本发明涉及一种多值存储氧化铪基铁电薄膜及其存储方法、应用，铁电薄膜包括：至少两层氧化铪基铁电层，其中，所述至少两层氧化铪基铁电层层叠设置，所述至少两层氧化铪基铁电层具有不同的矫顽电场，且两层所述氧化铪基铁电层的矫顽电场差值大于或等于0.3MV/cm。本发明可以实现更多的存储状态，由于各层氧化铪基铁电层的矫顽电场存在差异，且每层氧化铪基铁电层的极化随着电场强度的增加而逐渐增加，不同层之间的极化由于矫顽电场的差异而阶梯式翻转，通过不同层铁电极化的阶梯式翻转和每层铁电极化的逐渐翻转可以实现更多的存储状态，而多层铁电薄膜的结构使得不同极化状态之间的差异更加明显，从而在可以实现高可靠性的多值存储。