本发明公开了一种金属氧化物介电层及其制备方法与应用。所述方法为:将含锆、铝、镁、铪和钇的无机金属盐溶于有机溶剂中得到前驱体溶液;将前驱体溶液旋涂于衬底上,进行预退火,然后进行热退火处理,得到高熵氧化物介电层薄膜。本发明利用五种常用介电材料元素(Al,Zr,Mg,Y,Hf)的协同作用和熵的主导作用来制备高熵金属氧化物薄膜,并通过增加小半径原子-Zr~(4+)的占比来填补薄膜空隙,从而达到降低粗糙度的目的,在增加熵值的同时保证薄膜的平整性,从而获得一个低粗糙度低功耗的介电层。