ホットキャリア注入
ホットキャリア注入はEPROMセルなど多くの不揮発性メモリの動作の基本となる。ホットキャリア注入が回路の信頼性に悪影響すると認識されると、回路性能を損なうこと無くそれを低減するための製造戦略が考案された。
NORフラッシュメモリはゲート酸化膜に意図的にキャリアを注入してフローティングゲートを帯電させることにでホットキャリア注入を使っている。この電荷はMOSトランジスタロジック「0」状態を表す閾値電圧を変化させる。帯電してないフローティングゲートは「1」状態を表す。NORフラッシュメモリセルを消すことは、Fowler–Nordheimトンネル効果によって蓄えられた電荷を除去することに対応する。
通常のNORフラッシュ動作による酸化膜のダメージのため、ホットキャリア注入ダメージは書き込み消去サイクルに制限を与える。 酸化物の電荷を持つ能力とダメージトラップの形成は、離散的な1と0の電荷状態を持つ能力に影響を与える。よってホットキャリア注入ダメージによって徐々に不揮発性メモリロジックマージンウィンドウを閉じられる。1と0がもはや区別できない書き込み消去サイクルの数は、不揮発性メモリの耐久性を定義する。
固体電子デバイスのホットキャリア注入とは、電子や正孔が運動エネルギーを得てポテンシャル障壁に打ち勝ち、界面状態を壊す現象のこと。「ホット」という言葉はモデル化したキャリア密度に対する実効的な温度のことを指し、デバイス全体の温度のことでは無い。電荷キャリアはMOSFETのゲート絶縁膜にトラップされるため、トランジスタのスイッチング特性は永久的に変わる。ホットキャリア注入は固体デバイスの信頼性が悪化するメカニズムの一つである。