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本文主要开展了NiSi薄膜的热稳定性以及NiSi/Si肖特基器件的相关研究。将难熔金属铪以夹层形式掺入Ni薄膜，可将高阻相NiSi2的形成温度提高到850℃；Ni(Hf)si/si肖特基势垒二极管经过650～800℃二次RTA仍保持良好的电学特性。利用硅化物/高阻硅接触制作大面积肖特基粒子探测器，可改善已有的Au-si面垒探测器的长期稳定性不佳的缺点，本文就制作大面积NiSi/高阻Si肖特基粒子探测器进行了摸索。在镍中以夹层形式分别掺入少量难熔金属Hf，可提高生成的NiSi薄膜的热稳定性。四探针法表明，掺Hf的NiSi薄膜在650～900℃的温度范围内二次快速热退火后，薄层电阻率比较稳定；XRD和Raman光谱分析均表明，650～800℃二次RTA后薄膜中无高阻相NiSi2出现。因此中间层Hf掺杂将NiSi的温度窗口上限从700℃提高到了800℃。AFM表明，掺Hf的NiSi薄膜的平整度显著好于未掺杂的NiSi薄膜。AES和RBS都表明，掺入的中间层难熔金属在硅化反应后转移到了薄膜顶层。同样以夹层形式掺入Ta，结果发现对NiSi薄膜的热稳定性无明显改善作用。由Ta、Ni互溶可知Ta层并不能成为Ni扩散的“阻挡层”。论文利用“阻挡层理论”并结合吉布斯自由能理论，给出了难熔金属中间层掺杂对NiSi薄膜热稳定性影响的合理解释。
本文同时分析了带保护环的Ni(Hf)Si/Si和Ni(Ta)Si/Si两种肖特基势垒二极管。650～800℃二次RTA后Ni(Hf)si/si器件仍保持良好的Ⅰ-Ⅴ电学特性，反向漏电流较低，理想因子接近于1。这进一步证明了Hf中间层可提高NiSi薄膜的热稳定性。Ni(Ta)si/Si在800℃RTA后失去了整流特性，这与前面对Ni(Ta)Si薄膜的研究结果一致。最后阐述了大面积NiSi/高阻硅肖特基粒子探测器的研制。通过计算机模拟对肖特基探测器进行结构设计，并经过多次实验摸索改进器件的制作工艺，最终获得了电学性能改善的大面积肖特基探测器。