闪存的工作原理_3D

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前言

闪存有两种分类,NAND型闪存主要用于存储

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写操作

■MOS的特性

给栅极高电平,就导通

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给栅极低电平,就截止

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在MOS管的基础上加入浮栅层和隧穿层就变成浮栅晶体管(存储一位数据的基本单位)

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■浮栅晶体管写操作(逻辑0)

当给栅极施加较高的高电平(较高的高电平才能让电子穿过隧穿层),电子到浮栅层就被绝缘层阻碍了

当给栅极低电平时,这时隧穿层就相当于绝缘层,这样电子就被存储起来了,这时隧穿层有电子表示逻辑0

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■浮栅晶体管写操作(逻辑1)

这时给衬底较高的高电平时,电子就会从隧穿层被吸引出来,这时隧穿层没电子表示逻辑1

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■小结

根据浮栅层有无电子就可以判断两种状态

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读操作

可以通过判断浮栅层当前有无电子,来读取当前的状态

■如何判断有无浮栅层电子?

现在给栅极低电平,电子就会被吸引形成沟道(因为低电平不能让隧穿层导通,所以等价于绝缘层)

因为形成了沟道,D极和S极就有电流了,在这回路中加一个电流表来检测是否有电流

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如果浮栅层里有电子的话,由于同性相斥,即使给栅极通电,电子也不会被吸引上来形成沟道

既然没沟道的话,那就没有回路,就检测不到有电流

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矩阵控制

NAND Flash闪存的读写单位是页,擦写单位是块

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可以看出两个浮栅晶体管共用一个N沟道,连接的是同一块衬底(因为衬底都是同一块,所以以块为单位)

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闪存剖视图

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闪存3D图

■如何以块为单位来读写?

当要给某一个晶体管写入逻辑0时,给该行较高的高电平(比如20V),给该列低电平(不形成回路,也就不阻碍电子流向浮栅层)

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当给某一个晶体管写入逻辑1时,还是给该行较高的电平(比如20V),给该列高电平(形成回路,阻碍电子流向浮栅层)

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总结

浮栅晶体管是存储一位数据的基本单元

根据浮栅层有无电子可以区分两种状态

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