Разработка метода и технологии получения субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов для низкотемпературных информационно-измерительных приборов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат технических наук Паволоцкий, Алексей Борисович

• Паволоцкий, Алексей Борисович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Паволоцкий, Алексей Борисович

Введение

1. Состояние вопроса о технологии сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров.

1.1. Системы материалов для электродов и барьера сверхпроводящих туннельных переходов.

1.1.1. "Свинцовый проект" IBM и другие "ранние" попытки создания сверхпроводящих туннельных структур

1.1.2. Технологии на основе композиционной пленки Nb/Al - AlOx/Nb.

1.2. Анализ современных методов изготовления Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов субмикронных размеров

1.2.1. Методы формирования туннельного барьера с разрывом вакуума (ex situ).

1.2.2. Методы формирования туннельного барьера в едином вакуумном цикле (in situ).

1.3. Выводы и постановка задачи исследования.

2. Экспериментальное исследование структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb 72 2.1. Технологические аспекты формирования композиционной пленки Nb/Al — AlOx/Nb.

2.1.1. Напыление ниобия.

2.1.2. Напыление алюминия.

2.1.3. "Сборка" Nb/Al - AlOx/Nb многослойной структуры.

2.1.4. Вольт-амперные характеристики полученных туннельных переходов.

2.2. Выбор метода исследования структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb

2.3. Физические основы метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов

2.4. Результаты исследования границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb.

2.5. Выводы.

3. Разработка технологии получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров

3.1. Формирование области туннельного перехода

3.1.1. Маска для травления туннельных переходов

3.1.2. Режим травления туннельных переходов

3.2. Создание верхнего и нижнего электродов Nb/Al — AlOx/Nb переходов.

3.3. Формирование межслойной изоляции.

3.4. Удаление резистной маски по окончании процесса травления.

3.5. Этапы технологического процесса.

3.6. Электрические характеристики сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров

3.6.1. Вольт-амперные характеристики при температуре жидкого гелия (4 К).

3.6.2. Результаты измерений при температурах <100 мК.

3.6.3. Зависимость тока от сверхпроводящей фазы и измерение величин малых критических токов

3.7. Выводы.

4. Исследование применения субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов в качестве датчика температуры в диапазоне ниже 1К

4.1. Современная температурная шкала и датчики температур

4.1.1. Принципы международной температурной шкалы МТШ

4.1.2. Датчики температур ниже 77 К.

4.2. Физические основы измерения температуры с помощью металлических туннельных переходов.

4.3. Опыт применения датчика температуры в субкель-винном диапазоне

4.4. Оценка метрологических характеристики датчика температуры в субкельвинном диапазоне.

4.4.1. Точность измерения.

4.4.2. Работа в условиях магнитного поля.

4.4.3. Помехоустойчивость.

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода и технологии получения субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов для низкотемпературных информационно-измерительных приборов»

В последние годы интенсивное развитие получила физика и технология туннельных сверхпроводниковых структур, прогресс в которой неразрывно связан с последними достижениями в области высоких технологий.

Важными результатом этого стало создание таких информационно-измерительных приборов и их элементов, как:

Джозефсоновский эталон напряжения, характеризующийся относительной погрешностью на уровне Ю-9 [1-4]; СКВИДы (от англ. Superconductive QUantum Interference Device, SQUID) - датчики магнитного поля, самые чувствительные из существующих, а также системы на их основе для измерения тока и напряжения, датчики смещения, магнитной восприимчивости [5-7]; Детекторы частиц и излучений [8];

Датчики температуры в диапазоне от нескольких десятков Кельвин до нескольких десятков миллиКельвин [9-11] - прототипы первичного и вторичного эталонов температуры в указанном диапазоне;

Одноэлектронные устройства [12-14] - транзисторы [15], ловушки [16] и другие, манипулирующие одиночными зарядами, устройства [17,18]. На сегодняшний день, одноэлектронные транзисторы - наиболее чувствительные датчики заряда (чувствительность « 10~bef\jHz [19-21]). Логические элементы - работающие на рекордно высоких частотах и обладающие при этом рекордно низким тепловыделением (до 770 ГГц и 1.5мкВт). Сравнимые полупроводниковые устройства обладают по крайней мере на порядок более низким быстродействием и рассеивают примерно в 105 раз большую мощность [22-27];

Практически для всех перечисленных выше типов приборов и устройств весьма актуальный интерес представляют структуры с использованием сверхпроводящих (ниобиевых) туннельных переходов размером не более сотен нанометров.

Так, снижение размеров переходов приводит к повышению собственной энергетической чувствительности е СКВИДов [28], которая повышается вместе с уменьшением линейного размера (корня квадратного из площади) перехода. Попутно, применение методов формирования элементов структур субмикронных размеров, с необходимостью сопровождающее изготовление субмикронных переходов, позволяет добиться еще ряда существенных преимуществ. Переход на субмикронной ширины линии при изготовлении входных катушек позволяет существенно снизить внешний размер кольца СКВИДа, что существенно упрощает работу последнего во внешнем магнитном поле. С другой стороны, общее уменьшение размеров элементов снижает их паразитную емкость и, вследствие этого, снижает уровень шума устройств, построенных на основе СКВИДов.

Широкополосность детекторов излучений возрастает с уменьшением емкости туннельного перехода. Однако, для согласования импедансов детектора и микроволновых трактов сопротивление первого должно находиться в определенных пределах (несколько десятков Ом). Поэтому одновременно с уменьшением размеров перехода требуется пропорционально повышать прозрачность туннельного барьера. При этом, необходимо сохранить высоким качество туннельного барьера, определяющее уровень шума, а значит, чувствительность детекторов излучений.

Субмикроскопический размер туннельных переходов для задачи измерения температуры является необходимым условием [9-11]. Применение ниобиевых субмикронных туннельных переходов позволит сделать туннельные термометры практическими приборами, обеспечив им долговечность и стабильность свойств.

Быстродействие сверхпроводниковых логических элементов также напрямую связано с размером переходов [23,29-31]. В первом приближении, максимально достижимая тактовая частота /с таких устройств обратно пропорциональна размеру перехода а [30] /с ~ • Как и в случае СКВИДов, но в еще большей степени, важен сопутствующий переход всего технологического процесса на субмикронные размеры. Уменьшение размеров резисторов (а в некоторых случаях и возможность избежать их использования [31,32]) и индуктивностей само по себе повышает характерные частоты цифровых устройств.

Кроме того, по-прежнему, существует ряд фундаментальных научных задач, для решения которых необходимы сверхпроводящие (ниобиевые) туннельные переходы размером не более сотен нанометров. Примерами таких задач может быть изучение процессов резонансного туннелирования, включающие одновременно и одиночные Куперовские пары, и одиночные электроны - так называемые "джозефсоновские квазичастичные циклы" [33], а также изучение зависимости между током и сверхпроводящей фазой в сверхпроводниковых структурах [37,38,41].

К сожалению, до настоящего времени не было возможности реализовать все преимущества, которые обещает использование сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера в устройствах низкотемпературной электроники. Причиной этого является недостаточный уровень разработки технологии изготовления таких переходов. Существующие технологические процессы либо не обеспечивают требуемого качества туннельных переходов, либо очень сложны и недоступны для большинства лабораторий.

Целью диссертационной работы является поиск и разработка метода и технологии получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера и опробование ее путем создания датчика температуры на основе субмикронных туннельных переходов для работы в субкельвинном диапазоне.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1) Выполнен анализ состояния технологии сверхпроводящих туннельных переходов и определено направление разработки основ технологии субмикронных переходов;

2) Изучена взаимосвязь структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb и качества сверхпроводящих туннельных переходов, получаемых на ее основе;

3) Найден метод исследования границ раздела в Nb/Al — AlOx/Nb структуре и выполнено измерение профилей концентрации Nb/Al и Al — AlOx/Nb границ раздела в Nb/Al — AlOx/Nb пленке, из которой получены переходы, характеризующиеся высоким качеством туннельного барьера и сверхпроводящих берегов;

4) Сформулированы и реализованы метод и технология получения субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов; разработаны все его составные части: маска для травления области туннельных переходов, параметры напыления и травления слоев, параметры процесса формирования межслойной изоляции и, наконец, способ удаления масок после травления;

5) Опробована разработанная технология: изготовлен на основе цепи субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов датчик температуры в субкельвинном диапазоне и изучены его метрологические характеристики.

Структура и содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме «Технология приборостроения», Паволоцкий, Алексей Борисович

4.5. Выводы

Таким образом, можно сделать следующие выводы по применению цепочек Nb/Al — AlOx/Nb переходов в качестве датчиков температуры:

1) Изготовлен и опробован датчик температуры в диапазоне ниже 1 К на основе субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов.

2) Показано, что такой датчик может использоваться, и как первичный, не нуждающийся в калибровке, эталон температуры, и как вторичный практический датчик. Дополнительным достоинством такого вторичного термометра является более простая, по сравнению с существующими практическими датчиками, процедура калибровки. Для калибровки такого термометра ие требуется другой (поверочный) датчик, поскольку его роль может исполнять сам калибруемый туннельный термометр, только измеряемый другим (V\j2) способом. Это снимает проблему установления теплового равновесия между калибруемым и поверочным датчиками и, тем самым, упрощает и повышает достижимую точность калибровки.

3) Достигнутая точность измерения температуры < ±0.003 К в диапазоне ниже 0.5 К примерно в полтора раза превышает точность лучших существующих практических датчиков.

4) Показана высокая помехоустойчивость таких датчиков температуры, также возможность их работы в высоких магнитных полях, что не позволяют существующие практические датчики температуры в данном температурном диапазоне.

Заключение

В результате проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты:

1) На основе анализа проблем, связанных с разработкой технологии сверхпроводящих Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов субмикронных размеров установлено, что требованиям технологии отвечают методы с in situ формированием композиционной пленки Nb/Al — AlOx/Nb и планаризацией слоя межслойной изоляции.

2) Теоретически и экспериментально показана эффективность метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов для исследования границ раздела в структуре Nb/Al — AlOx/Nb. Установлено, что граница Al — AlOx/Nb является резкой, а граница Nb/Al - размыта в переходный слой толщиной не более 3 нм.

3) Теоретически и экспериментально обосновано применение метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов в качестве метода неразрушающего контроля качества сверхпроводящих туннельных переходов на основе Nb/Al — AlOx/Nb на ранних стадиях технологического процесса их получения.

4) Разработаны метод и технология получения Nb/Al — AlOx/Nb сверхпроводящих туннельных переходов размером до 0.2х0.2мкм2 и характеризующих высокими показателями качества - отношение сопротивлений подще-левой и нормальной ветвей ВАХ Rj/Rn « 50), величина щелевого напряжения Vg = 2Д > 2.75 mV, размытие щелевой особенности на ВАХ AV^, < 0.15 mV.

5) Экспериментально показана возможность создаиия сложных интегральных структур с помощью разработанной в диссертации технологии. Изготовлены опытные сверхпроводящие туннельные структуры субмикронных размеров с количеством переходов до 400 (одноэлектронные транзисторы, датчики температур, одноконтактые СКВИДы) для применения в физических исследованиях и в низкотемпературных информационно-измерительных приборах.

6) Теоретически и экспериментально установлено, что туннельные датчики температуры в диапазоне ниже 0.5 К характеризуются погрешностью измерения < ±0.003 К, что существенно ниже погрешности существующих датчиков.

7) Теоретически доказана возможность работы датчиков температуры на базе Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов в высоких магнитных полях и их высокая помехоустойчивость.

В заключение, я хотел бы поблагодарить своего научного руководителя к.ф.-м.н Борисова A.M., заведующего кафедрой "Технологии обработки материалов потоками высоких энергий" «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского профессора Суминова И. В. и к.т.н. Крита Б.Л., заведующего кафедрой "Технологии производства приборов и систем управления летательными аппаратами" «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского профессора Суминова В.М., заведующего лабораторией физики наноструктур НИИ ядерной физики МГУ д.ф.-м.н Куприянова М. Ю., заведующего лабораторией Криоэлектроники физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова профессора Снигирева О. В. и сотрудников лаборатории к.ф.-м.н Преснова Д. Е., к.ф.-м.н Трифонова А. С., Савватеева М.Н., Прохорову И. Г., Лопатину Е. Е., к.ф.-м.н Лотхова С. В., к.ф.-м.н Крупенина В. А. и к.ф.-м.н Богословского С. А., сотрудников кафедры Общей физики и ядерного синтеза Московского энергетического института д.ф.-м.н Афанасьева В. П., к.ф.-м.н Лубенченко А. В. и к.т.н. Федоровича С. Д., научного сотрудника Института прикладной физики, г. Нижний Новгород, Лапкина И. В., сотрудников Федерального физико-технического института, г. Брауншвайг, ФРГ профессора Ю. Ни-майера, доктора А. Б. Зорина и доктора Т. Вайманна, а также руководителя группы Технического Университета Чалмерса профессора В. Ю. Белицкого — и многих других — всех, кто в разное время оказывал помощь и поддержку в моей работе и мне лично.

Огромное спасибо.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Паволоцкий, Алексей Борисович, 2003 год

1. J. Nicmeyer, J. H. Hinken, R. L. Kautz. Microwave induced constant-voltage steps at one volt from a series array of Joseph-son junctions. — Applied Physics Letters, 1984, v. 45, No. 4, p. 478 - 480.

2. J. Nicmeyer, L. Grimm, W. Meier, J. H. Hinken, and E. Vollmer. Stable Joscphson reference voltages between 0.1 and 1.3 V for high precision voltage standards. — Applied Physics Letters, 1985, v. 47, No. 11, p. 1222 1223.

3. C.A. Hamilton, R. L. Kautz, R. L. Steiner and F.L. Lloyd. A practical Josephson voltage standard at IV. — IEEE Electron Device Letters, 1985, v. 6, p. 623 625.

4. C.A. Hamilton. Josephson voltage standards. — Review of Scientific Instruments, 2000, v. 71, No. 10, p. 3611 3623.

5. В. В. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников. Изд. второе, исправленное и дополненное В. В. Рязановым и М. В. Фейгельмапом. — М.:МЦНМО, 2000, 398 с.

6. Кларке Дж. Сверхпроводящие квантовые интерференционные приборы для низкочастотных измерений. //В сб.: Слабая сверхпроводимость. Квантовые интерферометры и их применения. Под ред. Б. Б. Шварца и С. Фонера. — М.: Мир, 1980, с. 7 65.

7. R. H. Koch, D. J. van Harlingcn and J. Clarke. Quantum noise theory for the dc SQUIDs. — Applied Physics Letters, 1981, v. 38, p. 380- 382.

8. J. R. Tucker and M.J. Feldman. Quantum detection at millimeter wavelength. — Reviews of Modern Physics, 1985, v. 57, No. 4, p. 1055 1113.

9. J.P. Pekola, K.P. Hirvi, J.P. Kauppinen, M.A. Paalanen. Thermometry by arrays of tunnel junctions. — Physical Review Letters, vol. 73, November 1994, p. 2903 2906.

10. K.P.Hirvi, J.P.Kauppinen, A.N. Korotkov, M.A.Paalanen and J.P. Pekola. Arrays of normal metal tunnel junctions in weak Coulomb blockade regime. — Applied Physics Letters, vol. 67, No. 14, 1995, p. 2096 2098.

11. Д. В. Аверин, К. К. Лихарев. Когерентные колебания в туннельных переходах малых размеров. — Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, ЖЭТФ, 1986, т. 90, номер 2, с.733 738.

12. Т.A. Fulton and G.J. Dolan. Observation of single-electron charging effects in small tunnel junctions. — Physical Review Letters, 1987, v. 59, No.l, p. 109- 112.

13. JI.C. Кузьмин, К. К. Лихарев. Непосредственное экспериментальное наблюдение дискретного коррелированного од-ноэлектронного туниелирования. — Журнал Эксперимеитальной и Теоретической Физики, ЖЭТФ, 1987, т. 45, номере, с.289 298.

14. P. Delsing, К. К. Likharev, L. S. Kuzmin, and Т. Claeson. Time correlated single-electron tunneling in one-dimensional arrays of ultrasmall tunnel junctions. — Physical Review Letters, 1989, v. 63, No. 17, p. 1861 -1866.

15. M.W. Keller, J.M. Martinis, N.M. Zimmerman, and A. H. Steinbach. Accucracy of electron counting using a 7-junction electron pump. — Applied Physics Letters, 1996, v. 69, No. 12, p. 1804 1809.

16. P. Lafarge, H. Pothier, E.R. Williams, D. Esteve, C. Urbina, and M.H. Devoret. Direct observation of macroscopic charge quantization. — Zeitschrift fur Physik, 1991, В 85, p. 327.

17. V. A. Krupenin, D. E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A. B. Zorin and J. Niemeyer. Noise in Al single electron transistors of stacked design. — Journal of Applied Physics, 1998, v. 84, No. 6, p. 32 35 (1998).

18. V. A. Krupenin, D. E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer. Aluminum single electron transistors with islands isolated from a substrate. — Journal of Low Temperature Physics, 2000, v. 118, No. 5/6, p. 287 290.

19. V. A. Krupenin, D.E. Presnov, А. В. Zorin and J. Niemeyer. A very low noise single electron electrometer of stacked-junction geometry. Physica B, 2000, v. 284-288, p. 1800 - 1803.

20. O.A. Муханов, В. К. Семенов. Новый способ способ цифровой обработки информации устройствами с Джозефсонов-скими переходами. — МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет, препринт 9/1985.

21. К. К. Likharev and V. К. Semenov. RSFQ logic/memory family: A new Josephson-junction technology for sub-terahertz clock frequency digital systems. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1991, v. 1, No. 1, p. 3 23.

22. V.K. Kaplunenko, M.I. Khabipov, V.P. Koshelets, K.K. Likharev, O. A. Mukhanov, V. K. Semenov, I. L. Serpuchenko and A. N. Vystavkin. Experimental study of the RSFQ logic elements. — IEEE Transactions, on Magnetics, v. 25, p. 861 864.

23. P.I. Bunyk, A. Oliva, V.K. Semenov, M. Bhushan, K.K. Likharev, J.E. Lukens, M.B. Ketchen, W.H. Mallison. — Applied Physics Letters, 1995, v. 66, No. 5, p. 646 648.

24. W. Chen, A. V. Rylyakov, V. Patel, J. E. Lukens and К. K. Likharev. Superconductor digital frequency divider operating up to 750 GHz. Applied Physics Letters, 1998, v. 73, No. 19, p. 2817- 2819.

25. W. Chen, A. V. Rylyakov, V. Patel, J. E. Lukens and К. K. Likharev. Rapid single flux quantum T-flip flop operating up to 770 GHz. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3212 3215.

26. М. В. Ketchen. Deep sub-цт low-Tc josephson technology: the opportunities and the challenges. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1993, v.3, No. 1, p. 2586 2593.

27. A. W. Kleinsasser. High performance Nb josephson devices for petaflop computing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1043 1049.

28. A.M. Kadin, C.A. Mancini, M.J. Feldman and D.K. Brock. Can RSFQ logic curcuits be scaled to deep submicron junction? — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1050 1055.

29. Y. Naveh, D.A. Averin, K.K. Likharcv. Physics of high-jc Nb/AlOx/Nb Josephson junctions and prospects of their applications. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1056 1060.

30. V. Patel and J. E. Lukens. Self-shunted Nb/Al AlOx/Nb josephson junctions. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3247 - 3250.

31. T.A. Fulton, P.L. Gammel, D.J. Bishop, L.N. Dunkleberger, and G. J. Dolan. Observation of combined Josephson and charging effects in small tunnel junction circuits — Physical Review Letters, 1989, v. 63, p. 1307 1310.

32. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий. Отражение электронов килоэлектронвольтных эиергий от многослойных поверхностей. — Журнал технической физики, 2002, т. 72, вып. 11, с. 100 108.

33. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий, А. В, Солабуто. Диагностика послойного состава конструкционных материалов на основе спектра отраженных электронов. — Контроль. Диагностика, 2002, вып. 7, с. 41 44.

34. K.Yu. Arutyunov, T.V. Ryynanen, J.P. Pekola and A.B. Pavolotski. Superconducting transition of single-crystal tin mi-crostructures — Physical Review B, vol. 63, 092506 (8 Feb. 2001), paper 092506.

35. K.Yu. Arutyunov, S.V. Lotkhov, A.B. Pavolotski, D.A. Presnov and L. Rinderer. Resistive transition anomaly in superconducting nanostructurcs. — Physical Review B, March 1, 1999, vol.59(9), p.6487 6498.

36. A. B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, V. A. Krupenin, J. Niemeyer, A.B. Zorin. Multilayer tcchniquc for fabricating Nb junction circuits exhibiting charging effects — Journal of Vacuum Science and Technology В 17(1), Jan/Feb 1999, p.230- 232.

37. H. Scherer, Th. Weimann, S.V. Lotkhov, A.B. Pavolotsky, R. Dolata, P. Hinze, B.W. Samwer, A.B. Zorin, J. Niemeyer. Technologievarianten zur lithographischen Herstellung vom metallischen Einzelelektronentunnelschaltungen an dcr PTB.

38. Tagung 6. "Statusseminar Supraleitung und Tieftemper-aturtechnik"Gelsenkirchen, Oktober 19-20, 1998.

39. R. Dolata, A. B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, J. Niemeyer. Herstellung von sub firn Nb/A^O^/Nb Josephson-Kontakten. — Tagung "Kryoelektronische Bauelemente 1998", Braunschweig, Oktober, 11-13, 1998.

40. B.D. Josephson. Physics Letters, 1962, v. 1, p. 251.

41. I. Giaever and K. Megerle. — Physical Review, 1961, v. 122, p. 1101 1104.

42. И.К. Янсон, B.M. Свистунов, И.М. Дмитренко. Журнал экспериментальной и телретической физики, 1965, т. 48, с. 976.

43. I. Giaever. Detection of the ac-Josephson effect. — Physical Review Letters, 1965, v. 14, No. 22, p. 904 906.

44. A. A. Bright, J. H. Greiner, S. P. Klepner, R. H. Wang, A. J. War-necke. Thin film fabrication for the Josephson technology cross-sectional model — Journal of Vacuum Science and Technology B, 1983, v. 1, No. 1, p. 77- 90.

45. S.I. Raider. IEEE Transactions on Magnetics MAG-21, 1985, p. 110.

46. D.W. Face and D.E. Prober. Fabrication and dc characteristics of small-area tantalum and niobium superconducting tunnel junctions. — Journal of Applied Physics, 1987, v. 62 No. 8, p. 3257 3266.

47. R. F. Broom, S. I. Raider, A. Oosenbrug, R. E. Drake and W. Walter. IEEE Transaction on Electron Devices ED-27, 1980, p. 1998.

48. Физико-химические свойства окислов. 2-е издание. Под ред. Г. В. Самсонова. — М.: Металлургия, 1980, 463 с. G.V. Sam-sonov, Ed., The Oxide Handbook — Plenum, New York, 1982.

49. С. С. Koch, J. О. Scarbrough, D. M. Kroeger. Effect of interstitial oxygen on the superconductivity of niobium. — Physical Review B, 1974, vol. 9, No. 3, p. 888 897.

50. H. Kroger, L.N. Smith, and D. W. Jillie. Selective niobium an-odization process for fabricating Josephson tunnel junctions. — Applied Physics Letters, 1981, vol.39, No.3, p. 280 282.

51. J. M. Rowell, M. Gurvitch, J. Geerk. Modification of tunneling barriers on Nb by a few monolayers of Al. — Physical Review B, 1981, v. 24, No. 4, p. 2278 2281.

52. M. Gurvitch, J. M. Rowell, H. A. Huggins, M. A. Washington and T.A. Fulton. Nb Josephson junctions with thin layers of Al near barrier. — Proceedings of the International Device Meeting, IEDM-81, 1981, Technical Digest, p. 115 117.

53. M. Gurvitch M. A. Washington and H.A. Huggins. High quality refractory Josephson tunnel junctions utilizing thin aluminium layers. — Applied Physics Letters, 1983, v. 42, No. 5, p. 472 -474.

54. H. A. Huggins and M. Gurvitch. Preparation and characteristics of Nb/Al-oxide-Nb tunnel junctions. — Journal of Applied Physics, 1985, v. 57, No. 6, p. 2103 2109.

55. H.A. Huggins and M.Gurvitch. Magnetron sputtering system equipped with a versatile substrate table. — Journal of Vacuum Science and Technology A, 1983, vol. 1, No. 1, p. 77 80.

56. M. Gurvitch and J. Kwo. Advances in cryogenic engineering, v. 30, edited by A. F. Clark and R.P. Reed Plenum, New York, 1984, p. 509.

57. J. Kwo, G.K. Wertheim, M.Gurvitch and D.N.E. Buchanan. X-ray photoemission spectroscopy study of surface oxidation ofr

58. Nb/Al overlay structures — Applied Physics Letters, 1982, v. 40, No. 8, p. 675 677.

59. A. R. Miedema and F. J. A den Brooder, Zcitschrift fiir Metal-lkunde, 1979, v. 70, p. 14.

60. A.F. G. Wyatt. Anomalous densities of states in normal tan-tallum and niobium. — Physical Review Letters, 1964, vol. 13, No. 13, p. 401 404.

61. J. A. Appelbaum and L. Y. L. Shen. Zero-bias-conductance-peak anomaly of Ta-I-Al Tunnel junctions at 0.3 К and 90 G. — Physical Review B, 1972, vol.5, No.2, p. 544 553.

62. T.T. Foxe, B.D. Hunt, C. Rogers, A.W. Klcinsasser and R. A. Buhrman. Reactive ion etching of niobium. — Journal of Vacuum Science and Technology, 1981, v. 19, No. 4, p. 1394 1397.

63. Dependence of critical current density on oxygen exposure in Nb/AlOx/Nb tunnel junctions. A. W. Klcinsasser, R. E. Miller, W. H. Mallison — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v. 5, No. 1, p. 26 30.

64. Effect of growth conditions on the electrical properties of Nb/Al Oxide/Nb tunnel junctions. W. H. Mallison, R. E. Miller, A. W. Kleinsasser — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v. 5, No. 2, p. 2330 - 2333.

65. J.A. Thornton, J. Tabock, D.W. Hoffman. Internal stresses in metallic films deposited by cylindrical magnetron sputtering. — Thin Solid Films, 1979, v. 64, p. Ill 119.

66. T. Imamura T. Shiota and S. Hasuo. Fabrication of high quality Nb/Al — AlOx/Nb josephson junctions: I Sputtered Nb films for junction electrodes. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1992, v. 2, No. 1, p. 1 - 14.

67. T. Imamura and S. Hasuo. Cross-sectional ТЕМ observation of Nb/Al — AlOx/Nb junction structures. — IEEE Transactions on Magnetics, 1991, v. 27, No. 2, p. 3172 3175.

68. T. Imamura and S. Hasuo. Cross-sectional transmission electron microscopy observation of Nb/Al — AlOx/Nb josephson junction. — AppKcd Physics Letters, 1991, v. 58, No. 6, p. 645 647.

69. T. Imamura and S. Hasuo. Characterization of Nb/Al — AlOx/Nb junction structures by anodization spectroscopy. — IEEE Transactions on Magnetics, 1989, v. 25, No. 2, p. 1131 -1134.

70. M.M.TM. Dierichs, R.A. Panhuyzen, C.E. Honingh, M.J. de Boer and Т. M. Klapwijk. Submicron niobium junctions for submillimeter-wave mixers using optical lithography. — Applied Physics Letters, 1993, v. 62, No. 7, p. 774 776.

71. T. Imamura and S. Hasuo. A submicrometer Nb/AlOx/Nb josephson junction. — Journal of Appled Physics, 1988, v. 64, No. 3, p. 1586 1588.

72. T. Imamura and S. Hasuo. Effect of intrinsic stress on submicrometer Nb/AlOx/Nb josephson junction. — IEEE Transactions on Magnetics, 1989, v. 25, No. 2, p. 1119 1122.

73. M. Bhushan and E. M. Macedo. Nb/Al AlOx/Nb trilayer process for the fabrication of submicron Josephson junctions and low-noise dc SQUIDs. — Applied Physics Letters, 1991, v. 58, No. 12, p. 1323 - 1325.

74. H.H. Huang, J.Z. Zhang, A.W. Lichtenberger, R.E. Miller. Unexpected geometrical anodization effect in the fabrication of Nb/Al — AlOx/Nb junctions. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3244 3246.

75. J. M. Martinis and R. H. Ono. Fabrication of ultrasmall Nb — AlOx — Nb Josephson tunnel junctions. — Applied Physics Letters, 1990, v. 57, No. 6, p. 629 631.

76. M. Gotz, K. Bluthner, W. Krech, A. Nowack, H.-J. Fuchs, E.-B. Kley, P. Thieme, Th. Wagner, G. Eska, К. Hecker, H. Hegger. Self-aligned in-line tunnel junctions for single-charge electronics. Physica B, 1996, v. 218, p. 272 - 275.

77. M. Gotz, K. Bluthner, W. Krech, A. Nowack, H.-J. Fuchs, E.-B. Kley, P. Thieme, Th. Wagner, G. Eska, K. Hecker, H. Hegger.

78. Preparation of self-aligned in-line tunnel junctions for single-charge electronics. — Journal of Applied Physics, 1995, v. 78, No. 9, p. 5499 5502.

79. J. Niemeyer. Eine einfache Methode zur Herstellung kleinster Josephson-Elemente. — PTB-Mittelungen, 1974, v. 84, p. 281 -284.

80. G. J. Dolan. Offset masks for lift-off photoprocessing. — Appled Physics Letters, 1977, v. 31, p. 337 339.

81. Y. Harada, D.B. Haviland, P. Delsing, C.D. Chen and T. Clae-son. Fabrication and measurement of a Nb based superconducting single electron transistor. — Applied Physics Letter, 1994, v. 65, No. 5, p. 636 638.

82. R. Dolata, H. Scherer, A. B. Zorin, J. Niemeyer. Single electron transistors with high-quality superconducting niobium islands. Applied Physics Letters, 2002, v. 80, No. 15, p. 2776 - 2778.

83. P. Dubos, P. Charlat, Th. Crozes, P. Paniez, B. Pannetier. Thermostable trilayer resist for niobium lift-off. — Jornal of Vacuum Science and Technology B, 2000, v. 18, No. 1, p. 122 126.

84. T. Hoss, C. Strunk, and C. Schonenberger. Nonorganic evaporation mask for superconducting nanodevices. — Microelectronics Engineering, 1999, v. 46, p. 149 152.

85. D. Born, T. Wagner, W. Krech, U. Hiibner and L. Fritzsch. Fabrication of ultrasmall tunnel junctions by electron beam direct-writing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 373 376.

86. N. Kim, K. Hansen, J. Toppari, T. Suppula and J. Pekola. Fabrication of mesoscopic superconducting Nb wires using conventional electron-bcam lithographic techniques. — Journal of Vacuum Science and Technology B, 2002, v. 20, No. 1, p. 386 388.

87. R. E. Howard. A refractory lift-off process with applications to high-Tc superconducting circuits. — Applied Physics Letters, 1978, v. 33, No. 12, p. 1034 1035.

88. R. Dolata, T. Weimann, H. Scherer, J. Niemeyer. Sub цт Nb/Al — AlOx/Nb Josephson junctions fabricated by Anodiza-tion Techniques. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3255 3258.

89. S. Nagasawa, H. Tsuge and Y. Wada. Planarization Technology for Josephson integrated circuits. — IEEE Electron Device Letters, 1988, v. 9, No. 8, p. 414 416.

90. H. Akakike, A. Fujimaki, Y. Takai and H. Hayakawa. Fabrication of Nb/Al — AlOx/Nb tunnel junctions using focused ion beam implanted Nb patterning (FINP) technique. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1993, v. 3, No. 1, p. 2187 -2190.

91. Z. Bao, M. Bhushan, Siyuan Han and J. E. Lukens. Fabrication of high quality, deep-submicron Nb/Al — AlOx/Nb Josephson junctions using chemical mechanical polishing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1995, v. 5, No. 2, p. 2731- 2734.

92. R. Dolata, M. Neuhaus, W. Jutzi. Tunnel barrier growth dynamics of Nb/AlOx Al/Nb and Nb/AINX - Al/Nb Josephson junctions. - Physica C, v. 241, 1995, p. 25 - 29.

93. A.J. van Roosmalen, J.A.G. Baggerman, S.J.H. Brader. Dry etching for VLSI. Plenum Press, New York, 1991, 237 c.

94. Accuglass T-14 Series Spin-On Glass (SOG ). Product bulletin

95. AlliedSignal Inc., Advanced Microelectronics Materials, January 1994.

96. AlliedSignal Spin-on Products. Comparison of Film Properties — AlliedSignal Inc., Advanced Microelectronics Materials, November 1996.

97. M.Cleves, K.Ramkumar, R.Gettle. IEEE 1994 Symposium on VLSI Technology. Digest of Technical Papers, 1994, p. 61.111. U.S. Patent No. 5,003,178

98. Electron Beam Processing of AlliedSignal Accuglass 211 SOG . Electron Vision Technical Bulletin — Electron Vision Corporation, 1994.

99. W. R. Livcsay. Large-area electron-beam source. — Journal of Vacuum Science and Technology B, 1993, v. 11, No. 6, p. 2304 -2308.

100. R. Dolata, Th. Weimann, H.-J. Scherer, J. Niemeyer. Sub цт Nb — AlOx — Nb Josephson junctions fabricated by anodizationtechniques. — IEEE Transactions On Applied Superconductivity, vol.9, No.2, June 1999, p. 3255 3258.

101. D.V.Averin and K.K. Likharev, in Mesoscopic Phenomena in Solids, edited by B.L. Altshuler, P.A. Lee, and R.A. Webb. — Elsevier, Amsterdam, 1991, p. 176.

102. В. П. Афанасьев, С. Д. Федорович, А. В. Лубенченко. Измерение послойных профилей азота имплантированного в ниобий на основе спектроскопии отраженных электронов. — Письма в ЖТФ, 1995, Т.21, номер 10, с. 85 88.

103. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, Стрижов А.В. О количественной интерпретации результатов спектроскопии характеристических потерь энергии электронов. — Поверхность, Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1999, номер 8, с. 16 23.

104. V. P. Afanas'ev, D. Naujoks. Energy spectra of electrons reflected from layered targets. — Zeitschrift fur Physik B, 1991, v. 84, p. 397- 402.

105. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, А. А. Рыжов. Потери энергии киловольтными электронами при простреле слоев твердого тела. — Поверхность. Рентгеновские, синхротрон-ные и нейтронные исследования, 1996, номер 1, с. 6 12.

106. V. P. Afanas'ev, S.D. Fedorovich, A.V. Lubenchenko, A. A. Ryjov, M.S. Esimov. Kilovolt electron backscattering. — Zeitschrift fur Physik, 1994, v. 96, p. 253-259.

107. В. П. Афанасьев. "Распределения электронов и легких ионов по длинам пробегов в плоскопараллельных мишенях". — Труды конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью", 1999, Звенигород, изд. МАИ, т. 2, с. 86 88.

108. В. П. Афанасьев, С. Я. Явор. Электростатические энергоанализаторы для пучков заряженных частиц. М.: «Наука. Главная редакция физико-математической литературы», 1978, 224 с.

109. JI. Фелдман, Д. Майер. Основы анализа поверхности и тонких пленок: Пер. с англ. — М.: Мир, 1989, 344 с.

110. Р.А.А. Booi and S.P. Benz. Design of high-frequency, high-power oscilators using Josephson-junction arrays. — Inst. Phys. Conf. Ser. No 148, July 1995, p. 1479 1482.

111. M. Maezawa, M.Aoyagi, H.Nakagawa, I.Kurosawa and S. Takada. Specific capacitance of Nb/AlOx/Nb Josephson junctions with critical current densities in the range of 0.1 18b4/cm2. - Applied Physics Letters, vol.66, No. 16, 17 April 1995, p. 2134 - 2136.

112. Preston-Thomas H. The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90). Metrologia, vol. 27(1), 1990, p. 3 - 10.

113. Comptes Rendus des Sdances de la Treizifeme Confdrence Generale des Poids es Mesures (1967-1968), Resolution 3, 4, p. 104.

114. J.K. Krause, B.C. Dodrill. Measurement system induced errors in diode thermometry. — Review of Scientific Instruments, v. 57, No. 4, 1986, p. 661 665.

115. Д. Худсон. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике. /Пер. с англ. — М.: "Мир", 1967, 243 с.

116. Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела. /Пер. с англ. — М.: "Наука"Главная редакция физико-математической литературы, 1978, 792 с.

117. N. W. Ashcroft, N. D. Mermin. Solid State Physics. New York, Holt-Sanders, Reinhart&Winston, 1976, p. 826.

118. T.Eliott, A. Jaisle, D.Latypov, P.McIntyre, W.Shen, R.Soika, R. M. Gaedke. 16 Tesla Nb^Sn Dipole development at Texas A&M University. — IEEE Transactions On Applied Superconductivity, 1997, vol. 7, No. 2, 555 557.

119. Ф.В. Комиссинский, Г. А. Овсянников, E. Ильичев и 3. Иванов. Наблюдение второй гармоники в фазовой зависимости сверхпроводящего тока в Nb/Au/YВСО гетеропереходах. — Письма в ЖЭТФ, 2001, т. 73, No. 7, с. 405-409.

120. V. A. Khlus and L.O. Kulik. Soviet Technical Physics, 1975, v. 20, p. 283.

121. R.Rifkin and B.S. Deaver. Physical Review B, 1976, v. 13, p. 3894.

122. J.E. Mooij, T.P. Orlando, L. Lcvitov, Lin Tian, C.H. van der Wal, S. Lloyd. Josephson persistent-current qubit. — Science, 1999, v. 285, p. 1036 1039.