DE69518050T2

DE69518050T2 - Radiofrequenzplasmaquelle

Info

Publication number: DE69518050T2
Application number: DE69518050T
Authority: DE
Inventors: Marco Capacci; Giovanni Enrico Noci
Original assignee: Laben SpA
Current assignee: Leonardo SpA
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: ITFI940194A0; ITFI940194A1; EP0710056A1; DE69518050D1; US5592055A; EP0710056B1; IT1269413B

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmaquelle wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, mit einer Entladungskammer, die von einer Bodenwand und von einer Seitenwand begrenzt ist, einem System für die Zuleitung von Gas in die Entladungskammer, einem System von Elektroden, die der Entladungskammer zugeordnet sind, die mit einem Radiofrequenzgenerator verbunden sind und ein oszillierendes elektrisches Feld innerhalb der Entladungskammer erzeugen, und Mitteln zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes in der Entladungs kammer.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ionenstrahlantriebseinheit, die eine oder mehrere Plasmaquellen dieses Typs beinhaltet.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Plasmas in einer Entladungskammer, wie im Oberbegriff des Anspruchs 7 beschrieben, in das ein Gas zugeleitet wird und in dem ein statisches Magnetfeld und ein mit einer Radiofrequenz oszillierendes elektrisches Feld erzeugt wird.
Diese Systeme werden auf industriellen Gebieten verwendet, zum Beispiel für Ionenätz-Implantationen, für Arbeitsverfahren in der Produktion von mikroelektronischen Anordnungen usw.. Bei diesen Anwendungen ist es vorteilhaft, beson ders effiziente Plasmaquellen zur Verfügung zu haben, um die Verarbeitungskosten zu verringern.
Ähnliche Systeme werden auf dem Gebiet der Raumfahrt verwendet, für die Konstruktion von Ionentriebwerken oder anderen Anlagen, die eine Plasmaquelle enthalten. Bei diesen Anwendungen ist es erforderlich, starke Ionenstrahlen mit einem niedrigen Verbrauch an Treibstoffgas und elektrischer Leistung zu erzeugen, da es erforderlich ist, das Gewicht der Anlagen, die an einem Satelliten montiert: sind, zu minimieren und eine maximale Lebensdauer der Triebwerke zu erzielen, wobei die Lebensdauer durch die Menge des transportierten Treibstoffgases und dem Verbrauch bestimmt ist.
Gegenwärtig können die bekanntesten Systeme für die Erzeugung eines Plasmas wie folgt klassifiziert werden:
1) Plasmaquellen, die auf einer kontinuierlichen Emission von Elektronen basieren, die von einer möglicherweise erhitzten Kathode emittiert werden, die beschleunigt werden und eine Anode erreichen. Während ihrer Beschleunigung ionisieren die Elektronen die Gasmoleküle, und erzeugen das Plasma. Diese Quellen stützen ihre Effizienz auf die Möglichkeit der Beschleunigung einer großen Anzahl von Elektronen, die von einer Kathode emittiert werden, in einer kontinuierlichen und direkten Art und Weise aufgrund des elektrischen Gleichstromfeldes, das zwischen Kathode und Anode erzeugt wird. Quellen dieses Typs werden beispielsweise in US-A-5,241,243, US-A-5,075,594, US- A-4,749, 912 und US-A-4,714,831 beschrieben.
2) Plasmaquellen, die auf Radiofrequenz-(RF)-Entladungen basieren. In diesen Quellen wird die Energie aufgrund einer geeigneten Auswahl des Druckes in der Entladungskammer auf eine effiziente Art und Weise auf die Elektronen übertragen. Manchmal wird zum Zweck der Verbesserung der Begrenzung des Plasmas innerhalb der Entladungskammer ein statisches Magnetfeld überlagert und damit werden die Verluste der Ionen und Elektronen an den Wänden begrenzt. In der Tat ist dem Fachmann bekannt, daß, wenn ein Elektron und ein Ion an einer Wand zusammenstoßen, sie eine große Rekombinationswahrscheinlichkeit haben, was zu einem neutralen Molekül führt (siehe US-A-5,036,252)
3) Mikrowellenquellen, die mit dem Ziel der Erzeugung eines Elektron-Zyklotron-Resonanzeffektes (ECR) ein statisches Magnetfeld verwenden. Das sind Quellen, die eine Kombination des radiofrequenten elektrischen Feldes mit einem geeigneten Wert des statischen Magnetfeldes benutzt. Quellen dieses Typs werden beispielsweise in US-A- 5,241,244, US-A-4,739,169 und US-A-4,438,368 beschrieben.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 7 sind aus der US-A- 5,107,170 bekannt. Dort ist ein Gerät offenbart, das eine Plasma- Hauptkammer und eine Plasma-Hilfskammer enthält. In der Plasma-Hilfskammer sind Elektroden angeordnet, die ein oszillierendes Feld erzeugen. Ein Mittel zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes ist um die Plasma-Hauptkammer herum angeordnet.
Die JP-A-01 289 251 offenbart eine Anordnung zur Plasmadotierung mit einer einzigen Plasmakammer und plattenförmigen Elektroden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Plasmaquelle bereitzustellen, die die Erzeugung eines Plasmas in einer besonders effizienten Weise erlaubt, mit Vorteilen hinsichtlich der Einsparung von Gasen und Leistung im Vergleich mit den bekannten Quellen. Diese Vorteile sind besonders wichtig auf dem Gebiet der Raumfahrt, wo es er forderlich ist, den Verbrauch sowohl von Treibstoffgas als auch von Leistung auf ein Minimum zu reduzieren.
Diese und andere Aufgaben, die dem Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung deutlich werden sollen, werden mit einer Anordnung, die die Merkmale des Anspruchs 1 besitzen und mit dem Verfahren entsprechend Anspruch 7, erhalten.
Im wesentlichen stellt die Erfindung ein Gerät bereit, in dem konzentrisch mit der Entladungskammer eine erste und eine zweite Elektrode angeordnet sind, mindestens eine von ihnen eine ringförmige Erweiterung besitzt und in einer Zwischenposition an der axialen Erweiterung der Entladungskammer angeordnet ist, wobei die beiden Elektroden mit zwei Polen eines Radiofrequenzgenerators verbunden sind; und in denen die Einrichtung zur Erzeugung des statischen Magnetfeldes B&sub0; mit einer vorteilhaften Stärke in der Entladungskammer annähernd parallel zur Achse der Entladungskammer erzeugt, für die die entsprechende Elektron-Zyklotron-Frequenz fc die Bedingung
F < fc < 7f (1)
vorzugsweise
F < fc < 3f
erfüllt, wobei f die Frequenz die des elektrischen Feldes ist. Die Zyklotron-Frequenz fc ist mit dem Magnetfeld B&sub0; durch die Beziehung
verbunden, wobei e die elektrische Ladung des Elektrons (1.60210&supmin;¹&sup9; C) and me die Masse des Elektrons (9.110&supmin;³¹ kg) darstellen. Mit der Festlegung der Bedingung (1) in bezug auf das magnetische Feld B&sub0; wird das Ergebnis:
Entsprechend einem möglichen Ausführungsbeispiel sind beide Elektroden ringförmig und konzentrisch zur Entladungskammer in zwei unterschiedlichen Positionen angeordnet.
Die erste Elektrode besitzt jedoch vorzugsweise eine scheibenförmige Form und wird in Übereinstimmung mit dem Boden der Entladungskammer intern und extern zur letzteren angebracht.
Die Erfindung basiert auf der Anerkennung des Umstandes, dass das Zusammenwirken und die gleichzeitige Verwendung einer geeigneten Anordnung der Elektroden, die in der Entladungskammer ein geeignetes elektrisches Feld erzeugen, und die Bereitstellung eines geeigneten Profils des statischen Magnetfeldes, eine Bedingung bestimmt, die für die Erzeugung des Plasmas extrem günstig ist. Was dann erhalten wird, ist ein signifikanter Anstieg der Dichte des Plasmas mit denselben Bedingungen des Gasdruckes in der Entladungskammer (und somit des Verbrauchs an Treibstoffgas) und der Radiofrequenzleistung, die den Elektroden zugeführt wird.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Plasmaquelle entsprechend der Erfindung und des einschlägigen Verfahrens zur Erzeugung eines Plasmas werden in den anhängenden Ansprüchen bestimmt. Insbesondere kann das statische magnetische Feld durch einen oder mehrere Elektromagnete, durch eine oder mehrere Spulen oder durch eine ringförmige Anordnung von Dauermagneten oder durch eine Kombination der genannten Mittel, die rund um die Entladungskammer konzentrisch zur letzteren, mindestens in der Nähe der Bodenwand angeordnet sind, erzeugt werden. Es ist auch möglich, zwei Erregerspulen, eine in der Nähe des Bodens und eine in der Nähe der Öffnung der Entladungskammer, zu verwenden.
Durch Anordnung eines Systems von Extraktionsgittern mit dazugehörigen Mitteln zur Polarisation dieser Gitter vor der Mündung der Entladungskamrner, und einer Elektrode innerhalb der Entladungskammer (mit zugehörigen Polarisationsmitteln), kann die Plasmaquelle für die Erzeugung eines Ionenstrahles und somit im Arbeitsbereich eines Tonenraketenantriebs zur Erzeugung der Schubleistung auf Satelliten verwendet werden.
Es wurde experimentell nachgewiesen, dass die Verwendung der Elektroden in der oben bezeichneten Konfiguration und die Auswahl des Profils des Magnetfeldes B&sub0; eine Steigerung der Plasmadichte sogar um einen Faktor von mehr als fünf erlaubt, bei dem selben Fluss des statistischen Magnetfeldes und der selben Radiofrequenzleistung, verglichen mit dem, was unter anderen Bedingungen des Magnetfeldes erhalten wird.
Die experimentellen Versuche wurden mit einer Frequenz f = 100 Hz geführt. Trotzdem ist die Auswahl des Wertes der Frequenz des oszillierenden Magnetfeldes keineswegs auf diesen Wert beschränkt.
Dem Fachmann ist bekannt, dass geeignete Kombinationen der Frequenz f des elektrischen Feldes und der Stärke des Magnetfeldes B&sub0; vorhanden sind, die das Eindringen des radiofrequenten elektrischen Feldes Erf in das Plasma mittels der Ausbreitung der Wellen in dem Plasma möglich machen.
Aus der Theorie ist bekannt, dass bei Fehlen eines Magnetfeldes nur Logitudinalwellen bei der Frequenz f fpi, fpe und Transversalwellen mit f fpe ausbreiten können, wobei fpi (Plasmaionenfrequenz) und fpe (Plasmaelektronenfrequenz) definiert sind durch
wobei &epsi;&sub0; die dielektrische Konstante im Vakuum, Ne die Dichte des Plasmas, mi und me die Masse der Ionen bzw. der Elektronen darstellen. Gewöhnlich wird bei einem durch Entladungen in Gasen bei einem niedrigen Druck (≤ 10&supmin;³ mbar) erzeugten Plasma, in dem die Dichte des Plasmas innerhalb eines Bereiches von 10¹&sup0; und 10¹² cm³ liegt, das Ergebnis fpe ≥ 1 GHz und fpi < 20 MHz.
Das Vorhandensein eines statischen Magnetfeldes mit einem geeigneten Profil und einer geeigneten Stärke, um die oben angesetzte Bedingung (1) zu erfüllen, erlaubt die Ausbreitung sowohl der elektromagnetischen als auch der elektrostatischen Wellen im Plasma, selbst bei Frequenzen f, die sich von fpi und fpe unterscheiden. Des weiteren erweisen sich, wie dem Fachmann bekannt, die Verteilungskurven der elektromagnetischen Felder im Plasma und die Profile der elektromagnetischen Felder der transversalen und longitudinalen Modi, in denen ein solcher Wert von f angenommen wird, dass (1) erfüllt ist, als im wesentlichen und abhängig von anderen Parametern, mindestens solange fpi < f < fpe ist.
Aus dieser letztgenannten Überlegung ist es möglich, die experimentellen Ergebnisse, die bei f = 100 MHz erhalten werden, auch auf andere Frequenzwerte des oszillierenden elektrischen Feldes auszudehnen, zum Beispiel, aber nicht ausschließlich, solche die innerhalb des gesamten VHF-Bandes (30-300 MHz) liegen, da es in diesem Frequenzband und für die Plasmadichten, die normalerweise in diesen Anordnungen verwendet werden, leicht möglich ist, die Bedingung fpi < f < fpe zu erfüllen.
Die Möglichkeit der Triggerung einer oder mehrerer elektromagnetischer Wellen innerhalb des Plasmas erleichtert das Eindringen des elektrischen Feldes überall, wo der Raum durch das Plasma eingenommen wird. Tatsächlich ist bekannt, dass dann, wenn Wellen nicht angeregt werden, die elektrischen Felder in der Nähe der Wände der Entladungskammer begrenzt werden und sich aufgrund des sogenannten "Skineffektes" (Abschirmung des elektrischen Feldes durch das Plasma) nicht innerhalb des gesamten Volumens ausbreiten. Der "Skineffekt" begrenzt die Effizienz der Entladung, da das elektrische Feld Energie für die Ionisation zu den Elektronen nur in dem Bereich der Entladungskammer zuführen kann, der sich am nächsten an den Wänden befindet.
Andererseits erlaubt die Möglichkeit von getriggerten Wellen im gesamten Volumen, in dem das Plasma eingeschlossen ist, die Verwendung des gesamten Volumens der Entladungskammer für die Zuführung von Energie zu den in dem Plasma vorhandenen Elektronen. Wenn diese einmal eine kinetische Energie erreicht haben, die mindestens gleich der Ionisationsenergie des Gases ist, führen sie beim Zusammenstoß mit neutralen Partikeln zu neuen Ionen-Elektronen-Paaren, die den Prozess der Ionisation des Treibstoffes verursachen.
Die Bedingung der Verwendung des gesamten Entladungsvolumens, die bei der Kombination der Elektroden und dem Profil des Magnetfeldes entsprechend der vorliegenden Erfindung erreichbar ist, besteht deshalb darin, dass sie das Erreichen einer hohen Ionisationseffizienz erlaubt, die als das Verhältnis zwischen der Dichte des Plasmas Ne und der Dichte der neutralen Partikel N&sub0; verstanden wird.
Die Quelle entsprechend der Erfindung zeigt die folgenden Vorteile:
a) im Vergleich mit den Plasmaquellen mit beheizten Kathoden werden weder Glühkathoden noch Glühdrähte verwendet. Das beseitigt die Nachteile, die auf der Empfindlichkeit dieser Elemente auf Erosion infolge des Beschusses durch die elektrisch geladenen Partikel beruhen. Weiterhin ist eine verbesserte Vereinfachung der Konstruktion gegeben;
b) im Vergleich mit Radiofrequenzquellen vom bekannten Typ, erlaubt die Konfiguration entsprechend der vorliegenden Erfindung das Erreichen einer Effizienz bei der Erzeugung des Plasmas, die aufgrund einer erfolgreichen Anregung der Welle innerhalb des Plasmas, das die Verwendung des gesamten Volumens des Plasmas erlaubt, zum Zweck der Energiezuführung zu den Elektronen größer ist, als nur in dem Bereich in der Nähe der Wände. Schließlich sind die letzteren in der Lage, schneller und in einer größeren Anzahl, die Energie zu gewinnen, die für die Ionisation der neutralen Atome des Gases erforderliche ist, und den Ionisationsprozess zu bewirken.
Die Erfindung soll beim Lesen der Beschreibung und der anhängenden Zeichnung, die ein mögliches nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, besser verständlich werden. Insbesondere zeigen:
Fig. 1 eine grafische Seitenansicht und einer teilweisen Querschnitt durch eine Plasmaquelle entsprechend der Erfindung;
Fig. 2 bis 4 alternative Konfigurationen der Elektroden;
Fig. 5 ein experimentelles Diagramm der Änderung des Stromes, der bei Änderung des statischen Magnetfeldes aus der Plasmaquelle entnommen wird;
Fig. 6 das Profil des statischen Magnetfeldes entlang der axialen Ausdehnung der Entladungskammer unter den optimalen Bedingungen der Fig. 5; und
Fig. 7 ein modifiziertes Ausführungsbeispiel.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist die Entladungskammer, die von einer Seitenwand 3 und einer Bodenwand 5 begrenzt ist, allgemein mit 1 bezeichnet. Die Entladungskammer 1 weist im allgemeinen eine zylindrische Form mit der Achse A-A auf. Der Entladungskammer ist ein Zuleitungskanal für die Aufnahme des Gases zugeordnet, durch den das Treibgas eingefüllt wird, wobei der Zuleitungskanal allgemein mit 7 bezeichnet ist.
Rund um die zylindrische Seitenwand 3, die aus Glas, Quarz oder einem anderen Material besteht, das vorzugsweise aber nicht notwendigerweise dielektrisch ist, wird die Entladungskammer 1 definiert, an der zwei ringförmige Spulen 9 und 11 angeordnet sind, die erste im Bereich der Bodenwand 5 und die zweite im Bereich der vorderen Öffnung oder Mündung der Entladungskammer. Die Spulen 9 und 11 erzeugen das statische magnetische Feld B&sub0;.
Die Wand der Kammer 1 könnte auch metallisch sein.
In Übereinstimmung mit der Bodenwand 5 ist eine erste Elektrode 13 zum Beispiel in Form einer kleinen Scheibe, die in axialer Weise an der Entladungskammer 1 angeordnet ist, das heißt, mit ihrer eigenen Achse, die mit der Achse A-A übereinstimmt. In dem Beispiel der Fig. 1 ist die Elektrode 13 innerhalb der Entladungskammer angeordnet, das heißt im direkten Kontakt mit dem Plasma.
Mit 15 ist eine zweite Elektrode mit ringförmiger Form bezeichnet, die außerhalb der Seitenwand 3 der Entladungskammer 1 angeordnet ist (im Beispiel der Fig. 1).
Die beiden Elektroden 13 und 15 sind zum Beispiel mit Hilfe eines Koaxialkabels 16 mit einem Radiofrequenzgenerator eines dem Fachmann bekannten Typs verbunden, der schematisch bei 17 angedeutet ist.
In einer (nichtbegrenzten) möglichen Konfiguration kann die Dicke d&sub1; der ersten Elektrode 13 bis 1 cm sein und ihr Durchmesser bis 5 cm; der innere Durchmesser der ringförmigen zweiten Elektrode ist eine Funktion der Abmessungen der Kammer und kann bis 10 cm und die axiale Abmessung d&sub3; kann annähernd 1 cm sein.
Der Abstand d&sub2; zwischen der Elektrode 15 und der Bodenwand 5 kann innerhalb des Bereiches zwischen 0 und 2,5 cm, vorzugsweise bei 1,5 cm liegen.
Mit 19 ist allgemein ein System von Extraktionsgittern eines per se bekannten Typs bezeichnet, das mit. Hilfe eines Spannungsgenerators 21 polarisiert wird. Mit 23 ist eine mit Hilfe des Generators 25 polarisierte Anode bezeichnet, die gegenüber den Gittern angeordnet ist.
Die Fig. 2 bis 4, in denen identische oder Entsprechende Teile mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind, zeigen Varianten der Konfiguration. Fig. 2 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel, in dem die Elektrode 13 ebenfalls außerhalb der Entladungskammer 1 angeordnet ist. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die beiden Elektroden 13 und 15 innerhalb der Entladungskammer 1 angeordnet sind, und Fig. 4 zeigt eine Konfiguration, bei der die Elektrode 13 außerhalb der Entladungskammer und die Elektrode 15 innerhalb der Kammer angeordnet ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen die experimentellen Ergebnisse, die mit einem Ionenstrahlgenerator erhalten werden, der eine entsprechend der Erfindung aufgebaute Plasmaquelle verwendet. Fig. 5 zeigt insbesondere ein Diagramm, das als Abszisse den Strom Ib1 in der Spule 11 (Ampere) und als Ordinate den Strom, der aus der Plasmaquelle abgenommen wird, die mit einem System von Gittern 19 ausgerüstet ist. Der Strom in der Spule 9 wird als fest angenommen und beträgt bis 1,1 A. Wie aus dem Diagramm deutlich wird, weist der aus der Plasmaquelle abgenommene Strom einen optimalen durch eine starke Spitze charakterisierten Wert auf, in Übereinstimmung mit einem geeigneten Wert des Stromes Ib1, und deshalb des Magnetfeldes B&sub0;, das die anderen Betriebsparameter konstant hält, die im Beispiel wie folgt angenommen werden:
- Fluss des Treibgases (Xenon): 1,7 sccm
- Radiofrequenzleistung, die von dem Generator 17 geliefert wird: 50 W
- Frequenz (f) des elektrischen Feldes Erf: 100 MHz.
Fig. 6 zeigt das Profil an der Achse der Quelle des Magnetfeldes B&sub0; unter den optimalen Bedingungen der Fig. 5. Die Abszisse zeigt die Position entlang der axialen Ausdehnung der Entladungskammer, deren Profil grafisch gezeigt wird. Die Ordinate zeigt die magnetische Feldstärke B&sub0;. Die Positionen der Spulen 9 und 11 werden ebenfalls gezeigt. Für f = 100 MHz ist das Ergebnis f < fc < 2f, das entlang der Achse der Kammer nicht einheitlich ist.
Fig. 7 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektrode 13 durch eine Elektrode 13X einer ringförmigen Form und im wesentlichen ähnlich der Elekarode 15 ersetzt ist.
Die Elektrode 13X ist gleich der Elektrode 15 an der axialen Ausdehnung der Entladungskammer 1 angeordnet, wobei die letztere zwischen der Bodenwand 15 und der Elektrode 13X angeordnet ist.
Es ist verständlich, dass die Zeichnung nur mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, welche selbst in den Formen und Konfigurationen verändert werden können, ohne vom Erfindungskonzept abzuweichen. Beispielsweise kann, wie vorher erwähnt wurde, die Spule 11 weggelassen werden. Weiterhin können eine oder beide Spulen 9 und 11 durch Dauermagneten ersetzt werden.
Das mögliche Vorhandensein der Bezugszahlen in den anhängenden Ansprüchen schränken den Schutzumfang nicht ein.

Claims

1. Plasmaquelle mit einer Entladungskammer (1), die von einer Bodenwand (5) und einer Seitenwand (3) begrenzt ist, einem System (7) zur Zufuhr von Gas in die Entladungskammer, einem System von der Entladungskammer (1) zugeordneten Elektroden (13, 15) mit einer ersten und einer zweiten Elektrode, die mit den Polen eines Generators (17) verbunden sind und ein elektrisches Wechselfeld in der Entladungskammer anlegen, wobei die erste und zweite Elektrode (13, 15) koaxial zur Entladungskammer angeordnet sind und mindestens eine dieser Elektroden ringförmig ist und in einer Zwischenposition längs der axialen Erstreckung der Entladungskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

- der Generator ein Radiofrequenzgenerator ist;

- Mittel zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes mit der Entladungskammer kombiniert und entlang deren Axialerstreckung angeordnet sind, um das statische Magnetfeld in der Entladungskammer zu erzeugen;

- die Mittel (9, 11) zum Erzeugen des statischen Magnetfeldes ein Magnetfeld (B&sub0;) erzeugen, das annähernd parallel zur Achse (A-A) der Entladungskammer (1) ist und eine durchschnittliche Intensität in der Entladungskammer hat, für die die entsprechende Elektronenzyklotronfrequenz fc die Bedingung

f < fc < 7f

erfüllt, wobei f die Frequenz des elektrischen. Feldes ist.

2. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (13X, 15) ringförmig verlaufen und an zwei verschiedenen Zwischenpositionen längs der Axialerstreckung der Entladungskammer angeordnet sind.

3. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (13) im Bereich der Bodenwand (5) der Entladungskammer (1) angeordnet ist.

4. Plasmaquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (13) die Form einer kleinen Scheibe hat, die an der Bodenwand (5) der Entladungskammer (1) angeordnet ist.

5. Plasmaquelle nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (15) an einer Zwischenposition längs der Axialerstreckung der Entladungskammer (1) zwischen der Bodenwand (5) und der halben Höhe der Entladungskammer angeordnet ist.

6. Plasmaquelle nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein System von Extraktionsgittern (19), die einer Polarisationseinrichtung (14, 21) zugeordnet sind, und eine Polarisierungselektrode (23) mit zugeordneter Polarisiereinrichtung (25) zur Erzeugung eines Ionenstrahls aufweist.

7. Verfahren zur Erzeugung von Plasma in einer Entladungskammer (1), die von einer Bodenwand (5) und einer Seitenwand (3) begrenzt ist, wobei die Kammer ein System (7) für die Zufuhr von Gas in die Entladungskammer und ein System von der Entladungskammer (1) zugeordneten Elektroden (13, 15) aufweist, wobei das System von Elektroden eine erste und eine zweite Elektrode umfaßt, die mit den Polen eines Generators (17) verbunden sind und ein elektrisches Wechselfeld in der Entladungskammer anlegen, wobei die erste und zweite Elektrode (13) und (15) koaxial zu der Entladungskammer angeordnet sind und mindestens eine der Elektroden ringförmig ist und an einer Zwischenposition längs der Axialerstreckung der Entladungskammer angeordnet ist,

gekennzeichnet durch:

- Erzeugung einer Radiofrequenz mittels des Generators;

- Erzeugung eines statischen Magnetfeldes (B&sub0;) in der Entladungskammer mittels einer statischen Magnetfelderzeugungseinrichtung, die längs der Axialerstreckung der Kammer angeordnet ist; wobei das statische Magnetfeld (B&sub0;) annähernd parallel zur Achse (A-A) der Entladungskammer (1) ist und eine durchschnittliche Intensität in der Entladungskammer hat, bei der die entsprechende Elektronenzyklotronfrequenz fc die Bedingung

f < fc < 7f

erfüllt, wobei f die Frequenz des elektrischen Feldes ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Anordnung der ersten Elektrode (13) in der Nähe der Bodenwand (5) der Entladungskammer (1) und der zweiten Elektrode an einer Zwischenpositi an längs der Axialerstreckung der Entladungskammer, wobei die zweite Elektrode ringförmig verläuft.

9. Ionenantriebseinheit mit einer oder mehreren Plasmaquellen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.