Ячейка памяти на основе полевого транзистора с изолированным затвором (флеш память)
Устройства флеш–памяти являются современными быстродействующими программируемыми постоянными запоминающими устройствами (ППЗУ) с электрической записью и электрическим стиранием информации (ЭСП – ПЗУ).
Эти устройства являются энергозависимыми, так как информация не стирается при отключении питания. Ячейки памяти выдерживают не менее 100000 циклов записи/стирания.
На рисунке 3.17 изображена упрощенная структура ячейки флэш–памяти.
|
|
Рис. 3.17. Упрощенная структура ячейки флэш - памяти
Слои полупроводника, обозначенные n+, имеют повышенную концентрацию атомов – доноров. Изоляция затворов для упрощения рисунка не показана. Структура ячейки в некотором отношении подобна структуре МДП-транзистора с индуцированным каналом n – типа.
Один из затворов называют плавающим, так как он гальванически связан с электродами прибора и его потенциал изменяется в зависимости от заряда на нем («плавающий» потенциал).
При записи информации в ячейку памяти электроны из стока туннелируют через тонкий слой изолирующего оксида кремния и переходят на плавающий затвор. Накопленный отрицательный заряд на плавающем затворе увеличивает пороговое напряжение UЗИ-порог. Поэтому в будущем при обращении к транзистору такой ячейки он будет восприниматься как выключенный (ток стока равен нулю).
При стирании информации электроны уходят с плавающего затвора (также в результате туннелирования) в область истока. Транзистор без заряда на плавающем затворе воспринимается при считывании информации как включенный.
Длительность цикла считывания (чтения) информации составляет не более 85 нс. Состояние ячейки памяти может сохраняться не более 10 лет.