【E問E答】EEPROM工作原理是怎樣的?
PROM是可編程器件,主流產(chǎn)品是采用雙層?xùn)?二層poly)結(jié)構(gòu),其中有EPROM和EEPROM等,工作原理大體相同。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/284441.htmPROM是可編程器件,主流產(chǎn)品是采用雙層?xùn)?二層poly)結(jié)構(gòu),其中有EPROM和EEPROM等,工作原理大體相同,主要結(jié)構(gòu)如圖所示:
浮柵中沒有電子注入時(shí),在控制柵加電壓時(shí),浮柵中的電子跑到上層,下層出現(xiàn)空穴。由于感應(yīng),便會(huì)吸引電子,并開啟溝道。如果浮柵中有電子的注時(shí),即加大的管子的閾值電壓,溝道處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣就達(dá)成了開關(guān)功能。
如圖2所示,這是EPROM的寫入過程,在漏極加高壓,電子從源極流向漏極溝道充分開啟。在高壓的作用下,電子的拉力加強(qiáng),能量使電子的溫度極度上升,變?yōu)闊犭娮?hot electron)。這種電子幾乎不受原子的振動(dòng)作用引起的散射,在受控制柵的施加的高壓時(shí),熱電子使能躍過SiO2的勢壘,注入到浮柵中。在沒有別的外力的情況下,電子會(huì)很好的保持著。在需要消去電子時(shí),利用紫外線進(jìn)行照射,給電子足夠的能量,逃逸出浮柵。
EEPROM的寫入過程,是利用了隧道效應(yīng),即能量小于能量勢壘的電子能夠穿越勢壘到達(dá)另一邊。量子力學(xué)認(rèn)為物理尺寸與電子自由程相當(dāng)時(shí),電子將呈現(xiàn)波動(dòng)性,這里就是表明物體要足夠的小。就pn結(jié)來看,當(dāng)p和n的雜質(zhì)濃度達(dá)到一定水平時(shí),并且空間電荷極少時(shí),電子就會(huì)因隧道效應(yīng)向?qū)нw移。電子的能量處于某個(gè)級(jí)別允許級(jí)別的范圍稱為“帶”,較低的能帶稱為價(jià)帶,較高的能帶稱為導(dǎo)帶。電子到達(dá)較高的導(dǎo)帶時(shí)就可以在原子間自由的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)就是電流。
EEPROM寫入過程,如圖3所示,根據(jù)隧道效應(yīng),包圍浮柵的SiO2,必須極薄以降低勢壘。源漏極接地,處于導(dǎo)通狀態(tài)。在控制柵上施加高于閾值電壓的高壓,以減少電場作用,吸引電子穿越。
要達(dá)到消去電子的要求,EEPROM也是通過隧道效應(yīng)達(dá)成的。如圖4所示,在漏極加高壓,控制柵為0V,翻轉(zhuǎn)拉力方向,將電子從浮柵中拉出。這個(gè)動(dòng)作,如果控制不好,會(huì)出現(xiàn)過消去的結(jié)果。
評(píng)論