrat (1) geformt ist, und einer zweiten Schicht (4) aus einem Siliciumcarbid- Einkristall mit der entgegengesetzten Leitfähigkeit, welche auf der ersten Siliciumcarbidschicht (3) geformt ist, wobei die erste (3) und die zweite (4) Siliciumcarbidschicht den pn-Übergang bilden und wobei zumindest eine der ersten (3) und zweiten (4) Siliciumcarbidschichten ein tetravalentes Übergangselement als Lumineszenzzentrum enthält.

2. Lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn- Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das tetravalente Übergangselement wenigstens ein Element ist, das aus der aus Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Lichtemittierende Diode aus Siliciumcarbid mit einem pn- Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des tetravalenten Übergangselements im Bereich zwischen 1 × 10¹⁵ cm^-3 und 1 × 10¹⁹ cm^-3 liegt.