Программирование ячейки

Инжекция «горячих» электронов — процесс переноса заряда через энергетический барьер, образованный тонким диэлектриком, за счет увеличения кинетической энергии электронов в канале между истоком и стоком ячейки.

При приложении положительного потенциала к стоку и управляющему затвору приводитк инверсии подзатворной области, образованию проводящего канала и появлению тока между истоком и стоком (рис. 1).

Рис. 1. Программирование ячейки Flash-памяти инжекцией «горячих» электронов.

Электроны в канале получают высокое дрейфовое ускорение, и при напряженности электрического поля выше ~100 kV/cm их кинетическая энергия не успевает рассеяться на атомах кристаллической решетки, что приводит к их «разогреву». В результате большее число электронов становится способным преодолеть потенциальный барьер диэлектрика (рис. 2), и, при наличии «инжектирующего» электрического поля (положительный потенциал приложен к управляющему затвору) — накапливаться на плавающем затворе ячейки.

Рис. 2. Функция распределения энергии электронов в канале в зависимости от внешнего поля Е. Es — величина потенциального барьера перехода Si/SiO2. Электроны, попавшие в заштрихованную область, обладают достаточной для инжекции в плавающий затвор энергией. Инжектированные электроны направляются на затвор приложенным электрическим полем.

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.