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上图是闪存的一个基本存储单元,由一种类NMOS的双层浮空栅 (Floating Gate) MOS管组成,用以存储一个bit(SLC)或者2个bit(MLC)或者3个bit(TLC)的数据。电荷是存储在浮栅极里面的,由上下两个绝缘层(黄色标识)包裹,这样即使掉电,里面的电子也出不来,所以闪存可以做到掉电数据不丢失。在写入数据前,必须清空浮栅极里面的电子,就是我们通常说的擦除操作,具体做法就是衬底加高电压,把浮栅极里面的电子吸出来;清空后,然后再在控制极(最上层)加高电压,把电子吸入到浮栅极,从而完成写入操作。
随着擦除和写入次数的增加,浮栅极下面的那个绝缘层(黄色标识)会慢慢变薄(该说法不准确,硅谷Violin Memory的登涛指出:浮栅极下的氧化层是不会变薄的,是氧化层里的化学键退化,导致绝缘作用减弱。磨损的含义不是氧化层变薄,而是化学键退化减弱。特别更正。)