• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.286-291
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• 2015

For highly scalable NAND flash memory applications, a compact ($4F^2/cell$) nonvolatile memory architecture is proposed and investigated via three-dimensional device simulations. The back-channel program/erase is conducted independently from the front-channel read operation as information is stored in the form of charge at the backside of the channel, and hence, read disturbance is avoided. The memory cell structure is essentially equivalent to that of the fully-depleted transistor, which allows a high cell read current and a steep subthreshold slope, to enable lower voltage operation in comparison with conventional NAND flash devices. To minimize memory cell disturbance during programming, a charge depletion method using appropriate biasing of a buried back-gate line that runs parallel to the bit line is introduced. This design is a new candidate for scaling NAND flash memory to sub-20 nm lateral dimensions.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권1호
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• pp.1-6
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• 2016

본 논문은 NAND Flash Memory 수명을 향상시키기 위한 동작 algorithm 개선을 제안한다. Flash memory에 대한 read/write/erase 과정에서, 해당 cell의 Vth가 원하는 level대로 위치를 한다면 문제가 없으나, 원하는 위치대비 변동이 되어 있다면 잘못된 data를 읽어내게 된다. 이러한 cell간 interference나 disturbance 현상들은 program이나 erase 동작이 반복(EW cycle)될수록 더 심해지는 특징이 있다. 이는 반복되는 high bias 인가상태에서 벌어지는 FN tunneling 현상으로 인한 tunnel oxide 막질손상(trap site 증가)에 기인한다고 알려져 있다. 본 논문에서는 erase cell 관점에서 stress양 자체를 감소시킴으로써 cell 열화 속도를 느리게 하여, 궁극적으로 발생하는 Vth 변동사항인 disturbance를 줄일 수 있는 erase 동작방법에 대해 논한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권7호
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• pp.789-793
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• 2010

최근 플래시 메모리 기반 비휘발성 캐시가 저장장치의 성능과 전력 소모 측면에서 효과적인 해법으로 떠오르고 있다. 비휘발성 캐시로 저장장치의 성능을 향상시키고 전력 소모를 줄이기 위해, 가격이 싸고 용량이 큰 multi-level-cell (MLC) 플래시 메모리를 사용하는 것이 좋다. 그러나 MLC 플래시 메모리의 수명은 single-level-cell (SLC) 플래시 메모리보다 훨씬 짧기 때문에 전체 저장장치의 수명이 짧아질 수 있다. 이러한 약점을 최소화하기 위해 SLC 플래시 메모리와 MLC플래시 메모리를 결합한 형태의 비휘발성 캐시를 고려해볼 수 있다. 본 논문에서는 SLC와 MLC를 결합한 플래시 메모리를 버퍼로 사용하는 새로운 하이브리드 하드디스크 구조를 제안한다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.31-40
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• 2023

Recent advances in flash technologies, such as 3D processing and multileveling schemes, have successfully increased the flash capacity. Unfortunately, these technology advances significantly degrade flash's reliability due to a smaller cell geometry and a finer-grained cell state control. In this paper, we propose an asymmetric BER-aware reliability optimization technique (aBARO), new flash optimization that improves the flash reliability. To this end, we first reveal that bit errors of 3D NAND flash memory are highly skewed among flash cell states. The proposed aBARO exploits the unique per-state error model in flash cell states by selecting the most error-prone flash states and by forming narrow threshold voltage distributions (for the selected states only). Furthermore, aBARO is applied only when the program time (tPROG) gets shorter when a flash cell becomes aging, thereby keeping the program latency of storage systems unchanged. Our experimental results with real 3D MLC and TLC flash devices show that aBARO can effectively improve flash reliability by mitigating a significant number of bit errors. In addition, aBARO can also reduce the read latency by 40%, on average, by suppressing the read retries.

• 전기학회논문지
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• 제59권6호
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• pp.1095-1102
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• 2010

This paper presents an equalizer reducing CCI(cell-to-cell interference) in MLC NAND flash memory. High growth of the flash memory market has been driven by two combined technological efforts that are an aggressive scaling technique which doubles the memory density every year and the introduction of MLC(multi level cell) technology. Therefore, the CCI is a critical factor which affects occurring data errors in cells. We introduced an equation of CCI model and designed an equalizer reducing CCI based on the proposed equation. In the model, we have been considered the floating gate capacitance coupling effect, the direct field effect, and programming methods of the MLC NAND flash memory. Also we design and verify the proposed equalizer using Matlab. As the simulation result, the error correction ratio of the equalizer shows about 20% under 20nm NAND process where the memory channel model has serious CCI.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.26-31
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• 2002

To realize a high integrated Flash memory utilizing SONOS memory devices, the NOR type 1TC(one Transistor Cell) SONOS Flash arrays are fabricated and characterized. This SONOS Flash arrays with common source lines are designed and fabricated by conventional 0.35$\mu\textrm{m}$ CMOS process. The thickness of ONO for memory cell is tunnel oxide of 34${\AA}$, nitride of 73${\AA}$ and blocking oxide of 34${\AA}$. To investigate operating characteristics, CHEI(Channel Hot Electron Injection) method and Bit line erase method are selected as the write operation and the erase method, respectively. The disturbance characteristics according to the write/erase/read cycling are also examined. The degradation characteristics are investigated and then the reliability of SONOS flash memory is guaranteed.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8A호
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• pp.706-711
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• 2012

멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리는 한 셀에 2비트 이상의 데이터를 저장 할 수 있는 기술이다. 현재 2비트를 한 셀에 저장하는 기술만 상용화 되었다. 이는 3비트 이상을 저장하게 되면, 각 레벨의 간격이 좁아져서 데이터의 오류가 많이 발생하는데 이를 극복하기가 어렵다. 오류의 원인으로 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 커플링 잡음이 가장 문제가 된다. 따라서 본 논문에서는 4비트를 한 셀에 저장하는 채널에 커플링 잡음을 가정하여 성능의 개선을 실험하였으며, 메모리 공간을 줄이기 위하여 커플링 제거기에 윈도우 크기의 데이터를 활용하여 성능을 비교하였다. 플래시 메모리에서 데이터를 읽는 가장 기본 방법인 문턱 전압 비교 방법을 구현하여 제안한 방법과 성능을 비교 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.25-32
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• 2011

MLC NAND flash memory에서 cell간의 기생 커패시턴스 커플링으로 인해 발생하는 CCI에 의한 data error를 개선하기 위한 알고리듬을 제안하였다. 종래의 victim cell 주변 8-cell model보다 에러보정 알고리듬에 적용이 용이한 3-cell model을 제시하였다. 3-cell CCI model의 성능을 입증하기 위해 30nm와 20nm급 공정의 MLC NAND flash memory의 data분포를 분석하여, 주변 cell의 data pattern에 의한 victim cell의 Vth shift관계를 확인하였다. 측정된 Vth분포 data에 MatLab을 이용하여 제안된 알고리듬을 적용하는 경우 BER이 LSB에서는 28.9%, MSB에는 19.8%가 개선되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권7호
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• pp.1-7
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• 2010

본 논문에서는 16레벨셀 낸드 플래시 메모리 채널에 최대 유사도 검출 방법을 이용하여 데이터를 검출하기 위해 트렐리스의 정답 값을 추정하는 기법에 대해 연구 하였다. 이 기법은 최대유사도 검출기를 사용할 수 있게 되어 성능향상에 도움을 준다. 플래시 메모리는 커플링 효과 때문에 메모리가 있는 채널 모델링이므로, 이미 알고 있는 데이터 열을 훈련 과정을 통해 트렐리스의 정답 값을 추정하여, 이 값을 토대로 최대 유사도 검출한다. 본 실험을 통해 문턱 전압을 이용한 데이터 검출 방법보다 제안한 기법을 이용한 최대 유사도 검출기의 성능이 좋은 것을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.26-33
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• 2012

임베디드 시스템의 저장매체 시장에서 플래시 메모리가 점유율을 높여나가고 시스템 내에서 대부분의 면적을 차지하게 되면서, 시스템 신뢰도에 무거운 영향을 미치고 있다. 플래시 메모 리는 셀 배열구조에 따라 NOR/NAND-형으로 나뉘어져 있고 플로팅 게이트 셀의 Reference 전압의 갯수 따라 SLC(Single Level Cell)와 MLC(Multi Level Cell)로 구분된다. NAND-형 플래시 메모리는 NOR-형에 비해 속도는 느린 편이지만 대용량화가 쉽고 가격이 저렴하다. 또한 MLC NAND-형 플래시 메모리는 대용량 메모리의 수요가 급격히 높아진 모바일 시장의 영향으로 멀티미디어 데이터 저장의 목적으로 널리 채용되고 있다. 이에 따라 MLC NAND-형 플래시 메모리의 신뢰성을 보장하기 위해 고장 검출 테스팅의 중요도 커지고 있다. 전통적인 RAM에서부터 SLC 플래시 메모리를 위한 테스팅 알고리즘은 많은 연구가 있었고 많은 고장을 검출해 내었다. 하지만 MLC 플래시 메모리의 경우 고장검출을 위한 테스팅 시도가 많지 않았기 때문에 본 논문은 SLC NAND-형 플래시 메모리에서 제안된 기법을 확장한 MLC NAND-형 플래시 메모리를 위한 고장검출 알고리즘을 제안하여 이러한 차이를 줄이려는 시도이다.