浮栅晶体管(FGT)

浮栅晶体管是如何工作的

闪存的工作原理是在浮动栅上增加(充电)或移除(放电)电子。位的0或1状态取决于浮动门是否带电或不带电。当电子出现在浮动门上时，当前的不能流过晶体管，位状态为0。当一个位被编程时，这是一个浮动栅晶体管的正常状态。当电子从浮动栅极移开时，允许电流流动，位态为1。

两种选择用于在浮动栅中添加或捕获电子:Fowler-Nordheim隧道沟道热电子注入(CHE)。

福勒-诺德海姆隧穿需要在带负电荷的源和带正电荷的控制门之间有一个强电场，以吸引电子进入浮动门。电子从源通过薄的氧化物层移动到浮动栅，在那里它们被困在氧化物绝缘层之间。

沟道热电子注入，也称为热载流子注入，利用沟道中的高电流给电子足够的能量“沸腾”出沟道，击穿隧道氧化层，改变浮动栅的阈值电压。控制门上的正电荷将电子从通道吸引到浮动门，在那里它们被困住。

无论闪光装置是否有电源，环绕在浮栅周围的氧化层都能使电子被困住持久存储数据位。

两种机制也被用于从浮动栅中移除电子。使用EPROM技术，将存储单元暴露在紫外线下会导致电子泄漏出浮栅。在EEPROM和闪存设备中，福勒-诺德海姆隧道从浮动门中去除电子。控制栅上的强负电荷迫使电子通过隧道氧化层进入通道，在那里电子被吸引到源极和漏极的强正电荷。

浮动门与电荷陷阱

浮动栅和电荷陷阱是半导体一种能够在闪存设备中储存电荷的技术，但它们的存储层的化学成分不同，它们以不同的方式添加和移除电子。

闪存设备在存储单元中使用浮动栅晶体管，将电子存储在一个隔离的多晶硅导电层中。当电子被编程进入浮栅，在晶体管中产生阈值电压偏移时，浮栅的电荷就会发生变化。

使用电荷陷阱技术的设备通常将电子存储在不导电的氮化硅绝缘层中。迫使电子进入氮化层也会产生阈值电压偏移，电子被俘获在非导电材料中。

使用电荷陷阱技术的闪光器件制造起来往往比那些使用浮动栅晶体管的闪光器件简单。电荷陷阱装置通常需要更少的电力来编程和更少的工艺步骤，而且它们不容易磨损，因为编程操作对氧化层的压力更小。然而，制造商在大规模生产中面临着挑战NAND闪存使用电荷陷阱技术的设备。用于从电荷陷阱中移除电子的方法可能是棘手的，并且在基于电荷陷阱的闪存设备中，数据保留可能是一个问题。

先进的微器件公司和富士通半导体公司是电荷陷阱技术的批量生产的先驱也没有闪存设备。Spansion Inc.于2013年收购了Fujitsu Semiconductor的微控制器和模拟业务，Cypress Semiconductor Corp.随后于2015年与Spansion合并。Macronix在生产只读存储器时使用了电荷陷阱技术(罗)设备。三星、SK海力士、东芝等NAND闪存企业在生产NAND闪存时，也使用了电荷陷阱技术3 d NAND闪存．英特尔和美光继续在他们的3D NAND技术中使用浮动栅晶体管。