DE1515297B2

DE1515297B2 - Verfahren zur Herstellung dünner Schichten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1515297B2
Application number: DE1515297A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. Dr. Techn. Graz Grasenick (Oesterreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-08-25
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1978-12-07
Also published as: AT258664B; DE1515297C3; US3736246A; GB1125444A; SE317235B; NL6511079A; DE1515297A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung dünner Schichten unter Anwendung einer Gasentladung in einem von gekühlten Flächen umgebenen Entladungsraum, in dem sich ein kühlbarer Objektträger befindet, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Solche Verfahren sind bereits bekannt (DE-PS 7 36 130). Dort wird der Beschichtungsvorgang in einem Rezipienten durchgeführt, der als doppelwandiger Körper den Entladungsraum umgibt. Der Rezipient ist dabei durch Einführen eines Kühlmittels gekühlt. Zur Erzielung reiner Schichten muß bei möglichst niedrigen Druckwerten im Entladungsraum gearbeitet werden, damit Verunreinigungen der zu bildenden Schichten aus der Restgasatmosphäre vermindert werden. In der zur Durchführung des bekannten Verfahrens benutzten Vorrichtung kann zwar ein Hochvakuum erzeugt werden, doch kann dann nicht mehr die zur Schichtbildung benutzte Katodenzerstäubung ausgeführt werden, γ, da die Gasentladung im Inneren des Rezipienten bei sehr niedrigen Druckwerten erlischt. Zur Aufrechterhaltung der Entladung könnte zwar eine Penning-Entladung angewendet werden, doch ermöglicht dies allein noch nicht die Erzeugung extrem reiner Schichten. Bei t,o Anwendung einer Penning-Entladung werden bei den niedrigen Druckwerten auch die im Entladungsraum befindlichen Restgase ionisiert, so daß sie auch bei der Schichtbildung mitwirken. Durch Beachtung der Grundsätze der Ultrahochvakuumtechnik kann zwar die zur t-, Durchführung des bekannten Verfahrens benutzte Apparatur so ausgestaltet werden, daß der Restgasanteil relativ niedrig bleibt, doch übersteigt der Aufwand für eine solche Apparatur in vielen Fällen das vom wirtschaftlichen Standpunkt aus vertretbare Ausmaß. Zur Herabsetzung des Restgasanteils wird bei dem bekannten Verfahren vorgeschlagen, die Wand des Rezipienten zu kühlen. Eine Tiefkühlung durch Anwendung des für diesen Zweck allgemein üblichen flüssigen Stickstoffs ist jedoch bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, da die zu kühlende Fläche, die den Entladungsraum umgibt, die Wand des Rezipienten ist, so daß bei einer Tiefkühlung dieser Wand sofort eine vollständige Vereisung der gesamten Apparatur eintreten würde. Aus praktischen Gründen ist jedoch eine solche vollständige Vereisung der Apparatur höchst unerwünscht.

Ferner ist bereits ein Verfahren zur Metallisierung von Körpern und deren Oberflächenbehandlung bekannt (DE-AS 10 60 217), mit dessen Hilfe Hohlachsen innen oder außen beschichtet werden können. Dabei wird eine herkömmliche Katodenzerstäubung angewendet, und es wird ein Kühlmittel eingesetzt, dessen Temperatur im Bereich der Zimmertemperatur liegt; die Temperatur der zu beschichtenden Objekte kann bis zu 100° C betragen. Unter diesen Betriebsbedingungen ist es kaum möglich, Schichten herzustellen, die nur aus gewünschten Materialien zusammengesetzt sind und keine Verunreinigungen enthalten.

Es ist auch bereits bekannt, dünne Silizium-Einkristallschichten durch Katodenzerstäubung herzustellen, wobei eine Penning-Entladung angewendet wird. Die dünne Schicht wird hierbei dadurch erhalten, daß dünne Präparate durch die Katodenzerstäubung weiter verdünnt werden. Dieses bekannte Verfahren kann jedoch nicht allgemein angewendet werden; u. a. ist eine Anwendung bei Aluminium-Kupferflächen nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dünner Schichten, der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ohne hohe Anforderungen und damit ohne großen Aufwand qualitativ hochwertige Schichten gebildet werden können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem in einem Vakuumraum liegenden Entladungsraum mittels eines magnetischen Gleich- oder Wechselfeldes eine Penning-Entladung erzeugt wird, und daß die den Entladungsraum umgebenden Flächen auf eine Temperatur im Bereich der Temperatur von flüssigem Stickstoff gekühlt werden.

Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, im Entladungsraum mit sehr niedrigen Druckwerten zu arbeiten. Der Entladungsraum ist dabei Teil eines größeren Vakuumraums, und es ist nur der Entladungsraum selbst, der von Flächen umgeben ist, die auf eine Temperatur im Bereich der Temperatur des flüssigen Stickstoffs gekühlt werden. Die mit der Umgebung in Kontakt stehenden Außenwände der zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Vorrichtung werden daher bei der Anwendung des beschriebenen Verfahrens nicht vereisen. Das beschriebene Verfahren vereinigt die Vorteile des Arbeitens im Hochvakuum, also in den Druckbereichen, in denen die Penning-Entladung eingesetzt wird, mit den Vorteilen tiefgekühlter Flächen um den Entladungsraum, die als Kühlfallen wirken, auf denen sich Restgase bevorzugt abscheiden. Eine vorteilhafte Weiterbildung des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die Penning-Entladung in einem einzigen Gas oder in einem Gemisch aus mehreren Gasen in dem Entladungsraum erzeugt wird. Dadurch

ist es möglich, nicht nur Schichten aus einem Material, sondern auch Schichten aus Mischmaterialien auf Oberflächen abzuscheiden.

Vorteile ergeben sich auch, wenn in den Entladungsraum abwechselnd verschiedene Gase oder Gasge- mische eingeleitet werden. Mit dieser Weiterbildung ist auch die Erzeugung von Wechselschichten möglich, wie es oft zur Erzielung gewünschter physikalischer Eigenschaften der erzeugten Schichten angestrebt wird.

Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens derart ausgebildet, daß der Entladungsraum in einem Vakuumraum angeordnet ist, daß die den Entladungsraum umgebenden Flächen Zylinderflächen sind und daß außerhalb des Vakuumraums eine Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Gleich- oder Wechselfeldes angebracht ist.

Es hat sich herausgestellt, daß sich in der beschriebenen Weise besonders gut die Herstellung von dünnen Schichten auf Drähten durchführen läßt, da auf Grund der erzeugten Penning-Entladung eine allseitige Ablagerung auf dem zu beschichtenden Objekt stattfindet. Eine Drehung des Objekts ist dabei nicht erforderlich.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens,

F i g. 2,3 und 4 Ausführungsbeispiele eines Objektträgers,

F i g. 5, 6, 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele der jo beschriebenen Vorrichtung.

Zur Erläuterung seien zunächst allgemein die Bedingungen erläutert, die bei der Herstellung dieser Schichten unter Anwendung des hier zu beschreitenden Verfahrens vorliegen.

Um weitgehend übliche hochvakuumtechnische Hilfsmittel heranziehen zu können, wird nur der Raum, innerhalb dessen die Abscheidung erfolgt bzw. die Entladung brennt, unter besondere Bedingungen gesetzt.

Der.eigentliche Arbeitsraum wird durch ausheizbare und tiefkühlbare Wände umgeben, in denen die Elektroden ausheizbar und kühlbar untergebracht sind. Als einfache Ausführungsform bietet sich ein ins Vakuum eingebrachter Zylinder an. Dieser Zylinder v> kann mit einem Kühlmittel durchströmt oder gefüllt werden. Bewährt hat sich flüssiger Stickstoff. Gleichwertig ist eine Spirale, die zusätzlich mit eng anliegenden, dünnen (gut ausheizbar, geringe Wärmekapazität), gut wärmeleitenden Blechen versehen werden ->o kann.

Zürn Ausheizen kommen Widerstandsheizung, eine eingebaute Heizspirale oder Durchblasen von heißer Luft als einfach durchführbar in Frage. ,. .;.;.;

Bei Ausführung aus Glas kann der Kühlzylinder öder >■> die Kühlspirale mit einer Heizwendel durchzogen werden, die bei Tiefkühlung in flüssigem Stickstoff verbleibt. ' " ..

Eine zylindrische Form erlaubt es, die ring- und zylinderförmige Elektrodenanordnung der Penning- wi Entladung beizubehalten, wobei das Präparat, in der Zylinderachse angebracht, nur für sich gekühlt oder erhitzt werden kann, ohne daß es als Schmutzfang wirkt. Das Verhältnis von Länge und Durchmesser der Kammer muß so gewählt werden, daß die Gasmoleküh- <- i Ie einige Male aufprallen, bevor sie ins Zentrum gelangen können. Je größer der Durchmesser, umso länger muß die Kammer sein. Um den Zylinder nicht zu lange ausführen zu müssen, können Prallbleche eingeführt werden, die die Gasteilchen an die gekühlten Flächen lenken.

Die meisten Wasserdämpfe und Kohlenwasserstoffdämpfe, die in allen Vakuumapparaturen enthalten sind, lassen sich so vom Reaktionsraum fernhalten. Schwer kondensierbare Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Methan können, außer mit Helium als Kühlmittel, sehr einfach ausgeschaltet werden, wenn die Entladung selbst als Sperre ausgebildet wird. Die Mitte des Zylinders, als Arbeitsraum, wird z. B. V₃ der Länge, mit gitterförmigen Elektroden normal zur Zylinderachse gegen Trägerverluste abgeschlossen. Diese Elektroden sind jeweils negativ geladen. Die angrenzenden Zylinderräume werden nur gleichsinnig oder getrennt als Penning-Entladung betrieben. Bei Zerstäubung einer Titan-Kathode wird der Innenraum ausgezeichnet von schwer kondensierbaren Gasen freigehalten. Auf der gekühlten Anode verdichten sich die Gase und werden zusätzlich aktiviert. Beides fördert die »Pumpwirkung« der Anordnung.

Die Objektträger sind auswechselbar auf einem längs der Zylinderachse laufenden Rohr angebracht. Innerhalb läuft ein zweites Rohr zur Zufuhr von gekühltem oder erwärmtem Stickstoff. Auch hier kann eine Heizspirale zusätzlich eingebaut werden. Der für elektronenmikroskopische Untersuchungen interessante Bereich von — 200⁰C bis einige 100⁰C kann leicht beherrscht werden. Durch die zentrische Anordnung ist eine Kühlung des zu beschichtenden Objekts bis zur Temperatur des umgebenden gekühlten Zylinders ohne Verunreinigung möglich.

Es hat sich ergeben, daß eine Kühlung des inneren Rohres, wenn es die ganze Zylinderlänge ausfüllt, allein genügt, um die Mitte des Zylinders, also den Arbeitsraum, von Kohlenwasserstoffen und Wasserdämpfen freizuhalten. Damit das zu beschichtende Objekt aber unabhängig auf verschiedene, den Arbeitsund Untersuchungszielen entsprechende Temperaturen gebracht werden kann, und damit beim Einschleusen Verunreinigungen vermieden werden können, ist eine Tiefkühlung des Außenzylinders angebracht. Das zu beschichtende Objekt wird im allgemeinen als Anode geschaltet.

Die beschriebene Anordnung erlaubt nun die verschiedensten Schichten auch auf temperaturempfindliche Träger und Träger mit hohem Dampfdruck aufzutragen. Aus Kohlenwasserstoffen entstehen so reine Kohlenstoffschichten, aus Siliziumwasserstoffen Silizium oder Siliziumoxydschichten, je nachdem ob der Sauerstoff ausgeschaltet wird oder nicht. Aus Gasgemischen oder entsprechenden Verbindungen können feste Abscheidungen von Misch-Schichten und Verbindungen erhalten werden.",.'.,' .'.'.V.' ...·' * ■'.', ■'..'. .''.'.·..,,: ■„'.;., .■,'■.'.■:'.■'.:', :

Die Anordenzerstäubung kann ebenfalls bei dem beschriebenen Verfahren unter Vermeidung der bisher anhaftenden Nachteile zur Herstellung von reinen Schichten aus Elementen ' von-.Verbindungen oder Gemischen eingesetzt werden, je nach Art der Kathode und des zur Zerstäubung verwendeten Gases. . ■ ,■ _ Neben diesen Möglichkeiten zur Herstellung dünner Schichten durch Abscheidung aus Gasen durch Kathodenzerstäubung können dünne Schichten durch weiteres Verdünnen von dünnen Plättchen oder tiefgekühlten Präparaten (z. B. biologischer Art) sowohl durch chemischen Abbau durch aktivierte Gase als auch durch Kathodenzerstäubung erhalten werden.

Die Nachteile der Kathodenzerstäubung in normaler

Glimmentladung ergeben sich aus dem hohen Gasdruck und dem hohen Anteil nicht wünschenswerter Beimengungen im Restgas. Neben der Erwärmung der Kathode tritt eine starke Aufrauhung ein, die zur Verminderung der Zerstäubungsrate führt und ein zerklüftetes Präparat ergibt, wenn die Kathodenzerstäubung zur Verminderung der Schichtdicke dienen soll.

Eine Kühlung des Präparates ist aber nur dann sinnvoll, wenn wie bei dem hier zu beschreibenden Verfahren die Umgebung tiefgekühlt wird. Bei Einsatz der Penning-Entladung kann bei tiefen Drucken unter Vermeidung von Verunreinigungen gearbeitet werden. Ferner ist ein gleichmäßiger Abbau der Kathode möglich, wenn zusätzlich zu der günstigen Elektrodenanordnung ein magnetisches Wechselfeld eingesetzt wird. Das Magnetfeld, die Kühlkammer und die Elektrodenformen erfüllen doppelte Funktionen. Einmal erlauben sie, die Entladung bei tiefen Drucken zu betreiben und ergeben damit einen gleichmäßigen Schichtauf- und -abbau. Für den Schichtaufbau wird der Präparatträger im Zentrum als Kathode geschaltet. Für mikroskopische Strukturuntersuchungen, wobei Anätzung und Abdruck ohne Unterbrechung des Vakuums anzustreben sind, wird der Präparatträger abwechselnd als Kathode und Anode geschaltet.

Aus mehreren Gründen ist es vorteilhaft, das zu beschreibende Beschichtungsverfahren in einem Zylinder durchzuführen, der aus drei Teilen zusammengesetzt ist.

Einer der Gründe ist dadurch gegeben, daß die zur Schichtabscheidung aus der Gasphase eingeleiteten Gase (die Zuleitung erfolgt direkt in den Arbeitsraum) sich an den Kühlwänden kondensieren und zu einem vermeidbaren Gasverbrauch führen. Daher wählt man den Zylinder unterbrochen. Der Arbeitsraum wird durch ein dünnes, ausheizbares, zylinderförmiges Blech, das als Elektrode geschaltet werden kann, gebildet. Dieses Blech reicht nun etwas in die beiden kühlbaren Zylinder mit möglichst engem, aber nicht anliegendem Abstand hinein. Wärmetechnisch bewirkt das im Vakuum eine weitgehende Isolierung. Ähnlich wirkt ein in einen durchgehenden Zylinder eingeschobener, nicht ganz anliegender Blechzylinder. Der unterbrochene Zylinder hat den Vorteil, daß er jederzeit durch ein anliegendes Zwischenblech in einen geschlossenen Kühlzylinder umgewandelt werden kann, sonst aber den Mittelraum für Einsätze oder Zuführungen freiläßt.

Unerwünschte Gase aus dem übrigen Vorratsraum können trotzdem nur durch die Begrenzungszylinder in den Arbeitsraum gelangen und werden bei Kühlung des Zylinders und bei Betrieb einer Entladung niedergeschlagen. Durch die große freie Weglänge der Gasteilchen wirkt ein Spalt bereits hemmend für den Gasdurchtritt. Im Arbeitsraum kann also ein höherer oder tieferer Arbeitsdruck als in der übrigen Apparatur aufrechterhalten werden, durch Regelung des Gaszutritts direkt in den Arbeitsraum und durch die Begrenzungsbleche, die verschiebbar und drehbar sein können.

F i g. 1 zeigt einen doppelwandigen Hohlzylinder, der innerhalb eines evakuierbaren Rezipienten 2 mit Zu- und Ableitung 3 bzw. 3' angebracht ist. Entlang der Achse ist ein ineinandergesetztes Rohr 4 mit Objektträgern 5 angeordnet. Die Träger 5 sind zweiteilig und schmiegen sich, durch Federn 6 angedrückt, an das Rohr 4 an. Entlang des Rohres 4 sind die Träger 5 verschiebbar. Die zu beschichtenden Objekte 7 kommen entweder normal zur Achse oder parallel zur Achse (parallel zu einer Tangentialachse) zu liegen.

Die Objekte und die Befestigungen dürfen keine exponierten Stellen aufweisen. Der Träger 5 wird als Anode geschaltet oder mit einem Netz als Kathode umgeben, wenn es sich um einen Schichtaufbau aus der Gasphase handelt. Bei Kathodenzerstäubung ist es umgekehrt. Für größere Objekte ist es zweckmäßig, den Durchmesser des Rohres 4 und den Objektträger 5 größer zu wählen.

ίο Die Kathode 8 liegt gemäß Fig. 1 unmittelbar am Hohlzylinder 1. Auch wenn eine Kathode 8 mit kleinerem Durchmesser als Netz gewählt wird, ist ein auswechselbares, anliegendes Blech, z. B. aus Aluminium oder Molybdän, zweckmäßig, damit die Wände des Hohlzylinders 1 immer sauber sind.

Den Rezipienten 2 umgibt eine Spule 9 zur Erzeugung eines magnetischen Gleich- oder Wechselfeldes. Über den Anschluß 10 ist der Rezipient 2 mit der Pumpe verbunden.

Der Objektträger 12 von F i g. 2, der gleichfalls zweiteilig ausgebildet ist, besitzt eine achsnormale Aufspannfläche für die zu behandelnden Objekte. Bei den Objektträgern nach Fig.3 und 4 sind die Aufspannelemente für die zu beschichtenden Objekte 7 am zylindrischen Mantel der Träger angeordnet. Alle diese Objektträger werden aus gut wärmeleitendem und ausheizbarem Material gefertigt. Die Temperatur der Träger kann für sich durch zusätzliche Heizung auf höhrere Temperatur gebracht werden als die Ausheiztemperatur der übrigen Apparatur.

Die Vorrichtung nach F i g. 5 zeigt zwei doppelwandige Zylinder, die durch Rohre verbunden sind. Dazwischen liegt der Entladungsraum 11. Die äußeren Entladungen sind gleichsinnig elektrisch geschaltet. Auf einer Seite sind Prallbleche 22 angeordnet, um diffundierende Gase auf die Kühlfläche zu lenken. Der innere Entladungsraum 11 ist durch Begrenzungselektroden 17 und 18 definiert. Im Entladungsraum 11 ist weiter als Hilfselektrode ein Gitter 16 angeordnet, das die beiden Objektträger 12 und 13 mit den Objekten 14 umgibt. Der zweiteilige Objektträger 13 wird durch Spiralfedern 15 fest an das zentrale Einsatzrohr 4 angedrückt. Mit 19 ist die Kathode und mit 20 die Anode bezeichnet. Die Spalte zwischen den doppelwandigen

4-j Zylindern und der Begrenzungselektrode sind mit 21; die Kühlmittelzuleitung zu den Zylindern mit 23 und die Gaszuleitung zum Entladungsraum 11 mit 24 bezeichnet.
Als Material für die Teile der Vorrichtung hat sich Glas und rostfreier Stahl bewährt. Die heutigen technischen Gläser erlauben eine Ausheizung von mehreren 100° bei sehr guter Temperaturwechselbeständigkeit. Die Einschmelzungen der Zuleitungen zu den Kühlkammern erlauben das Durchleiten von flüssigem Stickstoff ohne Vorkühlung.

F i g. 6 zeigt die Anordnung von Elektroden für gewöhnliche Glimmentladung. Das zu behandelnde Objekt ist mit 25 bezeichnet. .

F i g. 7 zeigt ein Objekt außerhalb der Entladung, und

Wi die Penning-Entladung als Elektronen- oder Ionenquelle zur Bestrahlung der Objekte. Mit 26 ist eine Saugelektrode und mit 27 eine zusätzliche Bedampfungsstelle bezeichnet.

Als Anwendungsbeispiel des beschriebenen Verfah-

i'· rens sei die Veränderung organischer Stoffe durch Elektronenstrahlen genannt. Bekanntlich bewirken Elektronenstrahlen eine allmähliche Umwandlung in Kohlenstoff. Die Beschleunigungsspannung kann nun so

gewählt werden, daß die Elektronen entsprechend der gewünschten Schichtdicke eindringen. Die Beschleunigungsspannungen liegen für dünne Schichten von einigen hundert bis tausend Volt.

Sind jedoch Sauerstoff und Kohlenwasserstoffe in einer Menge vorhanden, wie sie ohne besondere Maßnahmen entsprechend dem hier beschriebenen Verfahren im Vakuum immer vorhanden sind, so tritt entweder Schichtabbau oder das Aufwachsen von Polymerisaten undefinierbarer Art ein. Zum Beispiel ist eine für elektronenmikroskopische Zwecke die ursprüngliche Struktur weitgehend beibehaltende Umwandlung in Kohlenstoff nur durch das beschriebene Verfahren möglich. Das Anätzen mit Sauerstoff kann als erster Schritt erfolgen, aber auch hier müssen die Arbeitsbedingungen definiert sein.

F i g. 8 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit mit Elektromagneten. Die dargestellte Vorrichtung enthält eine Magnetspule 28, einen Polschuh 29, einen Rezipienten 30, eine Anode 31, ein Dewargefäß 32; als Füllung dient flüssiger Stickstoff. Die Vorrichtung kann eine senkrecht oder waagrecht liegende Symmetrieachse aufweisen.

Die in der beschriebenen Vorrichtung auftretende Kathodenzerstäubung kann auch als Vakuumpumpe verwendet werden. Ist z. B. die Kathode innerhalb der

ίο Achse eines tiefgekühlten Zylinders aus Titan ausgebildet, so wird Titan zerstäuben, sich auf der Anode niederschlagen, und Sauerstoff und andere Gase werden auf dem frisch aufgetragenen Titan besonders gut absorbiert werden, da die Anode tiefgekühlt ist.

Zusätzlicher Elektroneneinfall auf die Anode bewirkt, daß die absorbierten und verdichteten Gase mit dem Titan chemisch gebunden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

809 549/4

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung dünner Schichten unter Anwendung einer Gasentladung in einem von gekühlten Flächen umgebenen Entladungsraum, in dem sich ein kühlbarer Objektträger befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in einem Vakuumraum liegenden Entladungsraum mittels eines magnetischen Gleich- oder Wechselfeldes eine Penning-Entladung erzeugt wird, und daß _]0 die den Entladungsraum umgebenden Flächen auf eine Temperatur im Bereich der Temperatur von flüssigem Stickstoff gekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Penning-Entladung in einem einzigen Gas oder in einem Gemisch aus mehreren Gasen in dem Entladungsraum erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Entladungsraum abwechselnd verschiedene Gase oder Gasgemische eingeleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Penning-Entladung als Elektronen- oder Ionenquelle angewendet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsraum in einem Vakuumraum angeordnet ist, daß die den Entladungsraum umgebenden Flächen Zylinderflächen sind und daß außerhalb des Vakuumraums eine Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Gleich- oder Wechselfeldes angebracht ist.