KR20110001581A - 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법 - Google Patents

불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법에 관한 것으로,페이지 버퍼의 제1 래치에 입력 데이터를 저장하는 단계와, 메모리 셀 블럭의 소스 페이지의 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼의 제2 래치에 저장하는 단계와, 상기 제1 래치에 저장된 상기 입력 데이터를 상기 제2 래치로 전송하여 카피백 데이터로 저장하는 단계, 및 상기 카피백 데이터를 상기 메모리 셀 블럭의 타겟 페이지로 전송하여 프로그램하는 단계를 포함한다.
카피 백, 페이지 버퍼, 펌프

Description

불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법{Method of copy-back operation for non-volatile memory device}
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 동작시간을 단축시킬 수 있는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 방법에 관한 것이다.
최근 들어 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하고, 일정 주기로 데이터를 재작성해야하는 리프레시(refresh) 기능이 필요 없는 불휘발성 메모리 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 불휘발성 메모리 장치는 통상적으로 데이터가 저장되는 셀들이 매트릭스 형태로 구성된 메모리 셀 어레이, 메모리 셀 어레이의 특정 셀들에 대하여 메모리를 기입하거나 특정 셀에 저장되었던 메모리를 독출하는 페이지 버퍼를 포함한다. 페이지 버퍼는 특정 메모리 셀과 접속된 비트라인, 메모리 셀 어레이에 기록할 데이터를 임시저장하거나 메모리 셀 어레이로부터 특정 셀의 데이터를 독출하여 임시 저장시키는 레지스터, 특정 비트라인 또는 특정 레지스터의 전압 레벨을 감지하 는 감지노드, 특정 비트라인과 감지노드의 접속여부를 제어하는 비트라인 선택부를 포함한다.
이와 같은 불휘발성 메모리 장치에서 카피백 방법이 널리 사용되고 있다.이는 메모리 셀 어레이 중 특정 페이지에 저장된 데이터를 페이지 단위로 독출하여 페이지 버퍼에 저장하고, 다시 페이지 버퍼에 저장된 데이터를 다른 페이지에 프로그램하는 동작이다. 즉, 특정한 상황에서 외부 데이터 입출력 핀으로 데이터를 출력하는 과정 없이 내부동작으로 페이지 간에 데이터를 이동시킨다는 특징을 갖는다.
도 1a는 종래 카피백 동작 명령 신호 파형도이며, 도 1b는 종래 카피백 동작방법을 설명하기 위한 구성도이다.
(1)단계에서는 카피백 독출 명령(copyback read command)을 받아 미리 지정된 소스 페이지 어드레스를 가지고 독출 시간(tR)동안 소스 페이지에 대한 내용을 센싱하여 이를 페이지 버퍼에 저장시킨다.
(2)단계에서는 페이지 버퍼에 저장된 소스 페이지의 데이터를 입출력기에 출력시킨다.
(3)단계에서 카피백 프로그램 명령(copyback program command)을 받아 미리 지정된 타겟 페이지 어드레스에 따라 프로그램할 페이지를 설정해주고, 카피백 독출을 통해 읽어낸 데이터에서 바꾸고자 데이터를 입출력기를 통해 입력하며, 이를 페이지 버퍼에 다시 저장한다.
(4)단계에서는 페이지 버퍼에 저장된 데이터를 타겟 페이지에 프로그램한 뒤 카피백 프로그램 동작을 종료한다.
상술한 바와 같은 종래의 카피백 동작 방법은 카피백 독출동작과 카피백 프로그램 동작 두 부분으로 나누어져서 동작을 한다. 따라서 소자의 전원부는 각 동작마다 필요한 바이어스(bias)를 만들어 주기 위하여 각각 펌핑(pumping) 동작을 수행해야한다. 따라서, 카피백 동작의 진행상황에 따라 바이어스(bias)를 만들어주기 위해 펌프들은 온/오프를 반복하도록 되어 있다. 이 과정에서 높은 전압이 필요한 카피백 프로그램의 경우 긴 워드 라인 라이징(word line rising) 시간이 필요하게 되고, 이로 인해 프로그램 시간(tPROG)이 늘어나게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 카피백 동작 중 페이지 버퍼에 외부 데이터를 먼저 저장한 후, 카피백 데이터를 독출하여 페이지 버퍼에 저장하고 이를 외부 데이터와 합쳐서 카피백 데이터를 타겟 페이지에 프로그램함으로써, 카피백 독출동작과 카피백 프로그램동작을 연속적으로 실시함으로써, 펌프부의 연속적으로 펑핑동작하도록 하여 카피백 동작에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법은 페이지 버퍼의 제1 래치에 입력 데이터를 저장하는 단계와, 메모리 셀 블럭의 소스 페이지의 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼의 제2 래치에 저장하는 단계와, 상기 제1 래치에 저장된 상기 입력 데이터를 상기 제2 래치로 전송하여 카피백 데이터로 저장하는 단계, 및 상기 카피백 데이터를 상기 메모리 셀 블럭의 타겟 페이지로 전송하여 프로그램하는 단계를 포함한다.
상기 제1 래치에 상기 입력 데이터를 저장하는 단계 이전에 상기 소스 페이지 어드레스 및 상기 타겟 페이지 어드레스를 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 제1 래치에 상기 입력 데이터를 저장하는 단계는 상기 소스 페이지의 데이터 중 변경할 데이터를 입력 받아 상기 입력 데이터로 저장한다.
상기 소스 페이지의 데이터를 독출할 때 활성화되는 펌프부는 상기 카피백 데이터를 상기 타겟 페이지에 프로그램할때 까지 연속적으로 활성화된다.
본 발명의 일실시 예에 따르면 카피백 동작 중 페이지 버퍼에 외부 데이터를 먼저 저장한 후, 카피백 데이터를 독출하여 페이지 버퍼에 저장하고 이를 외부 데이터와 합쳐서 카피백 데이터를 타겟 페이지에 프로그램함으로써, 카피백 독출동작과 카피백 프로그램동작을 연속적으로 실시함으로써, 펌프부의 연속적으로 펑핑동작하도록 하여 카피백 동작에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 간단한 회로를 도 시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로는 제어부(200), 전원부(210), 메모리부(220)로 구성되어 있다.
제어부(200)는 컨트롤 인터페이스(201), 행 어드레스 카운터(202), 어드레스 디먹스(203), 소스 어드레스 레지스터(204), 타겟 어드레스 레지스터(205)로 구성된다. 컨트롤 인터페이스(201)는 입력 명령과 메모리부 상태신호(ReadOK)를 받아 카피백 독출 동작이 필요한지 프로그램 동작이 필요한지를 판별하여 동작신호(ReadPGM)를 출력한다. 행 어드레스 카운터(202)는 입력 어드레스를 카운팅하여 페이지 어드레스를 출력한다. 행 어드레스 카운터(202)에 직렬 연결된 어드레스 디먹스(203)는 페이지 어드레스를 입력받아 동작신호(ReadPGM)에 따라 페이지 어드레스를 소스 어드레스 레지스터(204) 혹은 타겟 어드레스 레지스터(205)로 출력한다. 예를 들어 동작신호(ReadPGM)가 독출신호라면 소스 어드레스 레지스터(204)쪽으로, 동작신호(ReadPGM)가 프로그램 신호라면 타겟 어드레스 레지스터(205)쪽으로 페이지 어드레스를 출력한다. 어드레스 디먹스(203)의 2개의 출력에 각각 연결된 소스 어드레스 레지스터(204)와 타겟 어드레스 레지스터(205)는 입력 받은 페이지 어드레스를 클럭신호(CK)에 맞춰 각각 소스 페이지 어드레스 또는 타겟 페이지 어드레스의 형태로 전원부(210)의 행 디코더(211)에 출력한다. 이 후 행 디코더(211)는 입력받은 소스 페이지 어드레스 혹은 타겟 페이지 어드레스를 디코딩하여 메모리부(220)에 전달하고 메모리부(220)에서 카피백 독출 및 카피백 프로그램 동작이 수행된다. 발명의 다른 실시예에 따르면 소스 및 타겟 어드레스 레지스터는 제어 부(200) 내부가 아닌 전원부(210)의 행 디코더(211) 내부에 포함될 수 있다.
전원부(210)는 행 디코더(211)와 스위치 회로(212) 및 펌프회로(213)로 구성되어 있다. 펌프회로(213)는 독출 펌프회로(214), 프로그램 펌프회로(215), 기타 펌프회로(216)를 포함하며 이들 각각은 스위치 회로(212)와 연결되어 있다. 스위치 회로(212)는 글로벌 워드라인(gwl)과 글로벌 드레인 선택 라인 및 글로벌 소스 선택 라인(gdsl/gssl)을 통해 행 디코더(211)와 연결되어 있다. 전원부(210)의 각각의 구성 역시 동작신호(ReadPGM)를 받아 동작을 수행한다.
메모리부(220)는 메모리 셀 어레이(221), 페이지 버퍼(222) 및 페이지 버퍼 컨트롤 회로(223)로 구성되어 있다. 페이지 버퍼는 다수의 래치(Latch) 회로를 포함하며, 본 발명에서는 메인 래치 및 템프 래치를 포함하도록 구성된다. 메모리부(220)는 동작신호(ReadPGM)를 받아 동작을 수행하며 메모리부 메모리 셀의 워드 라인들(wl_p0 - wl_pn)과 드레인 및 소스 선택라인(DSL, SSL)은 전원부의 행 디코더에 연결되어 있다.
상술한 회로의 구성과 관련지어 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 요약하자면, 제어부(200)의 컨트롤 인터페이스(201)에서 입력 명령과 메모리부 상태신호(ReadOK)를 받은 후 카피백 독출 동작인지 프로그램 동작인지를 판별하여 동작신호(ReadPGM)를 만든다. 이 신호를 이용하여 행 어드레스 카운터(202)는 입력 어드레스를 페이지 어드레스 형태로 출력하며 이를 어드레스 디먹스(203)는 소스 또는 타겟 어드레스 레지스터(204,205)에 전달한다. 이렇게 전달된 각각의 페이지 어드레스는 소스 또는 페이지 어드레스의 형태로 행 디코더(211)로 출력된다. 행 디코 더(211)에서는 이러한 정보 및 독출동작과 프로그램 동작시 필요한 전압을 다시 디코딩하여 메모리 셀 어레이(221), 페이지 버퍼(222) 및 페이지 버퍼 컨트롤 회로(223)에 전달하고 여기에서 후술할 카피백 프로그램 동작이 수행된다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 카피백 동작 방법을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 카피백 동작의 단계에 따라 셀 블럭, 페이지 버퍼 및 입출력기의 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2 , 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카피백 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.
(1)단계에서는 행렬 어드레스 카운터(202)에서 소스 어드레스 정보를 받은 후 더미 시간(tDUMMY)동안 이를 카운팅하여 페이지 어드레스 형태로 출력하며, 출력된 소스 페이지 어드레스는 어드레스 디먹스(203)를 거쳐 소스 어드레스 레지스터(204)에 저장된다.
(2)단계에서는 행렬 어드레스 카운터(202)에서 타겟 어드레스 정보를 받은 후 이를 카운팅하여 페이지 어드레스 형태로 출력하며, 출력된 타겟 페이지 어드레스는 어드레스 디먹스(203)를 거쳐 타겟 어드레스 레지스터(205)에 저장된다. 그 후 향후 진행될 카피백 독출을 통해 읽어낸 데이터 중 바꾸고자 할 데이터를 입력받은 후 이것이 페이지 버퍼(222)의 템프 래치(temp latch)에 저장된다.
(3)단계는 세분하여 3개의 동작으로 이루어진다.
먼저 3-1단계는 메모리 셀 어레이(221)의 소스 페이지에 저장된 데이터를 독출하여 페이지 버퍼(222)의 메인 래치(main latch)에 저장한다.
3-1단계는 페이지 버퍼(222)의 템프 래치에 저장된 입력 데이터 메인 래치로 전송하여 소스 페이지의 독출된 데이터를 입력 데이터로 변경시킨다.
3-3단계는 페이지 버퍼(222)의 메인 래치에 저장된 데이터를 메모리 셀 어레이(221)의 타겟 페이지로 전송한 후, 파겟 페이지의 워드라인에 프로그램 전압을 인가하여 카피백 프로그램한다.
상술한 바와 같은 종래의 카피백 프로그램 방법이 카피백 독출, 데이터 입력, 카피백 프로그램이 순차적으로 진행되어 카피백 독출 동작시 활성화된 펌프 회로들이 데이터 입력 동작시 비활성화되었다가 카피백 프로그램 동작시 재 활성화되어 재활성화 시 펌프의 라이징 타임이 발생하는 반면에, 본 발명의 실시예에서는 카피백 독출 동작 후 바로 카피백 프로그램 동작을 실시하여 펌프의 라이징 타임 없이 카피백 프로그램을 한 동작을 수행한다.
즉, 소스 페이지에 대한 정보를 입력받은 후 센싱 동작을 진행하지 않고, 바로 타겟 페이지에 대한 어드레스를 입력받고 그 이후 카피백 독출/프로그램 시간(tRPROG)에서 소스 페이지 데이터의 센싱 및 타겟 페이지에 대한 프로그램 동작을 수행한다. 이로 인하여 플래시 메모리의 카피백 프로그램 동작시 프로그램 펌프의 라이징을 카피백 리드 동작중에 이루어지게 하여 전체적인 카피백 동작 시간이 단축된다.
카피백 독출/프로그램 시간(tRPROG)에서 각 펌프의 동작을 살펴보면, 프로그램 펌프(215)는 카피백 독출 동작시 독출 펌프(214)가 활성화될 때 같이 활성화되어 카피백 프로그램이 시작하기 전 미리 워드 라인에 필요한 전압을 만들어 놓는다. 독출 펌프(214)는 카피백 독출 이후 비활성화되지 않고 레귤레이터를 이용하여 카피백 프로그램 검증 전압을 만든다. 기타 펌프(215)들은 독출동작 또는 프로그램 동작에 모두 쓰이는 펌프로써 독출 동작이 끝나더라도 비활성화되지 않고 레귤레이터를 이용하여 프로그램 동작시 필요한 전압을 만들어낸다.
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 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 종래 카피백 동작 명령 신호 파형도이며, 도 1b는 종래 카피백 동작방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 간단한 회로를 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 카피백 동작 방법을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 카피백 동작의 단계에 따라 셀 블럭, 페이지 버퍼 및 입출력기의 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
200 : 제어부 210 : 전원부
220 : 메모리부 221 : 메모리 셀 어레이
222 : 페이지 버퍼 223 : 페이지 버퍼 컨트롤 회로

Claims (8)

  1. 페이지 버퍼의 제1 래치에 입력 데이터를 저장하는 단계;
    메모리 셀 블럭의 소스 페이지의 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼의 제2 래치에 저장하는 단계;
    상기 제1 래치에 저장된 상기 입력 데이터를 상기 제2 래치로 전송하여 카피백 데이터로 저장하는 단계; 및
    상기 카피백 데이터를 상기 메모리 셀 블럭의 타겟 페이지로 전송하여 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 래치에 상기 입력 데이터를 저장하는 단계 이전에
    상기 소스 페이지 어드레스 및 상기 타겟 페이지 어드레스를 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 래치에 상기 입력 데이터를 저장하는 단계는
    상기 소스 페이지의 데이터 중 변경할 데이터를 입력 받아 상기 입력 데이터 로 저장하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 페이지의 데이터를 독출할 때 활성화되는 펌프부는 상기 카피백 데이터를 상기 타겟 페이지에 프로그램할때 까지 연속적으로 활성화되는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  5. 소스 페이지 및 타겟 페이지를 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 메모리 셀 어레이와 연결된 페이지 버퍼, 및 상기 메모리 셀 어레이에 프로그램 전압 또는 독출 전압을 인가하는 펌프부를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 카피백 동작 방법에 있어서,
    상기 페이지 버퍼의 제1 래치에 외부 입력 데이터를 저장하는 단계;
    상기 메모리 셀 블럭의 상기 소스 페이지에 저장된 데이터를 독출하여 상기 페이지 버퍼의 제2 래치에 저장하는 단계;
    상기 제1 래치에 저장된 상기 입력 데이터를 상기 제2 래치로 전송하여 카피백 데이터로 저장하는 단계; 및
    상기 카피백 데이터를 상기 메모리 셀 블럭의 상기 타겟 페이지로 전송하여 프로그램하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 래치에 상기 외부 입력 데이터를 저장하는 단계 이전에
    상기 소스 페이지 어드레스 및 상기 타겟 페이지 어드레스를 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 래치에 상기 외부 입력 데이터를 저장하는 단계는
    상기 소스 페이지의 데이터 중 변경할 데이터를 입력받아 상기 외부 입력 데이터로 저장하는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 페이지의 데이터를 독출할 때 독출 전압을 생성하기 위해 활성화되는 상기 펌프부는 상기 카피백 데이터를 상기 타겟 페이지에 프로그램하기 위하여 프로그램 전압을 생성할 때까지 연속적으로 활성화되는 불휘발성 메모리 장치의 카피백 동작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20180154719A1 (en) * 2015-04-29 2018-06-07 Iljin Co., Ltd. Hybrid arm and method of manufacturing same
US11072965B2 (en) 2016-12-07 2021-07-27 Assa Abloy Entrance Systems Ab Automatic door operator for a swing door assembly

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