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随着MOSFET特征尺寸进入20nm技术节点，接触电阻将成为源漏寄生电阻的主要部分，而后栅工艺的采用对硅化物的耐高温特性提出了高的要求。本研究提出了一种改进的后栅硅化物工艺，采用Ni/Ti/Si结构在整个源漏区域形成硅化物，避免了接触孔硅化物工艺，同时解决了NiSi高温下性能退化的问题。采用此方案可以增大源漏接触面积，减小势垒高度，从而减小源漏接触电阻，提升器件性能。
本研究分析了Ni/Ti/Si结构在不同温度退火下形成的硅化物的薄膜特性和方块电阻。低温退火下形成了NiSi2/Si(100)接触，且存在<111>切面;高温退火下接触面平整，硅化物未发生团聚。将Ni替换为Ni0.95Pt0.05，并且略微增大了Ti层厚度，也得到了类似的结果。由于薄Ti层很容易被氧化，在溅射Ti和Ni(Pt)的过程中保持腔体的高真空度是非常必要的。基于超浅结技术对硅化物耗硅量的要求，将Ni层厚度减小至2nm，经过高温退火仍然可以形成均匀的硅化物。将衬底换成(111)晶面，低温和高温退火形成的NiSi2/Si(111)接触面均很平整。Ni/Ti/Si结构经过低温退火后形成了NiSi/NiSi2/Si结构，在高温下NiSi完全转化为NiSi2。
分别采用J-V和C-V方法提取了NiSi2/Si接触的势垒高度。观察到随退火温度升高，形成的NiSi2/n-Si(100)接触的势垒高度逐渐减小，而界面态密度逐渐增大。由于此时界面带正电荷，即费米能级位于中性能级之下。当界面态密度增大时，费米能级更趋近于中性能级，所以造成势垒高度降低。减小了Ni层厚度后，势垒高度随退火温度的变化趋势与之前基本相同，但是变化的幅度有所减小。在不同温度退火下形成的NiSi2/p-Si(100)接触的势垒高度均保持在0.4～0.5eV的范围内。当退火温度较高时，NiSi2与n-Si(100)和p-Si(100)衬底的接触势垒高度均较小，其相加明显小于Si的禁带宽度，也反映出界面态的影响。NiSi2/p-Si(111)接触在不同温度退火下的势垒高度完全相同，验证了低温下NiSi2/Si接触的形成。