閃存

閃存是用于非易失性存儲的數字存儲芯片，沒有涓流功耗。 這種存儲器類型的確切名稱是閃存 EEPROM。 與普通的 EEPROM 存儲器不同，字節（通常是最小的可尋址存儲器單元）不能單獨擦除或覆蓋。 閃存比只讀存儲器（ROM）慢。

在閃存 EEPROM 存儲器中，信息（位）以浮動柵極上的電荷形式存儲在存儲單元（存儲單元）中，或存儲在金屬隔離器固態場效應晶體管 (MISFET) 的電荷捕獲存儲元件中。 在這兩種情況下，與普通 MISFET 一樣，柵極上的電荷（固定空間電荷）會影響源極和漏極接觸（所謂的溝道）之間下方區域的電荷載流子，從而影響場的電導率效應晶體管，因此xxx信息存儲成為可能。

與普通 MISFET 中的柵極不同，浮動柵極通過電介質（目前主要是二氧化硅）與所有其他部分（溝道區和控制柵極）電氣隔離； 因此，浮柵上的電勢基本上是不確定的（這也稱為浮動）。 在電荷俘獲存儲器中，這是通過氮化硅的非導電層完成的； 電子和缺陷電子在俘獲中心保持靜止。 盡管這兩種變體在結構設計上都表現出明顯的差異，但影響 MISFET 特性的固定電荷的功能原理在這兩種情況下是相同的。

然而，為了有針對性地存儲信息，必須將電荷放置在浮動柵極或電荷捕獲結構上，然后再將其移除。 這種電荷狀態的變化只能通過量子物理隧道效應實現，它允許電子穿過實際的非導體。 然而，由于這只是由于較大的差異在通過絕緣體（代表電荷載流子的勢壘）的電勢中，浮柵的電絕緣意味著引入的電荷不能流出浮柵，并且存儲晶體管可以長時間保留其信息。

在該技術的早期階段，只能區分兩種電荷狀態，因此每個電池只能存儲一位。 同時，閃存EEPROM存儲器可以在每個存儲晶體管（例如MLC存儲單元、TLC存儲單元）中存儲多個位； 為此，對于浮動柵極，使用晶體管在不同電荷狀態下的不同電導率，而對于電荷捕獲，則可以在漏極和源極區域中分別存儲一位信息。 通過改變通道中讀取電流的方向來讀取每個 MISFET 的兩位。

通過浮柵（閃存場效應晶體管的實際存儲元件）存儲一個位——下面僅顯示了帶有浮柵的存儲過程。 它位于控制柵極和源極-漏極路徑之間，并通過氧化層與控制柵極和控制柵極絕緣。 在浮柵不帶電的狀態下，當控制柵控制晶體管“打開”時，源-漏通路（溝道）中可以流過電流。 如果通過施加高正電壓 (10-18 V) 將電子通過控制柵極帶到浮動柵極，則即使晶體管實際切換為“開路”，也沒有電流流過源極-漏極路徑，因為負極浮動柵極上的電子電勢抵消了控制柵極上的電壓，從而使閃光晶體管保持關閉狀態。

通過在控制柵極通道路徑上施加高負電壓將電子從浮動柵極驅回，恢復未充電狀態。 閃光晶體管甚至有可能進入自導通狀態，即。 換句話說，即使控制柵極沒有電壓（過擦除），它也會傳導電流：浮動柵極現在被正電荷載流子（缺陷電子，“空穴”）占據，而不是電子。 這在 NOR 架構中尤其成問題。

注意：充電或未充電浮動柵極狀態被視為存儲單元的 0 或 1 狀態取決于實現。 然而，按照慣例，由逐塊擦除創建的浮柵狀態通常稱為 0（“已擦除”）。相應地，可以逐位設置的狀態稱為 1（“已編程”） .

閃存是一種只能用量子力學解釋的效應的應用。 CHE（溝道熱電子）方法通常用于增加電子隧穿到浮柵的可能性：通過在溝道上（即漏極和源極之間）施加電壓來加速電子，從而達到更高的能級（因此熱），這意味著即使在柵極和溝道之間的電壓較低（通常為 10 V）時，它們也會隧穿到浮動柵極。

閃存由一定數量的獨立內存元素組成，具體取決于內存大小。 字節或字（通常最多 64 位）可以單獨尋址。 在某些架構中，它們也可以單獨編寫，而在其他架構中，一次只能編寫大量數據。 通常，可以進行相反的操作，即刪除，但僅限于較大的單元，即所謂的扇區（通常是總存儲容量的四分之一、八分之一、十六分之一等）。 邏輯極性并不總是相同的：有些實現將編程實現為從邏輯 0 到 1 的轉換，反之亦然。

但是，共同的特征始終是這兩個操作：

• 僅表示一個方向的轉換（0 到 1 或 1 到 0）
• （通常）只有兩者之一可以位選擇性地工作：編程。

這意味著重寫總是需要擦除操作，然后通過編程操作創建所需的位模式，即所需的內存內容。