铁电存储器以其高速、低功耗和高可靠性等特点成为新一代非易失性存储器的有力竞争者。然而,由于目前使用的PZT等传统铁电材料具有与标准CMOS工艺兼容性差、难以小型化等缺点,这在很大程度上限制了铁电存储器的发展。近十几年来研究发现,二氧化铪（HfO2）薄膜除了本身结构简单、成分易控、化学性质稳定且具有较优秀的Si基CMOS集成工艺技术兼容性外,还可通过元素掺杂、控制制备工艺等获得较高的的剩余极化强度和矫顽电场,是一种新型铁电材料。HfO2基铁电薄膜优异的性能使其可应用于新一代高密度、低功耗铁电存储器,在信息存储等领域具有广阔的应用前景。本论文使用纯水基溶胶-凝胶法制得HfO2溶胶前驱体,以旋涂镀膜的方式在p-Si（100）基片沉积了镁/锶掺杂二氧化铪（Mg/Sr:HfO2）薄膜,最后在薄膜上溅射钨（W）电极,形成W-Mg/Sr:HfO2-Si（MIS）结构电容器,研究了Mg/Sr掺杂浓度、薄膜厚度对于薄膜结构与性能的影响。使用X射线光电子能谱（XPS）测试分析薄膜成分;使用原子力显微镜（AFM）分析表面粗糙度;使用掠入射X射线衍射（GIXRD）测试分析薄膜的相结构;使用X射线反射率（XRR）测试拟合得薄膜的厚度、密度和粗糙度;使用Radiant铁电测试仪测试了电学性能。本实验成功制备具有明显铁电性的Mg:HfO2和Sr:HfO2薄膜,同时使用直流磁控溅射法成功沉积可用作电极的钨薄膜。随着Mg/Sr掺杂浓度的增加,室温下薄膜中稳定的晶粒会经历单斜相-正交相-立方相的相变过程,适当的掺杂浓度可完全抑制薄膜中单斜相的形成。Mg掺杂浓度在0.4～3.7 mol%范围内时可使薄膜获得铁电性,在掺杂浓度为2.3 mol%时其铁电性能较优异;Sr掺杂浓度在2.0～3.6 mol%范围内时可获得铁电性,其铁电性在Sr掺杂浓度为3.6 mol%时较优异。经过10~7次的双极循环电场加载后,两种元素掺杂的薄膜均能保持一定的性能,有较好的抗疲劳性能。在掺杂浓度一定时,薄膜中晶体结构与膜厚有关。在较低的掺杂浓度下,较小的膜厚有利于正交/立方相在室温下的稳定,抑制单斜相的形成;在较高的掺杂浓度下,较大的膜厚也可以使薄膜中正交/立方相晶粒在室温下全部稳定。测试结果表明膜厚为13.5 nm～57.4nm的2.3 mol%Mg:HfO2薄膜以及膜厚为13.0 nm～58.0 nm的3.6 mol%Sr:HfO2薄膜均具有铁电性,且矫顽电场强度与薄膜厚度关系符合Janovec-Kay-Dunn（JKD）定律。