閃存(flash存儲(chǔ)器)的工作原理

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1、偶然想起來的問題,查了半天終于找到答案,把它摘錄下來.來源:探長日記［原理］???????經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，物體越過勢壘，有一閾值能量；粒子能量小于此能量則不能越過，大于此能量則可以越過。例如騎自行車過小坡，先用力騎，如果坡很低，不蹬自行車也能靠慣性過去。如果坡很高，不蹬自行車，車到一半就停住，然后退回去。???????量子力學(xué)則認(rèn)為，即使粒子能量小于閾值能量，很多粒子沖向勢壘，一部分粒子反彈，還會(huì)有一些粒子能過去，好象有一個(gè)隧道，稱作“量子隧道（quantumtunneling）”。???????可見，宏觀上的確定性在微觀上往往就具有不確定性。雖然在通常的情況下，隧道效應(yīng)并不影響經(jīng)典的

2、宏觀效應(yīng)，因?yàn)樗泶茁蕵O小，但在某些特丁的條件下宏觀的隧道效應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)。［發(fā)現(xiàn)者］????????1957年，受雇于索尼公司的江崎玲於奈（LeoEsaki，1940～）在改良高頻晶體管2T7的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)增加PN結(jié)兩端的電壓時(shí)電流反而減少，江崎玲於奈將這種反常的負(fù)電阻現(xiàn)象解釋為隧道效應(yīng)。此后，江崎利用這一效應(yīng)制成了隧道二極管（也稱江崎二極管）。????????1960年，美裔挪威籍科學(xué)家加埃沃（Ivan?Giaever，1929～）通過實(shí)驗(yàn)證明了在超導(dǎo)體隧道結(jié)中存在單電子隧道效應(yīng)。在此之前的1956年出現(xiàn)的“庫珀對”及BCS理論被公認(rèn)為是對超導(dǎo)現(xiàn)象的完美解釋，單電子隧道效應(yīng)無疑是對超

3、導(dǎo)理論的一個(gè)重要補(bǔ)充。???????1962年，年僅20歲的英國劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究生約瑟夫森（BrianDavidJosephson，1940～）預(yù)言，當(dāng)兩個(gè)超導(dǎo)體之間設(shè)置一個(gè)絕緣薄層構(gòu)成SIS（Superconductor-Insulator-Superconductor）時(shí)，電子可以穿過絕緣體從一個(gè)超導(dǎo)體到達(dá)另一個(gè)超導(dǎo)體。約瑟夫森的這一預(yù)言不久就為P.W.安德森和J.M.羅厄耳的實(shí)驗(yàn)觀測所證實(shí)——電子對通過兩塊超導(dǎo)金屬間的薄絕緣層（厚度約為10埃）時(shí)發(fā)生了隧道效應(yīng)，于是稱之為“約瑟夫森效應(yīng)”。???宏觀量子隧道效應(yīng)確立了微電子器件進(jìn)一步微型化的極限，當(dāng)微電子器件進(jìn)一步微型化時(shí)必

4、須要考慮上述的量子效應(yīng)。例如，在制造半導(dǎo)體集成電路時(shí)，當(dāng)電路的尺寸接近電子波長時(shí)，電子就通過隧道效應(yīng)而穿透絕緣層，使器件無法正常工作。因此，宏觀量子隧道效應(yīng)已成為微電子學(xué)、光電子學(xué)中的重要理論。［應(yīng)用］????????閃存??????閃存的存儲(chǔ)單元為三端器件，與場效應(yīng)管有相同的名稱：源極、漏極和柵極。柵極與硅襯底之間有二氧化硅絕緣層，用來保護(hù)浮置柵極中的電荷不會(huì)泄漏。采用這種結(jié)構(gòu)，使得存儲(chǔ)單元具有了電荷保持能力，就像是裝進(jìn)瓶子里的水，當(dāng)你倒入水后，水位就一直保持在那里，直到你再次倒入或倒出，所以閃存具有記憶能力。???與場效應(yīng)管一樣，閃存也是一種電壓控制型器件。NAND型閃存的擦和寫均

5、是基于隧道效應(yīng)，電流穿過浮置柵極與硅基層之間的絕緣層，對浮置柵極進(jìn)行充電（寫數(shù)據(jù)）或放電（擦除數(shù)據(jù)）。而NOR型閃存擦除數(shù)據(jù)仍是基于隧道效應(yīng)（電流從浮置柵極到硅基層），但在寫入數(shù)據(jù)時(shí)則是采用熱電子注入方式（電流從浮置柵極到源極）。場效應(yīng)管工作原理場效應(yīng)晶體管（FieldEffectTransistor縮寫(FET)）簡稱場效應(yīng)管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高（108～109Ω）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、

6、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。