电子信息行业发展日新月异,对电子器件的要求也在不断提高,特别是器件小型化和高敏度。传统的栅氧化物在器件发展过程中,不断暴露出种种缺陷,这就使得人们对这一系列问题更加重视。HfO₂是目前最有望成为下一代栅氧化物的材料之一,具有以下特点,如:介电常数高,相同条件下其漏电流相对较小;与衬底的匹配性好,保证器件的接触良好等。本文以HfO₂和SrTiO₃作为主要的研究对象,采用脉冲激光沉积技术制备薄膜,AFM和源表测试薄膜的表面结构和导电性能,同时采用经Ar⁺轰击的SrTiO₃表面导电层作衬底材料,研究HfO₂薄膜稳定SrTiO₃表面导电层的性能,探索HfO₂薄膜作为栅氧化物的顶栅场效应性能,并重点分析其漏电机制。主要内容如下:1、采用Ar⁺轰击单晶SrTiO₃制备表面导电层,表面导电层具有金属性质,随着温度的升高电阻增大,进一步分析SrTiO₃表面导电层的导电性质,包括施主掺杂浓度Nd,ρ-T,μ-T和n-T。2、研究SrTiO₃表面导电层在空气中的稳定性,随着时间增加,表面导电层电阻呈线性增大,4天后的电阻值接近初始电阻的3倍,具有不稳定性。为了解决这一稳定性问题,本文通过传输长度方法（TLM）测试金属与表面导电层的接触电阻Rc和表面导电层本身的电阻Rs的变化情况,进一步分析SrTiO₃表面导电层电阻的变化情况,结果表明,接触电阻Rc和表面导电层本身的电阻Rs均变化,其中表面导电层本身的电阻Rs的变化占主导作用。3、脉冲激光沉积技术沉积一系列HfO₂薄膜,AFM分析薄膜表面结构和厚度。研究HfO₂薄膜稳定SrTiO₃表面导电层的性能。实验结果表明,经HfO₂薄膜稳定后,SrTiO₃表面导电层稳定性提高,且不同的HfO₂薄膜稳定效果不同。4、研究了金属/HfO₂/SrTiO₃的场效应性能,并重点分析金属/HfO₂/SrTi O₃的变温条件I-V特性,并深入分析了非晶HfO₂栅介质膜薄的漏电机制,结果表明,在低压段（<0.18 V）为欧姆导电;在高压段（>0.5 V）为P-F漏电机制,且HfO₂栅介质势垒高度为Φ=0.48 eV。