在2005年12月5-7日在华盛顿召开的IEDM会议上，IBM的研究人员就一项新发现做了报告：通过直接硅键合（DSB：direct-silicon-bonded）晶圆和固相外延（SPE）工艺形成混合晶向衬底。这种技术也称为杂合晶向技术，pFET晶体管在（110）晶向的硅衬底上的性能最佳， 而nFET晶体管则在（100）晶向硅衬底上的性能最佳（大部分硅衬底都是如此），混合晶向技术就是利用了这一点。对于pFET，空穴在（110）晶向衬底的迁移率是标准（100）晶向衬底的2.5倍。
过去，杂合晶向衬底主要依靠绝缘衬底上硅（SOI）技术，通过晶圆键合与选择性硅外延技术相结合制造出来。
然而，这种器件结构-体材料与SOI器件的混合体-面临工艺集成的挑战，同时也增加了电路设计的复杂程度。在IBM的这项工作中，没有采用SOI技术，而是采用标准的体材料硅技术。制造出来的65纳米pFET，其性能提升了35%，同时nFET的特性没有变差。
当采用这种技术建立一个环形振荡器的标准电路时，门延迟下降大约20%。IBM的研究人员说，这种新的方式与传统的体CMOS技术完全兼容，并且最小限度地引入额外工艺步骤和设计修正。
IBM在2003年提出了这种技术（也在IEDM报告过），采用薄层转移工艺，区块沟槽刻蚀，和外延再生长。首先，将氢注入到氧化的（110）硅衬底中（A型），或者氧化的（100）硅衬底（B型）。然后将这块晶圆反转键合到具有不同表面晶向的操作晶圆上。在标准的CMOS工艺中加入一步光刻工艺，将SOI和掩埋氧化层刻穿，从而使操作晶圆显露出来。接下来是形成边墙，通过打开的窗口利用快速退火化学气相淀积工艺选择性生长外延硅。由于外延的特性，硅外延层就和操作晶圆的晶向一致。
在近来的工作中，由于DSB技术的采用，去掉了不同晶向硅材料界面处的氧化层。界面氧化物来源于自然氧化层，它的厚度由键合的环境和键合前的清洗工艺决定。
利用SPE技术将nFET区域从（110）晶向转变为（100）晶向。将一定深度的nFET区域非晶化，穿过键合区域，然后利用SPE技术将（110）晶向衬底转化为（100）晶向。图1给出了经过选区SPE之后的DSB衬底的XTEM图。图2给出了混合晶向硅衬底上制造的pFET和nFET晶体管。
IBM的研究人员在会议组织者提供的预印论文中指出：SPE工艺能够使DSB晶圆的（110）晶向转化为（100）晶向，而且不会损失器件的性能。SPE工艺样品中的nFETs -（100）区域和DSB区域-与那些（100）晶向区域的nFETs具有相同的驱动电流：1000 mA/mm，在Ioff=40 nA/mm时，比（110）区域的高35%。Ioff=1 nA/mm 时，DSB区域SPE的pFETs对比于（100）晶向，驱动电流提高了35%。
