KR20110001058A - 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법 - Google Patents

불휘발성 메모리 소자의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법에 관한 것으로, 다수의 메모리 블럭을 포함하는 메모리 블럭부의 동작 방법에 있어서, 상기 다수의 메모리 블럭 중 제1 메모리 블럭의 제1 데이터를 독출하여 페이지 버퍼부에 저장하는 단계와, 상기 제1 데이터를 상기 다수의 메모리 블럭 이외의 여분 메모리 블럭에 프로그램하는 단계와, 제2 메모리 블럭의 제2 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장하는 단계, 및 상기 제2 데이터를 이전에 선택된 상기 제1 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법을 개시한다.
리텐션, 메모리 블럭, 리프레쉬

Description

불휘발성 메모리 소자의 동작 방법{Method of operating Non-volatile memory device}
본 발명은 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 불휘발성 메모리 소자의 리프레쉬 동작에 관한 것이다.
전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하며, 일정 주기로 데이터(data)를 재작성하는 리프레쉬(refresh) 기능이 필요 없는 불휘발성 메모리 소자의 수요가 증가하고 있다. 여기서, 프로그램이란 데이터를 메모리 셀에 기록(write)하는 동작을 가리킨다.
메모리 소자의 고집적화를 위해 복수개의 메모리 셀(memory cell)들이 직렬로 접속(즉, 인접한 셀끼리 드레인 또는 소오스를 서로 공유하는 구조)되어 한 개의 스트링(string)을 구성하는 낸드(NAND)형 플래쉬 메모리 소자가 개발되었다. 낸드형 플래쉬 메모리 소자는 노어(NOR)형 플래쉬 메모리 소자와 달리 순차적으로 정보를 독출(read)하는 메모리 소자이다.
그러나 현재 낸드형 플래쉬 메모리 소자는 특정 기간이 넘어서게 되면 더이상 셀에 저장된 데이터를 신뢰할 수 없게 된다. 이것은 플래쉬 메모리 셀의 플로팅 게이트에 저장된 차지가 시간이 흐르면서 점차 손실되어 나타나는 현상으로, 플로팅 게이트에 저장된 데이터를 신회할 수 있는 기간을 리텐션(retention) 기간이라 한다. 즉 플래쉬 메모리 셀의 특성인 리텐션 기간에 따라 데이터를 손실할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 메모리 블럭 중 첫 번째 메모리 블럭을 독출하여 여분의 메모리 블럭에 프로그램하고, 두번째 메모리 블럭의 데이터를 독출하여 첫번째 메모리 블럭에 프로그램하는 방식으로 메모리 블럭의 데이터를 재프로그램함으로써, 불휘발성 메모리 소자의 리텐션 특성을 개선할 수 있는 리프레쉬 동작을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법은 제1 메모리 블럭의 제1 데이터를 독출하여 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 페이지 버퍼부와 연결된 임시 저장 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계와, 제2 메모리 블럭의 제2 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제1 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계와, 제3 메모리 블럭의 제3 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제2 메모리 블럭에 상기 제3 데이터를 프로그램하는 단계와, 상기 제1 메모리 블럭의 상기 제2 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제3 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계, 및 상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 상기 제1 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제1 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계를 포함한다.
상기 임시 저장 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제1 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함한다.
상기 제1 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제2 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함한다.
상기 제2 메모리 블럭에 상기 제3 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제3 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함한다.
상기 제3 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제2 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법은 다수의 메모리 블럭 및 리프레쉬 동작시 데이터를 임시 저장하는 임시 저장 메모리 블럭을 포함하는 불휘발성 메모리 소자가 제공되는 단계와, 상기 다수의 메모리 블럭 중 선택 메모리 블럭의 프로그램 데이터를 독출하여 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 페이지 버퍼부와 연결된 임시 저장 메모리 블럭에 상기 프로그램 데이터를 프로그램하는 단계와 상기 선택 메모리 블럭을 소거시키는 단계, 및 상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 상기 프로그램 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함한다.
상기 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계 이후에, 상기 선택 메모리 블럭이 상기 다수의 메모리 블럭 중 마지막 메모리 블럭인지 확인하는 단계와, 상기 선택 메모리 블럭이 상기 마지막 메모리 블럭이 아니면, 블럭 선택 어드레스를 증가시켜 다수의 메모리 블럭 중 다음 메모리 블럭을 새로운 선택 메모리 블럭으로 설 정하는 단계와, 상기 새로운 선택 메모리 블럭에 프로그램된 데이터를 독출하여 상기 임시 저장 메모리 블럭에 프로그램하는 단계와, 상기 새로운 선택 메모리 블럭을 소거시키는 단계, 및 상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 새로운 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 다수의 메모리 블럭 중 첫 번째 메모리 블럭을 독출하여 여분의 메모리 블럭에 프로그램하고, 두번째 메모리 블럭의 데이터를 독출하여 첫번째 메모리 블럭에 프로그램하는 방식으로 메모리 블럭의 데이터를 재프로그램함으로써, 불휘발성 메모리 소자의 리텐션 특성을 개선할 수 있는 리프레쉬 동작을 제공하는 데 있다.
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 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 불휘발성 메모리 소자는 다수의 메모리 블럭(Block 0 내지 Block N)을 포함하는 메모리 블럭부(100)와, 메모리 블럭부와 연결된 페이지 버퍼부(110), 및 페이지 버퍼부(110)와 연결된 여분의 메모리 블럭(Block e)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 리프레쉬 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메모리 블럭부(100)의 제1 메모리 블럭(예를 들어 Block0)의 데이터(DATA_0)를 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 저장한다. 즉, 선택된 메모리 블럭(Block0)의 데이터(DATA_0)를 독출한다.
이 후, 페이지 버퍼부(110)에 저장된 데이터(DATA_0)를 여분의 메모리 블럭(Block e)에 프로그램한다.(220) 즉, 데이터(DATA_0)를 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 프로그램한다.
상술한 210 단계와 220 단계를 좀더 상세하게 설명하면, 제1 메모리 블럭(Block0)에 저장된 데이터(DATA_0)를 페이지 버퍼부(110)의 페이지 버퍼를 이용하여 독출하여 임시 저장한 후, 페이지 버퍼와 연결된 여분의 임시 저장 메모리 블럭(Block e)e)에 프로그램한다. 이때, 메모리 블럭은 다수의 페이지 단위로 이루어 져 있으므로, 페이지 단위로 독출 및 프로그램 동작을 순차적으로 실시하여 데이터(DATA_0)를 메모리 블럭(Block0)에서 여분의 임시 저장 메모리 블럭(Block e)으로 이동시킨다.
이 후, 소거 동작을 실시하여 제1 메모리 블럭(Block0)을 소거시킨다.
다음, 독출한 메모리 블럭이 메모리 블럭부(100)의 마지막 메모리 블럭인지 판별한다.(230) 독출한 메모리 블럭이 메모리 블럭부(100)의 마지막 메모리 블럭이 아니라면, 메모리 블럭을 선택하는 블럭 어드레스를 하나 증가시킨다.(240) 즉, 다음 메모리 블럭(Block 1)을 선택한다.
이 후, 다음 메모리 블럭(Block 1)을 선택 메모리 블럭으로 하여 210 단계를 실시한다. 즉, 제2 메모리 블럭(Block 1)의 데이터(DATA_1)을 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 저장한다.
이 후, 페이지 버퍼부(110)에 저장된 데이터(DATA_1)를 제1 메모리 블럭(Block 0)에 프로그램한다.
상술한 독출 동작 및 프로그램 동작을 반복실시하게 되면, 제1 메모리 블럭(Block 0)의 데이터는 여분의 메모리 블럭(Blocl e)에 프로그램되고, 제2 메모리 블럭(Block 1)의 데이터는 제1 메모리 블럭(Block 0)에, 마지막 메모리 블럭(Block N)의 데이터는 메모리 블럭(Block N-1)에 프로그램된다.
또한 일반적으로 제1 메모리 블럭(Block 0)에는 메모리 소자의 중요 데이터(소자의 정보)가 저장되며, 소자 동작시 제일 먼저 선택된다. 따라서, 제1 메모리 블럭(Block 0)에 저장된 데이터(DATA_1)을 페이지 버퍼부(110)를 이용하여 마지막 메모리 블럭(메모리 블럭(Block N)으로 이동시킨다. 이 후, 제1 메모리 블럭(Block 0)을 소거시킨 후, 여분의 메모리 블럭(Blocl e)에 프로그램된 데이터(DATA_0)를 페이지 버퍼부(110)를 이용하여 제1 메모리 블럭(Block 0)에 이동시킨다.
상술한 바와 같이 메모리 블럭부(100)의 다수의 메모리 블럭(Block 0 내지 Block N)에 저장된 데이터를 여분의 메모리 블럭(Block e)과 다수의 메모리 블럭(Block 0 내지 Block N-1)에 재프로그램하여 불휘발성 메모리 소자를 리프레쉬시킬 수 있다. 이로 인하여 불휘발성 메모리 소자의 리텐션 특성이 개선된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 불휘발성 메모리 소자는 다수의 메모리 블럭(Block 0 내지 Block N)을 포함하는 메모리 블럭부(100)와, 메모리 블럭부와 연결된 페이지 버퍼부(110), 및 페이지 버퍼부(110)와 연결된 여분의 메모리 블럭(Block e)을 포함한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메모리 블럭부(100)의 제1 메모리 블럭(예를 들어 Block0)의 데이터(DATA_0)를 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 저장한다. 즉, 선택된 메모리 블럭(Block0)의 데이터(DATA_0)를 독출한다.
이 후, 페이지 버퍼부(110)에 저장된 데이터(DATA_0)를 여분의 메모리 블럭(Block e)에 프로그램한다. 즉, 데이터(DATA_0)를 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 프로그램한다.
이를 좀더 상세하게 설명하면, 제1 메모리 블럭(Block0)에 저장된 데이터(DATA_0)를 페이지 버퍼부(110)의 페이지 버퍼를 이용하여 독출하여 임시 저장한 후, 페이지 버퍼와 연결된 여분의 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 프로그램한다. 이때, 메모리 블럭은 다수의 페이지 단위로 이루어져 있으므로, 페이지 단위로 독출 및 프로그램 동작을 순차적으로 실시하여 데이터(DATA_0)를 메모리 블럭(Block0)에서 여분의 임시 저장 메모리 블럭(Block e)으로 이동시킨다.
이 후, 소거 동작을 실시하여 제1 메모리 블럭(Block0)을 소거시킨다.
이 후, 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 저장된 데이터(DATA_0)를 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 임시 저장한 후, 소거된 제1 메모리 블럭(Block0)에 프로그램한다.
이 후, 임시 저장 메모리 블럭(Block e)을 소거시킨다.
이 후, 독출한 메모리 블럭이 즉, 선택된 메모리 블럭(Block_0)이 메모리 블럭부(100)의 마지막 메모리 블럭인지 판별한다. 선택된 메모리 블럭(Block_0)이 메모리 블럭부(100)의 마지막 메모리 블럭(Block_N)이 아니라면, 메모리 블럭을 선택하는 블럭 어드레스를 하나 증가시켜 다음 메모리 블럭(Block 1)을 선택한다.
이 후, 제1 메모리 블럭(Block0)의 동작과 같이 제2 메모리 블럭(Block1)에 저장된 데이터(DATA_1)을 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 임시 저장한 후, 소거된 제1 메모리 블럭(Block0)에 프로그램한다. 이 후, 제2 메모리 블럭(Block1)을 소거 시킨 후, 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 저장된 데이터(DATA_0)를 독출하여 페이지 버퍼부(110)에 임시 저장한 후, 소거된 제2 메모리 블럭(Block1)에 프로그램한다.
상술한 독출 동작 및 프로그램 동작을 블럭 어드레스를 상승시켜 가면서 반복실시하게 되면, 다수의 메모리 블럭(Block0 내지 BlockN)에 저장된 데이터들은 임시 저장 메모리 블럭(Block e)에 임시 저장되었다가 다시 원래의 메모리 블럭(Block0 내지 BlockN)에 프로그램되어 리프래쉬 동작을 실시하게 된다.
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 메모리 블럭부 110 : 페이지 버퍼부
120 : 여분의 메모리 블럭

Claims (9)

  1. 제1 메모리 블럭의 제1 데이터를 독출하여 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 페이지 버퍼부와 연결된 임시 저장 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계;
    제2 메모리 블럭의 제2 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제1 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계;
    제3 메모리 블럭의 제3 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제2 메모리 블럭에 상기 제3 데이터를 프로그램하는 단계;
    상기 제1 메모리 블럭의 상기 제2 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제3 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계; 및
    상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 상기 제1 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 제1 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 저장 메모리 블럭에 상기 제1 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제1 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제2 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 메모리 블럭에 상기 제3 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제3 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 메모리 블럭에 상기 제2 데이터를 프로그램하는 단계 이 후, 상기 제2 메모리 블럭을 소거시키는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법.
  6. 제1 내지 제N 메모리 블럭을 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작에 있어서,
    상기 제1 메모리 블럭의 데이터를 독출하여 임시 저장 메모리 블럭에 프로그램하는 단계;
    제2 메모리 블럭부터 상기 제N 메모리 블럭까지 어드레스를 증가시켜 데이터를 독출하여 각각 상기 제1 내지 제N-1 메모리 블럭에 프로그램하는 단계;
    상기 제1 메모리 블럭에 프로그램된 데이터를 독출하여 상기 제N 메모리 블럭에 프로그램하는 단계; 및
    상기 여분의 메모리 블럭에 프로그램된 데이터를 독출하여 상기 제1 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    독출 동작이 진행된 메모리 블럭은 소거시키는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법.
  8. 다수의 메모리 블럭 및 리프레쉬 동작시 데이터를 임시 저장하는 임시 저장 메모리 블럭을 포함하는 불휘발성 메모리 소자가 제공되는 단계;
    상기 다수의 메모리 블럭 중 선택 메모리 블럭의 프로그램 데이터를 독출하 여 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 페이지 버퍼부와 연결된 임시 저장 메모리 블럭에 상기 프로그램 데이터를 프로그램하는 단계;
    상기 선택 메모리 블럭을 소거시키는 단계; 및
    상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 상기 프로그램 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계 이후에,
    상기 선택 메모리 블럭이 상기 다수의 메모리 블럭 중 마지막 메모리 블럭인지 확인하는 단계;
    상기 선택 메모리 블럭이 상기 마지막 메모리 블럭이 아니면, 블럭 선택 어드레스를 증가시켜 다수의 메모리 블럭 중 다음 메모리 블럭을 새로운 선택 메모리 블럭으로 설정하는 단계;
    상기 새로운 선택 메모리 블럭에 프로그램된 데이터를 독출하여 상기 임시 저장 메모리 블럭에 프로그램하는 단계;
    상기 새로운 선택 메모리 블럭을 소거시키는 단계; 및
    상기 임시 저장 메모리 블럭에 저장된 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼부에 저장한 후, 상기 새로운 선택 메모리 블럭에 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 동작 방법.
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