Mg₂Si是一种环境友好型半导体材料,具有良好的光电特性和热电特性,在光电探测器方面是一种很有潜力的材料。本文主要采用磁控溅射法通过原位退火方式在钠钙玻璃衬底上制备Mg₂Si薄膜,研究了退火温度和时间对溅射单层Mg₂Si薄膜晶体结构、表面形貌和方块电阻的影响。确定原位退火最优热处理参数后,研究交换Si、Mg溅射顺序对原位退火制备Mg₂Si薄膜晶体结构和表面形貌的影响。研究了不同原位退火温度、不同薄膜厚度对制备多层Mg₂Si薄膜晶体结构和表面形貌的影响。首先,研究了溅射单层Si、Mg制备Mg₂Si薄膜的工艺条件,室温下采用磁控溅射法在钠钙玻璃衬底上溅射沉积25min Si膜,18min Mg膜后,分别在400-600℃原位退火3-5 h制备Mg₂Si薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征薄膜的晶体结构和表面形貌,测试结果表明:各退火温度下都成功制备出单一相的Mg₂Si薄膜,Mg₂Si（220）衍射峰一直为最强峰。在550℃,4 h原位退火制备的Mg₂Si薄膜晶粒连续致密,表面平整,结晶度高。在400-600℃退火4 h条件下,Mg₂Si各衍射峰强度随着退火温度的升高表现为先增强后减弱,薄膜方块电阻变化趋势与此一致。550℃退火温度时薄膜方块电阻最小。接着研究了交换Si、Mg溅射顺序对制备Mg₂Si薄膜晶体结构和表面形貌的影响。在钠钙玻璃衬底上先沉积溅射Mg膜后再沉积Si膜,沉积Mg膜时间分别为14min、16min、18min、20min、22min,Mg膜沉积速率为80nm/min,沉积Si膜时间为25min,沉积速率为10nm/min。550℃原位退火4 h后制备的薄膜样品通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征,测试结果表明:不同Mg膜厚度交换溅射顺序后,都成功制备出了Mg₂Si薄膜,溅射Mg膜时间为16min时,制备的Mg₂Si薄膜衍射峰强度最强,薄膜表面最为连续致密。当Mg膜厚度增加时,Mg₂Si衍射峰强度先增强后减弱,溅射时间大于18min时,出现Mg的衍射峰。最后,研究了溅射多层Si、Mg制备Mg₂Si薄膜的工艺条件,分别在钠钙玻璃衬底上交替溅射两层和三层Si/Mg薄膜,研究不同退火温度、不同Si/Mg溅射厚度对原位退火制备Mg₂Si薄膜的影响。结果表明,不管是双层膜还是三层膜,溅射Si、Mg薄膜厚度较薄时,基本无Mg₂Si薄膜生长,随着溅射厚度增加,Mg₂Si衍射峰强度大大增强;在550℃退火温度下制备的Mg₂Si薄膜各衍射峰强度最强,表面形貌最佳,退火温度过低或过高时,都不利于Mg₂Si薄膜的生长。