难熔金属和难熔金属硅化物
虽然通过采用铝合金和阻挡层金属技术，电迁徙和共晶合金的限制已被缓解，接触电阻的问题或许成为铝金属化的最终限制。金属系统的全面的效果由电阻率、长度、厚度和全部金属和晶圆互连的总的接触电阻所决定。在简单的铝系统中，有两个接触：硅/铝互连和铝互连/压焊线。在具有多层金属层、阻挡层、填塞、多晶硅栅和导体和其他的中间导电层的UISI电路中，连接的数目变得非常大。全部单个接触电阻加起来可能主导金属系统的导电性。
接触电阻受材料、衬底掺杂和接触孔尺寸的影响。接触孔尺寸越小、电阻越高。遗憾的是，ULSI芯片有更小的接触孔，并且大的门阵列芯片表面可能占接触面积的80％。这两项使接触电阻在VLSI金属系统性能中成为决定因素。铝硅接触电阻以及合金问题已导致开始为VLSI金属化研究其他金属。与铝相比，多晶硅有更低的接触电阻，并用在MOS电路中（参见下图）。
难熔金属和它们的硅化物提供了低的接触电阻。有意义的难熔金属是钛(Ti)、钨（w）、钽(Ta)和钼(Mo)。当它们在硅表面被合金时，形成它们的硅化物（WSi2、TaSi2、MoSi2和TiSi2)。在20世纪50年代第一次提出将难熔金属用于金属化，但是由于缺乏可靠的淀积方法，它们一直呆在原地随着LPCVD和溅射工艺的开发，情况才发生了改变。
所有的现代电路设计，尤其是MOS电路，使用难熔金属或它们的硅化物作为中间层（塞）、阻挡层或导电层。更低的电阻率和更低的接触电阻（参见下图）使它们作为导电膜更具吸引力，但是杂质和淀积均匀性问题使它们作为MOS栅电极的吸引力降低。对此问题的解决方法是多晶硅化物和硅化物栅结构，它是在硅栅上做一个硅化物的结合。这种结构的细节将在后面解释。
难熔金属最广泛的用途是在多层金属结构中的通孔填充。这个工艺被称为塞填充〔plug filling），填充的通孔被称为塞（参见下图）。或者用选择性钨淀积通过表面的孔到第一层金属，或者用CVD技术填充这种通孔图。在可用的难熔金属中，钨得到大量使用的是作为铝硅的阻挡层、MOS栅互连和做通孔塞。
铜金属化的吸引力之一是铜可以作为塞材料，产生一个使互连金属电阻最小化的单一金属系统。
铜
随着集成电路达到几百兆赫兹的速度，铝金属化遇到了性能的阻碍。信号必须以足够快的速度通过金属系统才能防止程序延误。同样，更大的芯片需要更长、更细的金属导线，这就使金属连线系统的电阻变得更大。随着接触孔数量增加，铝和硅表面之间的小接触电阻加起来变得非常重大。虽然铝提供了可以工作的电阻，它也很难淀积在具有（10：1）深宽比的通孔中。直到今天，人们已经使用了阻挡层金属方案、堆疊金属和难熔金属来降低铝金属系统的电阻。由于0．25微欧．cm(或更小）的器件的需要，人们不得不尝试着减少附加电阻，这使人们的兴趣重新转向了铜这种导体与铝3.1微欧.cm的电阻率相比，铜的电阻率仅有1.70微欧.cm，导电性比铝优良。同时，铜本身就具有抗电迁移的能力，而且能够在低温下进行淀积铜也能够作为塞材料使用。铜能够通过CVD、溅射、化学镀、电镀等方法进行淀积。除了缺乏学习曲线，其缺点包括刻蚀问题、铜还易刮伤、腐蚀，还需要隔离金属来防止铜进人硅片之中。尽管如此，IBM，还有紧随其后的Mot。rola，都在]998年就宣布了基于铜技术的器件制造的可行性。Novellus系统评估铜基电路工作将比铝基的快4倍，并实现成本降低20％-30％。
现在所有的电路正在采用铜金属化和低k介质技术开发。主要益处是提高性能和减少要求的金属层数。