KR20170065726A - 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법 및 메모리 컨트롤러의 동작 방법 - Google Patents

불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법 및 메모리 컨트롤러의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법은 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계, 및 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법 및 메모리 컨트롤러의 동작 방법{OPERATION METHOD OF NONVOLATILE MEMORY SYSTEM AND METHOD OPERATION OF MEMORY CONTROLLER}
본 발명은 반도체 메모리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 장치의 동작 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리 장치(semiconductor memory device)는 실리콘(Si, silicon), 게르마늄(Ge, Germanium), 비화 갈륨(GaAs, gallium arsenide), 인화인듐(InP, indium phosphide) 등과 같은 반도체를 이용하여 구현되는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 휘발성 메모리 장치(Volatile memory device)와 불휘발성 메모리 장치(Nonvolatile memory device)로 구분된다.
휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되면 저장하고 있던 데이터가 소멸되는 메모리 장치이다. 휘발성 메모리 장치에는 SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM) 등이 있다. 불휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되어도 저장하고 있던 데이터를 유지하는 메모리 장치이다. 불 휘발성 메모리 장치에는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등이 있다.
특히, 플래시 메모리 장치는 대용량 저장 장치로써 다양한 분야에서 널리 사용된다. 플래시 메모리 장치는 불휘발성 메모리 장치이나, 온도, 읽기 교란, 프로그램 교란, 또는 전하 손실 등과 같은 다양한 요인들로 인하여 저장된 데이터가 소실될 수 있다. 이에 따라, 플래시 메모리 장치에 저장된 데이터의 신뢰성을 보장하기 위한 다양한 기법들이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 향상된 성능 및 향상된 신뢰성을 갖는 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법은 상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계; 및 상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
실시 예로서, 상기 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들을 포함하고, 상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는, 상기 소스 블록의 프로그램 소거 사이클이 제1 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 제1 읽기 카운트마다 수행하고, 상기 소스 블록의 소거 사이클이 제1 값보다 작은 제2 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 상기 제1 읽기 카운트보다 큰 제2 읽기 카운트마다 수행하는 단계를 포함한다.
실시 예로서, 상기 복수의 서브 동작들 각각은 상기 서브 블록에 포함된 복수의 페이지 데이터 중 적어도 하나의 페이지 데이터를 읽는 동작, 상기 읽은 적어도 하나의 페이지 데이터의 에러를 정정하는 동작, 또는 상기 정정된 적어도 하나의 페이지 데이터를 목표 블록에 프로그램하는 동작을 포함한다.
실시 예로서, 상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는 상기 소스 블록의 상기 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우, 상기 리클레임 동작을 제1 리클레임 실행 구간동안 수행하고, 상기 소스 블록의 상기 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 제2 값인 경우, 상기 리클레임 동작을 상기 제1 리클레임 구간보다 큰 제2 리클레임 실행 구간 동안 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법은 상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계; 상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절하는 단계; 및 상기 조절된 리클레임 정책을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치를 제어하는 메모리 컨트롤러의 동작 방법은 상기 불휘발성 메모리 장치에 포함된 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 증가할수록 상기 리클레임 동작이 수행되는 구간이 감소되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클에 따라 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절함으로써 향상된 성능을 갖는 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 소프트웨어 계층을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 메모리 컨트롤러를 상세하게 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 1의 불휘발성 메모리 장치를 상세하게 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 리클레임 동작을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 6 은 메모리 블록의 P/E 사이클에 대한 에러 비트 비율을 보여주는 그래프들이다.
도 7은 메모리 블록의 읽기 카운트에 대한 에러 비트 개수를 보여주는 그래프이다.
도 8은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 동작 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 11은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 다른 동작을 보여주는 순서도이다.
도 12는 도 11의 S210 단계를 좀 더 상세하게 보여주는 순서도이다.
도 13 및 도 14는 도 11의 동작 방법을 상세하게 설명하기 위한 그래프이다.
도 15는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 다른 동작을 보여주는 순서도이다.
도 16은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템의 다른 동작을 보여주는 순서도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템(200)을 보여주는 블록도이다.
도 18은 도 17의 불휘발성 메모리 시스템의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치에 포함된 메모리 블록들 중 제1 메모리 블록을 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 20은 본 발명의 실시 예들에 따른 불휘발성 메모리 시스템이 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 21은 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템이 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템을 포함하는 전자 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세하게 설명된다. 이하의 설명에서, 상세한 구성들 및 구조들과 같은 세부적인 사항들은 단순히 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터의 벗어남 없이 본문에 기재된 실시 예들의 변형들은 당업자에 의해 수행될 수 있다. 또한, 잘 알려진 기능들 및 구조들에 대한 설명들은 명확성 및 간결성을 위하여 생략된다. 상세한 설명에서 사용된 용어들은 본 발명의 기능들을 고려하여 정의된 용어들이며, 특정 기능에 한정되지 않는다. 상세한 설명에서 사용되는 용어들의 정의는 상세한 설명에 기재된 사항을 기반으로 결정될 수 있다.
상세한 설명에서 사용되는 부(unit), 모듈(module), 계층(layer) 등의 용어를 참조하여 설명되는 구성 요소들은 소프트웨어, 또는 하드웨어, 또는 그것들의 조합의 형태로 구현될 수 있다. 예시적으로, 소프트웨어는 기계 코드, 펌웨어, 임베디드 코드, 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 예를 들어, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적회로, 집적 회로 코어들, 압력 센서, 관성 센서, 멤즈(MEMS; microelectromechanical system), 수동 소자, 또는 그것들의 조합을 포함할 수 있다.
상세한 설명 또는 도면에서 사용되는 부(unit), 모듈(module), 계층(layer) 등의 용어 또는 기능 블록들 사이의 연결은 각각 직접적 또는 비직접적일 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 통신에 의한 연결이거나 또는 물리적인 접속일 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 본문에서 사용되는 기술적 또는 과학적인 의미를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 당업자에 의해 이해될 수 있는 의미를 갖는다. 일반적으로 사전에서 정의된 용어들은 관련된 기술 분야에서의 맥락적 의미와 동등한 의미를 갖도록 해석되며, 본문에서 명확하게 정의되지 않는 한, 이상적 또는 과도하게 형식적인 의미를 갖도록 해석되지 않는다.
또한, 이하에서, 설명의 편의를 위하여 특정 실시 예들을 기반으로 본 발명이 설명되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시 예들 각각이 구현되거나 또는 다양한 실시 예들의 조합이 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템은 데이터 신뢰성을 향상시키기 위하여 읽기 리클레임 동작(또는 리클레임 동작)을 수행할 수 있다. 이 때, 불휘발성 메모리 시스템은 리클레임 동작의 대상인 소스 블록(source block)의 프로그램 및 소거 사이클(이하에서, 'P/E 사이클'라 칭함)를 기반으로 리클레임 정책을 조절함으로써 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 향상된 성능을 갖는 불휘발성 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템(100)을 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 메모리 컨트롤러(110) 및 불휘발성 메모리 장치(120)를 포함한다. 메모리 컨트롤러(110) 및 불휘발성 메모리 장치(120)는 각각 별도의 칩, 별도의 패키지, 또는 별도의 모듈로 제공될 수 있다. 예시적으로, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 솔리드 스테이트 드라이브(SSD; Solid State Drive), 메모리 카드, 메모리 스틱 등과 같은 대용량 저장 매체 또는 저장 장치일 수 있다.
메모리 컨트롤러(110)는 외부 장치(예를 들어, 호스트, CPU, AP 등)의 요청에 따라, 불휘발성 메모리 장치(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(110)는 외부 장치의 요청에 따라 어드레스(ADDR), 커맨드(CMD), 및 제어 신호(CTRL)를 불휘발성 메모리 장치(120)로 전송할 수 있다. 메모리 컨트롤러(110)는 외부 장치의 요청에 따라 불휘발성 메모리 장치(120)와 데이터(DATA)를 주고 받을 수 있다.
불휘발성 메모리 장치(120)는 메모리 컨트롤러(110)의 제어에 따라 데이터(DATA)를 저장하거나 또는 저장된 데이터(DATA)를 출력할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치(120)는 복수의 메모리 블록들을 포함하는 낸드 플래시 메모리를 기반으로 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 불휘발성 메모리 장치(120)는 노어 플래시 메모리, MRAM, PRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 메모리 소자들을 포함할 수 있다.
불휘발성 메모리 장치(120)는 복수의 메모리 블록들을 포함한다. 복수의 메모리 블록들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함하고, 복수의 메모리 셀들 각각은 1-비트 데이터를 저장하는 싱글 레벨 셀(SLC)이거나 또는 적어도 2-비트 데이터를 저장하는 멀티 레벨 셀(MLC)일 수 있다.
예시적으로, 메모리 컨트롤러(110)는 불휘발성 메모리 장치(120)에 저장된 데이터의 신뢰성을 보장하기 위한 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(110)는 에러 정정 코드 회로(111)(ECC Circuit; error correction code circuit) 및 리클레임 관리자(112)를 포함한다. ECC 회로(111)는 불휘발성 메모리 장치(120)에 저장될 데이터에 대한 에러 정정 코드를 생성하거나 또는 에러 정정 코드를 기반으로 불휘발성 메모리 장치(111)로부터 읽은 데이터(DATA)의 에러를 검출 및 정정할 수 있다.
예시적으로, ECC 회로(111)는 일정 수준의 에러 정정 능력을 갖는다. 예를 들어, ECC 회로(111)는 에러 정정 능력 이하의 에러를 검출 및 정정할 수 있다. ECC 회로(111)는 에러 정정 능력을 초과하는 에러를 검출 또는 정정할 수 없다. ECC 회로(111)에 의해 에러가 정정되지 않는 데이터는 'UECC 데이터(Uncorrectable Error Correction Code Data)'라 불린다. 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터가 UECC 데이터인 경우, 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터의 신뢰성을 보장할 수 없다.
리클레임 관리자(112)는 UECC 데이터의 발생을 방지하기 위하여, 기준 개수 이상의 에러 비트를 포함하는 데이터가 저장된 메모리 블록 또는 페이지에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 장치(120)에 대한 프로그램, 읽기, 또는 소거 동작이 수행되거나 또는 시간이 경과함에 따라, 불휘발성 메모리 장치(120)의 복수의 메모리 셀들의 문턱 전압이 변화할 수 있다. 이는 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터에서 에러가 발생할 수 있음을 의미한다. ECC 회로(111)는 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터(DATA)의 에러 비트를 검출할 수 있다. 리클레임 관리자(112)는 검출된 에러 비트의 개수 및 기준 개수를 비교함으로써, 읽은 데이터(DATA)가 저장된 메모리 블록에 대한 리클레임 여부를 판별할 수 있다. 검출된 에러 비트의 개수가 기준 개수 이상인 경우, 리클레임 관리자(112)는 읽은 데이터(DATA)가 저장된 메모리 블록을 소스 블록(Source Block)으로서 선택할 수 있다. 리클레임 관리자(112)는 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행함으로써, 소스 블록에 저장된 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있다. 예시적으로, 기준 값은 ECC 회로(111)의 에러 정정 능력보다 낮은 에러 비트의 개수를 가리킬 수 있다.
본 발명에 따른 리클레임 관리자(112)는 소스 블록의 프로그램 소거 사이클(이하에서, 'P/E 사이클'이라 칭함)에 따라, 리클레임 정책(reclaim policy)을 조절할 수 있다. 예를 들어, 소스 블록의 P/E 사이클이 제1 값인 경우, 리클레임 관리자(112)는 소스 블록에 대한 리클레임 동작의 속도가 제1 속도가 되도록 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 소스 블록의 P/E 사이클이 제1 값보다 큰 제2 값인 경우, 리클레임 관리자(112)는 소스 블록에 대한 리클레임 동작의 속도가 제1 속도보다 빠른 제2 속도가 되도록 리클레임 정책을 조절할 수 있다.
좀 더 상세한 예로서, 리클레임 관리자(112)는 소스 블록의 P/E 사이클이 클수록 리클레임 속도를 증가시킬 수 있다. 또는, 리클레임 관리자(112)는 소스 블록의 P/E 사이클이 작을수록 리클레임 속도를 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 리클레임 동작의 속도 또는 리클레임 속도는 소스 블록으로 선택된 시점(또는 읽기 카운트)로부터 리클레임 동작이 완료되는 시점(또는 읽기 카운트)까지의 시간 동안 수행된 리클레임 동작 카운트의 비율을 가리킨다. 예시적으로, 읽기 카운트는 외부 장치(예를 들어, 호스트, CPU, AP 등)의 요청에 따라 불휘발성 메모리 시스템(100)에서 수행되는 읽기 동작의 횟수를 가리킨다.
예시적으로, 리클레임 정책은 리클레임 속도, 리클레임 실행 구간, 리클레임의 서브 동작 간격, 리클레임의 서브 동작 단위 등과 같은 인자들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 리클레임 속도는 리클레임 실행 구간, 리클레임 서브 동작 간격, 리클레임 서브 동작 단위 등을 조절함으로써 조절될 수 있다.
도 2는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 소프트웨어 계층을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 불휘발성 메모리 시스템(100)의 소프트웨어 계층은 애플리케이션(101), 파일 시스템(102), 및 플래시 변환 계층(130)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 애플리케이션(101) 및 파일 시스템(102)은 외부 장치(예를 들어, 호스트, CPU, AP, 등)에 포함되거나 또는 외부 장치에 의해 구동될 수 있다.
애플리케이션(101)은 외부 장치의 운영 체제(OS; Operating System) 상에서 구동되는 다양한 프로그램들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션(101)은 문서 편집기, 영상 재생기, 웹 브라우저 등과 같은 다양한 프로그램들을 포함할 수 있다.
파일 시스템(102)은 애플리케이션(101)에 의해 사용되는 파일 또는 데이터를 조직화하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 파일 시스템(102)은 파일 또는 데이터의 어드레스를 제공할 수 있다. 예시적으로, 어드레스는 외부 장치에 의해 조직화된 또는 관리되는 논리적 어드레스(Logical Address)일 수 있다. 파일 시스템(102)은 운영 체제에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 파일 시스템(102)은 FAT(File Allocation Table), FAT32, NTFS(NT File System), HFS(Hierarchical File System), JSF2(Journaled File System2), XFS, ODS-5(On-Disk Structure-5), UDF, ZFS, UFS(Unix File System), ext2, ext3, ext4, ReiserFS, Reiser4, ISO 9660, Gnome VFS, BFS, 또는 WinFS 등을 포함할 수 있다.
플래시 변환 계층(130)(FTL; Flash Translation Layer)은 불휘발성 메모리 장치(120)가 효율적으로 사용될 수 있도록, 외부 장치 및 불휘발성 메모리 장치 사이의 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, FTL(130)은 외부 장치로부터 제공되는 논리적 어드레스를 불휘발성 메모리 장치(120)에서 사용 가능한 물리적 어드레스로 변환하는 동작을 수행할 수 있다. FTL(130)은 맵핑 테이블(미도시)을 통해 상술된 어드레스 변환 동작을 수행할 수 있다.
예시적으로, FTL(130)은 가비지 콜렉션, 웨어 레벨링, 리클레임 등과 같은 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들어, FTL(130)은 불휘발성 메모리 장치(120)의 자유 블록을 확보하기 위하여 가비지 콜렉션을 수행할 수 있다. FTL(130)은 불휘발성 메모리 장치(120)의 복수의 메모리 블록들 각각의 P/E 사이클이 평준화되도록 웨어 레벨링을 수행할 수 있다. 예시적으로, 앞서 설명된 리클레임 관리자(112)는 FTL(130) 내에 포함될 수 있다. FTL(130)은 불휘발성 메모리 장치(120)에 저장된 데이터의 신뢰성을 보장하기 위하여 리클레임 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 도 1의 메모리 컨트롤러(110)를 상세하게 보여주는 블록도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 메모리 컨트롤러(110)는 ECC 회로(111), 프로세서(113), SRAM(114), ROM(115), 호스트 인터페이스(116), 및 플래시 인터페이스(117)를 포함한다.
프로세서(113)는 메모리 컨트롤러(110)의 제반 동작을 제어할 수 있다. SRAM(114)은 메모리 컨트롤러(110)의 버퍼 메모리, 캐시 메모리, 동작 메모리 등으로써 사용될 수 있다. ROM(115)은 메모리 컨트롤러(110)가 동작하는데 요구되는 다양한 정보를 펌웨어 형태로 저장할 수 있다. 예시적으로, 도 1의 마이그레이션 관리자(112) 또는 도 2의 FTL(130)은 소프트웨어 형태로 제공될 수 있고, 마이그레이션 관리자(112) 또는 FTL(130)은 SRAM(114)에 저장되고, 프로세서(113)에 의해 구동될 수 있다.
메모리 컨트롤러(110)는 호스트 인터페이스(116)를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 예시적으로, 호스트 인터페이스(116)는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), embedded MMC, PCI (peripheral component interconnection), PCI-express, ATA (Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer small interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), 파이어와이어(Firewire), UFS(Universal Flash Storage), NVMe (Nonvolatile Memory express) 중 적어도 하나의 통신 규격을 기반으로 제공될 수 있다. 메모리 컨트롤러(110)는 플래시 인터페이스(120)를 통해 불휘발성 메모리 장치(120)와 통신할 수 있다.
도 4는 도 1의 불휘발성 메모리 장치(120)를 상세하게 보여주는 블록도이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 불휘발성 메모리 장치(120)는 메모리 셀 어레이(121), 어드레스 디코더(122), 제어 로직 및 전압 발생 회로(123), 페이지 버퍼(124), 및 입출력 회로(125)를 포함한다.
메모리 셀 어레이(121)는 복수의 메모리 블록들을 포함한다. 복수의 메모리 블록들 각각은 복수의 셀 스트링들을 포함한다. 셀 스트링들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함하고, 복수의 메모리 셀들 각각은 복수의 워드라인들(WL)과 각각 연결된다.
어드레스 디코더(122)는 복수의 워드라인들(WL), 스트링 선택 라인들(SSL), 접지 선택 라인들(GSL)을 통해 메모리 셀 어레이(121)와 연결된다. 어드레스 디코더(122)는 메모리 컨트롤러(110)로부터 어드레스(ADDR)를 수신하고, 수신된 어드레스(ADDR)를 디코딩할 수 있다. 어드레스 디코더(122)는 디코딩된 어드레스(ADDR)를 기반으로 복수의 워드라인들(WL) 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 워드라인의 전압을 제어할 수 있다.
제어 로직 및 전압 발생 회로(123)는 메모리 컨트롤러(110)로부터 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)를 수신하고, 수신된 신호들에 응답하여 어드레스 디코더(122), 페이지 버퍼(124), 및 입출력 회로(125)를 제어할 수 있다.
제어 로직 및 전압 발생 회로(123)는 불휘발성 메모리 장치(120)가 동작하는데 요구되는 다양한 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직 및 전압 발생 회로(123)는 프로그램 전압들, 패스 전압들, 선택 읽기 전압들, 비선택 읽기 전압들, 검증 전압들, 소거 전압들, 소거 검증 전압들 등과 같은 다양한 전압들을 생성할 수 있다. 예시적으로, 프로그램 전압들, 패스 전압들, 선택 읽기 전압들, 비선택 읽기 전압들, 검증 전압들, 소거 전압들, 소거 검증 전압들 등과 같은 다양한 전압들 각각은 메모리 셀 어레이(121)에 포함된 복수의 메모리 셀들 각각의 크기, 동작 속도, 물리적 위치에 따라 가변될 수 있다.
페이지 버퍼(124)는 복수의 비트라인들(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(121)와 연결된다. 페이지 버퍼(124)는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 입출력 회로(125)와 연결된다. 페이지 버퍼(124)는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 수신된 데이터(DATA)가 메모리 셀 어레이(121)에 기입되도록 복수의 비트 라인들(BL)을 제어할 수 있다. 페이지 버퍼(124)는 복수의 비트 라인들(BL)의 전압 변화를 감지함으로써, 메모리 셀 어레이(121)에 저장된 데이터를 읽을 수 있다. 페이지 버퍼(124)는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 읽은 데이터(DATA)를 입출력 회로(125)로 제공할 수 있다.
입출력 회로(125)는 메모리 컨트롤러(110)와 데이터(DATA)를 주고 받을 수 있다. 입출력 회로(125)는 제어 로직 및 전압 발생 회로(123)의 제어에 따라 메모리 컨트롤러(125)로부터 데이터(DATA)를 수신하거나 또는 제어 신호(CTRL)에 동기하여 데이터(DATA)를 출력할 수 있다.
도 5는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 리클레임 동작을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 메모리 블록으로부터 읽은 데이터의 에러 비트는 "메모리 블록의 에러 비트"라 칭한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제1 메모리 블록(BLK1)을 소스 블록(Source Block)으로써 선택될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 예를 들어, 메모리 컨트롤러(110)는 제1 메모리 블록(BLK1)에 포함된 제1 페이지 데이터(PD1)를 읽을 수 있다. 제1 메모리 블록(BLK1)으로부터 읽어진 제1 페이지 데이터(PD1)의 에러는 ECC 회로(111)에 의해 검출 및 정정될 수 있다. 이 때, 읽어진 페이지 데이터로부터 검출된 에러 비트의 수가 기준 개수보다 클 경우, 메모리 컨트롤러(110)는 제1 페이지 데이터(PD1)가 저장된 제1 메모리 블록(BLK1)을 소스 블록(Source Block)으로써 선택할 수 있다. 예시적으로, 소스 블록은 읽기 리클레임 동작의 대상이 되는 메모리 블록을 가리킨다.
메모리 컨트롤러(110)는 소스 블록인 제1 메모리 블록(BLK1)으로부터 페이지 데이터를 순차적으로 읽고, 읽은 페이지 데이터를 목표 블록(Destination Block)인 제2 메모리 블록(BLK2)에 프로그램할 수 있다. 예시적으로, 제1 메모리 블록(BLK1)으로부터 읽어진 페이지 데이터는 ECC 회로(111)에 의해 에러가 정정되고, 에러가 정정된 페이지 데이터가 제2 메모리 블록(BLK2)에 프로그램될 수 있다. 즉, 에러가 정정된 데이터가 제2 메모리 블록(BLK2)에 프로그램됨으로써 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있다. 예시적으로, 에러가 정정된 데이터가 제2 메모리 블록(BLK2)에 프로그램됨에 따라, FTL(130, 도 2 참조)은 에러가 정정된 데이터에 대한 맵핑 테이블을 갱신할 수 있다.
이하에서, 설명의 편의를 위하여, 소스 블록인 제1 메모리 블록(BLK1)에 대한 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들(sub-operation)을 포함하는 것으로 가정한다. 하나의 서브 동작은 소스 블록으로부터 적어도 하나의 페이지 데이터를 읽는 동작, 적어도 하나의 읽은 페이지 데이터의 에러를 정정하는 동작, 또는 적어도 하나의 에러가 정정된 페이지 데이터를 목표 블록에 프로그램하는 동작 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 가정한다. 즉, 메모리 컨트롤러(110)는 복수의 서브 동작들을 반복 수행함으로써 하나의 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 완료할 수 있다.
예시적으로, 메모리 컨트롤러(110)는 복수의 서브 동작들 각각을 연속적으로 수행하거나 또는 불연속적으로 수행할 수 있다. 예시적으로, 메모리 컨트롤러(110)는 제1 서브 동작을 수행한 이후, 소정의 시간(또는 소정의 읽기 카운트)이 경과한 이후에, 제2 서브 동작을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6 은 메모리 블록의 P/E 사이클에 대한 에러 비트 비율을 보여주는 그래프들이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 도 6의 X축은 메모리 블록의 P/E 사이클을 가리키고, Y축은 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율을 가리킨다. 예시적으로, 읽기 카운트는 메모리 블록이 소거된 이후에 메모리 블록으로부터 데이터가 읽어지는 횟수를 가리킨다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 P/E 사이클(PE1)을 갖는 메모리 블록에 대한 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율은 제1 값(V1)이고, 제1 P/E 사이클(PE1)보다 큰 제2 P/E 사이클(PE2)을 갖는 메모리 블록에 대한 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율은 제1 값(V1)보다 큰 제2 값(V2)이다. 즉, 메모리 블록의 P/E 사이클이 증가할수록 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율이 증가한다. 다시 말해서, 메모리 블록의 P/E 사이클이 증가할수록 메모리 블록의 열화 정도가 증가하기 때문에, 에러 비트가 발생할 가능성이 높아진다.
도 7은 메모리 블록의 읽기 카운트에 대한 에러 비트 개수를 보여주는 그래프이다. 도 7의 X축은 읽기 카운트를 가리키고, Y축은 에러 비트의 개수를 가리킨다.
도 1, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 제1 라인(L01)은 제1 P/E 사이클(PE1)을 갖는 메모리 블록의 읽기 카운트에 대한 에러 비트 개수를 보여주는 그래프이다. 제2 라인(L02)은 제1 P/E 사이클(PE1)보다 큰 제2 P/E 사이클(PE2)을 갖는 메모리 블록의 읽기 카운트에 대한 에러 비트 개수를 보여주는 그래프이다. 예시적으로, 제1 및 제2 라인들(L01, L02)의 기울기들은 도 6의 Y축의 값(읽기 카운트 대 에러 비트의 비율)과 대응될 수 있다.
이하에서, 간결한 설명을 위하여, 제1 P/E 사이클(PE1)을 갖는 메모리 블록은 "일반 블록(Normal Block)"이라 칭하고, 제1 P/E 사이클(PE1)보다 큰 제2 P/E 사이클(PE2)을 갖는 메모리 블록은 "열화된 블록(Depleted Block)"이라 칭한다. 즉, 열화된 블록(Depleted Block)은 정상 블록(Normal Block)과 비교하여 큰 P/E 사이클을 갖고, 열화 정도가 크며, 동일한 읽기 카운트에서 더 많은 에러 비트를 갖는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 읽기 카운트에서, 제1 라인(L01)은 제2 라인(LO2)보다 큰 값을 갖는다. 즉, 읽기 카운트가 동일한 경우, 일반 블록은 열화된 블록보다 더 적은 에러 비트를 가질 것이다. 예시적으로, 상술된 가정은 본 발명의 실시 예를 간결하게 설명하기 위한 가정이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 열화된 블록 및 정상 블록은 서로 상대적인 것이며, P/E 사이클에 따라 다양하게 가변될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 메모리 블록의 에러 비트가 기준값(REF)이상인 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 기준 값 이상의 에러 비트를 포함하는 메모리 블록을 소스 블록으로서 선택하고, 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행한다.
예를 들어, 제1 읽기 카운트(c1)에서, 열화된 블록의 에러 비트가 기준 값(REF) 이상일 수 있다. 이 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은, 제1 읽기 카운트(c1)에서, 열화된 블록을 소스 블록으로서 선택하고, 리클레임 실행 구간(RP)동안 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 시작한다.
예시적으로, 제2 읽기 카운트(c2)에서, 열화된 블록의 에러 비트가 ECC 회로(111)의 에러 정정 능력을 초과할 수 있다. 즉, 제2 읽기 카운트(c2)에서 열화된 블록으로부터 데이터가 읽어진 경우, 읽어진 데이터는 UECC 데이터일 것이다. 이 경우, 열화된 블록으로부터 읽어진 데이터의 신뢰성을 보장할 수 없기 때문에, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제2 읽기 카운트(c2) 이전에 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 완료할 것이다.
예시적으로, 제1 읽기 카운트(c1)로부터 제2 읽기 카운트(c2) 사이의 차이는 리클레임 마진(RM; Reclaim Margin)이라 칭한다. 다시 말해서, 메모리 블록이 소스 블록으로써 선택된 읽기 카운트부터 소스 블록에서 UECC 데이터가 발생되는 읽기 카운트까지의 읽기 카운트 (또는 시간)는 "리클레임 마진"이라 칭한다. 즉, 리클레임 마진 이내에 소스 블록에 대한 리클레임 동작이 완료될 경우, 소스 블록에 대한 신뢰성이 보장될 수 있다.
예시적으로, 실제 리클레임 동작이 수행되는 읽기 카운트 구간은 리클레임 실행 구간(RP; Reclaim Period)이라 칭한다. 즉, 소스 블록의 데이터에 대한 신뢰성을 보장하기 위해서는 리클레임 실행 구간(RP)은 리클레임 마진(RM)보다 작은 값을 가져야 할 것이다. 열화된 블록에 대한 리클레임 실행 구간(RP) 및 제2 리클레임 마진(RM2)은 서로 동일하거나 또는 근사한 값을 가질 수 있다.
제3 읽기 카운트(c3)에서, 정상 블록(즉, 제1 P/E 사이클(PE1)을 갖는 메모리 블록)의 에러 비트가 기준 값(REF)보다 크므로, 정상 블록이 소스 블록으로써 선택될 수 있다. 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제3 읽기 카운트(c3)에서 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 리클레임 실행 구간(RP)동안 수행할 수 있다.
예시적으로, 불휘발성 메모리 시스템은 복수의 메모리 블록들을 포함하고, 복수의 메모리 블록들 각각은 서로 다른 P/E 사이클을 가질 수 있다. 종래의 불휘발성 메모리 시스템은 복수의 메모리 블록들 전체에 대한 신뢰성을 보장하기 위하여, 최악의 상태(worst case)(즉, 높은 P/E 사이클을 갖는 열화된 블록과 같은 상태)가 반영된 리클레임 마진을 모든 메모리 블록들에 일괄적으로 적용하여 리클레임 동작을 수행한다.
예를 들어, 도 7의 제1 라인(LO1)과 같이 일반 블록의 리클레임 마진은 제1 리클레임 마진(RM1)이나, 실제 리클레임 동작이 수행되는 리클레임 실행 구간(RP)은 제1 리클레임 마진(RM1)보다 짧거나 혹은 작을 수 있다. 이 경우, 메모리 블록의 특성이 고려되지 않고, 리클레임 동작이 빠른 시간 내에 수행되기 때문에, 리클레임 동작으로 인한 오버 헤드가 발생하고, 이로 인하여 전체적인 성능이 하락하게 된다.
본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템은 소스 블록의 P/E 사이클에 따라 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 예시적으로 리클레임 정책은 리클레임 속도, 리클레임 실행 구간, 리클레임의 서브 동작 간격, 서브 동작 단위 등과 같은 인자들을 포함할 수 있다. 소스 블록의 P/E 사이클에 따라 리클레임 정책이 가변되기 때문에, 일반 블록에 대한 리클레임 동작시, 리클레임 동작으로 인한 오버 헤드가 감소될 수 있다. 좀 더 상세하게는, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 전체적인 성능 저하를 최소화하여 낮은 P/E 사이클을 갖는 메모리 블록들에 대한 리클레임 동작이 수행될 수 있다.
도 8은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, S110 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록을 선택한다. 좀 더 상세한 예로서, 메모리 컨트롤러(110)는 외부 장치의 요청에 따라 읽기 동작을 수행할 수 있다. 읽기 동작 도중에, 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터의 에러 비트 개수가 기준 값을 초과하는 경우, 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록을 소스 블록으로서 선택할 수 있다.
S120 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클을 기반으로 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 예시적으로, 리클레임 정책은 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하기 위한 동작 조건들을 포함할 수 있다. 리클레임 정책은 리클레임 속도, 리클레임 실행 구간, 리클레임의 서브 동작 간격, 서브 동작 단위 등과 같은 인자들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클이 제1 값인 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 속도를 제1 속도로 조절할 수 있다. 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클이 제1 값보다 큰 제2 값인 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 속도를 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 조절할 수 있다. 즉, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클에 따라 소스 블록에 대한 리클레임 속도를 조절할 수 있다.
마찬가지로, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클에 따라 소스 블록의 리클레임 동작에 대한 리클레임 실행 구간, 리클레임의 서브 동작 간격, 서브 동작 단위 등과 같은 리클레임 정책을 조절할 수 있다.
S130 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 조절된 리클레임 정책을 기반으로 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다. S130 단계에 따른 동작은 이하의 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 9 및 도 10은 도 8의 동작 방법을 설명하기 위한 그래프들이다. 간결한 설명을 위하여, 앞서 설명된 내용과 중복되는 내용은 생략된다. 또한, 간결한 설명을 위하여, 제1 P/E 사이클(PE1)을 갖는 일반 블록 및 제2 P/E 사이클(PE2)를 갖는 열화된 블록을 참조하여 본 발명에 따른 동작 방법이 설명된다. 또한, 제1 및 제2 라인들(L01, L02) 각각은 일반 블록 및 열화된 블록 각각에 대응되는 그래프들이다.
상술된 사항들은 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위한 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 9의 X축은 불휘발성 메모리 장치(120)에 대한 읽기 카운트를 가리키고, Y축은 에러 비트의 개수를 가리킨다.
먼저, 도 1, 도 8, 및 도 9를 참조하면, 제1 읽기 카운트(c1)에서, 열화된 블록의 에러 비트가 기준 값(REF) 이상일 수 있다. 이 경우, 열화된 블록은 소스 블록으로써 선택되고, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제2 리클레임 실행 구간(RP2)동안 소스 블록으로써 선택된 열화된 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 제2 리클레임 실행 구간(RP2)은 열화된 블록의 리클레임 마진인 제2 리클레임 마진(RM2)과 동일할 수 있다. 즉, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제2 리클레임 마진(RM2) 동안 열화된 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다.
반면에, 제3 읽기 카운트(c3)에서, 일반 블록의 에러 비트가 기준 값(REF) 이상일 수 있다. 이 경우, 일반 블록은 소스 블록으로써 선택되고, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제1 리클레임 실행 구간(RP1)동안 소스 블록으로써 선택된 일반 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 제1 리클레임 실행 구간(RP1)은 일반 블록의 리클레임 마진인 제1 리클레임 마진(RM1)과 동일할 수 있다.
예시적으로, 도 7에 도시된 바와 달리, 도 9에 도시된 본 발명의 실시 예에서는, 제1 리클레임 마진(RM1)은 제2 리클레임 마진(RM2)보다 클 수 있다. 즉, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 일반 블록에 대한 리클레임 실행 구간(RP)을 증가시킴으로써, 단위 읽기 카운트(또는 단위 시간) 당 발생하는 리클레임 동작을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, UECC 데이터가 발생하기 이전에 소스 블록에 대한 리클레임 동작이 완료된다. 다시 말해서, 소스 블록의 P/E 사이클에 따라 리클레임 실행 구간(즉, 실제 리클레임 동작이 수행되는 구간 또는 읽기 카운트)을 조절함으로써 향상된 신뢰성 및 향상된 성능을 갖는 불휘발성 메모리 시스템이 제공된다.
다음으로, 도 1 및 도 10을 참조하여, 열화된 블록 및 일반 블록 각각에 대한 리클레임 동작이 더욱 상세하게 설명된다. 간결한 설명을 위하여, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽기 동작이 집중된 상황(read intensive case)인 것으로 가정한다. 읽기 동작은 외부 장치의 요청에 의한 읽기 동작이며, 정해진 시간 간격에 따라 수행되는 것으로 가정한다.
또한, 열화된 블록 및 일반 블록들의 리클레임 동작들 각각은 제1 내지 제4 서브 동작들(SO1~SO4)로 구성되는 것으로 가정한다. 즉, 제1 내지 제4 서브 동작들(SO1~SO4)이 완료된 경우, 하나의 소스 블록에 대한 리클레임 동작이 완료될 것이다. 앞서 설명된 바와 같이, 제1 내지 제4 서브 동작들(SO1~SO4) 각각은 소스 블록으로부터 적어도 하나의 페이지 데이터를 읽는 동작, 읽은 페이지 데이터의 에러를 정정하는 동작, 또는 에러가 정정된 페이지 데이터를 목표 블록에 프로그램 하는 동작 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 제1 내지 제4 서브 동작(SO1~SO4) 각각은 리클레임 정책에 따라 소정의 간격으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 열화된 블록을 소스 블록으로써 선택할 수 있다. 이 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 열화된 블록의 제2 P/E 사이클(PE2)에 따라 리클레임 정책을 조절할 수 있다.
좀 더 상세한 예로서, 제1 섹션(1st Section)에 도시된 바와 같이, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 열화된 블록에 대한 리클레임 동작의 읽기 카운트 간격(Read Count Interval)을 제2 읽기 카운트 간격(RCI2)으로 조절할 수 있다. 예시적으로, 읽기 카운트 간격(RCI; Read Count Interval)은 리클레임 동작에 포함된 복수의 서브 동작들 각각이 수행되는 시점들 사이의 읽기 카운트 간격(또는 시간 각격)을 가리킬 수 있다. 즉, 읽기 카운트 간격(RCI)을 짧게 혹은 작게할수록, 리클레임 동작이 빠르게 완료된다. (즉, 리클레임 속도가 증가한다.) 예시적으로, 제1 읽기 카운트 간격(RCI1) 동안 특정 횟수의 읽기 동작이 수행될 것이다.
이와 달리, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 일반 블록을 소스 블록으로써 선택할 수 있다. 이 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 일반 블록의 제1 P/E 사이클(PE1)에 따라 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 좀 더 상세한 예로서, 제2 섹션(2nd Section)에 도시된 바와 같이, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 일반 블록에 대한 리클레임 동작의 읽기 카운트 간격(Read Count Interval)을 제1 읽기 카운트 간격(RCI1)으로 조절할 수 있다. 예시적으로, 제1 읽기 카운트 간격(RCI1)은 제2 읽기 카운트 간격(RCI2)보다 클 수 있다.
다시 말해서, 일반 블록이 소스 블록으로써 선택된 경우, 제1 내지 제4 서브 동작들(SO1~SO4) 각각의 사이의 간격이 길어지기 때문에, 열화된 블록과 비교하여 더 많은 읽기 카운트들(또는 더 긴 시간) 동안 리클레임 동작을 수행한다.
예시적으로, 제1 내지 제4 서브 동작들(SO1~SO4) 각각이 수행되는 시점 또는 구간은 리클레임 동작에 따른 오버헤드로 작용한다. 즉, 동일한 시간 구간 내에 서브 동작이 수행되는 횟수가 많을수록 불휘발성 메모리 시스템(100)의 성능이 저하된다.
앞서 설명된 바와 같이, 낮은 P/E 사이클을 갖는 일반 블록에 대한 리클레임 동작시, 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽기 카운트 간격(RCI)을 증가시킴으로써, 리클레임 동작으로 인한 성능 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 읽기 카운트 간격(RCI2)보다 큰 제1 읽기 카운트 간격(RCI1)마다 서브 동작을 수행하는 경우는 제2 읽기 카운트 간격(RCI2)마다 서브 동작을 수행하는 경우와 비교하여 단위 시간당 수행되는 서브 동작의 횟수가 작을 것이다. 이는 동일한 시간 동안 수행되는 서브 동작의 횟수가 작음을 의미하며, 이로 인하여 동일한 시간 동안 서브 동작(또는 리클레임 동작)으로 인한 오버 헤드가 감소됨을 의미한다.
따라서, 상술된 본 발명의 실시 예에 따르면, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 성능 저하를 방지함과 동시에 리클레임 동작을 통해 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있다.
예시적으로, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 소스 블록의 P/E 사이클이 클수록 서브 동작 단위를 증가시킬 수 있다. 서브 동작 단위는 서브 동작시 처리되는 데이터 단위를 가리킨다. 즉, P/E 사이클이 클수록 읽기 카운트 간격 사이에 수행되는 서브 동작 단위를 증가시킴으로써, 리클레임 실행 구간(RP)을 단축시킬 수 있다.
도 11은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 다른 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 11을 참조하면, S110 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 P/E 사이클을 기반으로 소스 블록을 선택한다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(110)는 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 읽은 데이터의 에러를 검출하고 정정할 수 있다. 메모리 컨트롤러(110)는 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 P/E 사이클에 따라 기준 값을 조절할 수 있다. 메모리 컨트롤러(110)는 검출된 에러가 조절된 기준 값 이상인지 판별하고, 조절된 기준 값 이상인 경우, 메모리 컨트롤러(110)는 기준 값 이상의 에러 비트가 포함된 메모리 블록을 소스 블록으로써 선택한다.
S220 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 미리 정해진 리클레임 정책에 따라 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다.
도 12는 도 11의 S210 단계를 좀 더 상세하게 보여주는 순서도이다. 도 1, 도 11, 및 도 12를 참조하면, S211 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 어드레스(ADDR)에 대응되는 페이지 데이터(PD)를 읽는다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 외부 장치의 요청에 따라 어드레스(ADDR)에 대응되는 페이지 데이터(PD)를 읽을 수 있다. 예시적으로, 어드레스(ADDR)는 외부 장치의 요청에 따른 논리적 어드레스가 변환된 물리적 어드레스일 수 있다.
S212 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽은 페이지 데이터(PD)의 에러를 검출 및 정정할 수 있다. 예를 들어, ECC 회로(111)는 읽은 페이지 데이터(PD)에 대응하는 에러 정정 코드를 기반으로 읽은 페이지 데이터(PD)의 에러를 검출 및 정정할 수 있다.
S213 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 기준 값(REF)을 조절할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽은 페이지 데이터(PD)가 저장된 메모리 블록의 P/E 사이클을 기반으로 소스 블록 선택을 위한 기준 값(REF)을 조절할 수 있다. 예시적으로, P/E 사이클이 클수록 기준 값(REF)은 작아질 수 있다.
S214 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 조절된 기준 값(REF) 및 검출된 에러 비트의 개수를 비교할 수 있다.
검출된 에러 비트 개수가 조절된 기준 값(REF)보다 큰 경우, S215 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽은 페이지 데이터(PD)가 저장된 메모리 블록을 소스 블록으로써 선택한다. 검출된 에러 비트 개수가 조절된 기준 값(REF)보다 크지 않은 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 별도의 추가 동작을 수행하지 않거나 또는 다른 동작을 수행한다.
도 13 및 도 14는 도 11의 동작 방법을 상세하게 설명하기 위한 그래프이다. 도 13 및 도 14의 X축들은 읽기 카운트를 가리키고, Y축들은 에러 비트의 개수를 가리킨다. 간결한 설명을 위하여, 앞서 설명된 내용과 유사하거나 또는 중복되는 내용에 대한 설명은 생략된다.
먼저, 도 1, 도 11, 및 도 13을 참조하면, 일반 블록 및 열화된 블록 각각에 대한 리클레임 실행 구간(RP)은 서로 동일할 수 있다. 단, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제1 기준 값(REF1) 및 일반 블록의 에러 비트 개수를 비교함으로써, 일반 블록을 소스 블록으로써 선택한다. 불휘발성 메모리 시스템(100)은 제2 기준 값(REF2) 및 열화된 블록의 에러 비트 개수를 비교함으로써 열화된 블록을 소스 블록으로써 선택한다. 이 때, 제2 기준 값(REF2)은 제1 기준 값(REF1)보다 낮다. 즉, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 메모리 블록의 P/E 사이클이 증가할수록 소스 블록 선택을 위한 기준 값을 낮춤으로써 충분한 리클레임 마진(RM)을 확보할 수 있다. 확보된 리클레임 마진(RM)에 따라 리클레임 실행 구간(RP)이 확보될 수 있기 때문에, 단위 시간당 리클레임 동작 횟수 (또는 서브 동작 횟수)가 감소됨으로써 불휘발성 메모리 시스템(100)의 성능이 향상된다.
도 1, 도 11, 및 도 14를 참조하면, 도 13의 실시 예와 유사하게, 일반 블록 및 열화된 블록 각각에 대한 리클레임 실행 구간(RP')은 서로 동일할 수 있고, 일반 블록을 소스 블록으로써 선택하기 위한 제1 기준 값(REF1')은 열화된 블록을 소스 블록으로써 선택하기 위한 제2 기준 값(REF2')보다 클 수 있다. 단, 도 13의 실시 예와 달리, 도 14의 리클레임 실행 구간(RP')은 도 13의 리클레임 실행 구간(RP)보다 작을 수 있다. 도 13의 실시 예는 일반 블록을 기준으로 하여 P/E 사이클이 증가할수록 기준 값을 감소시키는 구성인 반면에, 도 14의 실시 예는 열화된 블록을 기준으로 하여 P/E 사이클이 작을수록 기준 값을 증가시키는 구성이다.
예시적으로, 도 13의 실시 예에 따를 경우, 리클레임 실행 구간(RP)이 증가함에 따라 단위 읽기 카운트당 수행되는 리클레임 동작(또는 서브 동작)이 작기 때문에, 향상된 성능을 갖는 불휘발성 메모리 시스템이 제공된다. 도 14의 실시 예에 따를 경우, 일반 블록이 소스 블록으로 선택되는 시점(또는 읽기 카운트)을 늦춤으로써 리클레임 동작의 전체적인 횟수를 감소시킬 수 있다. 이로 인하여, 불휘발성 메모리 시스템(100)의 전체적인 수명이 향상된다.
도 15는 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 다른 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 15를 참조하면, S310 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 메모리 블록의 P/E 사이클을 기반으로 신뢰성 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 신뢰성 동작은 적어도 1회의 읽기 동작을 통해 불휘발성 메모리 장치(120)로부터 데이터를 읽고, 읽은 데이터의 에러를 검출하고, 검출된 에러를 기준 값과 비교하는 동작을 가리킨다. 이 때, 불휘발성 메모리 시스템은 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 P/E 사이클을 기반으로 기준 값을 조절할 수 있다. P/E 사이클을 기반으로 기준 값을 조절하는 방법은 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명되었으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 예시적으로, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 다양한 방식을 기반으로 신뢰성 동작을 수행하고, 신뢰성 읽기 동작의 결과를 기반으로 소스 블록을 선택할 수 있다. 일 예로써, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 특정 읽기 카운트 또는 임의의 읽기 카운트마다 임의의 메모리 블록, 임의의 워드라인, 또는 임의의 페이지에 저장된 데이터를 읽고, 읽은 데이터의 에러 개수를 검출할 수 있다. 불휘발성 메모리 시스템(100)은 검출된 에러 개수 및 기준 값을 비교함으로써 소스 블록을 선택할 수 있다.
S320 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 신뢰성 동작의 결과를 기반으로 소스 블록을 선택할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 읽은 데이터의 에러 비트의 개수가 기준 값보다 큰 경우, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록을 소스 블록으로써 선택할 수 있다.
비록 도면에 도시되지는 않았으나, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 선택된 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행할 수 있다.
도 16은 도 1의 불휘발성 메모리 시스템(100)의 다른 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 16을 참조하면, S410 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 P/E 사이클을 기반으로 소스 블록을 선택한다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 도 11 내지 도 15를 참조하여 설명된 동작 방법을 기반으로 소스 블록을 선택할 수 있다.
S420 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 선택된 소스 블록의 P/E 사이클을 기반으로 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 방법을 기반으로 리클레임 정책을 조절할 수 있다.
S430 단계에서, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 조절된 리클레임 정책을 기반으로 리클레임 동작을 수행할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템(100)은 각 메모리 블록의 P/E 사이클을 기반으로 소스 블록을 선택하고, 선택된 소스 블록의 P/E 사이클을 기반으로 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성 및 향상된 성능을 갖는 불휘발성 메모리 시스템이 제공된다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템(200)을 보여주는 블록도이다. 도 17을 참조하면, 불휘발성 메모리 시스템(200)은 메모리 컨트롤러(210) 및 불휘발성 메모리 장치(220)를 포함한다. 메모리 컨트롤러(210)는 ECC 회로(211), 리클레임 관리자(212), 및 룩-업 테이블(LUT)을 포함한다. 메모리 컨트롤러(210), 불휘발성 메모리 장치(220), ECC 회로(211), 및 리클레임 관리자(212)는 도 1을 참조하여 설명되었으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적으로, 특정 P/E 사이클을 갖는 메모리 블록들(예를 들어, 일반 블록 및 열화된 블록)을 기준으로 도 1 내지 도 16의 실시 예들이 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 17에 도시된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(210)는 룩-업 테이블(LUT)을 포함할 수 있다.
룩-업 테이블(LUT)은 P/E 사이클에 대한 리클레임 정책의 정보를 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤러(110)는 룩-업 테이블(LUT)을 참조하여 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(110)는 룩-업 테이블(LUT)을 참조하여, 제0 내지 제1 P/E 사이클(PE0 ~ PE1) 사이의 메모리 블록들에 대하여, 제1 기준 값(REF1), 또는 제1 리클레임 실행 구간(RP1), 또는 제1 읽기 카운트 간격(RCI1)을 기반으로, 리클레임 동작이 수행되도록 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 또는 메모리 컨트롤러(110)는 제1 내지 제2 P/E 사이클(PE1~PE2) 사이의 메모리 블록들에 대하여, 제2 기준 값(REF2), 또는 제2 리클레임 실행 구간(RP2), 또는 제2 읽기 카운트 간격(RCI2)을 기반으로, 리클레임 동작이 수행되도록 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 이 때, P/E 사이클이 증가할수록 리클레임 실행 구간(RP)은 감소하고, 읽기 카운트 간격(RCI)은 감소하고, 기준 값은 감소할 것이다.
상술된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(210)는 불휘발성 메모리 장치(220)에 포함된 복수의 메모리 블록들을 P/E 사이클에 따라 소정의 그룹들로 분류하고, 분류된 그룹에 따라 서로 다른 리클레임 정책을 적용할 수 있다.
도 18은 도 17의 불휘발성 메모리 시스템(200)의 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 18의 X축은 읽기 카운트를 가리키고, Y축은 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율을 가리킨다. 도 17 및 도 18을 참조하면, 도 6을 참조하여 설명된 바와 유사하게, 불휘발성 메모리 장치(220)에 포함된 복수의 메모리 블록들은 P/E 사이클이 증가함에 따라 읽기 카운트 대 에러 비트의 비율이 증가한다.
앞서 설명된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(210)는 메모리 블록의 P/E 사이클에 따라 서로 다른 리클레임 정책을 적용할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(210)는 P/E 사이클이 제1 구간(1st Period)에 포함되는 메모리 블록들에 대하여 제1 리클레임 정책(1st policy)을 기반으로 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 메모리 컨트롤러(210)는 P/E 사이클이 제2 구간(2nd Period)에 포함되는 메모리 블록들에 대하여 제2 리클레임 정책(2nd policy)을 기반으로 리클레임 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 제2 리클레임 정책은 제1 리클레임 정책과 비교하여, 제1 리클레임 정책보다 낮은 기준 값, 큰 리클레임 실행 구간, 큰 서브 동작 간격, 큰 서브 동작 단위를 가질 수 있다. 마찬가지로, 메모리 컨트롤러(210)는 P/E 사이클이 제3 구간(3rd Period)에 포함되는 메모리 블록들에 대하여 제3 리클레임 정책(3rd Policy)을 적용하고, P/E 사이클이 제4 구간(4th Period)에 포함되는 메모리 블록들에 대하여 제4 리클레임 정책(4th Policy)을 적용할 수 있다.
상술된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(210)는 메모리 블록의 P/E 사이클에 따라 서로 다른 리클레임 정책을 적용하여 리클레임 동작으로 인한 오버헤드를 분산시킴으로써, 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, UECC 데이터가 발생하기 이전에 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 완료함으로써, 불휘발성 메모리 시스템의 신뢰성이 향상된다.
예시적으로, 상술된 본 발명에 따른 실시 예들에 따르면, 불휘발성 메모리 시스템은 소스 블록의 P/E 사이클을 참조하여 리클레임 정책을 조절한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 불휘발성 메모리 시스템(100)은 온도, 시간 등과 같이 에러 발생 확률과 관련된 요소들을 기반으로 리클레임 정책을 조절할 수 있다. 예를 들어, 불휘발성 메모리 시스템의 온도가 낮을수록 읽기 카운트 대 에러 비트 비율이 감소할 수 있다. 즉, 불휘발성 메모리 시스템은 온도가 낮을수록 리클레임 구간을 증가시킴으로써, 리클레임 동작에 따른 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치에 포함된 메모리 블록들 중 제1 메모리 블록을 예시적으로 보여주는 회로도이다. 예시적으로, 도 19를 참조하여 3차원 구조의 제1 메모리 블록(BLK1)이 설명된다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 메모리 블록들 또한 제1 메모리 블록(BLK1)과 유사한 구조를 가질 수 있다.
도 19를 참조하면, 제1 메모리 블록(BLK1)은 복수의 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)을 포함한다. 복수의 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)은 행 방향(row direction) 및 열 방향(column direction)을 따라 배치되어 행들 및 열들을 형성할 수 있다.
복수의 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22) 각각은 복수의 셀 트랜지스터들을 포함한다. 예를 들어, 복수의 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22) 각각은 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb), 복수의 메모리 셀들(MC1~MC8), 접지 선택 트랜지스터들(GSTa, GSTb), 및 더미 메모리 셀들(DMC1, DMC2)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 복수의 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)에 포함된 복수의 셀 트랜지스터들 각각은 전하 트랩형 플래시(CTF; charge trap flash) 메모리 셀일 수 있다.
복수의 메모리 셀들(MC1~MC8)은 직렬 연결되며, 행 방향 및 열 방향에 의해 형성된 평명과 수직한 방향인 높이 방향(height direction)으로 적층된다. 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb)은 직렬 연결되고, 직렬 연결된 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb)은 복수의 메모리 셀들(MC1~MC8) 및 비트라인(BL) 사이에 제공된다. 접지 선택 트랜지스터들(GSTa, GSTb)은 직렬 연결되고, 직렬 연결된 접지 선택 트랜지스터들(GSTa, GSTb)은 복수의 메모리 셀들(MC1~MC8) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 제공된다.
예시적으로, 복수의 메모리 셀들(MC1~MC8) 및 접지 선택 트랜지스터들(GSTa, GSTb) 사이에 제1 더미 메모리 셀(DMC1)이 제공될 수 있다. 예시적으로, 복수의 메모리 셀들(MC1~MC8) 및 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb) 사이에 제2 더미 메모리 셀(DMC2)이 제공될 수 있다.
셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)의 접지 선택 트랜지스터들(GSTa, GSTb)은 접지 선택 라인(GSL)에 공통으로 연결될 수 있다. 예시적으로, 동일한 행의 접지 선택 트랜지스터들은 동일한 접지 선택 라인에 연결될 수 있고, 다른 행의 접지 선택 트랜지스터들은 다른 접지 선택 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 행의 셀 스트링들(CS11, CS12)의 제1 접지 선택 트랜지스터들(GSTa)은 제1 접지 선택 라인에 연결될 수 있고, 제2 행의 셀 스트링들(CS21, CS22)의 제1 접지 선택 트랜지스터들(GSTa)은 제2 접지 선택 라인에 연결될 수 있다.
예시적으로, 도면에 도시되지는 않았으나, 기판(미도시)으로부터 동일한 높이에 제공되는 접지 선택 트랜지스터들은 동일한 접지 선택 라인에 연결될 수 있고, 다른 높이에 제공되는 접지 선택 트랜지스터들은 다른 접지 선택 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)의 제1 접지 선택 트랜지스터들(GSTa)은 제1 접지 선택 라인에 연결되고, 제2 접지 선택 트랜지스터들(GSTb)은 제2 접지 선택 라인에 연결될 수 있다.
기판 또는 접지 선택 트랜지스터(GSTa, GSTb)으로부터 동일한 높이의 메모리 셀들은 동일한 워드라인에 공통으로 연결되고, 서로 다른 높이의 메모리 셀들은 서로 다른 워드라인에 연결된다. 예를 들어, 셀 스트링들(CS11, CS12, CS21, CS22)의 제1 내지 제8 메모리 셀들(MC8)은 제1 내지 제8 워드라인들(WL1~WL8)에 각각 공통으로 연결된다.
동일한 높이의 제1 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa) 중 동일한 행의 스트링 선택 트랜지스터들은 동일한 스트링 선택 라인과 연결되고, 다른 행의 스트링 선택 트랜지스터들은 다른 스트링 선택 라인과 연결된다. 예를 들어, 제1 행의 셀 스트링들(CS11, CS12)의 제1 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa)은 스트링 선택 라인(SSL1a)과 공통으로 연결되고, 제2 행의 셀 스트링들(CS21, CS22)의 제1 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa)은 스트링 선택 라인(SSL1a)과 공통으로 연결된다.
마찬가지로, 동일한 높이의 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SSTb) 중 동일한 행의 스트링 선택 트랜지스터들은 동일한 스트링 선택 라인과 연결되고, 다른 행의 스트링 선택 트랜지스터들은 다른 스트링 선택 라인과 연결된다. 예를 들어, 제1 행의 셀 스트링들(CS11, CS12)의 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SSTb)은 스트링 선택 라인(SSL1b)과 공통으로 연결되고, 제2 행의 셀 스트링들(CS21, CS22)의 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SSTb)은 스트링 선택 라인(SSL2b)과 공통으로 연결된다.
비록 도면에 도시되지는 않았으나, 동일한 행의 셀 스트링들의 스트링 선택 트랜지스터들은 동일한 스트링 선택 라인에 공통으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 행의 셀 스트링들(CS11, CS12)의 제1 및 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb)은 동일한 스트링 선택 라인에 공통으로 연결될 수 있다. 제2 행의 셀 스트링들(CS21, CS22)의 제1 및 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SSTa, SSTb)은 동일한 스트링 선택 라인에 공통으로 연결될 수 있다.
예시적으로, 동일한 높이의 더미 메모리 셀들은 동일한 더미 워드라인과 연결되고, 다른 높이의 더미 메모리 셀들은 다른 더미 워드라인과 연결된다. 예를 들어, 제1 더미 메모리 셀들(DMC1)은 제1 더미 워드라인(DWL1)과 연결되고, 제2 더미 메모리 셀들(DMC2)은 제2 더미 워드라인(DWL2)과 연결된다.
예시적으로, 도 19에 도시된 제1 메모리 블록(BLK1)은 예시적인 것이며, 셀 스트링들의 개수는 증가 또는 감소할 수 있으며, 셀 스트링들의 개수에 따라 셀 스트링들이 구성하는 행들 및 열들의 개수는 증가 또는 감소할 수 있다. 또한, 제1 메모리 블록(BLK1)의 셀 트랜지스터들(GST, MC, DMC, SST 등)의 개수들은 각각 증가 또는 감소될 수 있으며, 셀 트랜지스터들의 개수들에 따라 제1 메모리 블록(BLK1)의 높이가 증가 또는 감소할 수 있다. 또한, 셀 트랜지스터들의 개수들에 따라 셀 트랜지스터들과 연결된 라인들(GSL, WL, DWL, SSL 등)의 개수들이 증가 또는 감소될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시 예들에 따른 불휘발성 메모리 시스템이 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다. 예시적으로, 도 20의 메모리 카드 시스템(1000)은 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명된 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법을 기반으로 동작할 수 있다.
도 20을 참조하면, 메모리 카드 시스템(1000)은 컨트롤러(1100), 불휘발성 메모리(1200), 및 커넥터(1300)를 포함한다.
컨트롤러(1100)는 불휘발성 메모리(1200)와 연결된다. 컨트롤러(1100)는 불휘발성 메모리(1200)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들어, 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리(1100)의 읽기, 쓰기, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성된다. 배경(background) 동작은 마모도 관리, 가비지 콜렉션 등과 같은 동작들을 포함한다.
컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리(1100) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리(1100)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다.
예시적으로, 컨트롤러(1100)는 램(RAM, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 메모리 인터페이스(memory interface), 에러 정정부와 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다.
컨트롤러(1100)는 커넥터(1300)를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 컨트롤러(1100)는 미리 정해진 통신 규격에 따라 외부 장치(예를 들어, 호스트)와 통신할 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(1200)는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), eMMC(embedded MMC), PCI (peripheral component interconnection), PCI-E (PCI-express), ATA (Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer small interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), 파이어와이어(Firewire), UFS(Universal Flash Storage), NVMe (Nonvolatile Memory express) 등과 같은 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성된다.
불휘발성 메모리(1200)는 EPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), ReRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin-Torque Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 소자들로 구현될 수 있다.
예시적으로, 컨트롤러(1100) 및 불휘발성 메모리(1200)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(1200) 및 불휘발성 메모리(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive)를 구성할 수 있다. 컨트롤러(1100) 및 불휘발성 메모리(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1100) 및 불휘발성 메모리(1200)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티` `미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
불휘발성 메모리(1200) 또는 메모리 카드 시스템(1000)은 다양한 형태의 패키지로 실장될 수 있다. 예를 들면, 불휘발성 메모리(1200) 또는 메모리 카드 시스템(1000)은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi-Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.
도 21은 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 시스템이 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 예시적으로, 도 21의 SSD 시스템(2000)은 도 1 내지 도 17을 참조하여 설명된 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법을 기반으로 동작할 수 있다.
도 21을 참조하면, SSD 시스템(2000)은 호스트(2100) 및 SSD(2200)를 포함한다. SSD(2200)는 신호 커넥터(2001)를 통해 호스트(2100)와 신호(SIG)를 주고 받고, 전원 커넥터(2002)를 통해 전원(PWR)을 입력 받는다. SSD(2200)는 SSD 컨트롤러(2210), 복수의 플래시 메모리들(2221~222n), 보조 전원 장치(2230), 및 버퍼 메모리(2240)를 포함한다.
SSD 컨트롤러(2210)는 호스트(2100)로부터 수신된 신호(SIG)에 응답하여 복수의 플래시 메모리들(2221~222n)을 제어할 수 있다. 복수의 플래시 메모리들(2221~222n)은 SSD 컨트롤러(2210)의 제어에 따라 프로그램 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, SSD 컨트롤러(2210)는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 동작 방법에 따라, 유휴 시간을 기반으로 쓰기 커맨드의 연속성을 판별하고, 판별 결과를 기반으로 동작 모드를 제어할 수 있다.
보조 전원 장치(2230)는 전원 커넥터(2002)를 통해 호스트(2100)와 연결된다. 보조 전원 장치(2230)는 호스트(2100)로부터 전원(PWR)을 입력 받고, 충전할 수 있다. 보조 전원 장치(2230)는 호스트(2100)로부터의 전원 공급이 원활하지 않을 경우, SSD 시스템(2000)의 보조 전원을 제공할 수 있다. 예시적으로, 보조 전원 장치(2230)는 SSD(2200) 내에 위치할 수도 있고, SSD(2200) 밖에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 보조 전원 장치(2230)는 메인 보드 또는 별도의 인쇄 회로 기판 상에 위치하며, SSD(2200)에 보조 전원을 제공할 수도 있다.
버퍼 메모리(2240)는 SSD(2200)의 버퍼 메모리로 동작한다. 예를 들어, 버퍼 메모리(2240)는 호스트(2100)로부터 수신된 데이터 또는 복수의 플래시 메모리들(2221~222n)로부터 수신된 데이터를 임시 저장하거나, 플래시 메모리들(2221~222n)의 메타 데이터(예를 들어, 매핑 테이블)를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리(2240)는 DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, SRAM 등과 같은 휘발성 메모리 또는 FRAM ReRAM, STT-MRAM, PRAM 등과 같은 불휘발성 메모리들을 포함할 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 시스템을 포함하는 전자 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. 예시적으로, 전자 시스템(3000)은 MIPI 연합에 의해 제안된 인터페이스를 이용하거나 지원할 수 있는 데이터 처리 장치로 구현될 수 있다. 예시적으로, 전자 시스템(3000)은 휴대용 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 스마트폰, 또는 웨어러블(Wearable) 장치 형태로 구현될 수 있다.
도 22를 참조하면, 전자 시스템(3000)은 애플리케이션 프로세서(3100), 디스플레이(3220), 및 이미지 센서(3230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(3100)는 DigRF 마스터(3110), DSI(Display Serial Interface) 호스트(3120), CSI(Camera Serial Interface) 호스트(3130), 및 물리 계층(3140)을 포함할 수 있다.
DSI 호스트(3120)는 DSI를 통해 디스플레이(3220)의 DSI 장치(3225)와 통신할 수 있다. 예시적으로, DSI 호스트(3120)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다. 예로서, DSI 장치(3225)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다.
CSI 호스트(3130)는 CSI를 통해 이미지 센서(3230)의 CSI 장치(3235)와 통신할 수 있다. 예시적으로, CSI 호스트(3130)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. 예로서, CSI 장치(3235)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다.
전자 시스템(3000)은 애플리케이션 프로세서(3100)와 통신하는 RF(Radio Frequency) 칩(3240)을 더 포함할 수 있다. RF 칩(3240)은 물리 계층(3242), DigRF 슬레이브(3244), 및 안테나(3246)를 포함할 수 있다. 예시적으로, RF 칩(3240)의 물리 계층(3242)과 애플리케이션 프로세서(3100)의 물리 계층(3140)은 MIPI DigRF 인터페이스에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있다.
전자 시스템(3000)은 워킹 메모리(Working Memory; 3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)를 더 포함할 수 있다. 워킹 메모리(3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)는 애플리케이션 프로세서(3100)로부터 제공받은 데이터를 저장할 수 있다. 워킹 메모리(3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)는 저장된 데이터를 어플리케이션 프로세서(3100)로 제공할 수 있다.
워킹 메모리(3250)는 애플리케이션 프로세서(3100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 워킹 메모리(3250)는 SRAM, DRAM, SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, 또는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
임베디드/카드 스토리지(3255)는 전원 공급 여부와 관계없이 데이터를 저장할 수 있다. 실시 예로서, 임베디드/카드 스토리지(3255)는 UFS 인터페이스 규약에 따라 작동할 수 있으나, 본 발명은 이 실시 예로 한정되지 않는다. 예시적으로, 임베디드/카드 스토리지(3255)는 도 1 내지 도 17을 참조하여 설명된 불휘발성 메모리 시스템을 포함할 수 있다. 임베디드/카드 스토리지(3255)는 도 1 내지 도 17을 참조하여 설명된 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법을 기반으로 동작할 수 있다.
전자 시스템(3000)은 Wimax(World Interoperability for Microwave Access; 3260), WLAN(Wireless Local Area Network; 3262), UWB(Ultra Wideband; 3264) 등을 통해 외부 시스템과 통신할 수 있다.
전자 시스템(3000)은 음성 정보를 처리하기 위한 스피커(3270) 및 마이크(3275)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 전자 시스템(3000)은 위치 정보를 처리하기 위한 GPS(Global Positioning System) 장치(3280)를 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(3000)은 주변 장치들과의 연결을 관리하기 위한 브릿지(Bridge) 칩(3290)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시 예로서, 불휘발성 메모리 장치는 3차원 메모리 어레이를 포함할 수 있다. 3차원 메모리 어레이는, 실리콘 기판 및 메모리 셀들의 동작에 연관된 회로의 위에 배치되는 활성 영역을 갖는 메모리 셀들의 어레이들의 하나 또는 그 이상의 물리 레벨들에 모놀리식으로(monolithically) 형성될 수 있다. 메모리 셀들의 동작에 연관된 회로는 기판 내에 또는 기판 위에 위치할 수 있다. 모놀리식(monolithically)이란 용어는, 3차원 어레이의 각 레벨의 층들이 3차원 어레이의 하위 레벨의 층들 위에 직접 증착됨을 의미한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시 예로서, 3차원 메모리 어레이는 수직의 방향성을 가지며, 적어도 하나의 메모리 셀이 다른 하나의 메모리 셀 위에 위치하는 수직 NAND 스트링들을 포함한다. 적어도 하나의 메모리 셀은 전하 트랩 층을 포함한다. 각각의 수직 NAND 스트링은 메모리 셀들 위에 위치하는 적어도 하나의 선택 트랜지스터를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 선택 트랜지스터는 메모리 셀들과 동일한 구조를 갖고, 메모리 셀들과 함께 모놀리식으로 형성될 수 있다.
3차원 메모리 어레이가 복수의 레벨들로 구성되고, 레벨들 사이에 공유된 워드 라인들 또는 비트 라인들을 갖고, 3차원 메모리 어레이에 적합한 구성은 미국등록특허공보 제7,679,133호, 미국등록특허공보 제8,553,466호, 미국등록특허공보 제8,654,587호, 미국등록특허공보 제8,559,235호, 그리고 미국공개특허공보 제2011/0233648호에 개시되어 있으며, 본 발명의 레퍼런스로 포함된다.
상술된 본 발명의 실시 예들에 따르면, 불휘발성 메모리 시스템은 소스 블록의 P/E 사이클을 기반으로 리클레임 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 향상된 성능 및 향상된 신뢰성을 갖는 불휘발성 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법이 제공된다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 불휘발성 메모리 시스템
110 : 메모리 컨트롤러
111 : ECC 회로
112 : 리클레임 관리자
120 : 불휘발성 메모리 장치
PE : 프로그램 및 소거 사이클(P/E 사이클)
RP : 리클레임 실행 구간
RM : 리클레임 마진
RCI : 읽기 카운트 간격
SO : 서브 동작

Claims (20)

  1. 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들을 포함하고,
    상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는,
    상기 소스 블록의 프로그램 소거 사이클이 제1 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 제1 읽기 카운트마다 수행하고, 상기 소스 블록의 소거 사이클이 제1 값보다 작은 제2 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 상기 제1 읽기 카운트보다 큰 제2 읽기 카운트마다 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 동작들 각각은 상기 서브 블록에 포함된 복수의 페이지 데이터 중 적어도 하나의 페이지 데이터를 읽는 동작, 상기 읽은 적어도 하나의 페이지 데이터의 에러를 정정하는 동작, 또는 상기 정정된 적어도 하나의 페이지 데이터를 목표 블록에 프로그램하는 동작을 포함하는 동작 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 읽기 카운트 및 상기 제2 읽기 카운트 각각은 외부 장치로부터의 요청에 의한 읽기 동작의 횟수를 가리키는 동작 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는,
    상기 소스 블록의 상기 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우, 상기 리클레임 동작을 제1 리클레임 실행 구간동안 수행하고, 상기 소스 블록의 상기 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 제2 값인 경우, 상기 리클레임 동작을 상기 제1 리클레임 구간보다 큰 제2 리클레임 실행 구간 동안 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리클레임 실행 구간들 각각은 상기 소스 블록이 선택된 읽기 카운트로부터 상기 리클레임 동작이 완료되는 읽기 카운트까지의 읽기 카운트를 가리키는 동작 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계는,
    상기 복수의 메모리 블록들로부터 데이터를 읽는 단계; 및
    상기 읽은 데이터의 에러 개수가 기준 값보다 큰 경우, 상기 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록을 소스 블록으로써 선택하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계는,
    상기 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 기준 값을 조절하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 기준 값을 조절하는 단계는,
    상기 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우 상기 기준 값을 제1 기준 값으로 조절하고, 상기 읽은 데이터가 저장된 메모리 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 제2 값인 경우, 상기 기준 값을 상기 제1 기준 값보다 큰 제2 기준 값으로 조절하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 메모리 블록들 중 적어도 하나는 3차원 메모리 어레이를 포함하는 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 3차원 메모리 어레이는 실리콘 기판 상에 제공되는 활성 영역을 포함하는 메모리 셀들의 하나 또는 그 이상의 물리적 레벨들 상에 모놀롤리식으로 형성된 불휘발성 메모리를 포함하는 동작 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 3차원 메모리 어레이는 복수의 메모리 셀들을 포함하고, 상기 복수의 메모리 셀들 각각은 전하 트랩 층을 포함하는 동작 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 3차원 메모리 어레이의 워드라인들 또는 비트라인들은 레벨들 사이에서 공유되는 동작 방법.
  14. 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 불휘발성 메모리 시스템의 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계;
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절하는 단계; 및
    상기 조절된 리클레임 정책을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 리클레임 정책은 상기 리클레임 동작의 리클레임 실행 구간을 포함하고,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절하는 단계는,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우, 상기 리클레임 실행 구간을 제1 구간으로 조절하고, 상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 제2 값인 경우, 상기 리클레임 실행 구간을 상기 제1 구간보다 긴 제2 구간으로 조절하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절된 리클레임 정책을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는,
    상기 조절된 리클레임 실행 구간 동안 상기 소스 블록에 대한 상기 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들을 포함하고, 상기 리클레임 정책은 상기 복수의 서브 동작들 각각의 읽기 카운트 간격을 포함하고,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절하는 단계는,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우, 상기 읽기 카운트 간격을 제1 간격으로 조절하고, 상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 경우, 상기 읽기 카운트 간격을 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격으로 조절하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들을 포함하고, 상기 리클레임 정책은 상기 복수의 서브 동작들 각각의 서브 동작 단위를 포함하고,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 정책을 조절하는 단계는,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 제1 값인 경우, 상기 서브 동작 단위를 제1 단위로 조절하고, 상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 상기 제1 값보다 작은 경우, 상기 서브 동작 단위를 상기 제1 단위보다 작은 제2 딘위로 조절하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  19. 불휘발성 메모리 장치를 제어하는 메모리 컨트롤러의 동작 방법에 있어서,
    상기 불휘발성 메모리 장치에 포함된 복수의 메모리 블록들 중 소스 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클이 증가할수록 상기 리클레임 동작이 수행되는 구간이 감소되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 리클레임 동작은 복수의 서브 동작들을 포함하고,
    상기 선택된 소스 블록의 프로그램 및 소거 사이클을 기반으로 상기 소스 블록에 대한 리클레임 동작을 수행하는 단계는,
    상기 소스 블록의 프로그램 소거 사이클이 제1 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 제1 읽기 카운트마다 수행하고, 상기 소스 블록의 소거 사이클이 제1 값보다 작은 제2 값인 경우 상기 복수의 서브 동작들 각각을 상기 제1 읽기 카운트보다 큰 제2 읽기 카운트마다 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.




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