该工作主要是自行设计、组建、调试了一套MOCVD系统,并且对整套装置进行了三次较大的改进,第一次主要集中在输送线路的改进;第二次主要是添加一套四极杆质谱检测系统;第三次主要是系统真空系统的优化以及反应室、试片基座的改进.以Cu(hfac)<,2>为反应前趋物进行了有关研究,首先对CVD薄膜沉积的反应条件进行了优化,实验结果表明,当反应温度为350℃、反应压力为3torr、沉积面向下、沉积面经过2﹪的HF溶液处理的Si基材最利于铜薄膜的生长,反应7min后,Si基材上已镀上一层致密的铜薄膜,从而证明了该装置的良好性.借助AFM、SEM对铜核的成长机理进行了研究,结果表明,反应初期,Si基材上铜核的成长为Volmer-Weber型(岛状型),反应后期则为Strauski-Krastanov型(先层状后岛状型).前趋物在反应室和氢气反应,部分生成物——铜,沉积在Si基材上易于成核处,随着反应的进行,先沉积的铜核成为晶种,后面生成的铜核易沉积在它上面,为了降低整体的能量,它们倾向于形成一个较大得原子团,即形成岛状铜核;而到了反应后期,岛状铜核之间的缝隙不断有原子来填充,这样使得岛状铜核彼此连接,形成铜薄膜;当层装薄膜基本成长后,在生成的薄膜上,又会有新的岛状铜核的生成.利用XPS对实验的反应机理进行了研究,得出了反应初期的反应机理.由样品的Cu<,2p>谱、O<,1s>谱、F<,1s>谱、Si<,2p>谱可推论出,在图谱中所出现的C=O、CH及CF<,3>/CF<,2>可能为Cu(hfac),并且H会与基材表面的SiO<,2>反应,生成OH基,当Cu(hfac)<,2>在高温下裂解成Cu(hfac)及H(hfac)后,OH基和H(hfac)作用生成HO-hfac脱附,使原来的SiO<,2>表面还原成Si,反应初期就有Cu(hfac)残留于Si基材表面上,与该研究所观察到的现象相符,而且可以看出SiO<,2>随着反应时间的增加而减少,OH随着实验反应时间增加而增大,反应进行一段时间,Si表面的O原子反应完全,则发生Cu(hfac)<,2>的热裂解、以及与H<,2>的氧化还原反应.