伴随CMOS技术的不断发展,其漏电流的增大问题愈发严重。为了有效解决这一问题,就必须摒弃过去的Poly Si/SiON/Si栅结构,选用新的栅介质材料和栅极材料,否则这将严重限制MOS晶体管尺寸的微缩和可靠性的提高。具有高介电常数的HfO₂薄膜是新型栅介质材料的代表,TiN薄膜是新型栅电极材料的理想选择。本论文采用中频反应磁控溅射的方法制备HfO₂薄膜,主要研究了溅射时间、衬底温度和衬底负偏压对HfO₂薄膜相结构、厚度和电学性能的影响规律;采用射频-中频反应磁控溅射的方法制备钇掺杂二氧化铪（Y:HfO₂）薄膜,主要研究了相同Y靶功率下溅射时间对Y:HfO₂薄膜相结构、厚度和电学性能的影响规律,以及Y元素的掺杂对二氧化铪薄膜电学性能和表面粗糙度的影响;采用射频反应磁控溅射的方法制备TiN薄膜,主要研究了溅射功率、衬底负偏压和衬底温度对TiN薄膜相结构、厚度和电阻率的影响规律。实验表征手段主要有:使用小角度掠入射X射线衍射（GIXRD）测量薄膜的晶体结构;使用四探针测试仪测量薄膜的电阻率;使用X射线反射率（XRR）测试仪和台阶仪测量薄膜的厚度;使用X射线光电子能谱（XPS）研究薄膜的元素组成、含量和化合类型;使用原子力显微镜（AFM）测量薄膜的表面粗糙度;使用铁电测试仪测量二氧化铪薄膜的极化曲线（P-E）和漏电流密度-电场曲线（J-E）。实验结果表明,在衬底负偏压绝对值较大的环境下制备的HfO₂薄膜和TiN薄膜的性能优异,膜层致密,表面粗糙度较小。使用射频反应磁控溅射的方法制备的TiN薄膜的最佳工艺参数为溅射功率200W、靶基距93mm、衬底温度350^?C、溅射时间30min以及衬底偏压-200V,此时TiN薄膜的厚度为106nm,电阻率为27.3μΩ·cm,薄膜表面呈纯金黄色。使用中频反应磁控溅射法制备的HfO₂薄膜的晶体结构主要为单斜相,其P-E曲线近似呈现为一条直线,表明该薄膜具有介电性。衬底负偏压的引入降低了HfO₂薄膜的厚度和漏电流密度,随衬底负偏压绝对值的增大,HfO₂薄膜的厚度从25nm减小至9nm,在场强为1MV/cm下HfO₂薄膜电容器的漏电流密度从1.3×10^-4A?cm^-2减小至5.4×10^-7A?cm^-2。用射频-中频反应磁控溅射的方法制备的不同溅射时间的Y:HfO₂薄膜较HfO₂薄膜的相对介电常数有所升高,随溅射时间的延长,在场强为1MV/cm下Y:HfO₂薄膜电容器的漏电流密度呈逐渐下降的趋势。