향상된 속도와 감소된 에러를 가진 ISPP를 이용한 플래쉬 메모리 프로그램 기법

Abstract

본 논문은 기존의 MLC(Multi Level Cell) NAND 플래쉬 메모리 프로그램 동작의 속도 향상과 에러 감소를 위한 ISPP(incremental step pulse program)을 이용한 NAND 플래쉬 메모리 장치와 NAND 플래쉬 메모리 장치 프로그램 방법을 제안 하였다. 기존의 NAND 플래쉬 메모리 장치보다 더 나은 성능을 위한 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

NAND 플래쉬 메모리 장치는 4가지 부분으로 구성되어지는데 ISPP전압 발생부, 오류 점검부, 제어부, 소거전압 발생부 등으로 구성한다. 먼저, NAND 플래쉬 메모리 장치는 선택된 셀에 대해 임시 프로그램 전압을 제공하고 ISPP전압을 제공한 후 선택된 셀의 프로그램 여부를 판단하기 위한 제 1 검증전압 및 제 2 검증전압을 제공하는 ISPP전압 발생부가 있다. 제 1 검증전압 및 제 2 검증전압의 제공에 상응하는 선택된 셀의 턴 온(turn on) 여부에 따라 선택된 셀의 프로그램 및 오버프로그램 여부를 판단하는 오류 점검부가 있다. ISPP전압 발생부의 동작을 제어하고 오류 점검부의 판단 결과에 기초하여 소거 동작의 수행을 제어하는 제어부가 있다. 제어부의 제어에 기초하여 부전압(negative voltage)을 생성하고 선택된 셀 및 선택된 셀과 공통으로 연결된 셀들의 워드라인에 부전압(negative voltage)을 소거전압으로 제공하는 소거전압 발생부로 이루어진다.

NAND 플래쉬 메모리 장치 프로그램 방법은 임시 프로그램을 수행한 후, 선택된 셀에 ISPP 전압을 제공하고, 제1 검증전압과 제2 검증전압을 제공하여, 선택된 셀이 턴 오프(turn off)시 워드라인 소거를 위한 부전압(negative voltage)를 제공한다.

따라서, 본 논문에서 제시하는 새로운 NAND 플래쉬 메모리 장치 구성과 NAND 플래쉬 메모리 장치 프로그램 방법을 이용하여 기존의 NAND 플래쉬 메모리 장치 프로그램 시간을 단축할 수 있고, 문턱 전압 분포의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 각 프로그램 상태에 대응되는 문턱 전압 분포 사이의 간격을 넓게 함으로써 센싱 마진(sensing margin)을 증가시키고 이로 인해 센싱 오류(sensing error)를 감소시킬 수 있다.