搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

缺陷对电荷俘获存储器写速度影响

汪家余 赵远洋 徐建彬 代月花

缺陷对电荷俘获存储器写速度影响

汪家余, 赵远洋, 徐建彬, 代月花
PDF
导出引用
导出核心图
  • 基于密度泛理论的第一性原理以及VASP软件,研究了电荷俘获存储器(CTM)中俘获层HfO2在不同缺陷下(3价氧空位(VO3)、4价氧空位(VO4)、铪空位(VHf)以及间隙掺杂氧原子(IO))对写速度的影响. 对比计算了HfO2在不同缺陷下对电荷的俘获能、能带偏移值以及电荷俘获密度. 计算结果表明:VO3,VO4与VHf为单性俘获,IO则是双性俘获,HfO2在VHf时俘获能最大,最有利于俘获电荷;VHf时能带偏移最小,电荷隧穿进入俘获层最容易,即隧穿时间最短;同时对电荷俘获密度进行对比,表明VHf对电荷的俘获密度最大,即电荷被俘获的概率最大. 通过对CTM 的写操作分析以及计算结果可知,CTM俘获层m-HfO2在VHf时的写速度比其他缺陷时的写速度快. 本文的研究将为提高CTM操作速度提供理论指导.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61376106)资助的课题.
    [1]

    Jin L, Zhang M H, Huo Z L, Yu Z A, Jiang D D, Wang Y, Bai J, Chen J N, Liu M 2012 Sci. China Tech. Sci. 55 888

    [2]

    Sabina S, Francesco D, Alessio L, Gabriele C, Olivier S 2012 Appl. Phys. Exp. 5 021102

    [3]

    Fu J, Singh N, Yang B, Zhu C X, Lo G Q, Kwong D L 2008 IEEE Electron Dev. Lett. 29 518

    [4]

    Zeng Y J, Dai Y H, Chen J N 2012 Materials and Structures 49 382 (in Chinese) [曾叶娟, 代月花, 陈军宁 2012 材料与结构 49 382]

    [5]

    Wang Y Q, Gao D Y, Hwang W S, Shen C, Zhang G, Samudra G, Y. Yeo C, Yoo W J 2006 Electron Devices Meeting, 2006. IEDM'06. International San Francisco, Dec. 11-13 2006 p1

    [6]

    Tsai P H, Chang-Liao K S, Liu C Y, Wang T K, Tzeng P J, Lin C H, Lee L S, Tsai M J 2008 IEEE Electron Dev. Lett. 29 265

    [7]

    Paul A, Sridhar Ch, Gedam S, Mahapatra S 2006 Electron Devices Meeting, 2006. IEDM'06. International San Francisco, Dec. 11-13 2006 393

    [8]

    Maikap S, Lee H Y, Wang T Y, Tzeng P-J, Wang C C, L S Lee, K C Liu, Yang J-R , Tsai M-J 2007 Semiconductor Science and Technology 22 884

    [9]

    Zhao Z Y, Liu Q J, Zhang J, Zhu Z Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 6592 (in Chinese) [赵宗彦, 柳清菊, 张瑾, 朱忠其 2007 物理学报 56 6592]

    [10]

    Sun B, Liu S J, Zhu W J 2006 Acta Phys. Sin. 55 6589 (in Chinese) [孙博, 刘绍军, 祝文军 2006 物理学报 55 6589]

    [11]

    Ma X G, Tang C Q, Huang J Q, Hu L F, Xue X, Zhou W B 2006 Acta Phys. Sin. 55 4208 (in Chinese) [马新国, 唐超群, 黄金球, 胡连峰, 薛霞, 周文斌 2006 物理学报 55 4208]

    [12]

    Gong C W, Wang Y N, Yang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2877 (in Chinese) [宫长伟, 王轶农, 杨大智 2006 物理学报 55 2877]

    [13]

    Xu L F, Gu C Z, Yu Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 2710 (in Chinese) [徐力方, 顾长志, 于洋 2004 物理学报 53 2710]

    [14]

    Zhang W, Hou Z F 2012 Phys. Status Solid B 250 352

    [15]

    Foster A S, Gejo F L, Shluger A L, Nieminen R M 2002 Phys. Rev. B 65 174117

    [16]

    Cho D Y, Lee J M, Oh S J, Jang H, Kim J Y, Park J H, Tanaka A 2007 Phys. Rev. B 76 165411

    [17]

    Li D J, Liu M, Long S B, Wang Q, Zhang M H, Liu J, Yang S Q, Wang Y, Yang X N, Chen J N, Dai Y H 2009 Nanoelectronic Device & Technology 46 518 (in Chinese) [李德君, 刘明, 龙世兵, 王琴, 张满红, 刘璟, 杨仕谦, 王永, 杨潇楠, 陈军宁, 代月花 2009 纳米器件与技术 46 518]

    [18]

    Spiga S, Congedo G, Russo U, Spiga S, Congedo G, Russo U, Lamperti A, Salicio O, Driussi F, Vianello E 2010 Solid-State Device Research Conference, European Sevilla Sept. 14-16 2010 p408

    [19]

    Park J, Cho M, Kim S K, Park T J, Lee S W, Hong S H, Hwang C S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 112907

    [20]

    Song Y C, Liu X Y, Du G, Kang J F, Han R Q 2008 Chin. Phys. B 17 2678

    [21]

    Zhou M X, Zhao Q, Zhang W, Liu Q, Dai Y H 2012 Journal of Semiconductors 33 072002

    [22]

    Gritsenko V A, Nekrashevich S S, Vasilev V V, Shaposhnikov A V 2009 Microelectronic Engineering 78 1866

    [23]

    Lee C K, Cho E, Lee H S, Hwang C S, Han S 2008 Phys. Rev. B 86 012102

    [24]

    Zheng J X, Ceder, Maxisch T, Chim W K, Choi W K 2009 Phys. Rev. B 75 104112

  • [1]

    Jin L, Zhang M H, Huo Z L, Yu Z A, Jiang D D, Wang Y, Bai J, Chen J N, Liu M 2012 Sci. China Tech. Sci. 55 888

    [2]

    Sabina S, Francesco D, Alessio L, Gabriele C, Olivier S 2012 Appl. Phys. Exp. 5 021102

    [3]

    Fu J, Singh N, Yang B, Zhu C X, Lo G Q, Kwong D L 2008 IEEE Electron Dev. Lett. 29 518

    [4]

    Zeng Y J, Dai Y H, Chen J N 2012 Materials and Structures 49 382 (in Chinese) [曾叶娟, 代月花, 陈军宁 2012 材料与结构 49 382]

    [5]

    Wang Y Q, Gao D Y, Hwang W S, Shen C, Zhang G, Samudra G, Y. Yeo C, Yoo W J 2006 Electron Devices Meeting, 2006. IEDM'06. International San Francisco, Dec. 11-13 2006 p1

    [6]

    Tsai P H, Chang-Liao K S, Liu C Y, Wang T K, Tzeng P J, Lin C H, Lee L S, Tsai M J 2008 IEEE Electron Dev. Lett. 29 265

    [7]

    Paul A, Sridhar Ch, Gedam S, Mahapatra S 2006 Electron Devices Meeting, 2006. IEDM'06. International San Francisco, Dec. 11-13 2006 393

    [8]

    Maikap S, Lee H Y, Wang T Y, Tzeng P-J, Wang C C, L S Lee, K C Liu, Yang J-R , Tsai M-J 2007 Semiconductor Science and Technology 22 884

    [9]

    Zhao Z Y, Liu Q J, Zhang J, Zhu Z Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 6592 (in Chinese) [赵宗彦, 柳清菊, 张瑾, 朱忠其 2007 物理学报 56 6592]

    [10]

    Sun B, Liu S J, Zhu W J 2006 Acta Phys. Sin. 55 6589 (in Chinese) [孙博, 刘绍军, 祝文军 2006 物理学报 55 6589]

    [11]

    Ma X G, Tang C Q, Huang J Q, Hu L F, Xue X, Zhou W B 2006 Acta Phys. Sin. 55 4208 (in Chinese) [马新国, 唐超群, 黄金球, 胡连峰, 薛霞, 周文斌 2006 物理学报 55 4208]

    [12]

    Gong C W, Wang Y N, Yang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2877 (in Chinese) [宫长伟, 王轶农, 杨大智 2006 物理学报 55 2877]

    [13]

    Xu L F, Gu C Z, Yu Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 2710 (in Chinese) [徐力方, 顾长志, 于洋 2004 物理学报 53 2710]

    [14]

    Zhang W, Hou Z F 2012 Phys. Status Solid B 250 352

    [15]

    Foster A S, Gejo F L, Shluger A L, Nieminen R M 2002 Phys. Rev. B 65 174117

    [16]

    Cho D Y, Lee J M, Oh S J, Jang H, Kim J Y, Park J H, Tanaka A 2007 Phys. Rev. B 76 165411

    [17]

    Li D J, Liu M, Long S B, Wang Q, Zhang M H, Liu J, Yang S Q, Wang Y, Yang X N, Chen J N, Dai Y H 2009 Nanoelectronic Device & Technology 46 518 (in Chinese) [李德君, 刘明, 龙世兵, 王琴, 张满红, 刘璟, 杨仕谦, 王永, 杨潇楠, 陈军宁, 代月花 2009 纳米器件与技术 46 518]

    [18]

    Spiga S, Congedo G, Russo U, Spiga S, Congedo G, Russo U, Lamperti A, Salicio O, Driussi F, Vianello E 2010 Solid-State Device Research Conference, European Sevilla Sept. 14-16 2010 p408

    [19]

    Park J, Cho M, Kim S K, Park T J, Lee S W, Hong S H, Hwang C S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 112907

    [20]

    Song Y C, Liu X Y, Du G, Kang J F, Han R Q 2008 Chin. Phys. B 17 2678

    [21]

    Zhou M X, Zhao Q, Zhang W, Liu Q, Dai Y H 2012 Journal of Semiconductors 33 072002

    [22]

    Gritsenko V A, Nekrashevich S S, Vasilev V V, Shaposhnikov A V 2009 Microelectronic Engineering 78 1866

    [23]

    Lee C K, Cho E, Lee H S, Hwang C S, Han S 2008 Phys. Rev. B 86 012102

    [24]

    Zheng J X, Ceder, Maxisch T, Chim W K, Choi W K 2009 Phys. Rev. B 75 104112

  • [1] 蒋先伟, 代广珍, 鲁世斌, 汪家余, 代月花, 陈军宁. Al掺杂对HfO2俘获层可靠性影响第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(9): 091301. doi: 10.7498/aps.64.091301
    [2] 代广珍, 代月花, 徐太龙, 汪家余, 赵远洋, 陈军宁, 刘琦. HfO2中影响电荷俘获型存储器的氧空位特性第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(12): 123101. doi: 10.7498/aps.63.123101
    [3] 蒋先伟, 鲁世斌, 代广珍, 汪家余, 金波, 陈军宁. 电荷俘获存储器数据保持特性第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(21): 213102. doi: 10.7498/aps.64.213102
    [4] 李宇波, 王骁, 戴庭舸, 袁广中, 杨杭生. 第一性原理计算研究立方氮化硼空位的电学和光学特性. 物理学报, 2013, 62(7): 074201. doi: 10.7498/aps.62.074201
    [5] 侯清玉, 李勇, 赵春旺. Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(6): 067202. doi: 10.7498/aps.66.067202
    [6] 盛喆, 戴显英, 苗东铭, 吴淑静, 赵天龙, 郝跃. 各Li吸附组分下硅烯氢存储性能的第一性原理研究. 物理学报, 2018, 67(10): 107103. doi: 10.7498/aps.67.20172720
    [7] 侯清玉, 张 跃, 张 涛. 高氧空位简并锐钛矿TiO2半导体电子寿命的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(5): 3155-3159. doi: 10.7498/aps.57.3155
    [8] 何旭, 何林, 唐明杰, 徐明. 第一性原理研究空位点缺陷对高压下LiF的电子结构和光学性质的影响. 物理学报, 2011, 60(2): 026102. doi: 10.7498/aps.60.026102
    [9] 王超营, 王振清, 孟庆元. 空位的第一性原理及经验势函数的对比研究. 物理学报, 2010, 59(5): 3370-3376. doi: 10.7498/aps.59.3370
    [10] 代月花, 潘志勇, 陈真, 王菲菲, 李宁, 金波, 李晓风. 基于HfO2的阻变存储器中Ag导电细丝方向和浓度的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(7): 073101. doi: 10.7498/aps.65.073101
    [11] 代月花, 金波, 汪家余, 陈真, 李宁, 蒋先伟, 卢文娟, 李晓风. 改善Si3N4俘获层过擦现象的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(13): 133102. doi: 10.7498/aps.64.133102
    [12] 侯清玉, 张 跃, 张 涛. 高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1862-1866. doi: 10.7498/aps.57.1862
    [13] 侯清玉, 乌云格日乐, 赵春旺. 高氧空位浓度对金红石TiO2导电性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167201. doi: 10.7498/aps.62.167201
    [14] 汪家余, 代月花, 赵远洋, 徐建彬, 杨菲, 代广珍, 杨金. 电荷俘获存储器的过擦现象. 物理学报, 2014, 63(20): 203101. doi: 10.7498/aps.63.203101
    [15] 刘常升, 李永华, 朱建新, 郑伟涛, 王煜明, 孟繁玲. NiTi合金的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7204-7209. doi: 10.7498/aps.57.7204
    [16] 令狐佳珺, 梁工英. In掺杂ZnTe发光性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(10): 103102. doi: 10.7498/aps.62.103102
    [17] 高云亮, 朱芫江, 李进平. Al辐照损伤初期的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 057104. doi: 10.7498/aps.66.057104
    [18] 潘志军, 张澜庭, 吴建生. CoSi电子结构第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(1): 328-332. doi: 10.7498/aps.54.328
    [19] 姚红英, 顾 晓, 季 敏, 张笛儿, 龚新高. SiO2-羟基表面上金属原子的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(11): 6042-6046. doi: 10.7498/aps.55.6042
    [20] 彭丽萍, 尹建武, 徐 凌. N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1585-1589. doi: 10.7498/aps.56.1585
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  813
  • PDF下载量:  537
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-12
  • 修回日期:  2013-11-21
  • 刊出日期:  2014-03-05

缺陷对电荷俘获存储器写速度影响

  • 1. 安徽大学电子信息工程学院, 合肥 230039
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61376106)资助的课题.

摘要: 基于密度泛理论的第一性原理以及VASP软件,研究了电荷俘获存储器(CTM)中俘获层HfO2在不同缺陷下(3价氧空位(VO3)、4价氧空位(VO4)、铪空位(VHf)以及间隙掺杂氧原子(IO))对写速度的影响. 对比计算了HfO2在不同缺陷下对电荷的俘获能、能带偏移值以及电荷俘获密度. 计算结果表明:VO3,VO4与VHf为单性俘获,IO则是双性俘获,HfO2在VHf时俘获能最大,最有利于俘获电荷;VHf时能带偏移最小,电荷隧穿进入俘获层最容易,即隧穿时间最短;同时对电荷俘获密度进行对比,表明VHf对电荷的俘获密度最大,即电荷被俘获的概率最大. 通过对CTM 的写操作分析以及计算结果可知,CTM俘获层m-HfO2在VHf时的写速度比其他缺陷时的写速度快. 本文的研究将为提高CTM操作速度提供理论指导.

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回