从1996年开始，电子工业取代汽车工业成为全球最重要的支柱产业。电子工业的蓬勃发展带动了对半导体存储器的大量需求。基于浮栅结构的Flash非挥发性存储器凭借其存储密度大、成本低、功耗功小、与CMOS工艺兼容等优点获得了极大的发展和应用。但是随着半导体工艺尺寸的不断减小，Flash存储器的发展遇到了挑战，这个挑战突出地表现为Flash存储器尺寸的小型化与数据存储稳定性之间的矛盾。因此，对下一代非挥发性存储器的研究就十分必要了。阻变存储器(RRAM)，相变存储器(PRAM)，铁电存储器(FRAM)和电荷俘获型存储器(CTM)被视为下一代非挥发性存储器的解决方案。由于CTM完美地解决了器件尺寸小型化与数据存储稳定性之间矛盾，并且可以进行多值存储，因而对CTM的研究获得了越来越多的关注。　　CTM主要是利用俘获层中的陷阱来俘获电荷，进而实现数据信息的存储，目前广泛应用的俘获层材料是氮化硅(Si3N4)。Si3N4中本征缺陷对电荷的俘获性质获得了广泛的研究。在制备Si3N4俘获层的过程中，受到半导体工艺的影响会引入一些杂质，其中氢(H)和氧(O)杂质最为典型，因此有必要对H和O这两种常见杂质在Si3N4俘获层中的电荷俘获性质进行深入的研究。本文基于密度泛函理论(DFT)，采用第一性原理方法，运用VASP模拟软件，研究了H对Si3N4中本征缺陷电荷俘获性质的影响以及O缺陷的电荷俘获性质，为优化设计Si3N4俘获层，提高CTM宏观性能提供了理论指导。本文共分为五章，每章的内容概述如下:　　在第一章绪论中介绍了非挥发性存储器的发展历史以及现在的主要研究热点，尤其对CTM的研究现状做了详细的介绍，同时阐明了本文的研究意义。　　第二章首先说明了CTM的基本结构和电荷存储机理;然后介绍了本文所研究的俘获层材料，即Si3N4，包括晶格结构和其中主要的电荷陷阱;最后介绍了本文所采用的第一性原理方法以及VASP软件。　　在第三章中研究了H对Si3N4中本征缺陷电荷俘获性质的影响，包括保持特性和耐擦写性两个方面。俘获层中H杂质会钝化Si3N4本征缺陷的悬挂键，这个过程称为氢化，进而影响本征缺陷的电荷俘获性质。通过对比本征缺陷氢化前后的保持特性和耐擦写性，发现氢化行为对不同类型本征缺陷保持特性和耐擦写性的影响体现出差异性。　　在第四章中研究了O杂质的电荷俘获性质。首先通过相互作用能来研究O杂质缺陷在Si3N4中的存在形式，发现O缺陷主要以团簇的方式出现在三个不同的位置;然后从保持特性和耐擦写性两个方面讨论了上述三个位置上O团簇的电荷俘获性质，发现O团簇对空穴具有更好的俘获性质。　　第五章对全文进行了总结，并且展望了未来的研究方向。