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随着CMOS集成电路制造技术持续向纳米级工艺推进,与之相应的自对准硅化物(SALICIDE)材料和工艺也在不断的发展创新。最新的研究表明NiSi是一种具有较低电阻率、较小耗硅量和较低形成温度的硅化物,因此NiSi被认为是最有可能成为继TiSi2、Cosi2之后制备高性能CMOS SALICIDE工艺的优选材料。另外,随着CMOS器件尺寸的不断缩小,对增强载流子特别是空穴迁移率的需求更为迫切,而Si(110)晶面上空穴的迁移率较高,因此基于Si(110)衬底的CMOS制造技术越来越被人们所关注。超薄Ni膜在不同晶向Si衬底上的固相反应特性研究：研究了25nm Ni膜与Si(100)衬底和Si(110)衬底在退火温度从300℃到800℃温度范围的Ni/Si固相反应特性。通过薄层电阻Rs随退火温度的变化关系证明：在这两种晶向Si衬底上的薄层电阻具有类似的变化趋势与范围。但通过XRD扫描却发现与Si(100)在450℃就产生比较明显的NiSi峰不同,Si(110)直到550℃才产生比较明显的NiSi峰,由此可得出结论：Si(110)上NiSi相的生成比Si(100)上NiSi相的生成高了100℃。通过分析,我们判断,正是由于Si(110)与Si(100)晶格结构的不同,才导致了上述差异。由于尺寸大的晶粒在转换物相时需要更高的能量,因此在Si(110)衬底上NiSi相的生成温度也要求相对高一些。另外,10nm超薄Ni膜在Si(110)晶向衬底上在450℃的退火温度下NiSi相已经生成,这比25nmNi膜在Si(110)晶向衬底上生成NiSi相的退火温度低了100℃,可见,随着淀积的Ni膜的减薄,生成NiSi的反应激活能也得到了相应的降低。NiSi/Si (110)接触电学特性的研究：：研究了超薄Ni膜经过二次退火后在不同晶向衬底上的I-V特性。研究表明由于Ni原子在Si(110)衬底上的快速扩散使得首先生成的富含Ni的镍硅化物晶粒尺寸较大,从而当富含Ni的Ni2Si进一步转变成NiSi相时导致了NiSi的晶粒尺寸也相应的较大,这种较大尺寸NiSi晶粒造成了Si(110)界面的粗糙,从而使得反向漏电流增大,因此,Si(110)晶向衬底上的I-V特性比Si(100)晶向衬底有所退化。