HfO2是一种性能良好的绝缘体,带隙宽,介电常数高,折射率大,热性质和化学性质稳定,在电子材料和光学材料领域中都有广泛的应用。在MOS型器件中,Hf02作为一种高介电常数材料,替代常规使用的Si02,以期最小化有效电容厚度(CET),满足集成度不断增大的需求。作为一种高折射率的透明材料,Hf02可以用来做增透膜或者高反膜,特别是在多层增透膜或者高反膜系统中,Hf02可以作为其中高折射率层。同时,HfO2的宽带隙特性使得其在抗激光损伤的光学防护膜方面大有作为。在本工作中,我们使用直流、直流脉冲、射频三种电源进行了HfO2薄膜的反应溅射制备,分别使用了Si、石英、K9玻璃三种衬底,调节了沉积过程中各种制备参数,并使用了衬底温度、偏压、磁场等各种辅助手段,探索了制备高质量HfO2薄膜的工艺条件。对得到的样品,进行了各种后处理,研究了后处理手段对样品性能的影响。通过XRD、SEM、AFM、SE、UV-Vis、XPS、PAS、C-V、I-V、激光损伤阈值等测量,我们发现：(1)溅射法制备的Hf02薄膜由单斜相纳米晶粒组成,晶粒尺寸在几十个纳米,(-111)晶向是稳定的择优生长方向,衬底加热有利于获得颗粒均匀的样品。样品表面比较粗糙,AFM显示样品表面的均方根粗糙度在2 nm以上,受实验条件影响较大。施加衬底偏压会使样品的表面变得更粗糙。(2)样品具有高的折射率,在1.8-2.1范围内,表明致密性比较好。恰当的衬底加热、施加合适的衬底磁场可以得到具有更高折射率的样品。脉冲电源制备的样品具有更高的折射率。样品的透光性很好,在波长大于220 nm范围内的透光率,都高于80%。样品的光学带隙比较大,可以达到5.6 eV以上。(3)XPS显示,利用溅射法制备的样品中杂质比较少；利用反应溅射法可以得到具有合适化学配比的薄膜。使用射频电源更有利于制备出满足化学配比的样品。(4)利用PAS对不同实验条件下制备样品中的缺陷进行研究发现,样品中的缺陷受实验条件影响：对于脉冲电源,比较低的O2/O2+Ar比例,比较高的气压和功率下制备的样品具有更低的缺陷；对于射频电源,比较的气压,比较高的O2/O2+Ar比例和功率下制备的样品具有更低的缺陷。合适的原子氧处理可以降低薄膜内部的缺陷,提高氧含量。(5)电学测量发现,样品中漏电流一般来自缺陷和晶界,受样品结构,如结晶度、成分等的影响。施加衬底偏压会使得样品的漏电流增大,薄膜质量变差。合适的退火后处理,会使漏电流减少,这得益于氧含量的增大,缺陷的减少。定时间的原子氧处理也会使样品中缺陷降低。(6)在1064 nm和6.8 ns激光作用下,最高激光损伤阈值7.3 J/cm2。射频电源制备的样品结果好于脉冲电源制备的样品。