EPROM是可編程器件,主流產(chǎn)品是采用雙層柵(二層poly)結(jié)構(gòu),主要結(jié)構(gòu)如圖所示:
浮柵中沒有電子注入時,在控制柵加電壓時,浮柵中的電子跑到上層,下層出現(xiàn)空穴。
由于感應,便會吸引電子,并開啟溝道。
如果浮柵中有電子的注入時,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,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作用引起的散射,在受控制柵的施加的高壓時,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,電子會很好的保持著.在需要消去電子時,利用紫外線進行照射,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,即能量小于能量勢壘的電子能夠穿越勢壘到達另一邊。
量子力學認為物理尺寸與電子自由程相當時,電子將呈現(xiàn)波動性,這里就是表明物體要足夠的小。
就pn結(jié)來看,當p和n的雜質(zhì)濃度達到一定水平時,并且空間電荷極少時,電子就會因隧道效應向?qū)нw移。
電子的能量處于某個級別允許級別的范圍稱為"帶",較低的能帶稱為價帶,較高的能帶稱為導帶。
電子到達較高的導帶時就可以在原子間自由的運動,這種運動就是電流。
EEPROM寫入過程,如圖3所示,根據(jù)隧道效應,包圍浮柵的SiO2,必須極薄以降低勢壘。
源漏極接地,處于導通狀態(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。
要達到消去電子的要求,EEPROM也是通過隧道效應達成的.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。這個動作,如果控制不好,會出現(xiàn)過消去的結(jié)果。