为了有效地抑制短沟道效应，并保持良好的亚阈值斜率，栅氧化层厚度要和沟道长度以同样的比例下降。对于0.1μm尺度的CMOS器件，栅氧化层厚度需达到3nm左右。对于超薄氧化层而言，最大的问题是会发生量子隧道穿通效应。栅氧化层的隧穿电流将随氧化层厚度的减少量指数增长，栅偏压1.5V时，氧化层厚度若从3.6nm降到1.5nm，栅电流密度大约会增长10个数量级。