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随着45nm和32nm技术节点的来临，传统的SiO2作为栅介质薄膜材料的厚度需缩小到1nm之下，材料的绝缘性、可靠性等受到了极大的挑战，已不能满足技术发展的要求。高k材料成为代替SiO2作为栅介质薄层材料的不错选择，但是大多数高k材料是离子金属氧化物，其基本物理和材料特性导致产生很多不可靠因素。从高k材料的基本物理和材料特性角度，回顾了高k材料代替SiO2用作纳米级MOS晶体管栅介质薄层时产生的主要不可靠因素及根本原因。