KR100571266B1 - 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법 - Google Patents

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Abstract

1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 스택 게이트 플래쉬 메모리 셀을 사용하는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법에 관한 것이다.
2.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
플래쉬 메모리 셀의 과소거를 방지하고, 전체 소거 동작시간을 단축시키고자 함.
3.발명의 해결방법의 요지
플래쉬 메모리 셀의 소거 모드에서 메모리 셀을 섹터 단위로 소거한 후 서브 섹터 단위로 소거 확인 동작을 수행하고, 서브 섹터의 소거 확인 동작 시간 동안에 또 다른 서브 섹터들에 대해 리커버리 동작을 동시에 수행하도록 함.
4.발명의 중요한 용도
스택 게이트 플래쉬 메모리 셀을 사용하는 플래쉬 메모리 장치

Description

플래쉬 메모리 셀의 소거 방법
본 발명은 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법에 관한 것으로, 특히 플래쉬 메모리 셀의 소거 모드(Erase mode)에서 메모리 셀을 섹터 단위로 소거한 후 서브 섹터(Subsector) 단위로 소거 확인 동작을 수행하고, 서브 섹터의 소거 확인 동작 시간 동안에 또 다른 서브 섹터들에 대한 리커버리 동작을 동시에 수행함으로써, 소거 모드에서 발생하는 과소거(Over erase)를 방지할 수 있는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법에 관한 것이다.
종래의 스택 게이트 플래쉬 메모리 셀 소거 방법은 프리프로그램 모드(Preprogram mode), 소거 모드(Erase mode) 및 포스트 프로그램 모드(Postprogram mode)의 3단계로 이루어진다. 즉, 프로그램, 프로그램 확인, 소거, 소거 확인, 포스트 프로그램 및 포스트 프로그램 확인 동작 과정을 순차적으로 수행하게 된다. 이러한 종래의 소거 방법은 메모리 셀의 소거동작 후 소거 확인 동작에서 메모리 셀이 불량으로 확인될 경우 상기 메모리 셀에 대해 소거 동작 및 소거 확인 동작을 반복적으로 수행하게 된다. 즉, 메모리 셀이 정상적으로 패스(Pass) 될 때까지 소거 모드를 반복적으로 수행하게 된다. 이때, 소거 상태가 불량인 셀에 의해 정상적으로 소거된 셀이 과소거(Over erase) 되는 문제점이 있다.
또한, 소거 확인 동작 후 과 소거된 셀의 문턱전압(Vt)을 증가시키기 위해 포스트 프로그램 및 포스트 프로그램 확인 동작을 수행하게 된다. 이때, 과 소거된 셀들은 포스트 프로그램이 되지 않아 메모리 소자(Memory device)를 불량(Fail)으로 처리하게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 플래쉬 메모리 셀의 소거 모드에서 메모리 셀을 섹터 단위로 소거한 후 서브 섹터 단위로 소거 확인 동작을 수행하고, 서브 섹터의 소거 확인 동작 시간 동안에 또 다른 서브 섹터들에 대한 리커버리 동작을 동시에 수행하도록 함으로써, 상기한 단점을 해소할 수 있는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 순차적으로 실행되는 프리프로그램단계, 소거 단계 및 포스트 프로그램 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법에 있어서, 소거 단계는, 적어도 하나의 섹터를 포함하고, 적어도 하나의 섹터가 복수의 서브 섹터들을 포함하며, 복수의 서브 섹터들 각각이 플래쉬 메모리 셀을 복수 개 포함하는 메모리 셀 어레이에 대해, 적어도 하나의 섹터에 대한 소거 동작을 실행하는 단계와, 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나의 소거 상태가 정상인지를 확인하기 위해, 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나에 대한 소거 확인 동작을 실행하는 단계와, 소거 확인 동작 동안, 나머지 서브 섹터들에 대한 리커버리 동작을 실행하는 단계와, 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나의 소거 상태가 정상이 아닐 경우, 소거 동작, 소거 확인 동작, 및 리커버리 동작을 반복하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 프리프로그램 모드(1), 소거 모드(2) 및 포스트 프로그램 모드(3)의 3단계로 이루어진다.
즉, 프리프로그램 모드(1)에서는 먼저, 단계(101)에서 소거 명령에 따라 단계(102)로 진행하여 섹터(Sector) 단위로 프리프로그램을 수행한 후 단계(103)로 진행하게 된다. 상기 단계(103)에서는 프리프로그램 확인 동작을 수행하여 정상적으로 프리프로그램 되었는지를 확인하게 된다. 확인 결과 정상이 아니면 단계(104)로 진행하여 카운터 루핑(Looping) 횟수가 최종 루핑 횟수인지를 확인한다. 확인 결과 최종 루핑 횟수이면 단계(121)로 진행하여 소거 상태가 불량임을 알리고 종료하고, 최종 루핑 횟수가 아니면 단계(105)로 진행하여 카운터 루핑 횟수를 증가시킨 후 상기 프리프로그램 단계(102)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하게 된다.
그러나, 상기 단계(103)에서 확인 결과 프리프로그램 상태가 정상이면 단계(106)로 진행하여 최종 어드레스인지를 확인하게 된다. 상기 확인 결과 최종 어드레스가 아니면 단계(107)로 진행하여 어드레스를 증가시킨 후 상기 프리프로그램 단계(102)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하고, 최종 어드레스이면 단계(108)로 진행하여 후속 모드인 소거 모드(2)를 수행하게 된다.
소거 모드(2)의 경우, 단계(108)에서 섹터 단위의 소거 동작을 수행한 후 단계(109)로 진행하여 서브 섹터 단위로 소거 확인 동작을 수행하는 동시에 선택되지 않은 또 다른 서브 섹터에 대한 리커버리 동작을 수행하게 된다. 확인 결과 서브 섹터가 정상이 아니면 단계(110)로 진행하여 카운터 루핑 횟수가 최종 루핑 횟수인지를 확인한다. 확인 결과 최종 루핑 횟수이면 단계(121)로 진행하여 소거 상태가 불량임을 알리고 종료하고, 최종 루핑 횟수가 아니면 단계(111)로 진행하여 카운터 루핑 횟수를 증가시킨 후 상기 소거 단계(108)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하게 된다.
그러나, 상기 단계(109)에서 확인 결과 소거 상태가 정상이면 단계(112)로 진행하여 최종 어드레스인지를 확인하게 된다. 상기 확인 결과 최종 어드레스가 아니면 단계(113)로 진행하여 어드레스를 증가시킨 후 상기 소거 단계(108)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하고, 최종 어드레스이면 단계(114)로 진행하여 후속 모드인 포스트 프로그램 모드(3)를 수행하게 된다.
포스트 프로그램 모드(3)의 경우, 단계(114)에서 칼럼(Column) 단위의 포스트 프로그램 동작을 수행한 후 단계(115)로 진행하여 포스트 프로그램 확인 동작을 수행한다. 확인 결과 정상이 아니면 단계(116)로 진행하여 카운터 루핑 횟수가 최종 루핑 횟수인지를 확인한다. 확인 결과 최종 루핑 횟수이면 단계(121)로 진행하여 소거 상태가 불량임을 알리고 종료하고, 최종 루핑 횟수가 아니면 단계(117)로 진행하여 카운터 루핑 횟수를 증가시킨 후 상기 포스트 프로그램 단계(114)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하게 된다.
그러나, 상기 단계(115)에서 확인 결과 포스트 프로그램이 정상이면 단계(118)로 진행하여 최종 칼럼 어드레스인지를 확인하게 된다. 상기 확인 결과 최종 칼럼 어드레스가 아니면 단계(119)로 진행하여 칼럼 어드레스를 증가시킨 후 상기 포스트 프로그램 단계(114)로 복귀하여 상기 과정을 반복 수행하고, 최종 칼럼 어드레스이면 단계(120)로 진행하여 소거상태가 정상임을 알리고 소거 동작을 종료하게 된다.
상기 서브 섹터에 대한 리커버리 동작시간은 소거확인 동작시간과 동일하게 설정하여 수행함으로써 소거 동작시간은 증가되지 않게 된다.
도 2는 메모리 셀 어레이의 어느 한 섹터를 각 서브 섹터(Subsector)로 분리하여 나타낸 도면으로서, 본 발명을 설명하기 위해 도시한 섹터의 구성을 나타낸다. 도 2에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 메모리 셀 어레이는 복수의 서브 섹터 그룹들(그룹1~그룹4)을 포함하고, 복수의 서브 섹터 그룹들(그룹1~그룹4) 각각은 복수의 섹터들을 포함한다. 예를 들어, 서브 섹터 그룹(그룹1)은 복수의 서브 섹터들(서브 섹터1, 서브 섹터5, 서브 섹터 9, 서브 섹터13)을 포함한다.
예를 들어, 그룹 1(Group 1)에서 서브 섹터 1(Subsector 1)에 대한 소거 확인 동작을 수행 할 경우, 서브 섹터 5 내지 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4에 대해 리커버리 동작을 수행하게 된다. 이처럼, 그룹 1(Group 1)에서 서브 섹터 1(Subsector 1)에 대한 소거 확인 동작시, 서브 섹터 5 내지 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4에 대해 리커버리 동작을 실행하는 이유를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 그룹 1(Group 1)에서 서브 섹터 1(Subsector 1)에 대한 소거 확인 동작시, 최종 루핑횟수가 아니거나, 또는 최종 어드레스가 아닐 경우, 상기 소거 단계(108)로 복귀하여 섹터 단위의 소거 동작이 추가로 실시된다. 이처럼 소거 동작이 섹터 단위로 실행되기 때문에, 서브 섹터 1에 대한 소거 확인 동작이 완료될 때까지(즉, 서브 섹터 1의 소거 동작이 완료될 때가지), 서브 섹터 5, 9, 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4가 반복적으로 소거 동작을 실행하게 된다. 따라서, 서브 섹터 5, 9, 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4에 대한 리커버리 동작이 실행되지 않을 경우, 반복적인 소거 동작에 의해 서브 섹터 5, 9, 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4의 메모리 셀들이 과 소거될 수 있다. 하지만, 서브 섹터 1에 대한 소거 확인 동작시 서브 섹터 5, 9, 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4에 대해 리커버리 동작이 실행되면, 최종 루핑 횟수가 아니거나, 또는 최종 어드레스가 아닐 경우, 상기 소가 단계(108)로 복귀하여 추가로 실시되는 섹터 단위의 소거 동작시, 서브 섹터 5, 9, 13과, 서브 섹터 그룹 2, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4의 메모리 셀들이 과 소거되는 것이 방지될 수 있다.
상술한 것과 유사하게, 그룹 2에서 서브 섹터 2에 대한 소거 확인 동작을 수행 할 경우에는 서브 섹터 6, 10, 14와, 서브 섹터 그룹 1, 서브 섹터 그룹 3 및 서브 섹터 그룹 4에 대해 리커버리 동작을 수행하게 된다.
또한, 그룹 3에서 서브 섹터 3에 대한 소거 확인 동작을 수행 할 경우에는 서브 섹터 7, 11, 15와, 서브 섹터 그룹 1, 서브 섹터 그룹 2 및 서브 섹터 그룹 4에 대해 리커버리 동작을 수행하게 된다.
마찬가지로, 그룹 4에서 서브 섹터 4에 대한 소거 확인 동작을 수행 할 경우에는 서브 섹터 8, 12, 16과, 서브 섹터 그룹 1, 서브 섹터 그룹 2 및 서브 섹터 그룹 3에 대해 리커버리 동작을 수행하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 소거 모드에서 서브 섹터의 소거 확인 동작시간 동안에 또 다른 서브 섹터에 대한 리커버리 동작을 동시에 수행함으로써, 소거 모드에서 발생하는 과 소거를 방지할 수 있게 된다. 또한, 메모리 셀들의 과 소거가 방지됨에 따라, 소거 모드 이후, 실행되는 포스트 프로그램 모드의 동작 시간이 단축될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 플래쉬 메모리 셀의 소거 모드에서 섹터 단위로 소거한 후 서브 섹터 단위로 소거 확인 동작을 수행하고, 서브 섹터의 소거 확인 시간 동안에 또 다른 서브 섹터에 대해 리커버리 동작을 동시에 수행함으로써, 소거 모드에서 발생하는 과 소거를 방지할 수 있어 셀의 신뢰성 향상에 탁월한 효과가 있다. 또한, 정상적으로 소거된 서브 섹터를 소거 확인 동작에서 동시에 리커버리 동작을 수행함으로써, 포스트 프로그램 모드의 동작시간이 단축되어 생산성 향상에 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도.
도 2는 메모리 셀 어레이(array)의 어느 한 섹터를 각 서브 섹터(Subsector)로 분리하여 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 프리프로그램 모드 2: 소거 모드
3: 포스트 프로그램 모드

Claims (2)

  1. 순차적으로 실행되는 프리프로그램 단계, 소거 단계 및 포스트 프로그램 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법에 있어서,
    상기 소거 단계는,
    적어도 하나의 섹터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 섹터가 복수의 서브 섹터들을 포함하며, 상기 복수의 서브 섹터들 각각이 상기 플래쉬 메모리 셀을 복수개 포함하는 메모리 셀 어레이에 대해, 상기 적어도 하나의 섹터에 대한 소거 동작을 실행하는 단계와,
    상기 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나의 소거 상태가 정상인지를 확인하기 위해, 상기 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나에 대한 소거 확인 동작을 실행하는 단계와,
    상기 소거 확인 동작 동안, 나머지 서브 섹터들에 대한 리커버리 동작을 실행하는 단계와,
    상기 복수의 서브 섹터들 중 어느 하나의 소거 상태가 정상이 아닐 경우, 상기 소거 동작, 상기 소거 확인 동작, 및 상기 리커버리 동작을 반복하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리커버리 동작 시간은 상기 소거 확인 동작 시간과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀의 소거 방법.
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