KR100865830B1 - 메모리 소자의 독출 방법 - Google Patents

메모리 소자의 독출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메모리 소자의 데이터 독출 방법에 관한 것으로, 제 1 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계; 상기 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 2 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계; 상기 제 2 독출 명령어에 따라 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 N (N≥3, 정수)독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계를 포함한다.
리텐션, retention, ECC, 독출, READ

Description

메모리 소자의 독출 방법{Method of reading a memory device}
도 1a는 멀티 레벨 셀의 셀 전압의 분포도를 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 셀 전압변경 분포도이다.
도 1c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 셀 전압의 분포도 및 독출전압 분포를 나타낸다.
도 1d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 셀 전압의 분포도 및 독출전압 분포를 나타낸다.
도 1e는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 셀 전압의 분포도 및 독출전압 분포를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 독출 방법의 동작 순서도이다.
본 발명은 메모리 소자의 독출 방법에 관한 것으로, 특히 셀 유지 특성에 의해 셀 전압이 이동하는 경우에도 정확하게 셀 정보를 독출할 수 있는 메모리 소자 의 독출 방법에 관한 것이다.
플래시 메모리 소자는 메모리 셀을 그들의 소스, 드레인을 인접하는 것끼리 공용하는 모양으로 직렬 접속하여 하나의 단위로서 비트 선에 접속하는 것이다. 메모리 셀은 통상 플로팅 게이트와 제어 게이트가 적층된 트랜지스터 구조를 갖는다. 메모리 셀 어레이는 P형 기판 또는 N형 기판에 형성된 P형 웰 내에 직접 형성된다. 낸드 셀의 드레인측은 선택 게이트를 통해서 비트 선에 접속되고, 소스측은 역시 선택 게이트를 통해서 소스 선에 접속된다. 메모리 셀의 제어 게이트는 행 방향으로 연속적으로 배치되어 워드선이 된다.
이 낸드 플래시 메모리 소자의 동작은 다음과 같다. 데이터 기입 동작은 비트 선에서 가장 멀리 떨어진 위치의 메모리 셀로부터 차례로 행해진다. 선택된 메모리 셀의 제어 게이트에는 고전압(Vpp)을 인가하고, 그로부터 비트선측에 있는 메모리 셀의 제어 게이트 및 선택 게이트에는 중간 전위를 인가하고, 비트 선에는 데이터에 따라 0V 또는 중간 전위를 부여한다. 비트 선에 0V가 부여되었을 때, 그 전위는 선택 메모리 셀의 드레인까지 전달되어서, 드레인에서 플로팅 게이트에 전자 주입이 생긴다. 이로 인해 그 선택된 메모리 셀의 임계값은 정방향으로 시프트된다.
최근에는 이러한 플래시 메모리의 집적도를 더욱 향상시키기 위해 한 개의 메모리 셀에 복수 개의 데이터를 저장할 수 있는 다중 비트 셀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 방식의 메모리 셀을 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; 이하 MLC 라 함)라 한다. 이와 대비되는 단일 비트의 메모리 셀을 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; 이하 SLC 라 함)이라 한다.
MLC는 통상적으로 2 개 이상이 드레솔드 전압분포를 가지며, 이에 대응되는 2개 이상의 데이터 저장 상태들을 가진다. 2비트의 데이터를 프로그램할 수 있는 MLC는 4개의 데이터 저장 상태 즉, [11], [10], [00], 및 [01]을 가진다. 이들의 분포는 각각 MLC의 드레솔드 전압 분포들에 대응된다.
예를 들면, 메모리 셀의 드레솔드 전압분포들이 각각 -2.7V 이하, 0.3V~0.7V, 1.3V~1.7V 및 2.3V~2.7V이라고 가정하면, 상기 [11]은 -2.7V 이하, [10]은 0.3V~0.7V, [00]은 1.3V~1.7V, 그리고 [01]은 2.3V~2.7V에 각각 대응된다. 즉 상기 MLC의 드레솔드 전압이 상기 4가지의 드레솔드 전압 분포들 중 하나에 해당하면, [11], [10], [00], 및 [01]중 그에 해당하는 2 비트의 데이터 정보가 상기 MLC에 저장된다.
상기와 같이 MLC의 셀 전압 분포는 저장할 수 있는 비트의 수에 대해 2의 제곱 개에 해당하는 드레솔드 전압 분포를 가지게 된다. 즉, m 비트를 저장할 수 있는 MLC의 경우
Figure 112007015710230-pat00001
개의 셀 전압 분포를 가진다.
상기한 MLC의 셀 전압 분포는 저장 기간이 증가할수록 셀 전압이 이동하는데, 이를 데이터 리텐션(Retention)특성이라 한다. 즉 장기간 데이터를 저장하고, 프로그램 및 독출이 계속되어 지는 동안 셀 전압이 이동하여 독출에 어려움이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 멀티 레벨 셀의 리텐션 특성 에 따른 셀 전압 변경에 맞추어 독출 전압을 변경함으로써 정확한 데이터 독출이 가능하도록 하는 메모리 소자의 독출 방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 메모리 소자의 독출 방법은,
멀티 레벨 셀들을 포함하는 메모리 소자의 독출 방법에 있어서,
제 1 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계; 상기 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 2 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계; 상기 제 2 독출 명령어에 따라 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 N (N≥3, 정수)독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 독출 명령은, 상기 멀티 레벨 셀들이 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 1 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 독출 명령은, 상기 멀티 레벨 셀들의 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 2 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 독출 전압군은 상기 제 2 독출 전압군보다 높은 전압인 것을 특징으로 한다.
상기 에러 보정은 ECC(Error Correction Code) 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 에러 보정이 가능한지를 판단하는 것은, 설정된 개수 이상의 에러가 발생했는지 여부에 따르는 것을 특징으로 한다.
상기 제 N 독출 명령에 따라 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과, 에러 보정이 어려운 경우, 해당 메모리 블록에 대한 페일 처리를 수행하는 단계를 더 포함한다.
상기 N 독출 명령에 따라 해당 메모리 블록의 모든 데이터를 독출한 이후, 해당 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 메모리 블록으로 카피하는 블록 카피 동작을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 멀티 레벨 셀들이 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 N 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 독출 전압군 > 제 2 독출 전압군 > 제 N 독출 전압군 의 전압 레벨인 것을 특징으로 한다.
상기 에러 보정 여부를 판단하는 것은, 에러가 발생한 셀의 개수를 카운트하여, 설정된 개수 이상인 경우 에러 보정을 할 수 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 메모리 소자의 독출 방법은,
멀티 레벨 셀들을 포함하는 메모리 소자의 독출 방법에 있어서, 우선순위에 따라 정의된 복수의 독출 명령어 중 하나의 독출 명령을 입력하는 단계; 데이터 독출을 수행할 상기 멀티 레벨 셀의 주소 정보를 입력하는 단계; 상기 입력된 독출 명령에 대하여 저장된 독출 전압군을 로딩하는 단계; 및 상기 로딩된 독출 전압군을 이용하여 데이터 독출을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 독출을 수행하여 출력되는 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과, 상기 에러 보정이 불가능한 경우, 자동으로 다음 순서의 독출 명령어를 수행하는 단계를 더 포함한다.
상기 다수의 독출 명령어는 해당 독출 명령어에 정의되는 독출 전압군의 크기에 따라 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.
상기 에러 보정 여부를 판단하는 것은, 에러가 발생한 셀의 개수가 설정된 개수 이상인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 에러 보정은 ECC(Error Correction Code) 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 독출 명령어 중, 최하위의 우선순위를 갖는 독출 명령어를 실행한 결과, 에러에 대한 보정을 할 수 없는 경우, 해당 메모리 블록을 페일 처리하는것을 특징으로 한다.
상기 다수의 독출 명령어 중, 최하위의 우선순위를 갖는 독출 명령어를 실행하여 해당 메모리 블록의 모든 데이터를 독출한 이후, 해당 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 메모리 블록으로 카피하는 블록 카피 동작을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1a는 멀티 레벨 셀의 드레솔드 전압의 분포도를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 복수 비트의 데이터를 저장할 수 있는 멀티 레벨 셀은 N개의 드레솔드 전압 분포(1, 2, 3, ... , N)로 나타난다.
0V 이하의 드레솔드 전압 분포는 프로그램이 되지 않은 셀들이고, 제 1 드레솔드 전압 분포(1)는 제 1 검증전압(PV_1)과 제 2 검증전압(PV_2) 사이에 분포하고, 제 1 독출전압(R_1)을 기준으로 하면 프로그램된 셀들로 인식되는 반면에, 제 2 독출전압(R_2)을 기준으로 하면 프로그램되어 있지 않은 셀들로 인식된다.
즉, 제 1 독출전압(R_1)에 의해 독출 동작을 수행하면, 제 1 드레솔드 전압 분포(1)는 프로그램되어 있는 셀들로 인식되어 비트라인에 전류가 흐르지 않게 하며, 제 2 독출전압(R_2)에 대해서는 프로그램되어 있지 않은 셀들로 인식되어 비트라인에 전류가 흐르게 된다.
상기와 같은 방식으로 각각의 드레솔드 전압 분포들은 검증전압(PV)과, 독출전압(R)에 의해 분포를 구분하여 데이터 저장 상태를 판단 할 수 있게 한다.
도 1b는 도 1a의 드레솔드 전압 변경 분포도이다.
도 1b를 참조하면, 리텐션 특성에 의해 도 1a의 드레솔드 전압 분포들이 점 선으로 표시된 상태로 변경됨을 확인할 수 있다. 상기와 같은 드레솔드 전압 분포의 변화가 심화되면, 각각의 독출전압(R_1 내지 R_N)에서의 독출이 어려워 진다.
이를 위하여, 본 발명에서는 리텐션 특성에 따라 드레솔드 전압이 이동하는 것을 적용하여 독출 동작의 전압을 변경하여 데이터 독출을 수행하도록 한다.
즉, 독출 명령을 A 독출 명령, B 독출 명령, C 독출 명령으로 구분하고, 각각의 독출 명령에 따르는 독출 전압군(A 독출 전압군, B 독출 전압군, C 독출 전압군)을 정의하여 메모리 소자의 컨트롤러(미도시)에 저장해 둔다.
그리고 독출 수행에 있어서, 에러 보정이 어려운 상태인 경우 독출 명령을 변경하여 데이터 독출을 수행하도록 하는 알고리즘을 제안한다.
일반적으로 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀 플래시 메모리 소자의 경우 독출되는 데이터에 대해 에러 보정을 위한 방법으로 ECC(Error Correction Code) 방식을 이용한다. ECC 방법은 일정 개수 미만의 에러가 발생한 경우 에러 보정을 할 수 있도록 하는 방법으로, 정해진 개수 이상으로 에러가 발생하면 에러를 보정할 수 없다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 ECC 방법으로 에러 보정이 어려운 경우, 즉 정해진 개수 이상으로 에러가 발생한 경우는 독출 전압군을 변경하여 다시 독출을 수행함으로써 에러 보정을 통한 정확한 데이터 독출이 가능하도록 한다.
도 1c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 드레솔드 전압의 분포도 및 독출 전압 분포를 나타낸다.
도 1c를 참조하면, 도 1a와 같이 정상적이 드레솔드 전압 분포를 가지는 멀 티 레벨 셀이 일정 기간이 지나 이동한 경우를 나타낸 것으로, 각각의 드레솔드 전압 분포(1 내지 N)가 이동하여 A 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00002
)로 나타난다.
상기 A 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00003
)는 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00004
)에 의해 독출을 수행한다. 상기 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00005
)은 A 독출 명령(Read A Command)이 입력된 경우 적용되어 독출 동작을 수행한다. MLC 플래시 메모리 소자의 독출 동작은 이미 공지된 기술이며 이에 대해 자세한 설명은 생략하기로 하며, 다만 독출을 위해 설정되는 독출 전압으로 상기 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00006
)이 적용된다.
도 1d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 드레솔드 전압의 분포도 및 독출 전압 분포를 나타낸다.
도 1d를 참조하면, 상기 도 1c에 비해 시간적으로 보다 오래된 경우에 대한 드레솔드 전압 분포도라 할 수 있으며, B 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00007
)가 더욱더 많이 이동된 것을 확인할 수 있다. 그리고 도 1d에 나타난 바와 같이 B 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00008
)는 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00009
)을 적용하여 독출을 하는 경우는 드레솔드 전압분 포들 중 영역(b) 부분은 독출 에러가 발생하게 된다. 이때 영역(b)에 분포하는 셀들이 많은 경우에는 ECC 방법으로 에러 보정이 어렵다. 따라서 도 1d에 대해서는 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00010
)에 대한 독출 동작을 수행하도록 한다. 이때 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00011
)은 도 1d에서 보이는 바와 같이 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00012
)에 대해 보다 작은 독출 전압이다. 그리고 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00013
)에 대한 독출 동작을 수행하기 위해서는 B 독출 명령(Read B Command)이 입력되어야 한다.
도 1e는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 드레솔드 전압의 분포도 및 독출 전압 분포를 나타낸다.
도 1e를 참조하면, 상기 도 1d에 비해 시간적으로 보다 오래된 경우에 대한 드레솔드 전압 분포도라 할 수 있으며, C 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00014
)가 더욱더 많이 이동된 것을 확인할 수 있다. 그리고 도 1e에 나타난 바와 같이 C 드레솔드 전압 분포(
Figure 112007015710230-pat00015
)는 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00016
)을 적용하여 독출을 하는 경우는 드레솔드 전압 분포들 중 영역(c) 부분은 독출 에러가 발생하게 된다. 이때 영역(c)에 분포하는 셀들이 많은 경우에는 ECC 방법으로 에러 보정이 어렵다. 따라서 도 1e에 대해서는 C 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00017
)에 대한 독출 동작을 수행하도록 한다. 이때 C 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00018
)은 도 1e에서 보이는 바와 같이 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00019
)에 대해 보다 작은 독출 전압이다. 그리고 C 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00020
)에 대한 독출 동작을 수행하기 위해서는 C 독출 명령(Read C Command)이 입력되어야 한다.
상기 도 1c 내지 도 1e와 같은 드레솔드 전압 이동에 따른 독출 전압의 변경은 사용자가 각각의 셀 상태를 일일이 판단할 수 없기 때문에, 컨트롤러가 자동적으로 A 독출 명령에서 B 독출 명령, 그리고 C 독출 명령으로 변경하여 독출 동작을 수행하도록 해야 한다. 즉, A 독출 명령에 대해 독출동작을 수행하는 경우 ECC 방법의 에러 보정이 불가능하면, B 독출 명령으로 다시 독출을 수행하는 방식을 사용한다.
상기 A 내지 C 독출 명령에 대해 각각의 독출 전압군(A 내지 C)에 대한 독출 전압 정보는 멀티 레벨 셀 플래시 메모리 소자의 특성에 따라 미리 설정되어 컨트 롤러의 동작 명령 수행에 관련되는 저장수단(미도시)에 저장되어 있어야 한다. 상기 저장수단에 독출 명령군을 저장하는 것은 프로그램에 의해 수정이 가능하므로, 별도의 회로 등의 추가 구성이 필요치 않으며, 알고리즘 수정에 의해 간단히 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀 플래시 메모리 소자의 독출 동작을 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀의 독출 방법의 동작 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 레벨 셀 플래시 메모리 소자의 독출 방법은, 먼저 사용자가 A 독출 명령을 입력하고(S211), 독출을 시작할 주소를 입력한다(S212).
이때, 사용자는 일반적인 독출 명령을 입력하고, 컨트롤러가 자동으로 A 독출 명령으로부터 차례로 동작을 할 수 있으며, 필요에 따라 사용자가 A 독출 명령, B 독출 명령, 또는 C 독출 명령을 입력할 수 있다.
상기 입력된 주소로부터 독출을 수행하는데 있어서, 컨트롤러는 A 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00021
)을 적용하여 독출을 수행하도록 한다(S213). 독출되는 데이터는 컨트롤러로 출력되며(S214), 출력된 데이터 중 에러가 발생된 데이터는 ECC에 의해 보정을 수행한다. 이때 ECC 보정을 수행하는데 있어서 전체 데이터 중 10% 미만의 에러가 발생된 경우에 대하여 ECC 보정이 가능하며, 10% 이상의 에러가 발생하면 보정할 수 없는 것으로 정의되어 있는 경우, 컨트롤러는 보정을 수행할 에러가 10% 미 만인지를 확인하여 보정 가능 여부를 판단한다(S215).
또한, 에러 보정여부를 판단하는 데는, 컨트롤러가 에러가 발생한 셀을 카운트하고, 카운트 된 에러 발생 셀의 개수가 미리 설정된 개수 이상이 되면 자동적으로 에러 보정을 할 수 없다고 판단하는 것도 가능하다.
에러 보정이 가능한 경우, 블록의 마지막 주소인지를 확인하고(S216), 마지막 주소가 아니면, 다음 주소로 데이터 독출 및 출력을 수행한다(S217, S213, S214).
상기 독출 동작은 일반적으로 입력되는 주소로부터 페이지 단위로 수행되고, 메모리 블록의 마지막 페이지까지의 독출이 완료되면 종료된다. 따라서 상기 단계 S216의 판단결과, 마지막 페이지의 주소인 경우는 독출 동작이 완료된다.
한편, 상기 단계 S215의 판단결과, 에러 보정이 어려운 경우, 즉 10% 이상의 에러가 발생된 경우는 자동적으로 B 독출 명령으로 독출 명령이 변경된다(S221). 이러한 경우는 앞서 설명한 도 1d와 같은 드레솔드 전압 이동에 따른 분포를 가지는 셀이 에러 보정 범위 이상으로 발생되었음을 의미한다. 그리고 B 독출 명령으로 독출을 수행할 주소가 입력되면(S222), B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00022
)에 따르는 독출 동작을 수행하여(S223), 데이터를 출력한다(S224).
이때, 상기 B 독출 명령으로 독출 명령이 변경된 이후에 입력되는 주소(단계S222)는 A 독출 명령으로 인해 에러 보정이 어려웠던 페이지의 주소 정보일 수 있다. 즉 컨트롤러는 A 독출 명령에 의해 독출 동작을 수행한 후, 에러 보정이 어려운 페이지의 주소만을 별도로 임시 저장 관리하고, A 독출 명령에 따라 마지막 페 이지의 주소까지 독출이 완료된 이후, 에러 보정이 어려웠던 주소에 대한 B 독출 명령을 실행시킬 수 있다.
또한 페이지 단위로 독출을 수행하던 도중, 임의의 페이지에 대한 에러 보정이 어려우면, B 독출 명령으로 변경을 한 후, 해당 페이지의 주소를 시작 주소로 하여 차례로 나머지 블록의 페이지에 대한 독출을 B 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00023
)을 적용하여 동작하도록 제어할 수 있다.
일반적인 독출 동작에 따르면, 상기 설명한 방법 중, 두 번째로 설명한 방법을 사용하는 것이 보다 일반적인 방법에 따른다 할 수 있다. 따라서 단계 S222의 주소는, 상기 A 독출 명령에 따라 독출을 수행한 결과, 에러 보정이 어려운 것으로 판단된 페이지의 주소이며, 이후의 데이터 독출은 B 독출 명령에 따라 수행된다.
B 독출 명령에 따라 독출된 데이터가 출력되면, 상기 단계 S215와 마찬가지로, ECC 에러 보정이 가능한지 여부를 판단하여 에러 보정을 수행하고(S225), 에러 보정이 가능한 경우, 에러 보정 후, 마지막 페이지 주소인지를 확인하여 다음 페이지의 독출을 수행한다(S226, S227).
상기 단계 S225의 판단 결과, B 독출 명령에 따라 독출된 데이터에 대해서도 에러 보정이 어려운 경우는 C 독출 명령으로 변경이 된다(S231). 그리고 독출을 시작할 주소 정보가 입력된다(S232).
상기 주소 정보는, 상기 단계 S222에 입력되는 주소 정보와 마찬가지로, B 독출 명령에 따라 에러 보정이 어려운 것으로 판단된 페이지의 주소 정보가 입력된다.
그리고 입력된 주소부터 C 독출 전압군(
Figure 112007015710230-pat00024
)에 따른 독출을 수행하고(S233), 독출된 데이터를 출력한다(S234). 출력된 데이터는 ECC 보정을 수행하는데, 에러 보정이 가능하면, 다음 페이지 주소로 변경하여 C 독출 명령에 따른 독출을 수행한다(S235 내지 S237). 또한, 상기 C 독출 명령에 따라 독출을 수행하여 에러 보정을 한 후에는 해당 메모리 블록에 대한 블록카피를 실행하고(S238) 동작을 종료한다. 이는 C 독출 명령 의해 독출을 수행한 이후에는 더이상의 리텐션으로 인해 셀의 문턱전압이 변경되는 경우, 이에 대한 데이터 복구가 불가능하므로, 이를 미리 방지하기 위해 다른 메모리 블록으로 데이터를 이동하여 보존하기 위함이다.
그러나 C 독출 명령을 수행해도 에러 보정이 불가능하다면, 해당 블록에 대해서는 블록 페일 처리를 한다(S240). 블록 페일이 된 메모리 블록은 더 이상 사용하지 못하도록 하거나, 모든 데이터를 삭제하여 초기화 하는 방법 등을 이용하여 사용하도록 할 수 있다.
데이터 독출 과정에서 일정 수준 이상의 에러 발생이 보고 되면, 이후에 사용자가 독출 명령을 A 독출 명령, B 독출 명령 또는 C 독출 명령으로 구분하여 입력함으로써 독출 시간을 줄이는 것도 가능하다. 그리고 B 독출 명령이 입력되면, 독출을 수행하고 에러 보정이 어려운 것으로 판단되는 경우, 자동적으로 다음 순서의 C 독출 명령을 실행하도록 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 첫번째(1st) 독출 명령으로부터 M(M≥2, 정수) 번째의 독출 명령을 구분하여 각각의 독출 명령에 대한 독출 전압군을 설정함으로써 M 번의 독출 동작을 통해 보다 정확한 데이터 독출이 가능하고, 마지막 M 번째의 독출 명령을 수행한 이후에 메모리 블록 카피를 실행하여 다음번에 발생할 수 있는 에러를 줄일 수 있다.
또한 앞서 언급한 바와 같이, 각각의 독출 명령에 따른 독출 전압군은 컨트롤러에 정보화 되어 저장되어 있으며, 상기 도 2에 따른 동작 순서에 따른 독출동작 방법에 대한 알고리즘이 프로그램화되어 저장된다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 메모리 소자의 독출 방법은 리텐션 특성에 의해 셀 드레솔드 전압이 변경되는 경우에도, 독출 전압을 변경함으로써 정확한 데이터 독출이 가능하다.

Claims (18)

  1. 멀티 레벨 셀들을 포함하는 메모리 소자의 독출 방법에 있어서,
    제 1 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계;
    상기 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 2 독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계;
    상기 제 2 독출 명령어에 따라 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단결과 에러 보정이 어려운 경우, 제 N (N≥3, 정수)독출 명령에 따른 데이터 독출을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 독출 명령은,
    상기 멀티 레벨 셀들이 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 1 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 독출 명령은,
    상기 멀티 레벨 셀들의 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 2 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 독출 전압군은 상기 제 2 독출 전압군보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 에러 보정은 ECC(Error Correction Code) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 에러 보정이 가능한지를 판단하는 것은,
    설정된 개수 이상의 에러가 발생했는지 여부에 따르는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 N 독출 명령에 따라 독출된 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단 계; 및
    상기 판단결과, 에러 보정이 어려운 경우, 해당 메모리 블록에 대한 페일 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 메모리 소자의 독출 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 N 독출 명령에 따라 해당 메모리 블록의 모든 데이터를 독출한 이후, 해당 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 메모리 블록으로 카피하는 블록 카피 동작을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 N 독출 명령을 실행하는데 있어서,
    상기 멀티 레벨 셀들이 드레솔드 전압 분포에 대해 각각 정의되는 제 N 독출 전압군에 따른 독출 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  10. 제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 독출 전압군 > 제 2 독출 전압군 > 제 N 독출 전압군 의 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 에러 보정 여부를 판단하는 것은,
    에러가 발생한 셀의 개수를 카운트하여, 설정된 개수 이상인 경우 에러 보정을 할 수 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  12. 멀티 레벨 셀들을 포함하는 메모리 소자의 독출 방법에 있어서,
    우선순위에 따라 정의된 복수의 독출 명령어 중 하나의 독출 명령을 입력하는 단계;
    데이터 독출을 수행할 상기 멀티 레벨 셀의 주소 정보를 입력하는 단계;
    상기 입력된 독출 명령에 대하여 저장된 독출 전압군을 로딩하는 단계; 및
    상기 로딩된 독출 전압군을 이용하여 데이터 독출을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 독출을 수행하여 출력되는 데이터의 에러 보정 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단결과, 상기 에러 보정이 불가능한 경우, 자동으로 다음 순서의 독출 명령어를 수행하는 단계를 더 포함하는 메모리 소자의 독출 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 독출 명령어는 해당 독출 명령어에 정의되는 독출 전압군의 크 기에 따라 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 에러 보정 여부를 판단하는 것은,
    에러가 발생한 셀의 개수가 설정된 개수 이상인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 에러 보정은 ECC(Error Correction Code) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 다수의 독출 명령어 중, 최하위의 우선순위를 갖는 독출 명령어를 실행한 결과, 에러에 대한 보정을 할 수 없는 경우, 해당 메모리 블록을 페일 처리하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 다수의 독출 명령어 중, 최하위의 우선순위를 갖는 독출 명령어를 실행하여 해당 메모리 블록의 모든 데이터를 독출한 이후, 해당 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 메모리 블록으로 카피하는 블록 카피 동작을 실시하는 단계를 포함 하는 것을 특징으로 하는 메모리 소자의 독출 방법.
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