摘要：本文研究HfO2掺入Al替位Hf杂质和氧空位共同掺杂对电荷俘获型存储器存储特性的影响.HfO2作为高介电常数材料由于具有缩小器件尺寸、提高器件性能等优势,被广泛用于CTM的俘获层.采用MS和VASP研究了HfO2俘获层中掺入Al对氧空位形成能的影响.同时计算了两种缺陷在不同距离下的相互作用能.计算结果表明在HfO2中掺入Al使得氧空位的形成能降低,并且三配位氧空位的形成能比四配位氧空位的形成能降低的更多.通过研究Al和三配位氧空位两种缺陷间不同距离的三种情况,计算结果表明当缺陷间距为2.107？时,体系的电荷俘获能最大;量子态数最多;布居数最小、Al—O键最长.通过研究三种体系写入空穴后键长的变化,得出当缺陷间距为2.107？时,写入空穴后体系的Al—O键长变化最小.以上研究结果表明,掺入Al后可以有效提高电荷俘获型存储器的数据保持能力.因而本文的研究为改善电荷俘获型存储器数据保持特性提供一定的理论指导.

关键词：第一性原理 al替位掺杂 氧空位 hfo2 

单位：安徽大学电子信息工程学院 安徽省集成电路设计重点实验室 合肥230601 合肥师范学院电子信息工程学院 合肥230601