1°左 右出现较强的衍射峰，这几个峰分别对应Mg2Si的（111)、（220)、（311)、（400)和（422)晶 面；而且，（220)峰极强，说明该条件制备的Mg2Si薄膜的结晶程度较高。在28°左右出 现的是衬底Si(111)晶面。
[0026] 附图3所示为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜表面的扫描电子显微镜（SBO 测量结果。
[0027] 附图4为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜截面的扫描电子显微镜（SEM)测量 结果。平均厚度为1.92iim。
[0028] 附图5为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜的红外反射光谱测量结果。纵坐标 为反射率，横坐标为波长，图中曲线上方的"R_Mg30min"表示磁控溅射镁膜时间为30分钟， R表示反射率。、
[0029] 附图6为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜的红外吸收光谱测量结果。纵坐标 为吸光度，横坐标为波长，图中曲线上方的"Mg30min"表示磁控溅射镁膜时间为30分钟。
[0030] 本实用新型的实施例二：一种红外探测器的制备方法，该方法采用磁控溅射技术 在非硅衬底(在生长Mg2Si薄膜前应在非硅衬底上表面上镀一层硅膜)上生长Mg2Si薄膜，然 后在衬底下表面镀一层下电极，在Mg2Si薄膜上表面上镀一层上电极。
[0031] 该方法的具体工艺步骤为：
[0032] 步骤一、清洗衬底，吹干后备用，所述衬底为非硅衬底，可包括其它晶向和尺寸聚 合物（Polymer)膜、玻璃、陶瓷、金属衬底等（根据衬底种类不同，采用适当的清洗工艺，且 该清理工艺都采用现有的技术方案），清洗并吹干后在衬底上表面镀一层硅膜，然后烘干， 送入磁控溅射系统的样品室，并对Si表面进行反溅射离子清洗，一方面去除附着在表面的 杂质和氧化物，另一方面增加Si表面的微观粗糙度，提高薄膜在衬底表面的附着力；
[0033] 步骤二、溅射用Mg靶直径60mm、厚度为5mm。在溅射室里，往Si衬底上溅射沉 积Mg膜前，溅射清洗Mg靶表面10min，主要去除Mg靶表面的氧化层。
[0034] 步骤三、溅射沉积过程中，溅射室背底气压为2. 0xl0-5Pa，溅射功率为100W，氩气 (99. 999%纯度）流量20sccm，溅射气压为3.0Pa，溅射时间为30min，这样的沉积条件 下，溅射沉积Mg膜的厚度约380nm。溅射时衬底温度为室温。
[0035] 步骤四、将Mg/Si样品放入高真空退火炉中退火。退火炉背底气压为4. 0xl0_4Pa。 退火时气压保持在1. 5xl〇-2Pa，退火时间为4h，退火温度为400°C。
[0036] 步骤五、将退火后的样品再次放入磁控溅射室，在Mg2Si薄膜上面溅射一层Si02 作为减反射层；
[0037] 步骤六、将退火后的样品放入电阻式热蒸发炉中，蒸发的背底气压为3. 0xl0_4Pa， 在样品的背面蒸发铝膜作为下接触电极，蒸发时间为l〇min，加热电流为70A;
[0038] 步骤七、在Mg2Si薄膜上面预留区域热蒸发Ag膜作为上电极，蒸发的背底气压为 3. 0xl0-4Pa，蒸发时间为lOmin，加热电流为100A。
[0039] 根据上述方法所构建的一种红外探测器，如附图1所示，包括非硅衬底2,在非硅 衬底上表面上镀一层硅膜，在非硅衬底2的硅膜上表面设置Mg2Si薄膜3,Mg2Si薄膜3上表 面连接上电极5,在非硅衬底2下表面设置下电极1，在Mg2Si薄膜3上表面镀一层减反射 层4,上电极5穿过减反射层4。
[0040] 附图2所示为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜的X射线衍射（XRD)测量结果。 结果表明，400 °C退火4小时得到的Mg2Si薄膜在24. 3°、40. 2°、47. 5°、58° 73. 1°左 右出现较强的衍射峰，这几个峰分别对应Mg2Si的（111)、（220)、（311)、（400)和（422)晶 面；而且，（220)峰极强，说明该条件制备的Mg2Si薄膜的结晶程度较高。在28°左右出 现的是衬底Si(111)晶面。
[0041] 附图3所示为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜表面的扫描电子显微镜（SEM) 测量结果。
[0042] 附图4为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜截面的扫描电子显微镜（SEM)测量 结果。平均厚度为1.92iim。
[0043] 附图5为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜的红外反射光谱测量结果。纵坐标 为反射率，横坐标为波长，图中曲线上方的"R_Mg30min"表示磁控溅射镁膜时间为30分钟， R表示反射率。、
[0044] 附图6为本实施本实用新型提出的Mg2Si薄膜的红外吸收光谱测量结果。纵坐标 为吸光度，横坐标为波长，图中曲线上方的"Mg30min"表示磁控溅射镁膜时间为30分钟。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的较佳实例而已，并非用于限定本实用新型的保护范 围，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改等同替换以及改进，均应包含在本 实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种红外探测器，包括衬底（2)，其特征在于：在衬底（2)上表面设置Mg2Si薄膜（3)， Mg 2Si薄膜（3 )上表面连接上电极（5 )，在衬底（2 )下表面设置下电极（1)。
2. 根据权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：在Mg 2Si薄膜（3)上表面镀一 层减反射层（4)，上电极（5)穿过减反射层（4)。
【专利摘要】本实用新型公开一种红外探测器，包括衬底，在衬底上表面设置Mg2Si薄膜，Mg2Si薄膜上表面连接上电极，在衬底下表面设置下电极，本实用新型所用的材料用资源丰富、毒性小、对生态的适应性高的元素，即对环境友好的半导体材料；能回收、再生利用、能源消耗少、对环境负荷小的半导体工艺；有助于能源和环境可持续发展的太阳能电池、热电变换元素等。
【IPC分类】H01L31-0216
【公开号】CN204332971
【申请号】CN201520014583
【发明人】谢泉, 廖杨芳, 张宝晖, 杨云良, 肖清泉, 梁枫, 张晋敏, 陈茜, 谢晶, 范梦慧, 黄晋, 章竞予
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月9日