Основные режимы работы ячейки флэш-памяти

Программирование ячеек. Программированием называют процесс введения электронов в область плавающего затвора. Для этого на электроды ячейки-транзистора подают соответствующие напряжения (рис. 8.8,а). При программировании флэш-памяти используют два способа:

• способ инжекции горячих электронов (Channel Hot Electrons Injection), при котором на сток и управляющий затвор относительно истока подается высокое напряжение, причем на управляющем затворе напряжение приблизительно в два раза превышает напря;

Рис. 8.8. Режимы программирования (а) и стирания (б).

жение на стоке. Между истоком и стоком образуется канал. Электроны, обладающие энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера, создаваемого тонкой пленкой диэлектрика, инжектируются из канала на плавающий затвор. Такие электроны называют горячими электронами;

• способ туннелирования электронов (Channel Tunneling). Суть туннельного эффекта состоит в том, что электрон, обладающий энергией меньшей, чем высота потенциального барьера, способен проникнуть через него. В наиболее сильной мере данный эффект проявляется в переходах, образованных вырожденными полупроводниками. В сильно легированных полупроводниках внутренняя напряженность поля в переходе обеспечивает возможность прохождения электронов при небольших напряжениях обоих знаков. Этот способ не требует двойного питания и высокого напряжения, однако уступает способу инжекции горячих электронов по времени программирования.

Режим стирания. Снятие заряда с плавающего затвора, или стирание содержимого ячейки, производится способом туннелирования. При стирании относительно стока подается высокое положительное напряжение на исток, а на управляющий затвор — отрицательное напряжение. Электроны туннелируют на исток (рис. 8.8,6).

Режим чтения. В данном режиме на управляющий затвор и сток подается положительное напряжение, при этом:

• • при отсутствии заряда на плавающем затворе в подложке между истоком и стоком образуется «-канал и возникает ток (рис. 8.9,а);
• • при наличии отрицательного заряда происходит блокировка канала, и ток через транзистор не протекает (рис. 8.9,6).

Рис. 8.9. Режимы чтения при отсутствии (а) и наличии (б) заряда на плавающем затворе.