Программирование ячейки

Инжекция «горячих» электронов — это процесс переноса заряда через энергетический барьер, образованный тонким диэлектриком (изоляционным слоем), вследствие увеличения кинетической энергии электронов в канале между истоком и стоком ячейки.

При приложении к стоку и управляющему затвору положительного потенциала происходит инверсия подзатворной области. Вследствие этого образуется проводящий канал, и появляется ток между истоком и стоком (рис. 2.4).

Рис. 2.4Программирование ячейки Flash-памяти инжекцией «горячих» электронов.

Электроны в канале получают высокое дрейфовое ускорение, и при напряженности электрического поля свыше 100 kV/cm и их кинетическая энергия не успевает рассеяться на атомах кристаллической решетки, что приводит к их «разогреву».

В результате этого большая часть электронов преодолевает потенциальный барьер диэлектрика, то есть происходит пробой диалектрика и, при наличии «инжектирующего» электрического поля (положительный потенциал приложен к управляющему затвору) они накапливаются на плавающем затворе ячейки. Этот пробой происходит мгновенно, как вспышка молнии. Отсюда и название Flash, что в переводе с английского означает вспышка, проблеск. Хотя имеются и другие толкования этого названия накопителей.

Такой механизм переноса заряда используется в большом количестве моделей микросхем Flash-памяти. В более поздних разработках в качестве механизма записи использован эффект туннелирования Фаулера-Норхейма, ранее применявшийся только для стирания запоминающих ячеек.