• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.329-332
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• 2022

본 논문에서는 ferroelectric(HfO₂)구조가 적용된 3D NAND flash memory의 parameter에 따른 lateral charge migration의 retention과 V_th를 분석하였다. P_s가 클수록 Program 시 ferroelectric에서 가능한 최대 polarization이 크기 때문에 초기 V_th는 P_s 25µC/cm² 보다 P_s 70µC/cm²에서 약 1.04V차이로 커진다. 또한 Program 이후 trap된 전자는 시간이 지남에 따라서 lateral charge migration이 발생한다. Program 이후 gate에 전압을 가하지 않고 ferroelectric은 polarization을 유지하기 때문에 P_s와 크게 관계없이 P_r이 클수록 polarization이 커지고 lateral charge migration에 의한 ∆V_th는 P_r 5µC/cm² 보다 P_r 50µC/cm²에서 약 1.54V차이로 작아진다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.399-404
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• 2023

본 논문에서는 3D NAND Flash memory의 O/N/O(Oxide/Nitride/Oxide) 구조와 blocking oxide를 ferroelectric material로 대체한 O/N/F(Oxide/Nitride/Ferroelectric) 구조의 current path를 분석했다. O/N/O 구조는 V_read가 인가되면 neighboring cell의 E-field로 인해 current path가 channel 후면에 형성된다. 반면 O/N/F 구조는 ferroelectric material의 polarization으로 인해 electron이 channel 전면으로 이동하여 current path가 전면에 형성된다. 또한 channel thickness와 channel length에 따른 소자 특성을 분석했다. 분석 결과 O/N/F 구조의 전면 electron current density 증가는 O/N/O 구조보다 2.8배 더 높았고 O/N/F 구조의 전면 electron current density 비율이 17.7% 높았다. 따라서 O/N/O 구조보다 O/N/F 구조에서 전면 current path가 더 효과적으로 형성된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.246-254
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• 2022

Localized heat can be generated using electrically conductive word-lines built into a 3D NAND flash memory string. The heat anneals the gate dielectric layer and improves the endurance and retention characteristics of memory cells. However, even though the electro-thermal annealing can improve the memory operation, studies to investigate material failures resulting from electro-thermal stress have not been reported yet. In this context, this paper investigated how applying electro-thermal annealing of 3D NAND affected mechanical stability. Hot-spots, which are expected to be mechanically damaged during the electro-thermal annealing, can be determined based on understanding material characteristics such as thermal expansion, thermal conductivity, and electrical conductivity. Finally, several guidelines for improving mechanical stability are provided in terms of bias configuration as well as alternative materials.

• 정보처리학회논문지D
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• 제14D권7호
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• pp.719-726
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• 2007

최근 NAND 플래시 메모리는 충격에 강한 내구력과, 저 전력 소비, 그리고 비휘발성이라는 특징 때문에 MP3 플레이어, 모바일 폰, 노트북과 같은 다양한 이동 컴퓨팅 장비의 저장 장치로 사용되고 있다. 그러나 플래시 메모리의 특수한 하드웨어적 특징 때문에 디스크 기반의 시스템을 플래시 메모리상에 곧바로 적용 하는 것은 여러 단점들을 발생 시킬 수 있다. 특히 B트리가 구축될 때 레코드의 삽입, 삭제연산 및 노드 분할 연산은 많은 중첩쓰기 연산을 발생하기 때문에 플래시 메모리의 성능을 심각하게 저하시킬 것이다. 본 논문에서는 IBSF로 불리는 효율적인 버퍼 관리 기법을 제안한다. 이것은 색인 단위에서 중복된 색인 단위를 제거하여 버퍼가 채워지는 시간을 지연시키기 때문에 B트리를 구축할 때 플래시 메모리에 데이터를 쓰는 횟수를 줄인다. 또한 다양한 실험을 통하여 IBSF 기법이 기존에 제안되었던 BFTL 기법보다 좋은 성능을 보이는 것을 증명한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.138-142
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• 2019

As the NAND flash memory goes to 3D vertical Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (SONOS) structure, the lateral charge migration can be critical in the reliability performance. Even more, with miniaturization of flash memory cell device, just a little movement of trapped charge can cause reliability problems. In this paper, we propose a method of predicting the trapped charge profile in the retention mode. Charge diffusivity in the charge trapping layer (Si₃N₄) was extracted experimentally, and the effect on the trapped charge profile was demonstrated by the simulation and experiment.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.82-86
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• 2019

The reliability of 3D NAND flash memory cell is affected by the charge migration which can be divided into the vertical migration and the lateral migration. To clarify the difference of two migrations, the activation energy of the charge loss is extracted and compared in a conventional square device pattern and a new test pattern where the perimeter of the gate is exaggerated but the area is same. The charge loss is larger in the suggested test pattern and the activation energy is extracted to be 0.058 eV while the activation energy is 0.28 eV in the square pattern.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2021년도 제64차 하계학술대회논문집 29권2호
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• pp.1-2
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• 2021

3D NAND 플래시 메모리는 플래너(2D) NAND 셀을 적층하는 방식으로 단위 면적당 고용량을 제공한다. 하지만 적층 공정의 특성상 각 레이어별 또는 셀 위치에 따라 오류 발생 빈도가 달라질 수 있는 문제가 있다. 이와 같은 현상은 플래시 메모리의 쓰기/지우기(P/E) 횟수가 증가할 수록 두드러진다. SSD와 같은 대부분의 플래시 기반 저장장치는 오류 교정을 위하여 ECC를 사용한다. 이 방법은 모든 플래시 메모리 페이지에 대하여 고정된 보호 강도를 제공하므로 물리적 위치에 따라 에러 발생률이 각기 다르게 나타나는 3D NAND 플래시 메모리에서는 한계를 보인다. 따라서 본 논문에서는 오류 발생률 차이를 보이는 페이지와 레이어를 분류하여 각 영역별로 차별화된 보호강도를 적용한다. 우리는 페이지와 레이어별로 오류 발생률이 현저하게 달라지는 3K P/E 사이클에서 측정된 오류율을 바탕으로 페이지와 레이어를 분류하고 오류에 취약한 영역에 대해서는 패리티 데이터를 추가하여 차별화된 보호 강도를 제공한다. 오류 발생 횟수에 따른 영역 구분을 위하여 K-Means 머신러닝 알고리즘을 사용한다. 우리는 이와 같은 차별화된 보호정책이 3D NAND 플래시 메모리의 신뢰성과 수명향상에 기여할 수 있는 가능성을 보인다.

• 전기의세계
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• 제60권1호
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• pp.46-50
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• 2011

• 전자공학회지
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• 제42권7호
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• pp.26-38
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• 2015

고집적화를 위한 Floating Gate NAND 개발과정에서 몇 차례 기술적 한계상황에 직면하였었지만, Air-Gap, Double patterning, Multi-level Cell, Error Correction Code과 같은 breakthrough idea 을 활용하여 1Xnm까지 성공적인 scale-down 을 하였고 10nm 까지도 바라보고 있지만, 10nm 미만으로는 적절한 방안을 찾지 못한 상황입니다. CTD 의 3D NAND Flash는 Aspect Ratio, Poly channel의 intrinsic 특성, Data 보존 능력 등 해결 해야 할 issue 들이 남아 있지만, F.G Flash 의 지난 20년간 Lesson-learn 과 Band engineering, Channel Si, PUC 의 요소기술 개발 및 System algorithm 개발, QLC 개발 등을 통하여 F.G Flash를 넘어 지속적인 Cost-down 이 가능할 것입니다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권3호
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• pp.157-168
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• 2011

최근 플래시 메모리 및 SSD가 노트북이나 PC의 저장장치로 사용되는 것뿐 아니라, 기업용 서버의 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 대용량의 데이터를 처리하는 데이터베이스에서는 삽입, 삭제, 검색을 빠르게 하기 위해 다양한 색인 기법을 사용하는데 그 중B-트리 구조가 대표적인 기법이다. 하지만 플래시 메모리 상에서는 하드디스크와 달리 덮어쓰기(overwrite) 연산을 수행하기 위해서는 먼저 해당 블록(block)에 대하여 플래시 메모리의 연산 중 가장 비용이 많이 요구되는 삭제(erase) 연산을 수행 해야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 플래시 메모리 사이에 위치하는 플래시 변환 계층(Flash memory Translation Layer)을 사용한다. 이 플래시 변환 계층은 수정한 데이터를 동일한 논리 주소에 덮어쓰기를 하더라도 실제로 임의의 다른 물리 주소에 저장하도록 하여 이 문제를 해결할 수 있다. NAND 플래시 메모리를 배열 형태로 포함하고 있는 SSD는 한 개 이상의 플래시 메모리 패키지를 병렬로 접근할 수 있다. 이러한 병렬 접근 방식을 사용하여 쓰기 연산 성능을 향상하기 위해서는 연속한 논리 주소에 쓰기 연산을 요청하는 것이 유리하다. 하지만 B-트리는 구성 노드에 대한 삽입 삭제 연산 시에 대부분 연속되지 않은 논리 주소 공간에 대한 갱신 연산이 일어나게 된다. 따라서 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 없게 된다. 본 논문에서는 수정한 노드를 연속한 논리 주소에 쓰도록 하는 AS B-트리 구조를 제안하여 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 있도록 하였다. 구현 및 실험한 결과 AS B-트리에서의 삽입 시간이 B-트리보다 21% 개선된 것을 확인하였다.