[發(fā)明專利]一種AlN/HfO2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310630017.4
• 申請(qǐng)日: 2023-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN116646034A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余念念;葉鋒宇;汪禮勝;王嘉賦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C60/00
• 分類號(hào): G16C60/00;H01L29/792;H10B43/30;G16C20/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 李錫義

1.一種AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)AlN的界面結(jié)構(gòu)和HfO₂的界面結(jié)構(gòu)，建立AlN/HfO₂的第一界面模型；

對(duì)所述第一界面模型的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的第二界面模型；其中，每個(gè)第二界面模型對(duì)應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)中的氧含量不同；

對(duì)每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的能量值；根據(jù)所述能量值，計(jì)算得到每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的電子俘獲能和空穴俘獲能；

根據(jù)所述電子俘獲能和所述空穴俘獲能，確定具有高電子俘獲能的第三界面模型對(duì)應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)AlN的界面結(jié)構(gòu)和HfO₂的界面結(jié)構(gòu)，建立AlN/HfO₂的第一界面模型，包括：

將所述HfO₂的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，得到HfO₂的旋轉(zhuǎn)界面結(jié)構(gòu)；

根據(jù)贗氫對(duì)所述HfO₂的旋轉(zhuǎn)界面結(jié)構(gòu)與所述AlN的界面結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)上下端的懸掛鍵進(jìn)行鈍化，得到AlN/HfO₂的第一界面模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一界面模型的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的第二界面模型，包括：

設(shè)置第一性原理計(jì)算軟件VASP的運(yùn)行參數(shù)；

根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)所述第一性原理計(jì)算軟件VASP對(duì)所述第一界面模型的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行原子位置優(yōu)化，得到第二界面模型；

在所述第二界面模型中的所述AlN的界面結(jié)構(gòu)和所述HfO₂的界面結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定能量少于第一預(yù)設(shè)閾值的情況下，輸出所有得到的第二界面模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一界面模型的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的第二界面模型，還包括：

在所述第二界面模型中的所述AlN的界面結(jié)構(gòu)和所述HfO₂的界面結(jié)構(gòu)之間的所述穩(wěn)定能量不少于第一預(yù)設(shè)閾值的情況下，去掉第二預(yù)設(shè)閾值的所述第二界面模型的所述AlN的界面結(jié)構(gòu)和所述HfO₂的界面結(jié)構(gòu)之間連接的氧原子，得到第四界面模型；

將所述第一界面模型切換成所述第四界面模型，重新執(zhí)行“根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)所述第一性原理計(jì)算軟件VASP對(duì)所述第一界面模型的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行原子位置優(yōu)化，得到第二界面模型”的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述對(duì)每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的能量值，包括：

根據(jù)所述第一性原理計(jì)算軟件VASP分別對(duì)每個(gè)所述第二界面模型進(jìn)行非靜態(tài)自洽計(jì)算，并進(jìn)行劃分，得到每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)界面結(jié)構(gòu)的價(jià)帶頂位置和導(dǎo)帶底位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AlN/HfO₂界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述能量值，計(jì)算得到每個(gè)所述第二界面模型對(duì)應(yīng)的電子俘獲能和空穴俘獲能，包括：

根據(jù)所述第一性原理計(jì)算軟件VASP分別計(jì)算每個(gè)所述第二界面模型俘獲一個(gè)電子后的能量、獲一個(gè)空穴后的能量和不帶電時(shí)的能量；

根據(jù)電子俘獲能公式分別對(duì)每個(gè)所述第二界面模型的所述導(dǎo)帶底位置、所述俘獲一個(gè)電子后的能量和所述不帶電時(shí)的能量進(jìn)行計(jì)算，得到每個(gè)所述第二界面模型的電子俘獲能；

根據(jù)電子俘獲能公式分別對(duì)每個(gè)所述第二界面模型的所述價(jià)帶頂位置、所述俘獲一個(gè)空穴后的能量和所述不帶電時(shí)的能量進(jìn)行計(jì)算，得到每個(gè)所述第二界面模型的空穴俘獲能。