6-1 結論
1. 根據 XPS 表面成分與 SIMS 縱深分析，證實薄膜中銅的含量隨著直流濺鍍電流 上升而提高，但受限於檢測深度以及元素特性，薄膜表面(7-8nm)的參雜比例 與預期的參雜比例不一致，但從 XPS 與 SIMS 數據間的吻合，確定檢測誤差對 參雜比例的影響，故使用膜厚計鍍率計算元素參雜比例是一種可行的方法。
2. 從 X 射線繞射圖形顯示，50nm 鈷鐵硼銅薄膜，銅比例為 9 以及 24%時結構為 非結晶態，並非預期地多晶態，由於銅易堆積成面心立方結構，且金屬不易 形成非結晶態，但當銅增加至 66%時 XRD 圖形顯示在 2θ = 43.5° 出現微弱的 Cu(111)訊號。
3. 40nm 薄膜作 AFM 表面形貌影像，顯示表面平均粗糙度為 0.4-1.7nm，表面晶 粒尺寸為 400-1400nm2；銅參雜比例在 15-37%，銅比例提高時，表面粗糙度與 表面晶粒尺寸也隨著上升，當銅比例增加為 44%時，表面粗糙度與表面晶粒尺 寸皆下降。
4. MOKE 數據顯示，磁易軸矯頑場(Hc)隨著 CoFeB 含量增加而上升，50nm 薄膜 CoFeB 含量從 32-100%，Hc 從 13 增加至 105Oe，40nm 薄膜 CoFeB 含量 56-100%，
Hc 從 37 增加至 106Oe；比較 40 與 50nm 的矯頑場大小，推測銅與鈷鐵硼共濺 鍍增加鐵磁性物質間的距離，降低交換耦合作用，故銅參雜愈多矯頑場愈低。
5. 根據矯頑場與表面粗糙度的反比關係，瞭解鈷鐵硼銅薄膜於磁化過程中，磁 區壁翻轉方式為非同調磁區壁旋轉(non-coherence domain wall ratation)。
78
6. FMR 數據作數值擬合，得到飽和磁化強度(Ms)隨著銅增加而遞減，50nm 薄膜 Cu 比例從 0-68%，Ms 從 753 降低至 254emu/cm3，40nm 薄膜 Cu 比例從 0-44%，
Ms 從 622 降低至 340emu/cm3，與參考資料具有相同數量級的飽和磁化強度。
7. 阻尼常數(α)隨鈷鐵硼含量作遞減，40nm 鈷鐵硼含量從 56-100%，α的變化從 0.010 至 0.019，50nm 鈷鐵硼含量從 32-100%，α變化從 0.008 至 0.017，阻 尼常數比參考資料還高，推測是參雜銅於鈷鐵硼中，造成鐵磁物質間的進動 方向與頻率的不一致，導致阻尼常數的上升。
79
參考資料
[1] 葉林秀、李佳謀、徐明豐、吳德和(2004)。《磁阻式隨機存取記憶體技術的發展
─現在與未來》。物理雙月刊(廿六卷四期)，pp.607-619
[2] David D. Djayaprawira, Koji Tsunekawa, Motonobu Nagai et al.,“230%
room-temperature magnetoresistance in CoFeB/Mgo/CoFeB magnetic tunnel junctions,”
Appl. Phys. Lett., 86, 092502, 2005
[3] S. Ikeda, J. Hayakawa, Y. Ashizawa et al., “Tunnel magnetoresistance of 604% at 300K by suppression of Ta diffusion in CoFeB/Mgo/CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature,”Appl. Phys. Lett. ,93, 082508 , 2008
[4] Shigemi Mizukami, Yasuo Ando and Terunobu Miyazaki, “The Study on Ferromagnetic Resonance Linewidth for NM/80NiFe/NM (NM=Cu,Ta,Pd and Pt) Films,”Jpn. J. Appl.
Phys., 40, pp. 580-585, 2001
[5] Mikihiko Oogane, Takeshi Wakitani, Satoshi Yakata et al., “Magnetic Damping in Ferromagnetic Thin Films,”Jpn. J. Appl. Phys., 45 , pp. 3889-3891, 2006
[6] Platt, C.L, Minor, M.K. ,Klemmer, Timothy J, “Magnetic and Structural Properties of FeCoB Thin Films,” IEEE Trans. Magnetics., vol.37 , Issue: 4 , pp.2302 - 2304 [7] David A.Neamen (2003)。《半導體物理與元件》。楊賜麟。台中：滄海書局 pp.2 [8] Hong Xiao (2001)。《半導體製程技術導論》。羅正忠、張鼎張。台北：學銘圖書 pp.91 [9] 李景明、張慶瑞。《磁性技術手冊》第二章磁學原理簡介。中華民國磁性技術協會。
pp.24
[10] J. S. Kouvel and R. H. Wilson, “Magnetization of Iron-Nickel Alloys Under Hydrostatic Pressure,”J. Appl. Phys., 32, 435, 1961
[11] A.H.Morrish,“The Physical Principles of magnetism,”John Wiley&Sons, New York, pp.35 , 1965
[12] Bloch walls. Magnetism, Magnetic domains. Molecular and Solid State Physics, Graz University of Technology.http://lamp.tu-graz.ac.at/~hadley/ss1/problems/heisenberg/Q.php [13] B.D. Cullity,C.D.Graham, “Introduction to Magnetic Materials,” John Wiley&Sons
New York, pp.279 , 2009
[14] Mathias Getzlaff,“Fundamentals of Magnetism,”Springer Berlin Heidelberg New York, pp.90-104, 2008
80
[15] Z. Q. Qiu and S. D. Bader, “Surface magneto-optic Kerr effect,”Rev. Sci. Instrum. 71, 1243 , 2000
[16] J.M.D.COEY,“Magnetism and Magnetic Materials,”Cambridge University Press, pp.70 ,pp.316, 2009
[17] Edited by S.V.Vonsovskii, “Ferromagnetic resonance; the phenomenon of resonant
absorption of a high-frequency magnetic field in ferromagnetic substances,” Oxford, New York, Pergamon Press, pp.19-22, 1966
[18] Hans Harcken,“Ferromagnetic precession,”Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 2011
[19] GilbertL.Thomas,“A Phenomenological Theory of Damping in Ferromagnetic Materials,”
IEEE Trans.Magnetics, vol.40 , Issue: 6 , pp.3443 – 3449, 2004 [20] 儀器總覽 6 表面分析儀器, 1 (1998)
[21] D.BRIGGS,M.P.SEAH,“Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy,” John Wiley&Sons, pp.98-101,pp.494-495, 1983
[22] 張立信。《表面化學分析技術》。奈米通訊.NANO COMMUNICATION (19 卷 No.4.
主題文章 3), pp.17-23
[23] 田春生、簡翰中。《SIMS(二次離子質譜)在化合物半導體材料分析中的應用》。半導
體科技 No.63 (2006)
[24] Eugene Hecht,“Optics,”Addison Wesley, pp.348-349, 2002
[25] Patton, Carl E. and Nan Mo
,
“Appendix F: FMR Linewidth Measurements,”Colorado State University.
[26] I.F.Ferguson ,“Auger Microprobe Analysis,”Adam Hilger, Bristol and New York, pp.28, 1989
[27] Roger Smart, Stewart McIntyre, Mike et al.,“X-ray Photoelectron Spectroscopy,”
Department of Physics and Materials Science, City University of Hong Kong,http://mmrc.caltech.edu/SS_XPS/XPS_PPT/XPS_Slides.pdf
[28] TOF-SIMS, tasconGmbH analytical services& consulting, Heisenbergstr, 15 · 48149Münster http://www.tascon.eu/media/en/analytcal%20methods/ToF-SIMS-E.pdf
[29] 潘 扶 民。《 二 次 離 子 質 譜 術 與 超 淺 接 面 分 析 》。N D L 通 訊 - 奈 米 通 訊 期 刊(第 五 卷 第 三 期 )
81
[30] Pinshane Y. Huang, J. C. Read, and R. A. Buhrman, “X-Ray Diffraction of Magnetic Tunnel Junctions,”2007
[31] Y.T.Chen and S.M.Xie , “Magnetic and electric properties of amorphous Co40Fe40B20
thin films,”Journal of Nanomaterials vol.2012, 2012
[32] C. Suryanarayana, M. Grant Norton , “X-Ray Diffraction: A Practical Approach,”
Springer, pp.21, 1998
[33] Y.-P. Zhao, R. M. Gamache, G.-C. Wang et al, “Effect of surface roughness on magnetic domain wall thickness, domain size, and coercivity,”J. Appl. Phys., 89, 1325 , 2001 [34] J. Ebothe, S. Vilain, M. Troyon, “Surface roughness and composition effects on the
magnetic properties of electrodeposited Ni-Co alloys,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 157, pp. 274-275, 1996
[35] Lisa Tauxe, H. Neal Bertram and Christian Seberino,“Physical interpretation of hysteresis loops: Micromagnetic modeling of fine particle magnetite,”Geochemistry, Geophysics, Geosystems vol. 3, Issue 10 ,pp.1-22, 2002
[36] Xiaoyong Liu, Wenzhe Zhang, Matthew J. Carter et al,“Ferromagnetic resonance and damping properties of CoFeB thin films as free layers in MgO-based magnetic tunnel junctions,” J. Appl. Phys., 110, 033910 , 2011
[37] Yaping Zhang, Xin Fan,Weigang Wang et al,“Study and tailoring spin dynamic properties of CoFeB during rapid thermal annealing,” Appl. Phys. Lett., 98, 042506 , 2011