【摘要】：基于密度泛函理論的第一性原理平面波超軟贗勢方法和VASP軟件對電荷俘獲存儲器過擦現(xiàn)象進(jìn)行了分析研究.通過形成能的計算,確定了含有氮空位缺陷的Si3N4和含有間隙氧缺陷的Hf O2作為研究的對象;俘獲能的計算結(jié)果表明兩種體系對電子的俘獲能力比對空穴的大,因而對兩體系擦寫載流子確定為電子.分別計算了Hf O2和Si3N4擦寫前后的能量、擦寫前后電荷分布變化、吸附能和態(tài)密度,以說明過擦的微觀機(jī)理.對能量和擦寫電荷變化的研究,表明Si3N4相比于Hf O2,其可靠性較差,且Si3N4作為俘獲層,在一個擦寫周期后,晶胞中電子出現(xiàn)減少現(xiàn)象;界面吸附能的研究表明,Si3N4相比于Hf O2在缺陷處更容易與氧進(jìn)行電子交換;最后,通過對態(tài)密度的分析表明Si3N4和Hf O2在對應(yīng)的缺陷中均有缺陷能級俘獲電子,前者為淺能級俘獲,后者為深能級俘獲.綜上分析表明,Si3N4在氮空位的作用下,缺陷附近原子對電子的局域作用變?nèi)?使得Si3N4作為俘獲層時,材料本身的電子被擦出,使得擦操作時的平帶偏移電壓增大,導(dǎo)致存儲器發(fā)生過擦.本文的研究結(jié)果揭示了過擦的本質(zhì),對提高電荷俘獲存儲器的可靠性以及存儲特性有著重要的指導(dǎo)意義.

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本文編號：2555190