栅绝缘膜是MOS三极管的心脏部位，若从MOS三极管工作原理上看，栅绝缘膜相当于水闸部分（参照《三极管的功能》章节）。通过该水闸的开或者闭控制从源到漏的电流。正因为如此，制造栅绝缘膜在半导体制造工艺中是需要严加注意的工序。

栅绝缘膜的课题是，随着器件的世代交替，必须不断对应其向薄膜化（按比例减薄）方向发展。按器件的比例定律（scalinglaw），如果三极管的图形（pattern）尺寸减小为1/k，则栅绝缘膜的厚度也减薄为1/k。

例如，在年出现的1kbitDRAM（Intel公司）中，采用的是10~12μm的栅长（L），此时的栅氧化膜厚度为?（nm）。当时看来现在的膜厚水平可望而不可即。而且今后会继续向薄膜化方向发展。现在的栅绝缘膜厚度已达几个纳米以下，故称其为极薄氧化膜或超薄氧化膜等。

栅氧化膜是由Si基板直接氧化获得的，方法如下图所示。

各种类型的硅圆片热氧化法及装置

栅极相当于CMOS器件的心脏部位，其Si-SiO2界面的稳定性对于器件的性能、可靠性乃至良率等有重大影响。如何实现Si-SiO2界面的稳定化，在MOS器件的开发历史上留下了浓墨重彩。

栅氧化膜是硅氧化膜。尽管其他种类的绝缘膜将来也有可能使用，但目前应用最多的是SiO2。下表给出栅氧化膜的发展经历。

栅氧化膜的发展经历

年还是4~5nm的SiO2膜，到年小于3nm，年小于1.5~2.0nm，今天更是达到0.5~0.6nm，甚至比自然氧化膜还要薄。这样薄的膜层当然用炉子热氧化难以奏效，需要采用沉积等方法。

有观点认为硅氧化膜的物理极限是5nm，但实际上早已突破了这一所谓的物理极限。

栅氧化膜易发生的问题及其对策

下图汇总了在栅绝缘膜（氧化膜）的超薄膜化的趋势中出现的问题及对策。