Принцип действия флеш памяти

Флеш память хранит информацию в массиве «ячеек», каждая из которых традиционно хранит по одному биту информации. Каждая ячейка - это транзистор с плавающим затвором. Более новые устройства (иногда их еще называют многозарядными устройствами) могут содержать более 1 бит в ячейке, используя два или больше уровне электрических зарядов, расположенных при плавающем затворе ячейки.

В флэш памяти типа NOR каждая ячейка похожа на стандартный MOSFET (оксидный полупроводниковый полевой транзистор), но в ней есть не один затвор, а два. Как и любой другой полевой транзистор, они имеют контрольный затвор (КЗ), а, кроме него, еще и другой - плавающий (ПО), запертый внутри оксидного слоя. ПО расположен между КО и подложкой. Поскольку ПО отделен собственным заизолирован слоем оксида, любые электроны, попадающие на него сразу попадают в ловушку, что позволяет хранить информацию. Захваченные плавающим затвором электроны меняют (практически компенсируют) электрическое поле контрольного затвора, изменяющий пороговую напряжение (V п ) затвора. Когда из ячейки «считывают» информацию, к КЗ прикладывают определенное напряжение, в зависимости от которой в канале транзистора протекать или не будет протекать электрический ток. Эта напряжение зависит от V п ячейки, которая в свою очередь контролируется числом захваченных плавающим затвором электронов. Величина порогового напряжения считывается и перекодируется в единицу или ноль. Если плавающий затвор может иметь несколько зарядовых состояний, то считывание происходит посредством измерения силы тока в канале транзистора.

Для записи информации в ячейку NOR необходимо зарядить плавающий затвор. Это достигается, пропуская через канал транзистора сильный ток, при котором возникаютгорячие электроны, которые обладают достаточной энергией для преодоления оксидного слоя.

Для очистки плавающего затвора от электронов (стирание информации) до контрольного затвора прикладывают значительное напряжение, которое создает сильное электрическое поле. Захваченные плавающим затвором электроны высасываются этим полем, тунелюючы через слой окисла.

В приборах с однотипной напряжением (теоретически все чипы, которые доступны нам на сегодняшний день) это высокое напряжение создается генератором подкачки заряда.Большинство современных компонентов NOR-памяти разделены на чистые сегменты, которые часто называют блоками или секторами. Все ячейки памяти в блоке должны быть очищены одновременно. К сожалению, метод NOR может в общем случае обрабатывать только одну часть информации типа byte или word.

NAND -память использует туннельную инжекции для записи и туннельный выпуск для изъятия. NANDьова флэш-память формирует ядро легкого USB-интерфейса запоминающих устройств, которые также известны как USB флэшки.

Тогда, когда разработчики увеличивают плотность флэш приборов, индивидуальные ячейки делятся и число электронов в любой ячейке становится очень малой. Спаривания между смежными плавающими затворами может изменить характеристики записи ячейки. Новые реализации, такие как заряженные ловушки флеш памяти, пытаются обеспечить лучшую изоляцию между смежными ячейками.