第章存储器和可编程逻辑器件 ②2E2PROM的存储单元如图9-9所示,图中V2是选 通管,V1是另一种叠栅MOS管,称为浮栅隧道氧化层 MOS管( Floating-gate Tunnel Oxide MOs,简称 Flotox), 其结构如图9-10所示。 Flotox管也是一个N沟道增强型 的MOS管,与 SIMOS管相似,它也有两个栅极—控制栅 G和浮栅Gr,不同的是 Flotox管的浮栅与漏极区(N)之间 有一小块面积极薄的二氧化硅绝缘层(厚度在2×103m以 下)的区域,称为隧道区。当隧道区的电场强度大到一定 程度(>10Vm)时,漏区和浮栅之间出现导电隧道,电 子可以双向通过,形成电流。这种现象称为隧道效应
第9章 存储器和可编程逻辑器件 ② E 2PROM的存储单元如图 9-9 所示，图中V2是选 通管，V1是另一种叠栅MOS管，称为浮栅隧道氧化层 MOS管(Floating-gate Tunnel Oxide MOS，简称Flotox)， 其结构如图 9-10 所示。Flotox管也是一个N沟道增强型 的MOS管，与SIMOS管相似，它也有两个栅极——控制栅 Gc和浮栅Gf，不同的是Flotox管的浮栅与漏极区(N+ )之间 有一小块面积极薄的二氧化硅绝缘层(厚度在2×10-8m以 下)的区域，称为隧道区。当隧道区的电场强度大到一定 程度(＞107V/cm)时，漏区和浮栅之间出现导电隧道，电 子可以双向通过，形成电流。这种现象称为隧道效应
第章存储器和可编程逻辑器件 个T W(字线) 位线 D 图99E2PROM的存储单元
第9章 存储器和可编程逻辑器件 图 9-9 E2PROM的存储单元 D1 S1 V1 V2 Gc 位 线 （ （ Wi (字线) Di
第章存储器和可编程逻辑器件 个T N N P S 隧道区 图9-10 Flotox管的结构和符号
第9章 存储器和可编程逻辑器件 图 9-10 Flotox管的结构和符号 D S Gf Gc N ＋ N ＋ P 隧道区 D Gf Gc S
第章存储器和可编程逻辑器件 在图9电路中,若使W=1,D接地,则V2导通, 极(D1)接近地电位。此时若在V1控制栅G上加21V正脉冲, 通过隧道效应,电子由衬底注入到浮栅G,脉冲过后,控 制栅加+3V电压,由于V1浮栅上积存了负电荷,因此V截 止,在位线D读出高电平“1〃″;若V1控制栅接地,W=1, D上加21V正脉冲,使Ⅴ1漏极获得约+20V的高电压,则浮 栅上的电子通过隧道返回衬底,脉冲过后,正常工作时V 导通,在位线上则读出“0〃。可见, flotox管是利用隧道 效应使浮栅俘获电子的。E2PROM的编程和擦除都是通过 在漏极和控制栅上加一定幅度和极性的电脉冲实现的,虽 然已改用电压信号擦除了,但 E2PROM仍然只能工作在它 的读出状态,作ROM使用
第9章 存储器和可编程逻辑器件 在图 9-9电路中，若使Wi=1, Di接地，则V2导通，V1漏 极(D1 )接近地电位。此时若在V1控制栅Gc上加21 V正脉冲， 通过隧道效应，电子由衬底注入到浮栅Gf，脉冲过后，控 制栅加+3V电压， 由于V1浮栅上积存了负电荷，因此V1截 止，在位线Di读出高电平“1” ； 若V1控制栅接地，Wi =1， Di上加21V正脉冲，使V1漏极获得约 +20 V的高电压，则浮 栅上的电子通过隧道返回衬底， 脉冲过后，正常工作时V1 导通，在位线上则读出“0” 。可见， Flotox管是利用隧道 效应使浮栅俘获电子的。E 2PROM的编程和擦除都是通过 在漏极和控制栅上加一定幅度和极性的电脉冲实现的，虽 然已改用电压信号擦除了，但E 2PROM仍然只能工作在它 的读出状态，作ROM使用
第章存储器和可编程逻辑器件 ③快闪存储器( Flash memory)是新一代电信号擦除的可 编程ROM。它既吸收了 EPROM结构简单、编程可靠的优点, 又保留了E2PROM用隧道效应擦除快捷的特性,而且集成度 可以做得很高 图9-11(a)是快闪存储器采用的叠栅MOS管示意图。其结 构与 EPROM中的 SIMOS管相似,两者区别在于浮栅与衬底 间氧化层的厚度不同。在 EPROM中氧化层的厚度一般为 30~40nm,在快闪存储器中仅为10~15nm,而且浮栅和源区 重叠的部分是源区的横向扩散形成的,面积极小,因而浮栅- 源区之间的电容很小,当G和S之间加电压时,大部分电压 将降在浮栅-源区之间的电容上。快闪存储器的存储单元就是 用这样二只单管组成的,如图91(b)所示
第9章 存储器和可编程逻辑器件 ③ 快闪存储器(Flash Memory)是新一代电信号擦除的可 编程ROM。它既吸收了EPROM结构简单、编程可靠的优点， 又保留了E 2PROM用隧道效应擦除快捷的特性，而且集成度 可以做得很高。 图9-11(a)是快闪存储器采用的叠栅MOS管示意图。其结 构与EPROM中的SIMOS管相似，两者区别在于浮栅与衬底 间氧化层的厚度不同。在EPROM中氧化层的厚度一般为 30~40 nm，在快闪存储器中仅为 10~15 nm, 而且浮栅和源区 重叠的部分是源区的横向扩散形成的，面积极小, 因而浮栅- 源区之间的电容很小，当Gc和S之间加电压时，大部分电压 将降在浮栅-源区之间的电容上。快闪存储器的存储单元就是 用这样一只单管组成的，如图 9-11(b)所示