什麼是臨界電壓

MOSFET 中形成通道(反轉層)而開始有電流流動的閘極電壓。記為 Vth。

日文名稱: しきい値電圧

「臨界電壓」出現在5領域的33道練習題中（先進電晶體（FinFET與GAA）, SRAM與快閃記憶體, 氧化與擴散等）。

這個名詞所屬的領域: MOSFET

練習臨界電壓的題目

NAND 快閃記憶體中，反覆讀取同一區塊時，未被讀取的單元的臨界電壓會逐漸改變，這種現象稱為什麼？

  1. A損耗平均
  2. B讀取干擾（Read Disturb）
  3. C垃圾回收
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正確答案：B. 讀取干擾（Read Disturb）

NAND 讀取時，會對未選擇的單元也施加數 V 的通過電壓使其導通，因此反覆讀取後會有少量電子被注入，臨界電壓逐漸上升。這就是讀取干擾，在數萬～數十萬次讀取時會成為問題。在集中了高讀取頻率資料的區塊中容易發生，控制器會計算讀取次數，接近上限時就把資料重新寫到別的區塊。

QLC（每個單元 4 位元）的 NAND 快閃記憶體中，一個單元必須區分的臨界電壓狀態有幾種？

  1. A4
  2. B8
  3. C16
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正確答案：C. 16

要在一個單元中儲存 N 位元，必須區分 2ᴺ 個臨界電壓狀態，QLC 為 2⁴ = 16 種狀態。可使用的臨界電壓範圍（數 V）幾乎相同，因此狀態間隔成為 SLC 的十幾分之一，寫入需要更精細的控制。所以 QLC 寫入較慢、耐久性也較低，但每容量單價便宜，用於以讀取為主的資料中心與大容量 SSD。

解析中的「臨界電壓」

出現「臨界電壓」的題目（33題）

  1. NAND 快閃記憶體中，反覆讀取同一區塊時，未被讀取的單元的臨界電壓會逐漸改變，這種現象稱為什麼？
  2. QLC（每個單元 4 位元）的 NAND 快閃記憶體中，一個單元必須區分的臨界電壓狀態有幾種？
  3. 快閃記憶體抹除時，從浮動閘極等處抽出電子後，單元的臨界電壓會如何變化？
  4. NAND 快閃記憶體中，反覆施加逐步提高電壓的寫入脈衝，並在每次確認臨界電壓的同時進行寫入，這種方式是下列何者？
  5. 多值（MLC 或 TLC）NAND 快閃記憶體中，使相鄰臨界電壓狀態所分配的位元排列只相差 1 位元，其理由下列何者正確？
  6. 在 High-k/金屬閘極電晶體中，調整臨界電壓的主要手段之一為何？
  7. 在微小的電晶體中，因通道中雜質原子的數量與位置的統計變異，而使臨界電壓產生變異的現象稱為什麼？
  8. 在同一晶片中分別使用多種臨界電壓不同的電晶體，其目的為何？
  9. 快閃記憶體中，一個記憶單元儲存 3 位元資訊的方式稱為什麼？
  10. 快閃記憶體寫入、抹除資料的原理，下列何者正確？
  11. 快閃記憶體的可改寫次數有上限，主要原因為何？
  12. NAND 快閃記憶體的控制器為了因應多值化所造成的讀取錯誤增加，使用的技術為何？
  13. 將 SLC、MLC、TLC 依可改寫次數由多到少排列，下列何者正確？
  14. 在 NAND 型快閃記憶體中，要對已寫入資料的頁寫入新資料，必須做什麼？
  15. 閘極絕緣膜使用鐵電體的 FeFET，其特徵下列何者正確？

相關名詞

遷移率 SLC(單階儲存單元) TLC(三階儲存單元) FinFET(鰭式場效電晶體) 短通道效應 可動離子 浮動閘極 平帶電壓 FD-SOI(全空乏型SOI) DIBL(汲極引發位障降低)

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