高密度、高集成度电子产品要求进一步减小电容器尺寸,提高电容器比电容及电学性能,因此,发展新型薄膜电容成为当下电容器集成技术的研究热点。然而电介质薄膜在厚度减小后,介电常数降低,并且容易出现孔洞,薄膜漏电流增大,各项性能指标恶化,因此单层薄膜电容器已不能满足上述应用需要,利用多层异质薄膜及其增强效应是一个可行的方案。本论文选择铁电、介电性能优异的PZT、BTO薄膜作为研究对象,通过周期结构和电极体系设计,改善薄膜的结构和性能。主要开展了以下三个方面的研究:通过溶胶凝胶法在Pt/Ti/Si O2/Si上制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/Ba Ti O3（PZT/BTO）多层异质薄膜,研究了不同厚度比对异质结构性能的影响层。研究发现,多层异质铁电薄膜相较于同等厚度度的PZT或BTO,有更高的结晶度和成膜质量。当PZT:BTO=1:1时,整体的介电性能明显增强:在100 k Hz下,εr=490,接近同等厚度BTO薄膜的两倍,损耗角正切值tanδ=0.14。基于热力学模型对PZT/BTO进行了模拟分析,在厚度比x接近0.5时,由于层间极化失配产生的内电场,在界面处影响了整体极化,异质薄膜在此临界分数下表现出远高于PZT和BTO的介电性能。其次,本文研究了不同薄膜周期厚度对PZT/BTO异质薄膜性能的影响。在总厚度相同的情况下,随着周期厚度的减薄,薄膜层数的增加,PZT/BTO异质薄膜的粗糙度累积问题得以改善,薄膜的漏电流和损耗也得以降低。此外,根据Maxwell-Wagner效应,随着周期厚度减小,更多的空间电荷极化产生的界面电容提高了整体的极化水平,使得介电常数逐渐增大,在100 k Hz下,周期厚度为55 nm的异质薄膜,其介电常数εr=579,损耗角正切值tanδ=0.082,介电性能显著提升。此外,本文通过对PZT/BTO的电极体系设计,发现以BPO作为底部电极,能有效改善铁电薄膜的成膜质量和疲劳特性。随着BPO薄膜厚度的增加,PZT/BTO薄膜的应力状态发生改变,更多的c畴向a畴转化,导致铁电和疲劳特性的下降,在BPO厚度为160 nm时,有最高的剩余极化强度和较低的矫顽场,在10~8极化反转后,剩余极化强度仍为初始状态的94.5%,表现出最优的抗疲劳特性。