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工业闪存的存储原理是什么

2022年08月25日 | admin

要讲解工业闪存的存储原理,还是要从EPROMEEPROM说起。

 工业闪存的存储原理是什么

EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去,然后重新写入。

 

其基本单元电路,常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路,简称为FAMOS

 

它与MOS电路相似,是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区,通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在SiO2绝缘层中,与四周无直接电气联接。

 

这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0,浮空栅极带电后,就在其下面,源极和漏极之间感应出正的导电沟道,使MOS管导通,即表示存入0。若浮空栅极不带电,则不形成导电沟道,MOS管不导通,即存入1

 

EEPROM基本存储单元电路的工作原理与EPROM相似,它是在EPROM基本单元电路的浮空栅的上面再生成一个浮空栅,前者称为第一级浮空栅,后者称为第二级浮空栅。

 

可给第二级浮空栅引出一个电极,使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压,第一浮空栅极与漏极之间产生隧道效应,使电子注入第一浮空栅极,即编程写入。若使VG为负电压,强使第一级浮空栅极的电子散失,即擦除。擦除后可重新写入。

 

工业闪存的基本单元电路,与EEPROM类似,也是由双层浮空栅MOS管组成。但是第一层栅介质很薄,作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同,在第二级浮空栅加以正电压,使电子进入第一级浮空栅。读出方法与EPROM相同。

 

擦除方法是在源极加正电压利用第一级浮空栅与源极之间的隧道效应,把注入至浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除,因此各单元的源极联在一起,这样,快擦存储器不能按字节擦除,而是全片或分块擦除。

 

到后来,随着半导体技术的改进,闪存也实现了单晶体管(1T)的设计,主要就是在原有的晶体管上加入了浮动栅和选择栅,

 

在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是01取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0,无电子为1

 

工业闪存就如同其名字一样,写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归1”。

 

写入时只有数据为0时才进行写入,数据为1时则什么也不做。写入0时,向栅电极和漏极施加高电压,增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来,电子就会突破氧化膜绝缘体,进入浮动栅。

 

读取数据时,向栅电极施加一定的电压,电流大为1,电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态(数据为1)下,在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压,源极和漏极之间由于大量电子的移动,就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态(数据为0)下,沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后,很难对沟道产生影响。

 

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