DE19902908A1 - Erzeugung von Chalkogeniden durch chemische Umsetzung von Schichten aus Metallen oder Metallverbindungen im niederenergetischen Chalkogen-Ionenstrahl - Google Patents

Erzeugung von Chalkogeniden durch chemische Umsetzung von Schichten aus Metallen oder Metallverbindungen im niederenergetischen Chalkogen-Ionenstrahl

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Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, das die Chalkogenisierung dünner Metallschichten in kontrollierbarer Weise durch Zufuhr reaktiver Chalkogenfragmente aus einem Ionenstrahl erlaubt. Neben der zur chemischen Umsetzung notwendigen Chalkogenkomponente (Se, S) wird durch den Ionenstrahl auch die erforderliche thermische Energie ganz oder teilweise zugeführt. Gegenüber thermischen Chalkogen-Verdampferquellen bestehen durch Anwendung einer Ionenquelle die Vorteile einer besseren Aufspaltung der Chalkogenmoleküle in reaktive Fragmente und der hervorragenden Steuer- und Kontrollierbarkeit des Chalkogenangebotes. Die Temperatur der Schichtoberfläche kann durch Strahlstromdichte und Ionenenergie gesteuert werden. Auftretende Sputtereffekte können zielgerichtet für Oberflächenabtrag und -reinigung genutzt werden.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chalkogenid-Halbleiter- Dünnschichten, insbesondere aber von Cu-Chalkopyritschichten für Dünnschicht-Solarzellen, mittels niederenergetischer (Se, S)-Ionenstrahlen. Der Jonenstrahl liefert dabei sowohl die zur chemischen Umsetzung notwendige (Se, S)-Stoffmenge, als auch ganz oder teilweise die dazu erforderliche thermische Energie.
Stand der Technik
Dünnschicht-Solarzellen auf Basis von Cu(Ga, In)(Se, S)2-Absorbern sind die in nächster Zu­ kunft aussichtsreichsten Systeme für die Schaffung kostengünstiger und effizienter Photovol­ taik-Module. Sie halten im Labormaßstab (wenige Quadratzentimeter) mit fast 18% den der­ zeit höchsten Wirkungsgrad für polykristalline Dünnschicht-Solarzellen. Deshalb wurden in den letzten etwa 10 Jahren international intensive Anstrengungen zur Herstellung marktfähi­ ger großflächiger Photovoltaik-Module unternommen. Seit August 1998 sind erste Module auf CuInSe2-Basis mit bis zu 10 W Leistung kommerziell verfügbar (Anbieter SIEMENS SOLAR). Die notwendige Homogenität und Reproduzierbarkeit ist allerdings bislang nur un­ ter Anwendung einer hochtoxischen Technologie, der Selenisierung im H2Se-Gas, erreichbar. Für die Herstellung von polykristallinen Cu(In, Ga)(Se, S)2-Schichten gibt es mehrere Metho­ den. Eine erste Gruppe von Verfahren erzeugt das Material in einem kombinierten Depositi­ ons- und Reaktionsprozeß. Dazu werden alle notwendigen Komponenten gleichzeitig auf ein geheiztes Substrat gebracht, wo sich bei geeigneten Konzentrations- und Temperaturverhält­ nissen die gewünschte Verbindung abscheidet. Ein aufwendiges, aber gut kontrollierbares Verfahren zur Herstellung dünner Schichten im Labormaßstab ist die Molekularstrahlepitaxie (MBE), die erfolgreich zur Herstellung von Cu(Ga, In)(Se, S)2- Schichten angewandt wurde [H. Oyanagi, S. Niki, P. J. Fons, A. Yamada, O. Ogarashi, H. Oheda, Bulletin of the Electro­ technical Laboratory 61 (1997) 11-18]. Eine Modifizierung des MBE-Verfahrens stellt die ICB (Ionized Cluster Beam) bzw. IBT (Ionized Beam Technique)-Methode dar. Dabei wird das Material aus den thermischen Verdampfungsquellen nachträglich durch Elektronenbe­ schuß teilweise ionisiert und durch eine Beschleunigungsspannung im kV-Bereich mit hoher Energie auf das Substrat gebracht. Die Methode wurde bislang als "dual-IBT" [T. Ushiki, A. Ueno, T. Yano, H. Sano, H. Usui, K. Sato, Jpn. J. Appl. 32, suppl. 3 (1993) 103-105], [T. Tagaki, K. Matsubara, H. Takakoka, I. Yamada, Thin Solid Films 63 (1979) 41-51] mit teilio­ nisierten Cu- und In-Dampfstrahlen und als "triple-IBT" [H. Sano, K. Kondo, K. Sato, Cryst. Res. Technol. S31 (1996) 349-352], bei der auch der Se-Dampfstrahl teilionisiert war, für die Abscheidung von CuInSe2 eingesetzt. Die Ionenströme zum Substrat lagen dabei typisch zwi­ schen 1 und 10 µA, die auf das Substrat gebrachte Leistungsdichte zwischen 2 und 20 mW/cm2. Dabei werden weniger als 0,1% der Cu- bzw. In-Atome und weniger als 0,2% der Se-Cluster in ionisierter Form auf die Probe gebracht [Y. Yanase, T. Shimizu, T. Ishi­ bashi, H. Sano, K. Sato, Lnst. Phys. Conf. Ser. No 152 (1998) 369-372]. Mit einem weiteren derartigen Verfahren, der Abscheidung durch chemische Umsetzung gasförmiger precursor- Substanzen (Chemical Vapour-phase Deposition; CVD) wurden erste erfolgreiche Versuche durchgeführt [J. McAleese, P. O'Brien, D. J. Otway. Chemical Vapour Deposition 4 (1998) 94-96]. Ein drittes Verfahren dieser Gruppe ist die simultane Verdampfung. Dabei werden aus mehreren Quellen gleichzeitig die Komponenten der zu erzeugenden Schicht, entweder als chemische Elemente oder als binäre Verbindungen thermisch verdampft [B. Dimmler, H. W. Schock, Progress in Photovoltaics: Research and Applications 4 (1996) 425-433. Nur das letztgenannte Verfahren erscheint zur Zeit ausreichend schnell, effizient und hochskalierbar, um als Produktionsverfahren für Dünnschichtsolarzellen eingesetzt zu werden. Mit diesem technologischen Ansatz wird derzeit der Aufbau einer Produktionsstätte für Cu(In, Ga)Se2- Solarzellen (ZSW Stuttgart) geplant. Daneben existieren noch weitere Verfahren dieser ersten Gruppe, die auf der Abscheidung nach Verdampfung der kompletten Verbindung beruhen (thermische flash-Verdampfung [H. Sakata, N. Nakao, phys. stat sol. A 161 (1997) 379-388], Laserverdampfung [R. Schaeffler, M. Klose, M. Brieger, H. Dittrich, H. W. Schock, Mat. Sci­ ence Forum 173-174 (1995) 135-140]). Diese sind jedoch wegen mangelnder Reproduzier­ barkeit und Schichtqualität bislang nicht über die Anwendung als simple Verfahren zur Her­ stellung von Laborproben hinausgekommen.
Einer zweiten Gruppe von Verfahren zur Herstellung von Cu(In, Ga)(Se, S)2-Schichten wird ein großes Kostensenkungspotential vorausgesagt. Diese Verfahren haben die Gemeinsamkeit, daß in einem ersten Schritt die Metallkomponenten Kupfer und Indium (bzw. Gallium) mit technologisch gut beherrschten, einfachen Verfahren als Einzelschichten oder Multischichtpa­ ket auf das Substrat (meist Mo-beschichtetes Glas) aufgebracht werden. Dies kann durch Aufdampfen, Aufsputtern, durch Elektrolyse oder durch Pyrolyse von aufgesprayten oder auf­ gedruckten Metallverbindungen erfolgen. In einem zweiten Schritt werden dann diese Metall­ komponenten chemisch zur gewünschten Halbleiterverbindung umgesetzt. Eine gut steuerba­ re, aber wegen ihres Gefährdungspotentials bedenkliche Möglichkeit ist die Umsetzung im H2Se- bzw. H2S-Gasstrom [V. Alberts, R. Swanepoel, M. J. Witcomb, J. Mat. Sci. 33 (1998) 2919-2925]. Ein häufig eingesetztes Verfahren beruht auf der Chalkogenisierung im Se- bzw. S-Dampf, die entweder im Vakuum oder in einem inerten Trägergas erfolgen kann [N. Orbey, G. Norsworthy, R. W. Birkmire, T. W. F. Russell, Progress in Photovoltaics: Research and Applications 6 (1998) 79-86]. Bei einem derzeit im Hinblick auf industrielle Anwendung be­ sonders intensiv untersuchten Verfahren wird das zur Umsetzung benötigte Selen als Fest­ stoffschicht auf die Metallschichten aufgebracht. Die chemische Reaktion erfolgt dann in ei­ nem Kurzzeit-Temperprozeß dieses Feststoffsystems [V. Probst, F. Karg, J. Rimmasch, W. Riedl, W. Steifer, H. Harms, O. Eibl, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 426 (MRS, Pitts­ burgh, USA, 1996), p. 833]. Alle Verfahren dieser zweiten Gruppe haben den Vorteil, daß die Abscheidung der Metallschichten mit einfachen, technologisch seit langer Zeit gut beherrsch­ ten und kontrollierbaren Verfahren erfolgt. Ihr Nachteil besteht im schlecht kontrollierbaren Chalkogenisierungsschritt.
Nachteile des Standes der Technik
Die Molekularstrahlepitaxieverfahren sind durch Anwendung verschiedener in situ Verfahren zwar hinsichtlich Schichtwachstum und -Komposition recht gut kontrollierbar, erscheinen aber wegen kleiner Abscheidungsraten und aufwendiger Prozeßbedingungen für den Einsatz zur Herstellung großflächiger Solarzellenabsorber, insbesondere wegen der hohen Herstel­ lungskosten, kaum geeignet.
Gegenwärtig wird die simultane Verdampfung der Elemente als Methode für die industrielle Herstellung von Cu(In, Ga)Se2-Schichten entwickelt. Sie erlaubt über Steuerung des Ange­ botes an Metallkomponenten und der Substrattemperatur die Beeinflussung von Zusammen­ setzung und Wachstum der Schichten. Die Verdampfung erfolgt mit thermischen Verdamp­ fern, die als Linear-Dampfquellen mit Breiten bis zu 60 cm entwickelt werden. Ein wesentli­ cher Nachteil dieser Technologie ist die diskontinuierliche Arbeitsweise. Die Quellen müssen regelmäßig mit neuem Verdampfungsmaterial beladen werden. Eine exakt reproduzierbare Arbeitsweise über einen gesamten Zyklus ist kaum erreichbar. Ein weiteres Problem ist die notwendige sehr homogene Heizung großer Glassubstrate, wobei die zur Reaktion notwendige thermische Energie durch das schlecht wärmeleitende Glas hindurch in die wachsende Schicht gebracht werden muß. Diese technischen Probleme sind zwar prinzipiell lösbar, beschränken jedoch die Kostensenkungsmöglichkeiten dieser Dünnschichttechnologie. Ein weiterer, durch die thermische Selenverdampfung bedingter Nachteil wird im übernächsten Absatz eingehend beschrieben.
Die einfachsten und potentiell kostengünstigsten Verfahren zur Herstellung von Cu(Ga, In)(Se, S)2-Schichten nutzen anstelle der simultanen Verdampfung die chemische Um­ setzung von zuvor aufgebrachten Metallschichten durch Selenisierung/Sulfurisierung (Chal­ kogenisierung). Dieser Prozeßschritt beinhaltet jedoch auch die wesentlichsten Nachteile der vorher beschriebenen Prozesse. Die Chalkogenisierung erfolgt entweder mit Chalkogendampf, mit einer gasförmigen Chalkogenverbindung oder über eine Festphasenreaktion.
Der folgende Nachteil besteht prinzipiell für alle Verfahren, bei denen die Chalkogenkompo­ nente aus thermischer Verdampfung zugeführt wird. Die thermische Verdampfung von Selen beispielsweise führt zu einem molekularen Dampf, in dem im Mittel 5 bis 10 Se-Atome pro Molekül vorliegen. Dominant sind dabei Se6-Ringe. Dies gilt für Verdampfungstemperaturen bis weit oberhalb des Schmelzpunktes. Erst bei Temperaturen, bei denen der Se-Dampfdruck bereits oberhalb des Normaldruckes liegt, dominieren kleinere Se2-Moleküle. Das Auftreten großer, relativ stabiler Se-Moleküle anstatt reaktiver Se-Atome hat zur Folge, daß Schichther­ stellungsprozesse mit Se-Dampf mit einem sehr hohen Se-Überangebot arbeiten müssen, um eine vollständige Selenisierung zu erreichen. Bei der simultanen Verdampfung der Elemente wird mit einem typisch bis zu 100-fach höheren Se-Angebot gearbeitet, als zur chemischen Umsetzung eigentlich erforderlich ist. Dies bringt zwei wesentliche Probleme mit sich. Er­ stens ist der Reaktionsablauf der Selenisierung schwer steuerbar. Vielmehr bestimmt die Thermodynamik des Systems selbst, wie dieses Überangebot unter den gegebenen Prozeßbe­ dingungen verarbeitet wird. Das zweite Problem ist der Anfall großer Mengen überflüssigen Selens. Dadurch werden alle Komponenten des Abscheidesystems schnell beschichtet. Auf­ wendige Maßnahmen sind erforderlich, um Störungen im Vakuumpumpensystem zu vermei­ den. Außerdem ist es für die Kosteneffizienz des Verfahrens selbstverständlich von Nachteil, wenn hochreine Ausgangskomponenten nur zu einem kleinen Bruchteil in die Schicht einge­ baut werden. Alle für den Selenisierungsprozeß genannten Probleme bestehen sinngemäß auch beim Sulfurisierungsprozeß durch thermische Verdampfung von Schwefel.
Die Chalkogenisierung kann auch mit einer gasförmigen Chalkogen-Wasserstoff-Verbindung (H2Se bzw. H2S) erfolgen. Das Verfahren kann einen kontrollierbaren Strom reaktiver Chal­ kogen-Atome liefern. Insbesondere der Selenwasserstoff erfordert jedoch wegen seiner hohen Toxizität sehr kostenintensive Sicherheitsvorkehrungen. So stellt selbst die Freisetzung von H2Se durch Ausgasung aus fertiggestellten großflächigen polykristallinen Dünnschichten ein Problem dar.
Weder bei der Umsetzung von Metallschichten im Selendampf-Überangebot, noch bei der Kurzzeittemperung eines Schichtpaketes ist der Reaktionsprozeß durch eine Variation des Chalkogen-Angebots ausreichend steuerbar. Auch der bei der Simultanverdampfung noch freie Parameter Metallangebot ist durch die zuvor erfolgte Metallbeschichtung hier bereits festgelegt. Kleine Fluktuationen von Zusammensetzung und/oder Temperatur führen zur lo­ kalen Bildung von Sekundärphasen bzw. Inhomogenitäten der elektrischen Eigenschaften. Dies ist für die Funktion als großflächige Absorberschicht einer Solarzelle sehr nachteilig.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das die Chalkogenisierung dünner Metallschichten durch einen kontrollierbaren und auf der benötigten Fläche homogenen Strom von reaktiven Chalkogen-Ionen (Se, S) ermöglicht.
Die beschriebenen Nachteile des bisherigen Standes der Technik sollen damit weitgehend vermieden werden. Die zur chemischen Umsetzung erforderliche thermische Energie wird durch die kinetische Energie des Teilchenstrahls geliefert.
Das Verfahren soll zur reproduzierbaren Erzeugung lateral homogener Halbleiter- Dünnschichten mit kontrollierbarer Zusammensetzung für den Einsatz beispielsweise in Dünnschicht-Solarzellen dienen.
Lösung der Aufgabe
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der chemische Prozeß der Chalkogenisierung der auf dem Substrats befindlichen Metallschicht unter Nutzung eines Chalkogen (Se, S)-Ionenstrahls erfolgt. Dieser wird in einer Vakuumkammer mittels einer Ionenquelle erzeugt, die durch einen thermischen Chalkogen-Verdampfer gespeist wird. Das Aufbrechen der thermisch verdampften großen Chalkogen-Moleküle in kleinere Fragmente bis hin zum Atom kann zum Beispiel durch Elektronenstöße im Plasmaraum der Ionenquelle erfolgen. Je nach Eigenschaften des zu bestrahlenden Schichtsystems kann der Ionenstrahl nach Austritt aus der Quelle elektrisch neutralisiert werden. Die auf die zu chalkogenisierende Schicht gebrachte Chalkogen-Stoffmenge kann über die Stromdichte des Strahls und die Zeit­ dauer des Prozesses genau bestimmt werden. Die Teilchenenergie im Strahl ist durch die Be­ schleunigungsspannung regelbar. Durch Energie und Stromdichte ist der Leistungseintrag je Oberflächeneinheit gegeben, der somit unabhängig von der aufgebrachten Chalkogen- Stoffmenge regelbar ist. Durch geeignete Wahl dieser Prozeßparameter wird erreicht, daß so­ wohl das Angebot reaktiver Chalkogen-Fragmente, als auch die für den chemischen Prozeß notwendige thermische Energie über den Jonenstrahl geregelt werden können.
Vorteile der Erfindung
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß anstelle eines schwer kontrollierbaren Stroms großer Chalkogenmoleküle ein präzise kontrol­ lierbarer Strom reaktiver Chalkogenatome und -Fragmente zur chemischen Umsetzung einge­ setzt werden. Dadurch kann das Angebot dieses Reaktionspartners jederzeit in gewünschter Weise variiert werden. Ein weiterer Vorteil gegenüber bisherigen Verfahren besteht darin, daß auch die thermische Energie zur chemischen Umsetzung durch den Ionenstrahl geliefert wird und variiert werden kann. Damit wird die Wärme direkt in der Schichtoberfläche erzeugt, und zwar notwendigerweise genau dort, wo auch Chalkogene für die chemische Umsetzung zur Verfügung stehen. Bei bisherigen Verfahren war eine genau kontrollierte und homogene ex­ terne Heizung durch ein schlecht wärmeleitendes Glassubstrat hindurch notwendig. Die we­ sentlichen Parameter des neuen Chalkogenisierungsverfahrens sind die Stromdichte, die Pro­ zeßzeit und die Energie des Chalkogen-Ionenstrahls. Diese sind durch Betriebsbedingungen der Ionenquelle und den Abstand von der zu chalkogenisierenden Oberfläche bestimmt. Damit ist ein robustes Verfahren zur Chalkogenisierung auch sehr großer Schichtoberflächen unter Vakuumbedingungen gegeben. Durch geeignete Bewegung einer Chalkogen-Ionenquelle über dünne Metallschichten, die zuvor auf eine vor Ort vorhandene Unterlage aufgebracht wurden, könnte beispielsweise unter Weltraumbedingungen eine als Solarzellenabsorber geeignete, sehr großflächige Halbleiterschicht erzeugt werden. Da für Solarzellen auf der Basis von Cu(In, Ga)Se2-Absorbern eine außerordentliche hohe Stabilität gegenüber Schäden durch hochenergetische Teilchenstrahlung unter Weltraumbedingungen nachgewiesen wurde, er­ scheint diese Applikation des Verfahrens besonders attraktiv. Ein weiterer Vorteil des erfin­ dungsgemäß beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß die kinetische Energie der auftreffen­ den Ionen zu einer erhöhten Teilchenbeweglichkeit an der Oberfläche führt, Umordnungspro­ zesse und Reaktionsabläufe fördert und damit ein Wachstum der kristallinen Halbleiterschicht bei reduzierten Substrattemperaturen erlaubt. Dies ist von großer Bedeutung für die Herstel­ lung von Dünnschicht-Solarzellen auf flexiblen und extrem leichten Substraten wie beispiels­ weise metallbedampften Plastikfolien.
Teil B Beispielbeschreibung
Im folgenden wird ganz allgemein das Verfahren der Chalkogenisierung von Metallschichten dargestellt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter anderem dadurch gelöst, daß eine kontrollierte, betragsmäßig den Untergrundpegel überschreitende Menge von Chalkogenen als Dampf oder Gas in eine Ionenquelle eingeführt wird. Diese Ionenquelle wird vorzugsweise bei einem Druck im Bereich zwischen etwa 1 × 10 und etwa 1 × 10 mbar betrieben. Die Ionenenergie der extrahierten Ionen liegt im Bereich 10 bis 1000 eV und die Strahlstromdichte am Substrat liegt im Bereich zwischen etwa 0,05 und 100 mA/cm2. Eine Bestrahlungsdauer im Bereich von etwa 10 Sekunden bis 1 h ist in diesem Stromdichtebereich geeignet, um eine etwa 1 µm dicke Schicht in der gewünschten Weise zu chalkogenisieren. Das Substrat befin­ det sich im allgemeinen in einer Entfernung von 5 bis etwa 30 cm von der Ionenquelle. Die Schichtoberfläche wird durch den Implantationsvorgang gezielt auf Temperaturen im Bereich zwischen 100 und 600°C erhitzt. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, kann der Ionenstrahl während des Implantationsvorganges durch z. B. einen Wolfram-Glühfaden neu­ tralisiert werden.
Beispiel 1
Als ein Beispiel wird die Herstellung einer 2,0 µm dicken CuInSe2-Schicht mit einer Fläche von 10 cm2 durch das vorstehende Verfahren beschrieben. Vor der Anwendung der Ionen­ strahl-Chalkogenisierung wird beispielsweise durch thermische Verdampfung ein Metall­ schichtsystem aus 144 nm (2,174 mg) Kupfer und 544 nm (3,97 mg) Indium erzeugt. Zur Er­ reichung einer stöchiometrischen CuInSe2-Zusammensetzung müssen mindestens 4,14 × 1019 Se-Atome in dieses Schichtsystem gebracht werden. Dies wird durch einen Selen-Ionenstrahl aus einer Lonenquelle bewirkt. Bei einer Strahlstromdichte des Se-Ionenstrahls von etwa 8 mA/cm2 und einer Energie von 300 eV stellt sich eine Gleichgewichtstemperatur der Oberflä­ che von etwa 500°C ein. Der Eintrag der zur Umsetzung erforderlichen Selen-Stoffmenge von 5,45 mg dauert dann etwa 1,5 min. Ein nach Abschluß der vollständigen Umsetzung fortge­ setzter Ionenbeschuß ändert die Zusammensetzung der Schicht nicht mehr, da das überschüs­ sige Selen verdampft. Durch Sputtereffekte erfolgt dagegen bei fortgesetzter Prozeßführung ein langsamer Abtrag der CuInSe2-Schicht.
Das vorstehend beschriebene bevorzugte Verfahren kann in verschiedener Hinsicht modifi­ ziert werden, ohne daß hierbei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So können z. B. die Strahlstromdichte und/oder die Jonenenergie während des Chalkogenisierungsprozesses vari­ iert werden. Die chemische Umsetzung kann mit kontinuierlichem oder mit Pulsbetrieb der Ionenquelle erfolgen. Die Probe oder Teile der Probe können während des Betriebs der Ionen­ quelle, alternierend mit der im Pulsbetrieb arbeitenden Quelle oder nach der Einwirkung des Ionenstrahls einer zusätzlichen Temperung ausgesetzt werden. Eine diskontinuierliche Chal­ kogenisierung kann auch durch Scannen des Ionenstrahls über die Probe erfolgen. Selbstver­ ständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Ionenstrahl-Chalkogenisierung von Cu/In-Schichtsystemen zur Erzeugung von CuInSe2 beschränkt. Es können damit auch andere Chalkogenid-Verbindungen erzeugt werden, beispielsweise ternäre, quaternäre und penternäre Verbindungen der Metalle (Cu, Ag) mit den Metallen (Al, Ga, In) und den Chalko­ genen (S, Se). Weiterhin besteht die Möglichkeit, Chalkogenide der II-VI-Familie zu erzeu­ gen, die beispielsweise aus den Metallen (Cd, Zn) und den Chalkogenen (S, Se) bestehen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Chalkogenid-Schichten, bei welchem Schichtsysteme aus Metallen und Metallverbindungen mit Selen oder Schwefel (Chalkogene) reagieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Chalkogenionen aus einer Ionenquelle mit Ionenenergien kleiner 1 keV mit der Probenoberfläche wechselwirken. Das Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die zur vollständigen Umsetzung notwendige Chalkogen-Stoffmenge und die für die chemische Reaktion erforderliche thermische Energie ganz oder teilweise von Io­ nenstrahlen geliefert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Materials bzw. von Teilen des Materials während und/oder nach der Implantation erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chalkogen- Ionenstrahl unter Verwendung einer Breitstrahl-Ionenquelle ensteht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chalkogen- Ionenstrahl unter Verwendung einer Einloch-Ionenquelle entsteht.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chalkogen- Ionenstrahl unter Abbremsung eines Ionenstrahls von einem Teilchen-Beschleuniger erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ionen­ strahl aus Chalkogenen und/oder einer chalkogenhaltigen Verbindung besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstrahl zeit­ lich konstant bleibt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte und/oder die Energie des Ionenstrahl zeitlich variiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstrahl ge­ pulst wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionen­ strahl über die Probe gescannt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach der Chal­ kogenisierung Metalle auf dem Substrat abgeschieden werden.
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