Comparison of MOCVD-Grown with Conventional II-VI Materials Parameters for EL Thin Films)

A brief description is given of the growth of MOCVD ZnSe and ZnS, contrasted with alternative growth techniques. The general physical properties of these layers, grown as single crystals on GaAs or GaP and as polycrystalline layers on glass, are described; particularly smoothness, crystal structure, and doping by donors and by Mn luminescence activators. Techniques of optical characterization and the general optical properties are discussed. Radiative recombination processes involve shallow donor species, and shallow acceptors when present, and these spectra are used to identify residual donor species. Effects of strain associated with heteroepitaxial growth of ZnSe on GaAs and GaP are evident and provide quantitative estimates of the lattice mismatch-induced strain provided this is relatively small. The spectra contain a variety of low energy luminescence bands, weak in well-prepared MOCVD layers. Some of these bands seem particularly characteristic of the MOCVD growth technique. Amongst these, two bands Y and Z have very unusual aspects of spectral form. A speculative model is offered, of recombinations within extended defects involving a non-central force electronic system. Strong variations in the form and intensity of photoluminescence spectra are described for very thin single crystal layers and attributed to the influence of electric fields on distant donor acceptor pair processes, particularly at the heteroepitaxial interface. These results and variations in the deep centre luminescence observed as a function of deliberate doping by shallow donors, D suggest the strong influence of (DZn–Vzn–Dzn) associates at high D concentrations or high electric fields. Some properties of dead layers in thin film electroluminescence are briefly discussed. Es wird das Wachstum von MOCVD-ZnSe und -ZnS diskutiert und anderen Wachstumstechniken gegenübergestellt. Dabei werden die allgemeinen physikalischen Eigenschaften dieser Schichten, die als Einkristalle auf GaAs oder GaP und als polykristalline Schichten auf Glas wachsen, beschriebeu, insbesondere Ebenheit, Kristallstruktur und Dotierung mit Donatoren und Mn-Lumineszenzaktivatoren. Die Methoden zur optischen Charakterisierung und die allgemeinen optischen Eigenschaften werden diskutiert. Der Prozeß der strahlenden Rekombination schließt flache Donatorarten und, wenn vorhanden, flache Akzeptoren ein, und diese Spektren werden benutzt, um die Restdonatoren zu identifizieren. Spannungseffekte, die mit dem heteroepitaktischen Wachstum von ZnSe auf GaAs und GaP zusammenhängen, werden aufgezeigt und liefern quantitative Ergebnisse der durch Gitterfehlanpassung induzierten Spannung, vorausgesetzt, daß diese relativ klein ist. Die Spektren enthalten eine Vielzahl von niederenergetischen Lumineszenzbanden, die in gut hergestellten MOCVD-Schichten schwach sind. Einige dieser Banden scheinen für die MOCVD-Wachstumsmethode besonders charakteristisch zu sein. Von diesen haben zwei Banden, Y und Z, sehr ungewöhnliche Aspekte der Linlenform. Ein spekulatives Modell von Rekombinationen innerhalb ausgedehnter Defekte, die ein Elektronensystem ohne Zentralkraft enthalten, wird vorgeschlagen. Starke Variationen der Form und Intensität der Photolumineszenzspektren von sehr dünnen Einkristallschichten werden dem Einfluß von elektrischen Feldern auf Rekombination zwischen entfernten Donator-Akzeptorpaare, insbesondere an den heteroepitaktischen Grenzflächen, zugeschrieben. Diese Ergebnisse und Äderungen der Lumineszenz tiefer Zentren, die in Abhängigkeit von der Dotierung mit flachen Donatoren D, beobachtet werden, weisen auf den starken Einfluß von (DZn–VZn–DZn) -Assoziaten bei hohen D-Konzentrationen oder hohen elektrischen Feldern hin. Einige Eigenschaften von Totschichten bei der Dünnschicht-Elektrolumineszenz werden kurz diskutiert.