尽管高k
栅极电
介质在某些击穿
现象上的表现和以SiO2为基础的电介质一样出色，但是一些不利现象例如电荷捕捉（charge trapping）方面更容易在高k器件中出现。多晶硅/高k电介质界面上形成固定电荷密度时，通常会加速NBTI效应变差和导致阈值电压、平带电压（flatband）偏离现象。
目前的工作重点是高k电介质/多晶硅栅极和高k电介质/金属栅极结构的测试。此外，人们还在进行许多其它方面研究工作，试图解释击穿现象，找到与高k电介质相关的
迁移率降低和Fermi能级pinning现象的原因。
在最近的IEDM（IEEE International Electron Devices Meeting ）会议上，业界著名的科学家们详细讨论了高k栅极电介质在多晶硅和金属栅极器件中的可靠性特征问题。
例如，IBM公司的Zhibin Ren和同事认为散射机理是限制高k材料迁移率的主要原因。他们提出某些载流子迁移率降低现象是低能量光学声子（软声子）散射引起的，软声子散射与高k材料中的高度易极化键结构相关。尽管其它原因例如Coulomb散射也会降低迁移率，但是可以通过工艺优化来减小甚至消除
这些不利影响。声子散射才是迁移率降低的根本原因。IBM研究人员还发表了引人注目的理论和实验证据，结果显示由于软声子散射，HfO2/SiO(N)/Si沟道反转层的迁移率明显变小了。他们建议在降低迁移率和改善栅极漏电流这对矛盾中做出适当的取舍。
TI公司Ajit Shanware和同事、以及International SEMATECH的研究人员通过CD和脉冲ID-VG特性比较了HfSiON和HfO2栅极电介质的电荷捕捉能力。DC测试结果显示 HfO2薄膜有Vt偏离现象，HfSiON却没有观察到这一现象。恒压测试结果则显示HfO2的阈值电压偏离程度要比HfSiON大10倍。他们认为HfSiON具有更好的电稳定性是因为其陷阱数目要少得多，而且与HfO2相比其陷阱横截面结构也更小。此外，脉冲ID-VG测试结果显示使用HfO2/多晶硅栅极结构时，NFET迟滞现象比HfO2/TiN栅极结构更明显。HfO2/多晶硅器件的驱动电流损耗也比HfO2/TiN器件大。
Toshiba Corp.公司的Katsuyuki Sekine和同事比较了HfSiON栅极电介质
氮化反应所用的等离子氮化和热氮化技术，结果表明等离子氮化时，氮原子含量大于15%，而且等效SiO2厚度更薄、栅极漏电流更小、通道迁移率更高、热稳定性更好。该研究小组采用的是传统的CMOS工艺，掺杂杂质活化退火温度为100℃。他们在末端为氢键的硅衬底上采用MOCVD工艺沉积高k电介质Hf/(Hf+Si)=0.5。等离子氮化反应在Ar/N2中进行，热氮化反应则在NH3中进行，随后都在O2中进行退火处理。
研究人员证明热氮化反应更容易损害硅/高k电介质界面的质量，对迁移率降低和flatband电压偏离产生负面影响。热氮化反应还会增加界面层厚度，因为氮与HfSiO反应的同时还会与Si表面发生反应。
在另外一个工艺优化的例子中，Samsung的研究人员证明在沉积高k电介质HfAlON之前用臭氧预处理可以改善其NBTI效应和电性能。HfO2-Al2O3薄膜叠层结构采用300℃ ALD工艺。然后，他们采用了两种退火方式：1）通N2，950℃ RTA；2）原位进行NH3氮化、O2再次氧化和N2退火三步反应。臭氧预处理可以在ALD之前有效去除Si表面上的H、N和水等杂质，改善NBTI特性。然而，当多晶硅栅极中的Ar和P掺杂杂质渗入到高k薄膜中时，会不利于PBTI特性。用TaN 栅极替代多晶硅栅极时就不会有PBTI变差的问题。研究人员建议进一步优化栅极叠层结构，改善其可靠性。