第四部分： 热载流子注入模型

热电子注入是对Flash EEPROM编程的一种手段，它利用高电场加速得到的热电子注入浮栅区来实现电子的移动。此方法编程速度比较慢，这是因为电子注入效率很低，其依据是建立在可能性的统计学规律之上。热电子注入机制也增加了漏极区域的电离，多子和少子都被电离产生。高动能的空穴通常被substate所收集从而形成substrate电流 (Isub)而电子则被漏极区域收集形成漏极电流 (Ids)。此时，如果氧化层电场(Eox)吸引电子，那么这些载流子将克服能量势垒通过氧化层到达浮栅区形成门极注入电流(Ig)。有两个模型用于描述热电子注入：
1， 幸运电子模型
2， 有效电子温度模型
IVa.幸运电子模型和高阈值电压 VT
幸运电子模型是由肖特基建立的，理论上来说它可以这么来解释：为了使热电子能够到达浮栅区，热电子必须在垂直沟道电势差中得到足够的动能 (Elat) 使得它具有足够的动力克服二氧化硅能量势垒到达Si-SiO2 接触。图十二展示了幸运电子模型的概念。它必须具备三个条件：
A - B：一个沟道电子由Elat 得到能量而变成热电子。它的动能必须被重新引导至Si-SiO2 接触面。假设此过程的可能性为 -- 一个电子获得足以克服Si-SiO2能量势垒的能量的可能性。
B – C：此热电子必须不能被碰撞而丧失能量。这一过程的可能性为PSEMI 。PSEMI 被定义为一个电子在Si-SiO2 接触面穿过而不被碰撞的可能性。
C – D： 电子在Si-SiO2 接触面移动到浮栅区过程中，它必须不被氧化层中的电势阱所吸引。此过程的可能性为Pinsul – 电子不被氧化层中电势阱所吸引的可能性。

图十二，幸运电子模型能带图
由于以上三个可能性在统计学上互相独立，总可能性即为三者之乘积。那么门极电流可以得出：

其中：
lr = 动能散射平均路径长度 = 92 nm
Leff = 有效沟道长度 (cm)
Ids = 漏极- 源极电流(A)

浮栅区的电荷量改变了器件的阈值电压：

其中：
DVT = VT (Programmed) - VT (Initial)
DQfg = Qfg (Programmed) - Qfg (Initial) = 浮栅区电荷量变化
电荷量变化也等于

其中：Dt为编程时间（s）
器件阈值电压由初始值到现在的变化为：

其中：
Cfg = 浮栅到控制门极的电容量(F)
图十三展示了一个典型的传输特性曲线，可以看出Ids-Vcg 曲线是相互平行的。他们的位移相当于DQfg/ Cfg。