第七章 NAND Flash1.pdf

NAND闪存概述 NAND闪存基本单元 1. NAND单元结构 最流行的 存储器的存储方式是基于一种叫做 （ ）的技术，可以 Flash FloatingGate FG 参考下面的横截图，一个MOS管是由两个重叠的门组成：第一个是完全被氧化物所包围； 而第二个则是被连接到外面。这个单独的门就相当于构成了一个电子隔离带，这样就保证存 在里面的电子 （数据）能够保留很多年。对这个被隔离起来的部分进行充电和放电的过程就 叫做program和erase。由于进行了充放电，所以这个隔离起来的部分内部的电势Vth就 会被改变；这就是一个典型的MOS管工作原理。当我们对一个存储单元施加上一个电压的 时候，我们就可以分别处两种情况：当我们施加的电压比Vth高的时候便被识别为 “1”， 否则就被识别为 “0”。 书中这部分讲的实在过于简单，而后面章节更详细的论述又穿插了大量的公式计算，我 这水平只能补充一些白话文了。先看看书 怎么讲的。 2 NAND闪存内部存储结构单元是基于MOSFET（金属 氧化层 半导体 场效应晶体 ），- - - 与普通场效应晶体管的不同之处在于，在栅极（控制栅）与漏极 源极之间存在浮置栅，利/ 用该浮置栅存储数据。 数据在NANDFlash闪存中是以电荷的形式存储的，存储的电荷的多少，取决于控制 栅极所施加的电压，栅极及主板利用氧化膜进行了绝缘处理，一次积累的电荷可以保持长时 间，但是，如果氧化膜存在缺陷，或者由于某种原因是绝缘膜遭到破坏，那么闪存将失去记 忆。另外热能会使电荷以某种概率发生消减，因此数据保存的时间还受到温度 （辐射等）的 影响。 闪存数据的写入和擦除是通过主板与控制栅之间电荷的诸如与释放来进行的。在写入方 式上，NORFlash采用的是热电子注入方式，通过在写入的时候提高控制栅的电压，通过 源极向浮置栅注入电荷，电流从浮置栅极到源极；而NANDFlash闪存利用F-N隧道效应， 通过硅基层给浮置栅充电，电流从浮置栅极到硅基层。 而数据的擦除两种闪存都是利用F-N隧道效应放电，具体可以通过两种方法进行。一 种方法是通过给源极加上+12V左右的高电压，释放浮置栅中的电荷；另一种方法是负极门 擦除法，通过给控制栅-10V左右的负电压，挤出浮置栅中的电荷。 读取数据的时候给控制栅加读取电压，对于浮置栅中有电荷的单元来讲，浮置栅中的电 荷可抵消提供给控制栅的电压，造成阈值电压增高。与浮置栅中没有电荷时的情况相比，如 果不给控制栅提供高电压，则漏极-源极之间不会处于导通的状态。因此，通过判断，通过 向控制栅加读出电压，判断漏极-源极之间是否处于导通状态，可以判断浮置栅有没有存储 电荷，进而判断该存储单元是“1”还是 “0”。 这些讲的都太老了，到底电压怎么加，加多少伏每代产品都不一样，但是上面知识这些 有助于理解NAND基本原理。必威体育精装版的我就不查阅了，我不想转行做NAND。 2. SLC和MLC 概述 NANDFlash分为SLC-单层存储（Single-LevelCell）和MLC-多层存储）。SLC就 是在NANDFlash闪存的每个存储单元里存储1比特的数据，而MLC则是每个存储单元 里存储2 比特甚至更多的数据。SLC与MLC的区别是由单个存储单元的电压范围所能够表 示的不同数据的个数来区分的，如下图所示。 闪存中存储的数据代表 还是 是由基于 电压阈值来判定，对于 SLC ”0” ”1” Vth NAND 闪存的写入（编程，就是对其充电，使得它的电压超过上图的电压判定点 ，存储单元就 ) A 表示 已编程，如果没有充电或者电压阈值低于那个 点，就表示 已擦除。 0 A 1- MLC闪存存储的数据是”00”,”01”,”10”,”11”也