原创 闪存与EPROM有何不同？

作者：陈忠民

      通过前面的博客文章《闪存与EEPROM，一对同胞兄弟》，我们已经知道，闪存与EEPROM具有相同的存储单元和工作原理，两者的差别仅在于采用了不同的存储元组织结构。EEPROM以字节为单位进行读写，而闪存以块为单位，所以读写速度更快。

      那么，闪存与EPROM之间又有什么关系呢？闪存是由EPROM演化而来的，两者的存储原理基本一致，所不同的是，EPROM利用紫外线进行读写，所以也称作UV-EPROM，而闪存和EEPROM都是通过电场的方式进行读写的。

       为什么会有这样的不同呢？我们可以从它们不同的显微结构中找到答案。

EPROM的显微结构

闪存的显微结构

      从上面两幅图片中我们可以看出，闪存和EPROM的构造基本相同，从外部看都是具有源极、漏极和控制极的三端元件，从内部看也十分相似，都是利用浮栅极存储电荷、实现记忆。两者的差别仅在浮栅极与硅基之间的绝缘层的厚度：EPROM的绝缘层较厚，闪存的绝缘层较薄。

       闪存与EPROM的读写同样基于隧道效应，内部构造也十分相似。仅仅因为绝缘层厚度上的差异，便导致了性能上的巨大差异：

      擦除数据时，闪存只要在源极上加一高压（控制栅极接地），通过F-N隧道电流将浮置栅极中的电子 “清”到漏源区就可以实现数据“擦除”，而EPROM必须使用波长为253.7nm的紫外线辐射，以提供更大的能量才能将浮置栅极中的电子激发到高能态并将它们“清除”到漏源区。

      写入数据时，闪存数据的写入是利用FN-隧道效应，而向EPROM写入数据是利用热电子注入（hot electron injection）现象。

      EPROM诞生于上个世纪70年代，由于起读写都需要专门的设备，使用十分不便，而且读写速度较慢，被闪存取而代之也就在情理之中了。

关于EPROM应用的趣味问答：

（1）既然紫外线可以擦除EPROM中数据，那么，能否在日光下完成数据擦除？ 

        答：可以，用专用的擦除器尚且需要20分钟，如果用日光照射大概三个礼拜的时间。

（2）能否利用日光灯擦除EPROM中的数据？

        答：没问题，只要你不介意等待一年甚至更长的时间。

Reference：

（1）http://smithsonianchips.si.edu/ice/cd/MEMORY97/SEC09.PDF