DE3303677C2 - Plasmakanone - Google Patents

Abstract

Um bei einer Plasmakanone mit einer Kathode und einer Anode, bei welcher ein Verbindungsplasma erzeugt wird, welches senkrecht auf einen Beschußplasmastrahl auftrifft und zwischen Kathode und Beschußplasmastrahl einen gekühlten Kanal durchläuft, eine Verunreinigung des Beschußplasmastrahls durch Kathodenerosionsprodukte zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß sich die Kathode in einem abgeschlossenen Hohlraum befindet, aus dessen einer Wand der Kanal austritt, wobei die Kathode gegenüber der Einlaßöffnung des Kanals seitlich versetzt ist, und daß in den Kanal zwischen der Einlaßöffnung und seinem dem Beschußplasmastrahl zugewandten Ende eine Gaszuführung einmündet, durch welche zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Teilchendichte im Verbindungsplasma Gas als Ersatz des niedergeschlagenen Kathodenmaterials zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmakanone mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs I. Eine derartige Plasmakanone ist aus der FR-PS 2Ϊ94 105

ίο bekannt.

Bei der Herstellung von Halbleitern ist die Zugabe von Zusatzstoffen von großer Bedeutung, z. B. beim Dotieren, Implantieren oder Passivieren. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß diese Zusatzstoffe mit einer bestimmten kinetischen Energie mit dem Halbleiter in Berührung kommen und daß sie in bestimmter Form vorliegen, als Molekül, als Atom oder als Ion.

Die Zugabe von Zusatzstoffen bei niedriger und bei hoher Energie sind bekannte Technologien: bei niedri-

ger Energie (Vi₀ eV) ist es die thermische Diffusion und bei hoher Energie (über 1 KeV) ist es die Ionenimplantation. Für einen mittleren Energiebereich von 10—100 eV sind die Möglichkeiten bislang beschränkt. Es ist bekannt, daß sich mittels eines elektrischen FeI-des Ionen aus einem Plasma (Glimmentladung, Bogenentladung, Hochfrequenzentladung) extrahieren lassen. Die Energie und Atsbeute der extrahierten Ionen richtet sich nach der Spannung des extrahierenden Feldes. Bei kleinen Spannungen (100 V). die zu Energien von

100 eV führen, ist die Ausbeute an extrahierten Ionen außerordentlich klein. Deswegen wird dieser Methode für das Beschießen von Halbleitern keine Bedeutung beigemessen. Außerdem ergibt sich eine Belastung des Vakuums durch unbeschleunigtes Neutralgas. Beson-

ders störend ist bei diesem Verfahren die unvermeidliche Verunreinigung durch Elektrodenzerstäubung.

Es ist außerdem bekannt, daß sich Ionen in einer Plasmaentladung auf Energien im betrachteten Bereich beschleunigen lassen, wobei da«· gcsai. ;!e Plasma elcktromagnetisch beschleunigt wird (»Plasmakanone«). Diese Methode führt zu großen Ausbeulen an beschleunigten Ionen und zu einer geringen Belastung des Vakuums durch unbeschleunigte Teilchen. Schv/ierigkeiten ergeben sich bei diesem bekannten Verfahren jedoch durch die Verunreinigung des Plasmas durch die Kaihodenerosion.

Kathodenerosionsprodukte gelangen auch bei der Plasmakanone der eingangs genannten Art unvermeidbar in den auf ein zu behandelndes Substrat gerichteten Beschußplasmastrahl, bei der flie Kathode in einem senkrecht zum Beschußplasmakanal angesetzten Rohrs'utzen angeordnet ist. Zwar ist bei dieser Konstruktion die Kathode von einem gekühlten Mantel umgeben, jedoch gelangt das den Beschußplasmastrah! bildende Betriebsgas unmittelbar in den der Kathode vorgelagerten Bereich hinein und nimmt dadurch Kathodenzerstäubungsprodukte in den Beschußplasmastrahl mit. Dies kann auch durch die gekühlte Wand des die Kathode umgebenden Rohransatzes nicht verhindert werden, da der Durchmesser des Rohransatzes sehr groß ist und die Strecke zwischen Kathode und Betriebsgasstrahl klein ist.

Es ist auch bereits eine Plasmakanone mit einem zwischen einer Kathode und einer Anode betriebenen Vakuum-Lichtbogcn bekannt, mit deren Hilfe ein von der Anode ausgehender Heschußplasmastrahl zur Rehandlung eines Substrates gebildet wird, in dein Zusatzstoffe auf eine kinetische Energie von 10—lOOcV mit großer

Ausbeute beschleunigt werden (US-PS 36 25 848). Bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, daß durch Rlckimclencrosion Verunreinigungen auf das Substrat transportiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Plasmakanone der eingangs beschriebenen Art zu finden, mit deren Hilfe ein Beschußpiasmastrahl gebildet werden kann, in dem Zusatzstoffe auf eine kinetische Energie von 10—100 eV (im Vakuum) mit großer Ausbeute beschleunigt werden können, wobei dieses Plasma keine Verunreinigungen durch Kathodenerosion aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Plasmakanone der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Anordnung werden die durch Kathodenzerstäubung im Verbindungsplasma enthaltenen Verunreinigungen (Metallplasma) an den gekühlten Flächen im Innern des Kanals niedergeschlagen, so daß sie nicht in den Beschußpiasmastrahl eintreten können. Dieser Effekt vnrd dadurch verstärkt, daß die Kathode gegenüber der Einlaßöffnung des gekühlten Kanals seitlich versetze ist, so daß die von der Kathode emittierten Verunreinigungen zum größten Teil an der hinlaßöffnung des Kanals vorbeifliegen und überhaupt nicht in den Ka nal gelangen. Nur ein sehr geringer Teil der Verunreinigungen erfährt eine geeignete Umlenkung, so daß er überhaupt in die Einlaßöffnung des Kanals eintreten kann.

Durch die Gaszufuhr in den gekühlten Kanal zwischen Einlaßöffnung und Auslaßende wird einmal erreicht, daß die in dem Kanal durch den Niederschlag des Metallplasmas ausscheidenden Teilchen wieder ersetzt werden, so daß sich über die Kanallänge eine im wesentlichen konstante Teilchendichte ergibt. Weiterhin führt die Einführung eines Gases in den Kanai in diesem zu einer Strömung, und zwar strömt ein Teil des eingeführten Gases dem Auslaß zu, ein anderer Teil jedoch aus dem Einlaß. Dieser zum Einlaß gerichtete Teilstrom verhindert zusätzlich das Eintreten von Verunreinigungen aus dem Kat^odenbereich in den Kanal, d. h. die seitliche Versetzung der Kathode einerseits und der von der Kanalmitte zur Einlaßöffnung strömende Teilstrom andererseits verhindern somit effektiv, daß Kathodenerosionsprodukte durch den Kanal hindurch bis zum Beschußplasmasirab! gelangen können. Günstig ist es in diesem 2'.usvttnmenhdng, wenn das zvr Ausbildung des Beschußplasmastrahls dem Anodenbereich zugeführte Betriebsgas und das dem Kanal zugeführte Gas die gleiche Zusammensetzung haben.

In den Hohlraum kann c^i einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung eine Zufuhrleitung für ein Betriebsgas zi.r Erzeugung dus Verbindungsplasmas einmünden. Vorteilhaft ist es, wenn sich in dem Hohlraum eine Hilfsanode befindet; diese kann sich auf dem selben Potential befinden wie die Anode und dient zur Unterstützung der Entladung. Eine solche Hilfsanode in der Nähe der Kathode einer Plasmakanone ist an sich bereits bekannt (US-PD43 01 391).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Kathode im Hohlraum an der Wand an, aus der der Kanal austritt. Möglich ist auch, daß die Kathode im Hohlraum in die Wand eingebettet ist. aus der der Kanal austritt, und daß sie nur auf ihrer dem Hohlraum zugewandten Seite freiliegt. Bei einer solchen Ausgestaltung müssen aus der Kathodenoberfläche freigesetzte Erosionsprodukte eine Ablenkung um 180" erfahren, um in den Kanal ernireien zu kön.rjn. Mit anderen Worten: es werden di'· von der Kathode emittierten Verunreinigungen entgegengesetzt der Kanalrichtung aus der Kathode emittiert, so daß in Unterstützung mit dem Tcilgasstrom aus dem Kanal der Hintriil von Verunreinigungen in den Kanal noch weiter erschwert wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Kathode den Kanal ringförmig umgibt. Es ist dabei günstig, wenn die Kathode von einer ringförmigen Hilfsanode im Abstand umgeben ist, die vorzugsweise ebenfalls in die Wand eingebettet ist oder an dieser anliegt, aus welcher der

to Kanal austritt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kanal in den Hohlraum hineinragt, und zwar vorzugsweise mindestens so weit, daß die Einlaßöffnung in der Ebene der dem Hohlraum zugewandten Kathodenfläche liegt.

Auch diese Anordnung verhindert den Eintritt von Kathodenerosionsprodukten in den Kanal, insbesondere dann, wenn die Kanaleinlaßöffnung über die Kathodenoberfläche in den Hohlraum hineinragt.

Die Aufteilung des durch die Gaszuführung zugeführten Gasstromes wird begünstigt, wenn die Gaszuführung radial in den Kanal eintritt. Weite·: fiin ist es vorteilhaft, wenn die Gaszuführung etwa in der Mitte zwischen der Einlaßöffnung und dem dem Beschußpiasmastrahl zugewandten Ende des Kanals in diesen einmündet

Im Bereich des Kanals erfolgt der Niederschlag der in den Kan-I eintretenden Kathodenerosionsprodukte üblicherweise durch Kühlung der Kanalwand; es ist jedoch auch möglich, spezielle Kühlflächen im Inneren des Kanals vorzusehen, beispielsweise können diese durch achsparallele, von einem Kühlmittel durcviflossene Rohre gebildet werden.

Die Einleitung eines Betriebsgases in den Hohlraum kann insbesondere im Hinblick auf die Erhöhung der Teilchendichte in dem Raum vor der Kathode von Vorteil sein: sie führt im Zusammenhang mit der im kathode.nnaher. Bereich erfolgenden Anzweigung des Kanals außerdem dazu, daß das in den Kanal eintretende Verbindungsplasma insgesamt eine geringere Dichte des durch Kathodenzerstäubung entstandenen Metaliplasmas enthält.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt
Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Plasmakanone und

F i g. 2 eine Ansicht ähnlich F i g. I eines abgewandelten Ausführungsbeispieis einer Plasmakanone.

Zunächst wird auf das Ausführungsbeispiel der F i g. 1 Bezug genommen. In einem allseits abgeschlossenen Hohlraum 1 mit isolierenden Wänden 2 befindet sich auf einer Seite eine in de:· Zeichnung nicht vollständig dargestellte metallische Kathode 3 sowie auf der gegenüberliegenden Seite eine ebenfalls metallische Hilfsanode 4. uiese weist eine sie durchsetzende Gaszufuhr 5 auf, die mit einer Zuführleitung 6 in Verbindung steht.

In einer Seitenwand des Hohlraumes 1 befindet sich am kathodenseitigen Ende der Brennstrecke zwischen Kathode 3 und Hilfsanode 4 eine öffnung 7, die mit einem senkrecht zur Srennstrecke verlaufenden Kanal 8 in Verbindung steht. Die Wände 9 des Kanals 8 bestehen ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material und sind von einer wendeiförmigen Kühlschlange 10 Umgeben, durch die ein Kühlmittel geleitet werden kann, welches die Wände 9 kühlt. Die Länge des Kanals ist im Verhältnis zu seinem Durchmesser wesentlich größer, beispielsweise 3- bis 5mal. so daß ein relativ enger und langer Strömungskanal entsteht, der den einzigen Auslaß aus dem Hohlraum 1 bildet.

In das Innere des Kanals 8 mündet etwa in der Mitte zwischen der öffnung 7 und dem gegenüberliegenden Ende des Kanals 8 radial eine Gaszufuhr 11 ein.

In einem weiteren abgeschlossenen Raum 12 mit Wänden 13 aus elektrisch isolierendem Material ist eine Anode 14 mit einem zentralen Zuführkanal 15 angeordnet. In der Verlängerung des Zuführkanals 15 befindet sich an der Stirnwand des Raumes 12 eine öffnung 16, welche den zwischen Anode 14 und Wand 13 angeordneten Anodenraum 17 mit der Umgebung verbindet.

In Betrieb werden sowohl der Hohlraum 1 mit Kathode und Hilfsanode und dem daran anschließenden gekühlten Kanal als auch der Raum 12 mit der Anode in ein evakuiertes Gefäß gebracht. Die Zufuhrleitung 6. die Gaszufuhr 11 und der Zuführkanal 15 werden in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit entsprechenden Gasquellen verbunden, vorzugsweise mit derselben Gasquelle. Außerdem werden die Elektroden mit gecigncien Spamiungsqueiien verbunden; dies ist in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt.

Beim Anlegen einer geeigneten Spannung entsteht zwischen der Kathode 3 einerseits und der Anode 14 andererseits eine Bogenentladung, wobei als Träger der Bogenentladung im Raum vor der Kathode ein aufgrund der Kathodenerosion gebildetes Metallplasma sowie das durch die Zufuhrleitung 6 zugeführte Gas dienen. In dem rohrförmigen Kanal 8 gelten im kathodenseitigen Einlaßbereich ähnliche Verhältnisse. Durch die Kühlung der Wand 9 kondensiert das mit dieser gekühlten Fläche η Berührung kommende Metallplas- jo ma an der Innenwand des Kanals 8, so daß durch diese Kondensation die Teilchendichte im Kanal 8 kontinuierlich abnimmt. Dies wird durch die Zufuhr von Gas durch die Gazufuhr 11 ausgeglichen, so daß im kathodenfernen Ende des rohrförmigen Kanals 8 die Entladung ausschließlich von dem über die Gaszuführung 11 eingelei-

iviv.iwajgvimgvii "iiu.

Durch die Entladung wird in dem über den Zuführkanal 15 in den Anodenraum eingeleiteten Betriebsgas sowohl eine Ionisierung als auch eine Dissoziation von Molekülen eintreten; dabei entsteht ein Plasma, das im folgenden als Beschußplasma bezeichnet wird.

Dieses Beschußplasma bildet einen durch die öffnung 16 austretenden Beschußplamastrahl 18 aus. der sich in Richtung des Pfeiles A ausbreitet. In diesem Beschüßplasmastrahl sind Ionen enthalten, die durch das Entladungsfeld beschleunigt worden sind. Durch Umladungseffekte und durch thermische Stöße wird diese Beschleunigung auf die anderen Teilchen in dem Beschußgas übertragen, so daß insgesamt die Teilchen in Beschußplasmastranl die gewünschte kinetische Energieverteilung erhalten. Die Dissoziation und teilweise erfolgende Ionisation des Beschußgases finden im wesentlichen im Anodenraum 17 und im Bereich der öffnung 16 statt.

Die relative Anordnung des Hohlraumes 5 mit dem rohrförmigen Kanal 8 zu dem Anodenraum ist derart geschaffen, daß das aus dem rohrförmigen Kanal 8 austretende Gas im wesentlichen senkrech; auf den Beschlußplasmastrahl 18 trifft. Diese Maßnahme erhöht bo die Reinheit des Beschußplasmas, denn selbst wenn sich in dem durch den gekühlten Kanal strömenden Verbindungsplasma noch Metallplasmateilchen aus der Kathode befinden sollten, fliegen diese senkrecht durch den Beschüßplasrnasirahi hindurch und gelangen somii h5 nicht auf das zu behandelnde Substrat, welches stromabwärts in den Beschußplasmastrahl gebracht wird.

Man erhält somit eine zweifache Sicherung gegen die Verunreinigung des Beschußplasmas, und zwar einmal das Niederschlagen des Metallplasmas an den gekühlten Wänden des Kanals und zum anderen durch die senkrechte Einleitung des Verbindungsplasmas in den Beschußplasmastrahl. Dabei wird das Niederschlagen des Mctallplasmas durch die Länge und den relativ geringen Durchmesser des Kanals unterstützi, da das Gas relativ lange und relativ dicht an den gekühlten Wänden des Kanals cntlangströmt.

Durch die seitlich gegenüber dem Kanal versetzte Anordnung der Kathode 3 wird weiterhin erreicht, daß ein wesentlicher Anteil des Metallplasmas am Eintritt in den Kanal 8 gehindert wird, so daß nur ein geringer Teil des Metallplasmas umgelenkt und in den Kanal eingeführt wird. Der Eintritt des Metallplasmas in den Kanal wird weiterhin dadurch erschwert, daß das durch die Gaszufuhr 11 eintretende Gas sich im Innern des Kanals in zwei Teilströme aufteilt, nämlich einen zum Kanalende gcrichteien und einen in den Hohlraum ί eintretenden Gasstrahl. Der letztere Gasstrahl behindert den Eintritt des Metallplasmas in den Kanal und sorgt somit zusätzlich für eine Erniedrigung der Konzentration der Erosionsprodukte im Verbindungsplasma.

AIf Betriebsgas lassen sich verschiedene Gase verwenden; günstig ist beispielsweise die Verwendung von Wasserstoff, Fluor, Chlor und von Dotierungsgasen wie Phosphin oder Diboran. Die elektrisch isolierenden Wände aer Hohlräume 1 und des Raumes 12 sowie des Kanals 8 bestehen vorzugsweise aus Keramik, insbesondere aus Aluminium-Oxyd-Keramik.

Die Verwendung der Hilfsanode 4 ist nicht unbedingt notwendig, jedoch dient sie der Unterstützung der Entladung.

Es ist auch nicht unbedingt notwendig, in dem die Kathode umgebenden Hohlraum 1 eine separate Gaszufuhr 5 vorzusehen; auch das durch die Kathodenzer- -i"..L..>~ »Μ·»·ηη~4«»«» ILjI«».»llnlocrmit ivt in riot· I ο at* A\c* 3IaUUUHg LlllOtailUvllv iTivtuiipiuJ'iiu i.»» ■■· v~. _u«*_e~-, «.w Entladung zu tragen. Trotzdem ist das Einführen von Gas in den Kathodenraum vorteilhaft, da dadurch in den Kanal ein Gas eintritt, welches einen geringeren Anteil von Verunreinigungen enthält.

Bei der Gaszufuhr 1 ist es wesentlich, daß durch diese Gaszufuhr die Teilchendichte im Kanal im wesentlichen konstant gehalten wird. Es wäre daher auch möglich, mehrere über die Länge des Kanals verteilte Gaszufuhren zu verwenden, um die zunehmende Verarmung des Verbindungsplasmas an metallischen Verunreinigungen längs des Kanals zu kompensieren. Günstig ist jedoch die in Fig. 1 dargestellte Anordnung, da diese zu der beschriebenen Ausbildung von zwei Teilströmen führt, wobei der nach oben gerichtete Teilstrom den Eintritt des Metallplasmas in den Kanal behindert.

Die in F i g. 2 dargestellte Anordnung ist ähnlich aufgebaut wie die der F i g. 1, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

Der Hohlraum 1 wird bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 gebildet durch einen kreisförmigen Zylinder 20, der an seiner Unterseite durch einen Boden 21 verschlossen ist. Auf der Oberseite kann der Hohlraum mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Dekkels abgeschlossen werden. Zylinder 20, Bodenwand 21 und der Deckel bestehen aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Keramik, insbesondere aus einer Aluminium-Oxyd-Keramik.

Durch eine zentrale öffnung 22 in der Bodenwand 21 ragt ein Röhrchen 23 aus keramischem Material in das Innere des Hohlraumes 1: dieses Röhrchen 23 umgibt den Kanal 8, der eine Verbindung zwischen dem Hohl-

raum 1 und dem BcschuUplasmastrahl 18 herstellt. Wie

im Ausführungsbeispiel der I"ig. 1 sind die Wände des jj

Kanals unterhalb der Bodenwand 21 von einer Kühl- j

schlange 10 umgeben, welche eine Kühlung der Kanal- y

wände herbeiführt. Unmittelbar unterhalb der Bodenwand 21 tritt eine radiale Gaszufuhr 11 in das Röhrchen

D,·: in den Hohlraum I hineinragende Teil des Röhrchens 23 wird von einer ringförmigen Kathode 3 umgeben, die auf der Bodenwand 21 aufliegt und von dem Röhrchen 23 geringfügig überragt wird, eine ebenfalls ringförmige Hilfsanode 4 umgibt die Kathode 3 konzentrisch und im Abstand: die Hilfsanode liegt ebenfalls auf der Bodenwand 21 auf und hat dieselbe Höhe wie die Kathode. Zwischen Kathode 3 und Hilfsanode 4 ist eine r> elektrisch isolierende Verbindungsschicht 24 angeordnet.

Die Kathode 3 ist mit einer metallischen Zuleitung 25. die Hilfsanode mit einer ineiaiiischcn Zuleitung 26 verbunden, die beide radial aus dem Hohlraum austreten 2» und von der Austrittsstelle an von einem elektrisch isolierenden Röhrchen 27 bzw. 28 umgeben sind.

Hohlraum und Röhrchen 23 sind relativ zur Anode so angeordnet, daß das freie Ende des Kanals 8 in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. I senkrecht in den Beschußplasmaslrahl 18 einmündet, und zwar stromabwärts der Auslaßöffnung 16 des Anodenraums 17 der im übrigen gleich ausgebildeten Anode 14.

Die Anordnung der Fig. 2 wird im wesentlichen so gleicn betrieben wie die der Fig. I. Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung insbesondere, daß die Kathode das aus den Kanal definierende Röhrchen 23 umgibt, so daß das Metallplasma von der Kathode in eine Richtung in den Hohlraum 1 abgegeben wird, die der Strömungs- y> richtung durch den Kanal 8 entgegengesetzt ist. Durch

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durch den Kanal 8 besonders erschwert, so daß eine erhebliche Erhöhung der Reinheit des aus dem Kanal 8 austretenden Verbindungsplasmas erreicht werden kann. Bei dem Ausführungsbeipicl der Fig. 2 ist keine eigene Betriebsgaszufuhr in den Hohlraum 1 vorgcsehen; bei dieser Anordnung wird das Betriebsgas ausschließlich durch die Gaszufuhr 11 eingeführt.

Wie bereits erläutert und in Fig.2 durch die beiden Pfeile angedeutet, teilt sich der durch die Gaszufuhr Il eintretende Gasstrom, wobei ein Teil.strom in den Hohlraum 1 gerichtet ist. Dieser Gasstrom verhindert den Eintritt des Metallplasmas in den gekühlten Kanal 8 und trägt somit zur Erhöhung der Reinheit des Verbindungsplasmas bei. Der andere Gasstrom gleicht den Teilchcnveriust im Verbindungsplasma aus, der sich aufgrund einer Abschneidung von Metallplasma an der gekühlten Wand des Röhrchens 23 ergibt.

55 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

bO

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Plasmakanone mit einer Kathode und einer Anode, die in einem evakuierten Gefäß angeordnet sind, das eine Zuführung für den Betriebsgasstrom ausweist, wobei sich die Kathode in einem Hohlraum befindet, an den sich ein gekühlter Kanal anschließt, und die Anode seitlich versetzt zu dem gekühlten Kanal angeordnet ist derart, daß sich ein um etwa 90° abgewinkelter Gasentladungskanal zwischen der Kathode und der Anode ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsgasstrom durch die Anode (14) hindurch zuführbar ist, welcher stromabwärts der Anode (14) einen Beschußplasmastrahl (18) bildet, daß die Kathode (3) in dem abgeschlossenen Hohlraum (1) gegenüber der Einlaßöffnung (7) des gekühlten Kanals (8) seitlich versetzt angeordnet ist, und daß in den gekühltem "ianai (8) zwischen der Einlaßöffnung (7) und seinem dem Beschüßplasmastrah! (!8) zugewandten Ende eine Gaszuführung (11) einmündet, durch welche zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Teilchendichte in dem zwischen der Kathode (3) und dem Beschußplasmastrahl (18) ausgebildeten Verbindungsplasma Gas als Ersatz des niedergeschlagenen Kathodenmateriais zuführbar ist.

2. Plasmakanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (1) eine Zufuhrleitung (6) f^;ir ein Betriebsgas zur Erzeugung des Verbindungsplasmas einmündet.

3. Plasmakanone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Hohlraum (1) eine Hilfsanode (4) befindet.

4. Plasmakanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) im Hohlraum (1) an der Wand (21) anliegt, aus der der Kanal (8) austritt.

5. Plasmakanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) im Hohlraum (1) in die Wand eingebettet ist, aus der der Kanal (8) austritt, und nur auf ihrer dem Hohlraum (1) zugewandten Seite freiliegt.

6. Plasmakanone nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) den Kanal (8) ringförmig umgibt.

7. Plasmakanone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) von einer ringförmigen Hilfsanode (4) im Abstand umgeben ist.

8. Plasmakanone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsanode (4) in die Wand (21) eingebettet ist oder an dieser anliegt, aus welcher der Kanal (8) austritt.

9. Plasmakanone nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (8) in den Hohlraum (1) hineinragt.

10. Plasmakanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (8) mindestens so weit in den Hohlraum (1) hineinragt, daß die Einlaßöffnung in der Ebene der dem Hohlraum (1) zugewandten Kathodenfläche liegt.

11. Plasmakanone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführung (11) radial in den Kanal (8) eintritt.

12. Plasmakanone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas/uführung (11) etwa in der Mine zwischen der Einlaßöffnung und dem dem Beschußplasmastrahl (18) zugewandten Ende des Kanals (8) in diesen einmündet.