KR20220170671A - Storage device and operating method thereof - Google Patents

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KR20220170671A
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유병성
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에스케이하이닉스 주식회사
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Abstract

This technology relates to electronic devices. A storage device with improved operation speed according to the present technology, comprising: a memory device connected to a plurality of word lines and including a plurality of memory blocks included in a super block; and a sudden power-off management unit which controls the memory device to perform a read operation on one of the plurality of word lines in any one of the plurality of memory blocks when sudden power-off occurs, determines one word line area based on data read from any one of the first word line area located above the one word line and the second word line area located below the one word line, controls the memory device to perform a read operation in parallel on a plurality of selected word lines among the word lines included in the determined word line area in the remaining memory blocks excluding the one memory block among the plurality of memory blocks, and detects the first erase page located at the boundary between the program page and the erase page based on the data read from the plurality of selected word lines. Accordingly, the present invention provides a storage device with improved operation speed and a method of operating the same.

Description

스토리지 장치 및 그 동작 방법{STORAGE DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}Storage device and its operating method {STORAGE DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 스토리지 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electronic device, and more particularly, to a storage device and an operating method thereof.

스토리지 장치는 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 호스트 장치의 제어에 따라 데이터를 저장하는 장치이다. 스토리지 장치는 데이터를 저장하는 메모리 장치와 메모리 장치를 제어하는 메모리 컨트롤러를 포함할 수 있다. 메모리 장치는 휘발성 메모리 장치 (Volatile Memory)와 비휘발성 메모리 장치 (Non Volatile Memory)로 구분될 수 있다.The storage device is a device that stores data under the control of a host device such as a computer or smart phone. The storage device may include a memory device that stores data and a memory controller that controls the memory device. Memory devices may be classified into volatile memory devices and non-volatile memory devices.

휘발성 메모리 장치는 전원이 공급되는 동안에만 데이터를 저장하고, 전원 공급이 차단되면 저장된 데이터가 소멸되는 메모리 장치일 수 있다. 휘발성 메모리 장치에는 정적 랜덤 액세스 메모리 (Static Random Access Memory; SRAM), 동적 랜덤 액세스 메모리 (Dynamic Random Access Memory; DRAM) 등이 포함될 수 있다.A volatile memory device may be a memory device that stores data only while power is supplied and the stored data disappears when power is cut off. Volatile memory devices may include static random access memory (SRAM), dynamic random access memory (DRAM), and the like.

비휘발성 메모리 장치는 전원이 차단되어도 데이터가 소멸되지 않는 메모리 장치로서, 롬(Read Only Memory; ROM), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) 및 플래시 메모리(Flash Memory) 등이 있다.Non-volatile memory devices are memory devices that do not lose data even when power is cut off, and include ROM (Read Only Memory; ROM), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), and flash. Flash memory, etc.

본 발명의 실시 예는 향상된 동작 속도를 가진 스토리지 장치 및 그 동작 방법을 제공한다. An embodiment of the present invention provides a storage device with improved operating speed and an operating method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치는, 복수의 워드 라인들에 연결되고, 슈퍼 블록에 포함된 복수의 메모리 블록들을 포함하는 메모리 장치 및 서든 파워 오프가 발생되면, 상기 복수의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록에서 상기 복수의 워드 라인들 중 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행하도록 상기 메모리 장치를 제어하고, 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 상부에 위치한 제1 워드 라인 영역 및 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 하부에 위치한 제2 워드 라인 영역 중 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하고, 상기 복수의 메모리 블록들 중 상기 어느 하나의 메모리 블록을 제외한 나머지 메모리 블록들에서 상기 결정된 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하도록 상기 메모리 장치를 제어하고, 상기 복수의 선택된 워드 라인들로부터 리드된 데이터를 기초로 프로그램 페이지와 소거 페이지의 경계에 위치한 최초 소거 페이지를 검출하는 서든 파워 오프 관리부를 포함한다.A storage device according to an embodiment of the present invention includes a memory device including a plurality of memory blocks connected to a plurality of word lines and included in a super block, and when sudden power-off occurs, one of the plurality of memory blocks Controls the memory device to perform a read operation on any one word line among the plurality of word lines in one memory block, and controls a first word line region located above the one word line and one of the one word line region. One word line area is determined based on data read from any one of the second word line areas located below the word line of the , and the one of the plurality of memory blocks is selected. Controls the memory device to parallelly perform a read operation on a plurality of selected word lines among word lines included in the determined word line area in the remaining memory blocks, and reads from the plurality of selected word lines and a sudden power-off management unit that detects an erase page located at a boundary between a program page and an erase page based on the generated data.

본 발명의 실시 예에 따른, 복수의 워드 라인들에 연결된 복수의 메모리 블록들을 포함하는 슈퍼 블록의 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법은, 서든 파워 오프를 감지하는 단계, 상기 복수의 메모리 블록들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 메모리 블록에서 상기 복수의 워드 라인들 중 중간 지점에 위치한 제1 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행하는 단계, 상기 제1 워드 라인으로부터 상부에 위치한 제1 워드 라인 영역 및 상기 제1 워드 라인으로부터 하부에 위치한 제2 워드 라인 영역 중 상기 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하는 단계, 상기 복수의 메모리 블록들 중 상기 제1 메모리 블록을 제외한 제2 메모리 블록들에서 상기 결정된 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하는 단계 및 상기 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작의 결과를 기초로 프로그램 페이지와 소거 페이지의 경계에 위치한 최초 소거 페이지를 검출하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of operating a storage device for controlling an operation of a super block including a plurality of memory blocks connected to a plurality of word lines includes detecting sudden power-off, the plurality of memory blocks performing a read operation on a first word line located at an intermediate point among the plurality of word lines in a first memory block in which data is first programmed, a first word line area located above the first word line, and determining a word line area of a second word line area located below the first word line based on data read from the first word line; the first memory block among the plurality of memory blocks; parallelly performing a read operation on a plurality of selected word lines among word lines included in the determined word line area in second memory blocks except for and detecting the first erase page located at the boundary between the program page and the erase page based on the result.

본 기술에 따르면, 향상된 동작 속도를 가진 스토리지 장치 및 그 동작 방법이 제공된다. According to the present technology, a storage device having an improved operating speed and an operating method thereof are provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 메모리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 메모리 셀 어레이의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 어느 하나의 메모리 블록(BLKa)을 보여주는 회로도이다.
도 5는 도 3의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 어느 하나의 메모리 블록(BLKb)의 다른 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 6은 도 1의 메모리 컨트롤러와 복수의 메모리 장치들 간의 연결관계를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 슈퍼 블록, 슈퍼 페이지 또는 스트라이프의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 슈퍼 블록의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 세트의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 셀들의 프로그램 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 블록에서 페이지 정보가 저장되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페이지 정보에 포함되는 복수의 프로그램 상태들에 대응하는 데이터 값들을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페이지 상태에 따른 페이지 정보 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다.
1 is a diagram for explaining a storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the memory device of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the memory cell array of FIG. 2 .
FIG. 4 is a circuit diagram showing one memory block BLKa among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 3 .
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of one memory block BLKb among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 3 .
FIG. 6 is a diagram illustrating a connection relationship between the memory controller of FIG. 1 and a plurality of memory devices by way of example.
7 is a diagram for explaining the concept of a super block, super page or stripe.
FIG. 8 is a diagram for explaining another embodiment of the super block of FIG. 7 .
9 is a diagram for explaining an example of an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining another example of an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining the configuration of a data set according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining a program state of memory cells according to an exemplary embodiment.
13 is a diagram for explaining an area in which page information is stored in a memory block according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram for explaining data values corresponding to a plurality of program states included in page information according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram for explaining page information values according to page states according to an embodiment of the present invention.
16 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram for explaining an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram for describing a memory controller according to an exemplary embodiment.
19 is a block diagram illustrating a memory card system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
20 is a block diagram illustrating a solid state drive (SSD) system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
21 is a block diagram illustrating a user system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification or application are only exemplified for the purpose of explaining the embodiment according to the concept of the present invention, and the implementation according to the concept of the present invention Examples may be embodied in many forms and should not be construed as limited to the embodiments described in this specification or application.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토리지 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining a storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 스토리지 장치(50)는 메모리 장치(100) 및 메모리 장치의 동작을 제어하는 메모리 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다. 스토리지 장치(50)는 휴대폰, 스마트폰, MP3 플레이어, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 테블릿 PC 또는 차량용 인포테인먼트(in-vehicle infotainment) 시스템 등과 같은 호스트(300)의 제어에 따라 데이터를 저장하는 장치일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a storage device 50 may include a memory device 100 and a memory controller 200 that controls operations of the memory device. The storage device 50 stores data under the control of the host 300, such as a mobile phone, smart phone, MP3 player, laptop computer, desktop computer, game console, TV, tablet PC, or in-vehicle infotainment system. It may be a device that

스토리지 장치(50)는 호스트(300)와의 통신 방식인 호스트 인터페이스에 따라서 다양한 종류의 스토리지 장치들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 장치(50)는 SSD, MMC, eMMC, RS-MMC, micro-MMC 형태의 멀티 미디어 카드(multimedia card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(secure digital) 카드, USB(universal serial bus) 저장 장치, UFS(universal flash storage) 장치, PCMCIA(personal computer memory card international association) 카드 형태의 저장 장치, PCI(peripheral component interconnection) 카드 형태의 저장 장치, PCI-E(PCI express) 카드 형태의 저장 장치, CF(compact flash) 카드, 스마트 미디어(smart media) 카드, 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The storage device 50 may be manufactured as one of various types of storage devices according to a host interface, which is a communication method with the host 300 . For example, the storage device 50 may include a multimedia card in the form of SSD, MMC, eMMC, RS-MMC, and micro-MMC, secure digital in the form of SD, mini-SD, and micro-SD. card, universal serial bus (USB) storage device, universal flash storage (UFS) device, personal computer memory card international association (PCMCIA) card-type storage device, PCI (peripheral component interconnection) card-type storage device, PCI-E ( It may be configured with any one of various types of storage devices such as a PCI express card type storage device, a CF (compact flash) card, a smart media card, a memory stick, and the like.

스토리지 장치(50)는 다양한 종류의 패키지(package) 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 장치(50)는 POP(package on package), SIP(system in package), SOC(system on chip), MCP(multi-chip package), COB(chip on board), WFP(wafer-level fabricated package), WSP(wafer-level stack package) 등과 같은 다양한 종류의 패키지 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다.The storage device 50 may be manufactured in any one of various types of packages. For example, the storage device 50 may include package on package (POP), system in package (SIP), system on chip (SOC), multi-chip package (MCP), chip on board (COB), wafer- level fabricated package), wafer-level stack package (WSP), and the like.

메모리 장치(100)는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)의 제어에 응답하여 동작한다. 메모리 장치(100)는 데이터를 저장하는 복수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이(미도시)를 포함할 수 있다. The memory device 100 may store data. The memory device 100 operates in response to control of the memory controller 200 . The memory device 100 may include a memory cell array (not shown) including a plurality of memory cells that store data.

메모리 셀들은 각각 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 두 개의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 세 개의 데이터 비트들을 저장하는 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC) 또는 네 개의 데이터 비트를 저장할 수 있는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)로 구성될 수 있다.The memory cells are single-level cells (SLC) each storing one data bit, multi-level cells (MLC) storing two data bits, and triple-level cells storing three data bits. (Triple Level Cell; TLC) or Quad Level Cell (QLC) capable of storing four data bits.

메모리 셀 어레이(미도시)는 복수의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 각 메모리 블록은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 하나의 메모리 블록은 복수의 페이지들을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 페이지는 메모리 장치(100)에 데이터를 저장하거나, 메모리 장치(100)에 저장된 데이터를 리드하는 단위일 수 있다. 메모리 블록은 데이터를 지우는 단위일 수 있다. A memory cell array (not shown) may include a plurality of memory blocks. Each memory block may include a plurality of memory cells. One memory block may include a plurality of pages. In an embodiment, a page may be a unit for storing data in the memory device 100 or reading data stored in the memory device 100 . A memory block may be a unit for erasing data.

실시 예에서, 메모리 장치(100)는 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR4(Low Power Double Data Rate4) SDRAM, GDDR(Graphics Double Data Rate) SDRAM, LPDDR(Low Power DDR), RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory), 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND), 노아 플래시 메모리(NOR flash memory), 저항성 램(resistive random access memory: RRAM), 상변화 메모리(phase-change random access memory: PRAM), 자기저항 메모리(magnetoresistive random access memory: MRAM), 강유전체 메모리(ferroelectric random access memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(spin transfer torque random access memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 메모리 장치(100)가 낸드 플래시 메모리인 경우를 가정하여 설명한다.In an embodiment, the memory device 100 may include DDR Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM), Low Power Double Data Rate 4 (LPDDR4) SDRAM, Graphics Double Data Rate (GDDR) SDRAM, Low Power DDR (LPDDR), and RDRAM. (Rambus Dynamic Random Access Memory), NAND flash memory, Vertical NAND, NOR flash memory, resistive random access memory (RRAM), phase change memory (phase-change random access memory: PRAM), magnetoresistive random access memory (MRAM), ferroelectric random access memory (FRAM), spin transfer torque random access memory (STT-RAM) ) and so on. In this specification, for convenience of explanation, it is assumed that the memory device 100 is a NAND flash memory.

메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)를 수신하고, 메모리 셀 어레이 중 어드레스에 의해 선택된 영역을 액세스하도록 구성된다. 메모리 장치(100)는 어드레스(ADDR)에 의해 선택된 영역에 대해 커맨드(CMD)가 지시하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 메모리 장치(100)는 쓰기 동작 (프로그램 동작), 리드 동작 및 소거 동작을 수행할 수 있다. 프로그램 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스(ADDR)에 의해 선택된 영역에 데이터를 프로그램 할 것이다. 리드 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스(ADDR)에 의해 선택된 영역으로부터 데이터를 읽을 것이다. 소거 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스(ADDR)에 의해 선택된 영역에 저장된 데이터를 소거할 것이다.The memory device 100 is configured to receive a command CMD and an address ADDR from the memory controller 200 and access a region selected by the address in the memory cell array. The memory device 100 may perform an operation indicated by the command CMD for an area selected by the address ADDR. For example, the memory device 100 may perform a write operation (program operation), a read operation, and an erase operation. During the program operation, the memory device 100 will program data into an area selected by the address ADDR. During a read operation, the memory device 100 reads data from an area selected by the address ADDR. During an erase operation, the memory device 100 erases data stored in the area selected by the address ADDR.

한편, 도 1에서는 메모리 장치(100)가 하나인 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 스토리지 장치(50)는 복수의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 복수의 메모리 장치들과 메모리 컨트롤러(200)의 연결 관계는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.Meanwhile, although one memory device 100 is illustrated in FIG. 1 , the storage device 50 may include a plurality of memory devices according to exemplary embodiments. A connection relationship between the plurality of memory devices and the memory controller 200 will be described with reference to FIG. 2 .

메모리 컨트롤러(200)는 스토리지 장치(50)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The memory controller 200 may control overall operations of the storage device 50 .

스토리지 장치(50)에 전원이 인가되면, 메모리 컨트롤러(200)는 펌웨어(firmware, FW)를 실행할 수 있다. 메모리 장치(100)가 플래시 메모리 장치인 경우, 펌웨어(FW)는 호스트(300)와의 통신을 제어하는 호스트 인터페이스 레이어(Host Interface Layer, HIL), 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(300)와 메모리 장치(100) 간의 통신을 제어하는 플래시 변환 레이어(Flash Translation Layer, FTL) 및 메모리 장치(100)와의 통신을 제어하는 플래시 인터페이스 레이어(Flash Interface Layer, FIL)를 포함할 수 있다.When power is applied to the storage device 50 , the memory controller 200 may execute firmware (FW). When the memory device 100 is a flash memory device, the firmware FW is a Host Interface Layer (HIL) that controls communication with the host 300, and the memory controller 200 controls communication between the host 300 and the memory device. A flash translation layer (FTL) controlling communication between the memory devices 100 and a flash interface layer (FIL) controlling communication with the memory device 100 may be included.

실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(300)로부터 데이터와 논리 블록 어드레스(Logical Block Address, LBA)를 입력 받고, 논리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 포함된 데이터가 저장될 메모리 셀들의 주소를 나타내는 물리 블록 어드레스(Physical Block Address, PBA)로 변환할 수 있다. 본 명세서에서 논리 블록 어드레스(LBA)와 “논리 어드레스” 또는 “논리적 어드레스”는 같은 의미로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 물리 블록 어드레스(PBA)와 “물리 어드레스” 또는 “물리적 어드레스”는 같은 의미로 사용될 수 있다.In an embodiment, the memory controller 200 receives data and a logical block address (LBA) from the host 300, and the logical block address is used as the number of memory cells in which data included in the memory device 100 is to be stored. It can be converted to a physical block address (PBA) representing an address. In this specification, the logical block address (LBA) and “logical address” or “logical address” may be used in the same meaning. In this specification, the physical block address (PBA) and “physical address” or “physical address” may be used interchangeably.

메모리 컨트롤러(200)는 호스트(300)의 요청(request)에 따라 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작 등을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 프로그램 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 쓰기 커맨드, 물리 블록 어드레스 및 데이터를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다. 리드 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 리드 커맨드 및 물리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다. 소거 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 소거 커맨드 및 물리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다.The memory controller 200 may control the memory device 100 to perform a program operation, a read operation, or an erase operation according to a request of the host 300 . During a program operation, the memory controller 200 may provide a write command, a physical block address, and data to the memory device 100 . During a read operation, the memory controller 200 may provide a read command and a physical block address to the memory device 100 . During an erase operation, the memory controller 200 may provide an erase command and a physical block address to the memory device 100 .

일 실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 채널을 통해 메모리 장치(100)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(200)는 채널을 통해 메모리 장치(100)로 커맨드 및 어드레스를 제공함으로써, 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작 등을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다.In one embodiment, the memory controller 200 may be connected to the memory device 100 through a channel. For example, the memory controller 200 may control the memory device 100 to perform a program operation, a read operation, or an erase operation by providing a command and an address to the memory device 100 through a channel.

실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(300)로부터의 요청과 무관하게 자체적으로 커맨드, 어드레스 및 데이터를 생성하고, 메모리 장치(100)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 메모리 컨트롤러(200)는 웨어 레벨링(wear leveling), 리드 리클레임(read reclaim), 가비지 컬렉션(garbage collection)등을 수행하는데 수반되는 리드 동작 및 프로그램 동작들을 수행하기 위한 커맨드, 어드레스 및 데이터를 메모리 장치(100)로 제공할 수 있다.In an embodiment, the memory controller 200 may generate commands, addresses, and data on its own and transmit them to the memory device 100 regardless of a request from the host 300 . For example, the memory controller 200 provides commands, addresses, and commands for performing read operations and program operations involved in performing wear leveling, read reclaim, garbage collection, and the like. Data may be provided to the memory device 100 .

실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)가 적어도 둘 이상의 메모리 장치(100)들을 제어할 수 있다. 이 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 동작 성능의 향상을 위해 메모리 장치(100)들을 인터리빙 방식에 따라 제어할 수 있다. 인터리빙 방식은 적어도 둘 이상의 메모리 장치(100)들에 대한 동작이 중첩되도록 제어하는 방식일 수 있다.In an embodiment, the memory controller 200 may control at least two or more memory devices 100 . In this case, the memory controller 200 may control the memory devices 100 according to an interleaving method to improve operating performance. The interleaving method may be a method of controlling operations of at least two or more memory devices 100 to overlap.

호스트(300)는 USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SAS (Serial Attached SCSI), HSIC (High Speed Interchip), SCSI (Small Computer System Interface), PCI (Peripheral Component Interconnection), PCIe (PCI express), NVMe (NonVolatile Memory express), UFS (Universal Flash Storage), SD (Secure Digital), MMC (MultiMedia Card), eMMC (embedded MMC), DIMM (Dual In-line Memory Module), RDIMM (Registered DIMM), LRDIMM (Load Reduced DIMM) 등과 같은 다양한 통신 방식들 중 적어도 하나를 이용하여 스토리지 장치(50)와 통신할 수 있다.The host 300 is USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SAS (Serial Attached SCSI), HSIC (High Speed Interchip), SCSI (Small Computer System Interface), PCI (Peripheral Component Interconnection), PCIe ( PCI express), NVMe (NonVolatile Memory express), UFS (Universal Flash Storage), SD (Secure Digital), MMC (MultiMedia Card), eMMC (embedded MMC), DIMM (Dual In-line Memory Module), RDIMM (Registered DIMM ), LRDIMM (Load Reduced DIMM), etc., may communicate with the storage device 50 using at least one of various communication methods.

일 실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 프로그램 동작 제어부(210) 및 서든 파워 오프 관리부(220)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the memory controller 200 may include a program operation control unit 210 and a sudden power off management unit 220 .

프로그램 동작 제어부(210)는 호스트(300)의 쓰기 요청에 응답하여 프로그램 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다.The program operation controller 210 may control the memory device 100 to perform a program operation in response to a write request from the host 300 .

일 실시 예에서, 프로그램 동작 제어부(210)는 프로그램 동작 시 호스트(300)로부터 수신된 데이터를 스크램블 및 디코딩하여 프로그램 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 리드 동작 시 에러 정정 코드(ECC, Error Correcting Code)를 이용하여 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터의 에러를 검출하여 정정하고, 디스크램블하여 리드 데이터를 생성할 수 있다.In one embodiment, the program operation control unit 210 may generate program data by scrambling and decoding data received from the host 300 during program operation. In an embodiment, the memory controller 200 detects and corrects an error in data received from the memory device 100 using an error correcting code (ECC) during a read operation, and descrambles the read data. can create

또한, 프로그램 동작 제어부(210)는 프로그램 데이터 및 페이지 정보 데이터를 이용하여 적어도 하나 이상의 데이터 세트들을 생성할 수 있다. 이때 페이지 정보 데이터는 해당 데이터 세트가 저장될 페이지의 기본 정보(예를 들어, SLC, MLC, TLC 등의 프로그램 방식), 소거/프로그램 사이클 횟수, 및 해당 페이지의 프로그램 상태를 판단하기 위한 상태 데이터를 포함할 수 있다. 메모리 장치(100)는 리드 동작 시 데이터 세트 중 페이지 정보 데이터를 리드하고, 리드된 페이지 정보 데이터 중 상태 데이터를 이용하여 해당 페이지가 프로그램 완료된 상태인지, 소거 상태인지 또는 프로그램 동작 중 SPO가 발생된 상태인지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시 예에서, 상태 데이터는 프로그램 데이터가 복수의 페이지들에 포함된 메모리 셀들에 프로그램되는 복수의 프로그램 상태들에 각각 대응하는 데이터 값을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 프로그램 상태들에 각각 대응하는 데이터 값은 메모리 셀들의 프로그램 셀 상태에 대응되는 데이터 값 또는 메모리 셀들의 소거 셀 상태에 대응되는 데이터 값을 포함할 수 있다.Also, the program operation controller 210 may generate one or more data sets using program data and page information data. At this time, the page information data includes basic information (for example, SLC, MLC, TLC, etc. program method) of the page where the corresponding data set is to be stored, the number of erase/program cycles, and state data for determining the program status of the corresponding page. can include During a read operation, the memory device 100 reads page information data from a data set, and uses state data of the read page information data to determine whether a corresponding page is in a programmed state, an erased state, or a state in which an SPO has occurred during a program operation. You can check whether it is. In an embodiment, the state data may include data values respectively corresponding to a plurality of program states in which program data is programmed into memory cells included in a plurality of pages. In this case, data values respectively corresponding to the plurality of program states may include data values corresponding to program cell states of memory cells or data values corresponding to erase cell states of memory cells.

일 실시 예에서, 프로그램 동작 제어부(210)는 적어도 하나 이상의 데이터 세트들을 복수의 메모리 블록들에 포함된 복수의 페이지들에 프로그램하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다.In one embodiment, the program operation controller 210 may control the memory device 100 to program at least one or more data sets into a plurality of pages included in a plurality of memory blocks.

서든 파워 오프 관리부(220)는 서든 파워 오프(sudden power off)가 발생되면 서든 파워 오프의 발생을 감지하고, 서든 파워 오프 복구 동작을 수행할 수 있다.When sudden power-off occurs, the sudden power-off management unit 220 may detect the occurrence of sudden power-off and perform a sudden power-off recovery operation.

이때, 서든 파워 오프 복구 동작은 서든 파워 오프 상황이 발생하기 이전에 수행되던 프로그램 동작이 어느 페이지까지 프로그램 되었는지 여부를 파악하고, 서든 파워 오프가 발생되기 이전에 수행되던 메모리 장치(100)의 프로그램 동작을 이어서 수행하기 위한 동작일 수 있다.At this time, the sudden power-off recovery operation determines to what page the program operation performed before the sudden power-off situation has been programmed, and the program operation of the memory device 100 performed before the sudden power-off occurs. It may be an operation to subsequently perform.

예를 들어, 메모리 장치(100)가 프로그램 동작을 수행하는 도중에 스토리지 장치(50)에 전원이 갑작스럽게 차단되는 서든 파워 오프가 발생할 수 있다. 서든 파워 오프 상황이 발생한 후 다시 전원이 공급되면, 즉, 파워 온(power on) 상황이 되면, 서든 파워 오프 관리부(220)는 서든 파워 오프 복구 동작을 수행할 수 있다. For example, sudden power-off in which power to the storage device 50 is suddenly cut off may occur while the memory device 100 is performing a program operation. When power is supplied again after a sudden power-off situation occurs, that is, when a power-on situation occurs, the sudden power-off management unit 220 may perform a sudden power-off recovery operation.

서든 파워 오프 관리부(220)는 프로그램 동작이 수행되는 도중 서든 파워 오프가 발생한 페이지를 판별할 수 있다. 이를 위해 서든 파워 오프 관리부(220)는 메모리 블록에 포함된 각 페이지의 프로그램 상태 또는 소거 상태를 판별할 수 있다. 서든 파워 오프 관리부(220)는 최초 소거 페이지를 탐색할 수 있다. 최초 소거 페이지는 데이터가 비어있는 소거 페이지들 중 데이터가 저장된 프로그램 페이지와 인접한 소거 페이지일 수 있다. 서든 파워 오프 관리부(220)는 최초 소거 페이지를 탐색하기 위해, 해당 메모리 블록에 포함된 페이지들 중 일부의 페이지들에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다.The sudden power-off management unit 220 may determine a page in which sudden power-off occurs while a program operation is being performed. To this end, the sudden power-off management unit 220 may determine the program state or erase state of each page included in the memory block. The sudden power-off management unit 220 may search for an initial erase page. The first erase page may be an erase page adjacent to a program page in which data is stored, among erase pages in which data is empty. The sudden power-off management unit 220 may perform a read operation on some of the pages included in the corresponding memory block in order to search for the first erased page.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 메모리 블록에 포함된 특정 페이지에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 리드 동작의 결과 리드된 데이터가 프로그램 데이터를 포함하는 경우, 해당 페이지는 프로그램 페이지인 것으로 판별될 수 있다. 리드 동작의 결과 리드된 데이터가 소거 데이터만을 포함하는 경우, 해당 페이지는 소거 페이지인 것으로 판별될 수 있다. In one embodiment, the sudden power off management unit 220 may control the memory device 100 to perform a read operation on a specific page included in a memory block. If data read as a result of the read operation includes program data, the corresponding page may be determined to be a program page. When data read as a result of the read operation includes only erase data, the corresponding page may be determined to be an erase page.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 서든 파워 오프가 발생되면, 복수의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록에서 복수의 워드 라인들 중 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 이때, 복수의 메모리 블록들은 하나의 슈퍼 블록에 포함될 수 있다. 슈퍼 블록에 대한 설명은 후술할 도 7 및 8을 참조하여 자세하게 설명하도록 한다. 일 실시 예에서, 어느 하나의 메모리 블록은 복수의 메모리 블록들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 메모리 블록일 수 있다. 또한, 어느 하나의 워드 라인은 복수의 워드 라인들 중 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다.In an embodiment, when sudden power-off occurs, the sudden power-off management unit 220 performs a read operation on one word line among a plurality of word lines in one memory block among a plurality of memory blocks. The memory device 100 may be controlled. In this case, a plurality of memory blocks may be included in one super block. The super block will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8 to be described later. In an embodiment, one memory block may be a memory block in which data is first programmed among a plurality of memory blocks. Also, any one word line may be a word line positioned at an intermediate point among a plurality of word lines.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 제1 워드 라인 영역 및 제2 워드 라인 영역 중 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정할 수 있다. 이때, 제1 워드 라인 영역은 어느 하나의 워드 라인으로부터 상부에 위치한 영역일 수 있다. 제1 워드 라인 영역은 복수의 워드 라인들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 시작 워드 라인으로부터 어느 하나의 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다. 또한, 제2 워드 라인 영역은 어느 하나의 워드 라인으로부터 하부에 위치한 영역일 수 있다. 제2 워드 라인 영역은 복수의 워드 라인들 중 마지막으로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 마지막 워드 라인으로부터 어느 하나의 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다. In an embodiment, the sudden power off management unit 220 may determine one word line area based on data read from any one word line of the first word line area and the second word line area. In this case, the first word line area may be an area located above any one word line. The first word line region may include word lines from a start word line corresponding to a page in which data is programmed first among a plurality of word lines to any one word line. Also, the second word line area may be an area located below any one word line. The second word line region may include word lines from a last word line corresponding to a page in which data is programmed last among a plurality of word lines to any one word line.

또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록을 제외한 나머지 메모리 블록들에서 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 이때, 복수의 선택된 워드 라인들은 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 결정된 어느 하나의 워드 라인 영역에 포함될 수 있다. 예를 들어, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인에 대응되는 페이지가 소거 페이지로 판단된 경우, 제1 워드 라인 영역을 선택할 수 있다. 이 경우, 서든 파워 오프 관리부(220)는 제1 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들을 결정할 수 있다. 또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 나머지 메모리 블록들에서 제1 워드 라인 영역에 포함된 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 다른 예로, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인에 대응되는 페이지가 프로그램 페이지로 판단된 경우, 제2 워드 라인 영역을 선택할 수 있다. 이 경우, 서든 파워 오프 관리부(220)는 제2 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들을 결정할 수 있다. 또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 나머지 메모리 블록들에서 제2 워드 라인 영역에 포함된 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다.Also, the sudden power-off management unit 220 configures the memory device 100 to parallelly perform a read operation on a plurality of selected word lines in the remaining memory blocks except for any one of the plurality of memory blocks. You can control it. In this case, the plurality of selected word lines may be included in any one word line area determined based on data read from any one word line. For example, when it is determined that a page corresponding to one word line is an erase page based on data read from one word line, the sudden power off management unit 220 may select the first word line area. . In this case, the sudden power-off management unit 220 may determine a plurality of selected word lines among word lines included in the first word line area. Also, the sudden power off management unit 220 may control the memory device 100 to perform a read operation on the plurality of selected word lines included in the first word line area in the remaining memory blocks. As another example, the sudden power off management unit 220 may select the second word line area when it is determined that a page corresponding to one word line is a program page based on data read from one word line. In this case, the sudden power off management unit 220 may determine a plurality of selected word lines among word lines included in the second word line area. Also, the sudden power-off management unit 220 may control the memory device 100 to perform a read operation on the plurality of selected word lines included in the second word line area in the remaining memory blocks.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 인터리빙 기법에 따라 나머지 메모리 블록들 각각에서 복수의 선택된 워드 라인들 중 서로 다른 선택된 워드 라인에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다.In an embodiment, the sudden power-off management unit 220 performs a read operation on different selected word lines among a plurality of selected word lines in each of the remaining memory blocks in parallel according to an interleaving technique. can control.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작 및 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작 시 페이지 정보 데이터를 리드하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(100)는 하프 페이지 센싱(Half page sensing) 방식을 이용하여 복수의 메모리 블록들로부터 페이지 정보 데이터를 리드할 수 있다.In an embodiment, the sudden power-off management unit 220 may control the memory device 100 to read page information data during a read operation on one word line and a read operation on a plurality of selected word lines. . For example, the memory device 100 may read page information data from a plurality of memory blocks using a half page sensing method.

또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 선택된 워드 라인들로부터 리드된 데이터를 기초로 최초 소거 페이지를 검출할 수 있다. Also, the sudden power-off manager 220 may detect the first erase page based on data read from a plurality of selected word lines.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 리드된 페이지 정보 데이터가 복수의 프로그램 상태들에 대해 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 프로그램 페이지로 판단할 수 있다. 또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 리드된 페이지 정보 데이터가 복수의 프로그램 상태들에 대해 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 소거 페이지로 판단할 수 있다. 또한, 서든 파워 오프 관리부(220)는 리드된 페이지 정보 데이터가 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값 및 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 모두 포함하면, 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 최초 소거 페이지로 판단할 수 있다.In one embodiment, if the read page information data includes a data value corresponding to a program cell state for a plurality of program states, the sudden power off management unit 220 may select a page corresponding to a word line from which the page information data is read. can be determined as a program page. Also, if the read page information data includes a data value corresponding to an erase cell state for a plurality of program states, the sudden power off management unit 220 deletes a page corresponding to a word line from which the page information data is read. can be judged by In addition, if the read page information data includes both a data value corresponding to a program cell state and a data value corresponding to an erase cell state, the sudden power-off management unit 220 determines the page corresponding to the word line from which the page information data is read. can be determined as the first erased page.

또한, 일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 선택된 워드 라인들 중 프로그램 페이지에 대응되는 워드 라인 및 소거 페이지에 대응되는 워드 라인이 서로 인접하는 경우, 해당 소거 페이지를 최초 소거 페이지로 결정할 수 있다.In addition, in an embodiment, the sudden power-off management unit 220, when a word line corresponding to a program page and a word line corresponding to an erase page among a plurality of selected word lines are adjacent to each other, selects the corresponding erase page as the first erase page. can be determined by

다시 말하면, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 최초 소거 페이지를 결정하는 동작의 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인에 대응하는 페이지가 소거 페이지이면, 업-턴(up-turn) 방식에 따라 최초 소거 페이지를 결정할 수 있다. 이때, 업-턴 방식은 어느 하나의 워드 라인으로부터 상부에 위치한 제1 워드 라인 영역에서 최초 소거 페이지를 결정하는 것일 수 있다. 다른 예로, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인에 대응하는 페이지가 프로그램 페이지이면, 다운-턴(down-turn) 방식에 따라 최초 소거 페이지를 결정할 수 있다. 이때, 다운-턴 방식은 어느 하나의 워드 라인으로부터 하부에 위치한 제2 워드 라인 영역에서 최초 소거 페이지를 결정하는 것일 수 있다.In other words, the sudden power-off management unit 220 may determine the direction of an operation for determining the first erase page based on data read from any one word line. For example, if a page corresponding to any one word line is an erase page, the sudden power off management unit 220 may determine the first erase page according to an up-turn method. In this case, the up-turn method may be to determine the first erase page in a first word line region located above any one word line. As another example, if a page corresponding to any one word line is a program page, the sudden power off management unit 220 may determine the first erased page according to a down-turn method. In this case, the down-turn method may be to determine the first erase page in a second word line area located below any one word line.

일 실시 예에서, 메모리 장치(100)는 페이지 정보 검출부(131)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the memory device 100 may include a page information detection unit 131 .

페이지 정보 검출부(131)는 복수의 메모리 블록들로부터 리드된 페이지 정보 데이터 중 상태 데이터를 수신하고, 수신된 상태 데이터의 데이터 값에 따라 해당 페이지가 프로그램 완료된 페이지인지, 또는 소거 페이지 인지 또는 최초 소거 페이지인지를 판단할 수 있다. 페이지 정보 검출부(131)는 판단 결과에 따라 해당 페이지에 대한 상태 데이터를 업데이트하여 저장할 수 있고, 최초 소거 페이지에 대한 정보를 메모리 컨트롤러(200)로 출력할 수 있다The page information detection unit 131 receives state data among page information data read from a plurality of memory blocks, and determines whether a corresponding page is a programmed page, an erased page, or an initially erased page according to a data value of the received state data. cognition can be judged. The page information detection unit 131 may update and store state data for the corresponding page according to the determination result, and output information on the first erased page to the memory controller 200 .

도 2는 도 1의 메모리 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining the memory device 100 of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 주변 회로(120) 및 제어 로직(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the memory device 100 may include a memory cell array 110 , a peripheral circuit 120 and a control logic 130 .

메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함한다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 행 라인들(RL)을 통해 로우 디코더(121)에 연결된다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 비트 라인들(BL1 내지 BLm)을 통해 페이지 버퍼 그룹(123)에 연결될 수 있다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 실시 예로서, 복수의 메모리 셀들은 불휘발성 메모리 셀들이다. 같은 워드 라인에 연결된 메모리 셀들은 하나의 페이지로 정의될 수 있다. 따라서, 하나의 메모리 블록은 복수의 페이지들을 포함할 수 있다.The memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. The plurality of memory blocks BLK1 to BLKz are connected to the row decoder 121 through row lines RL. The plurality of memory blocks BLK1 to BLKz may be connected to the page buffer group 123 through bit lines BL1 to BLm. Each of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz includes a plurality of memory cells. As an example embodiment, the plurality of memory cells are nonvolatile memory cells. Memory cells connected to the same word line may be defined as one page. Accordingly, one memory block may include a plurality of pages.

행 라인들(RL)은 적어도 하나 이상의 소스 선택 라인, 복수의 워드 라인들 및 적어도 하나 이상의 드레인 선택 라인을 포함할 수 있다.The row lines RL may include at least one source select line, a plurality of word lines, and at least one drain select line.

메모리 셀 어레이(110)에 포함된 메모리 셀들은 각각 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 두 개의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 세 개의 데이터 비트들을 저장하는 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC) 또는 네 개의 데이터 비트를 저장할 수 있는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)로 구성될 수 있다.The memory cells included in the memory cell array 110 are single-level cells (SLC) each storing one data bit, multi-level cells (MLC) storing two data bits, and three It can be configured as a triple level cell (TLC) that stores three data bits or a quad level cell (QLC) that can store four data bits.

주변 회로(120)는 제어 로직(130)의 제어에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 선택된 영역에 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 주변 회로(120)는 메모리 셀 어레이(110)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 주변 회로(120)는 제어 로직(130)의 제어에 따라 행 라인들(RL) 및 비트 라인들(BL1~BLm)에 다양한 동작 전압들을 인가하거나, 인가된 전압들을 디스차지 할 수 있다.The peripheral circuit 120 may be configured to perform a program operation, a read operation, or an erase operation on a selected region of the memory cell array 110 under the control of the control logic 130 . The peripheral circuit 120 may drive the memory cell array 110 . For example, the peripheral circuit 120 may apply various operating voltages to the row lines RL and the bit lines BL1 to BLm or discharge the applied voltages according to the control of the control logic 130. there is.

주변 회로(120)는 로우 디코더(121), 전압 생성부(122), 페이지 버퍼 그룹(123), 컬럼 디코더(124) 및 입출력 회로(125)를 포함할 수 있다.The peripheral circuit 120 may include a row decoder 121 , a voltage generator 122 , a page buffer group 123 , a column decoder 124 , and an input/output circuit 125 .

로우 디코더(121)는 행 라인들(RL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 행 라인들(RL)은 적어도 하나 이상의 소스 선택 라인, 복수의 워드 라인들 및 적어도 하나 이상의 드레인 선택 라인을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 워드 라인들은 일반 워드 라인들과 더미 워드 라인들을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 행 라인들(RL)은 파이프 선택 라인을 더 포함할 수 있다.The row decoder 121 is connected to the memory cell array 110 through row lines RL. The row lines RL may include at least one source select line, a plurality of word lines, and at least one drain select line. In an embodiment, word lines may include normal word lines and dummy word lines. In an embodiment, the row lines RL may further include a pipe selection line.

로우 디코더(121)는 제어 로직(130)의 제어에 응답하여 동작하도록 구성된다. 로우 디코더(121)는 제어 로직(130)으로부터 로우 어드레스(RADD)를 수신한다.The row decoder 121 is configured to operate in response to control of the control logic 130 . The row decoder 121 receives the row address RADD from the control logic 130 .

로우 디코더(121)는 로우 어드레스(RADD)를 디코딩하도록 구성된다. 로우 디코더(121)는 디코딩된 어드레스에 따라 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 적어도 하나의 메모리 블록을 선택한다. 또한, 로우 디코더(121)는 디코딩된 어드레스에 따라 전압 생성부(122)가 생성한 전압들을 적어도 하나의 워드 라인(WL)에 인가하도록 선택된 메모리 블록의 적어도 하나의 워드 라인을 선택할 수 있다.The row decoder 121 is configured to decode the row address RADD. The row decoder 121 selects at least one memory block among the memory blocks BLK1 to BLKz according to the decoded address. Also, the row decoder 121 may select at least one word line of the selected memory block to apply the voltages generated by the voltage generator 122 to the at least one word line WL according to the decoded address.

예를 들어, 프로그램 동작 시에, 로우 디코더(121)는 선택된 워드 라인에 프로그램 전압을 인가하고 비선택된 워드 라인들에 프로그램 전압보다 낮은 레벨의 프로그램 패스 전압을 인가할 것이다. 프로그램 검증 동작 시에, 로우 디코더(121)는 선택된 워드 라인에 검증 전압을 인가하고 비선택된 워드 라인들에 검증 전압보다 높은 검증 패스 전압을 인가할 것이다. 리드 동작 시에, 로우 디코더(121)는 선택된 워드 라인에 리드 전압을 인가하고, 비선택된 워드 라인들에 리드 전압보다 높은 리드 패스 전압을 인가할 것이다.For example, during a program operation, the row decoder 121 applies a program voltage to a selected word line and a program pass voltage lower than the program voltage to unselected word lines. During the program verify operation, the row decoder 121 applies a verify voltage to the selected word line and a higher verify pass voltage than the verify voltage to non-selected word lines. During a read operation, the row decoder 121 applies a read voltage to the selected word line and applies a read pass voltage higher than the read voltage to unselected word lines.

실시 예에서, 메모리 장치(100)의 소거 동작은 메모리 블록 단위로 수행된다. 소거 동작 시에 로우 디코더(121)는 디코딩된 어드레스에 따라 하나의 메모리 블록을 선택할 수 있다. 소거 동작 시, 로우 디코더(121)는 선택된 메모리 블록에 연결되는 워드 라인들에 접지 전압을 인가할 수 있다.In an embodiment, an erase operation of the memory device 100 is performed in units of memory blocks. During an erase operation, the row decoder 121 may select one memory block according to the decoded address. During an erase operation, the row decoder 121 may apply a ground voltage to word lines connected to the selected memory block.

전압 생성부(122)는 제어 로직(130)의 제어에 응답하여 동작한다. 전압 생성부(122)는 메모리 장치(100)에 공급되는 외부 전원 전압을 이용하여 복수의 전압들을 발생하도록 구성된다. 구체적으로, 전압 생성부(122)는 동작 신호(OPSIG)에 응답하여 프로그램, 리드 및 소거 동작들에 사용되는 다양한 동작 전압들(Vop)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전압 생성부(122)는 제어 로직(130)의 제어에 응답하여 프로그램 전압, 검증 전압, 패스 전압, 리드 전압 및 소거 전압 등을 생성할 수 있다.The voltage generator 122 operates in response to control of the control logic 130 . The voltage generator 122 is configured to generate a plurality of voltages using an external power supply voltage supplied to the memory device 100 . Specifically, the voltage generator 122 may generate various operating voltages Vop used in program, read, and erase operations in response to the operation signal OPSIG. For example, the voltage generator 122 may generate a program voltage, a verify voltage, a pass voltage, a read voltage, an erase voltage, and the like in response to control of the control logic 130 .

실시 예로서, 전압 생성부(122)는 외부 전원 전압을 레귤레이팅하여 내부 전원 전압을 생성할 수 있다. 전압 생성부(122)에서 생성된 내부 전원 전압은 메모리 장치(100)의 동작 전압으로서 사용된다.As an example embodiment, the voltage generator 122 may generate an internal power voltage by regulating an external power voltage. The internal power supply voltage generated by the voltage generator 122 is used as an operating voltage of the memory device 100 .

실시 예로서, 전압 생성부(122)는 외부 전원 전압 또는 내부 전원 전압을 이용하여 복수의 전압들을 생성할 수 있다.As an embodiment, the voltage generator 122 may generate a plurality of voltages using an external power supply voltage or an internal power supply voltage.

예를 들면, 전압 생성부(122)는 내부 전원 전압을 수신하는 복수의 펌핑 커패시터들을 포함하고, 제어 로직(130)의 제어에 응답하여 복수의 펌핑 커패시터들을 선택적으로 활성화하여 복수의 전압들을 생성할 것이다.For example, the voltage generator 122 includes a plurality of pumping capacitors that receive an internal power supply voltage, and generates a plurality of voltages by selectively activating the plurality of pumping capacitors in response to a control of the control logic 130. will be.

생성된 복수의 전압들은 로우 디코더(121)에 의해 메모리 셀 어레이(110)에 공급될 수 있다.The generated voltages may be supplied to the memory cell array 110 by the row decoder 121 .

페이지 버퍼 그룹(123)은 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)을 포함한다. 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 각각 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 제어 로직(130)의 제어에 응답하여 동작한다. 구체적으로 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 페이지 버퍼 제어 신호들(PBSIGNALS)에 응답하여 동작할 수 있다. 예를 들면, 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 통해 수신된 데이터를 임시로 저장하거나, 리드 또는 검증 동작 시, 비트 라인들(BL1~BLm)의 전압 또는 전류를 센싱(sensing)할 수 있다.The page buffer group 123 includes first to m th page buffers PB1 to PBm. The first to m th page buffers PB1 to PBm are connected to the memory cell array 110 through the first to m th bit lines BL1 to BLm, respectively. The first to m th page buffers PB1 to PBm operate in response to the control of the control logic 130 . Specifically, the first to m th page buffers PB1 to PBm may operate in response to the page buffer control signals PBSIGNALS. For example, the first to m th page buffers PB1 to PBm temporarily store data received through the first to m th bit lines BL1 to BLm, or during a read or verify operation, the bit lines The voltage or current of the fields BL1 to BLm may be sensed.

구체적으로, 프로그램 동작 시, 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 선택된 워드 라인에 프로그램 펄스가 인가될 때, 입출력 회로(125)를 통해 수신한 데이터(DATA)를 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 통해 선택된 메모리 셀들에 전달할 것이다. 전달된 데이터(DATA)에 따라 선택된 페이지의 메모리 셀들은 프로그램 된다. 프로그램 허용 전압(예를 들면, 접지 전압)이 인가되는 비트 라인과 연결된 메모리 셀은 상승된 문턱 전압을 가질 것이다. 프로그램 금지 전압(예를 들면, 전원 전압)이 인가되는 비트 라인과 연결된 메모리 셀의 문턱 전압은 유지될 것이다. 프로그램 검증 동작 시에, 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 선택된 메모리 셀들로부터 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 통해 페이지 데이터를 읽는다.Specifically, during a program operation, the first to m th page buffers PB1 to PBm transfer data DATA received through the input/output circuit 125 when a program pulse is applied to a selected word line. It will be transmitted to selected memory cells through m bit lines BL1 to BLm. The memory cells of the selected page are programmed according to the transferred data DATA. A memory cell connected to a bit line to which a program allowable voltage (eg, ground voltage) is applied may have a raised threshold voltage. A threshold voltage of a memory cell connected to a bit line to which a program prohibition voltage (eg, power supply voltage) is applied may be maintained. During the program verify operation, the first to m th page buffers PB1 to PBm read page data from the selected memory cells through the first to m th bit lines BL1 to BLm.

리드 동작 시, 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 선택된 페이지의 메모리 셀들로부터 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 통해 데이터(DATA)를 읽고, 읽어진 데이터(DATA)를 컬럼 디코더(124)의 제어에 따라 입출력 회로(125)로 출력한다.During a read operation, the first to m th page buffers PB1 to PBm read data DATA from the memory cells of the selected page through the first to m th bit lines BL1 to BLm, and the read data ( DATA) to the input/output circuit 125 under the control of the column decoder 124.

소거 동작 시에, 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm)을 플로팅(floating) 시킬 수 있다.During the erase operation, the first to m th page buffers PB1 to PBm may float the first to m th bit lines BL1 to BLm.

컬럼 디코더(124)는 컬럼 어드레스(CADD)에 응답하여 입출력 회로(125)와 페이지 버퍼 그룹(123) 사이에서 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들면, 컬럼 디코더(124)는 데이터 라인들(DL)을 통해 제 1 내지 제 m 페이지 버퍼들(PB1~PBm)과 데이터를 주고받거나, 컬럼 라인들(CL)을 통해 입출력 회로(125)와 데이터를 주고받을 수 있다.The column decoder 124 may transfer data between the input/output circuit 125 and the page buffer group 123 in response to the column address CADD. For example, the column decoder 124 exchanges data with the first to m th page buffers PB1 to PBm through the data lines DL, or the input/output circuit 125 through the column lines CL. can exchange data with

입출력 회로(125)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 컨트롤러(200)로부터 전달받은 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)를 제어 로직(130)에 전달하거나, 데이터(DATA)를 컬럼 디코더(124)와 주고받을 수 있다.The input/output circuit 125 transfers the command CMD and the address ADDR received from the memory controller 200 described with reference to FIG. 1 to the control logic 130 or transfers the data DATA to the column decoder 124. can exchange with

센싱 회로(126)는 리드 동작(read operation) 또는 검증 동작(verify operation)시, 허용 비트 신호(VRYBIT)에 응답하여 기준 전류를 생성하고, 페이지 버퍼 그룹(123)으로부터 수신된 센싱 전압(VPB)과 기준 전류에 의해 생성된 기준 전압을 비교하여 패스 신호(PASS) 또는 페일 신호(FAIL)를 출력할 수 있다.The sensing circuit 126 generates a reference current in response to the allow bit signal VRYBIT during a read operation or a verify operation, and uses the sensing voltage VPB received from the page buffer group 123 A pass signal PASS or a fail signal FAIL may be output by comparing the reference voltage generated by the reference current with the reference current.

제어 로직(130) 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)에 응답하여 동작 신호(OPSIG), 로우 어드레스(RADD), 페이지 버퍼 제어 신호들(PBSIGNALS) 및 허용 비트(VRYBIT)를 출력하여 주변 회로들(120)을 제어할 수 있다. 또한, 제어 로직(130)은 패스 또는 페일 신호(PASS 또는 FAIL)에 응답하여 검증 동작이 패스 또는 페일 되었는지를 판단할 수 있다.The control logic 130 outputs the operation signal OPSIG, the row address RADD, the page buffer control signals PBSIGNALS, and the enable bit VRYBIT in response to the command CMD and the address ADDR to output the peripheral circuits ( 120) can be controlled. Also, the control logic 130 may determine whether the verification operation has passed or failed in response to a pass or fail signal PASS or FAIL.

일 실시 예에서, 제어 로직(130)은 페이지 정보 검출부(131)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the control logic 130 may include a page information detection unit 131 .

페이지 정보 검출부(131)는 페이지 버퍼 그룹(123)에 의해 리드된 페이지 정보 데이터 중 상태 데이터를 수신하고, 상태 데이터를 저장할 수 있다. 페이지 정보 검출부(131)는 상태 데이터에 따라 해당 페이지가 프로그램 완료된 페이지인지 또는 소거 페이지인지 또는 최초 소거 페이지인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 페이지 정보 검출부(131)는 상태 데이터에 포함된 복수의 프로그램 상태들에 대응하는 데이터 값들이 모두 "1" 값을 가질 경우, 해당 페이지를 소거 페이지로 결정할 수 있다. 또한, 페이지 정보 검출부(131)는 상태 데이터에 포함된 복수의 프로그램 상태들에 대응하는 데이터 값들이 모두 "0" 값을 가질 경우, 해당 페이지를 프로그램 완료된 페이지로 결정할 수 있다. 또한, 페이지 정보 검출부(131)는 상태 데이터에 포함된 복수의 프로그램 상태들에 대응하는 데이터 값들 중 적어도 하나 이상이 "0" 값을 가질 경우, 해당 페이지를 최초 소거 페이지로 결정할 수 있다.The page information detection unit 131 may receive state data among page information data read by the page buffer group 123 and store the state data. The page information detection unit 131 may determine whether a corresponding page is a programmed page, an erased page, or an initially erased page according to state data. For example, the page information detector 131 may determine a corresponding page as an erased page when all data values corresponding to a plurality of program states included in the state data have a value of “1”. Also, the page information detection unit 131 may determine the corresponding page as a programmed page when all data values corresponding to a plurality of program states included in the state data have a value of “0”. Also, when at least one of data values corresponding to a plurality of program states included in the state data has a value of “0”, the page information detection unit 131 may determine the corresponding page as an initially erased page.

또한, 페이지 정보 검출부(131)는 해당 페이지가 프로그램 완료된 페이지라는 정보, 또는 해당 페이지가 소거 페이지라는 정보, 또는 해당 페이지가 최초 소거 페이지라는 정보를 도 1의 메모리 컨트롤러(200)로 제공할 수 있다.Also, the page information detection unit 131 may provide information that the corresponding page is a programmed page, information that the corresponding page is an erase page, or information that the corresponding page is an initially erased page to the memory controller 200 of FIG. 1 . .

도 3은 도 2의 메모리 셀 어레이의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the memory cell array of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함한다. 각 메모리 블록은 3차원 구조를 가질 수 있다. 각 메모리 블록은 기판 위에 적층된 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 이러한 복수의 메모리 셀들은 +X 방향, +Y 방향 및 +Z 방향을 따라 배열된다. 각 메모리 블록의 구조는 도 4 및 도 5를 참조하여 더 상세히 설명된다.Referring to FIG. 3 , the memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. Each memory block may have a 3D structure. Each memory block includes a plurality of memory cells stacked on a substrate. The plurality of memory cells are arranged along the +X direction, the +Y direction, and the +Z direction. The structure of each memory block will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 .

도 4는 도 3의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 어느 하나의 메모리 블록(BLKa)을 보여주는 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram showing one memory block BLKa among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 3 .

도 4를 참조하면 메모리 블록(BLKa)은 복수의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m)을 포함한다. 실시 예로서, 복수의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m) 각각은 'U'자형으로 형성될 수 있다. 메모리 블록(BLKa) 내에서, 행 방향(즉 +X 방향)으로 m개의 메모리 셀 스트링들이 배열된다. 도 4에서, 열 방향(즉 +Y 방향)으로 2개의 메모리 셀 스트링들이 배열되는 것으로 도시되었다. 하지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 열 방향으로 3개 이상의 메모리 셀 스트링들이 배열될 수 있음이 이해될 것이다.Referring to FIG. 4 , the memory block BLKa includes a plurality of memory cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m. As an example embodiment, each of the plurality of memory cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m may be formed in a 'U' shape. Within the memory block BLKa, m memory cell strings are arranged in a row direction (ie, +X direction). In FIG. 4 , it is illustrated that two memory cell strings are arranged in a column direction (ie, a +Y direction). However, this is for convenience of description, and it will be understood that three or more memory cell strings may be arranged in a column direction.

복수의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m) 각각은 적어도 하나의 소스 선택 트랜지스터(SST), 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn), 파이프 트랜지스터(PT), 그리고 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함한다.Each of the plurality of memory cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m includes at least one source selection transistor SST, first to nth memory cells MC1 to MCn, a pipe transistor PT, and at least one A drain select transistor (DST) is included.

선택 트랜지스터들(SST, DST) 및 메모리 셀들(MC1~MCn) 각각은 유사한 구조를 가질 수 있다. 실시 예로서, 선택 트랜지스터들(SST, DST) 및 메모리 셀들(MC1~MCn) 각각은 채널층, 터널링 절연막, 전하 저장막 및 블로킹 절연막을 포함할 수 있다. 실시 예로서, 채널층을 제공하기 위한 필라(pillar)가 각 메모리 셀 스트링(each cell string)에 제공될 수 있다. 실시 예로서, 채널층, 터널링 절연막, 전하 저장막 및 블로킹 절연막 중 적어도 하나를 제공하기 위한 필라가 각 메모리 셀 스트링에 제공될 수 있다.Each of the selection transistors SST and DST and the memory cells MC1 to MCn may have a similar structure. As an embodiment, each of the selection transistors SST and DST and the memory cells MC1 to MCn may include a channel layer, a tunneling insulating layer, a charge storage layer, and a blocking insulating layer. As an embodiment, a pillar for providing a channel layer may be provided to each memory cell string. As an example embodiment, a pillar for providing at least one of a channel layer, a tunneling insulating layer, a charge storage layer, and a blocking insulating layer may be provided in each memory cell string.

각 메모리 셀 스트링의 소스 선택 트랜지스터(SST)는 공통 소스 라인(CSL)과 메모리 셀들(MC1~MCp) 사이에 연결된다.The source select transistor SST of each memory cell string is connected between the common source line CSL and the memory cells MC1 to MCp.

실시 예로서, 동일한 행에 배열된 메모리 셀 스트링들의 소스 선택 트랜지스터들은 행 방향으로 신장되는 소스 선택 라인에 연결되고, 상이한 행에 배열된 메모리 셀 스트링들의 소스 선택 트랜지스터들은 상이한 소스 선택 라인들에 연결된다. 도 4에서, 제 1 행의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 소스 선택 트랜지스터들은 제 1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결되어 있다. 제 2 행의 메모리 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 소스 선택 트랜지스터들은 제 2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결되어 있다.As an embodiment, source selection transistors of memory cell strings arranged in the same row are connected to source selection lines extending in a row direction, and source selection transistors of memory cell strings arranged in different rows are connected to different source selection lines. . In FIG. 4 , the source select transistors of the memory cell strings CS11 to CS1m in the first row are connected to the first source select line SSL1. Source select transistors of the memory cell strings CS21 to CS2m in the second row are connected to the second source select line SSL2.

다른 실시 예로서, 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m, CS21~CS2m)의 소스 선택 트랜지스터들은 하나의 소스 선택 라인에 공통 연결될 수 있다.As another example, the source select transistors of the memory cell strings CS11 to CS1m and CS21 to CS2m may be connected in common to one source select line.

각 메모리 셀 스트링의 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 소스 선택 트랜지스터(SST)와 드레인 선택 트랜지스터(DST) 사이에 연결된다.The first to nth memory cells MC1 to MCn of each memory cell string are connected between the source select transistor SST and the drain select transistor DST.

제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 제 1 내지 제 p 메모리 셀들(MC1~MCp)과 제 p+1 내지 제 n 메모리 셀들(MCp+1~MCn)로 구분될 수 있다. 제 1 내지 제 p 메모리 셀들(MC1~MCp)은 +Z 방향과 역방향으로 순차적으로 배열되며, 소스 선택 트랜지스터(SST)와 파이프 트랜지스터(PT) 사이에서 직렬 연결된다. 제 p+1 내지 제 n 메모리 셀들(MCp+1~MCn)은 +Z 방향으로 순차적으로 배열되며, 파이프 트랜지스터(PT)와 드레인 선택 트랜지스터(DST) 사이에서 직렬 연결된다. 제 1 내지 제 p 메모리 셀들(MC1~MCp)과 제 p+1 내지 제 n 메모리 셀들(MCp+1~MCn)은 파이프 트랜지스터(PT)를 통해 연결된다. 각 메모리 셀 스트링의 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)의 게이트들은 각각 제 1 내지 제 n 워드 라인들(WL1~WLn)에 연결된다.The first to nth memory cells MC1 to MCn may be divided into first to pth memory cells MC1 to MCp and p+1 to nth memory cells MCp+1 to MCn. The first to pth memory cells MC1 to MCp are sequentially arranged in the +Z direction and the reverse direction, and are connected in series between the source select transistor SST and the pipe transistor PT. The p+1th to nth memory cells MCp+1 to MCn are sequentially arranged in the +Z direction and connected in series between the pipe transistor PT and the drain select transistor DST. The first to pth memory cells MC1 to MCp and the p+1 to nth memory cells MCp+1 to MCn are connected through a pipe transistor PT. Gates of the first to n th memory cells MC1 to MCn of each memory cell string are connected to the first to n th word lines WL1 to WLn, respectively.

각 메모리 셀 스트링의 파이프 트랜지스터(PT)의 게이트는 파이프 라인(PL)에 연결된다.A gate of the pipe transistor PT of each memory cell string is connected to the pipeline PL.

각 메모리 셀 스트링의 드레인 선택 트랜지스터(DST)는 해당 비트 라인과 메모리 셀들(MCp+1~MCn) 사이에 연결된다. 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들은 행 방향으로 신장되는 드레인 선택 라인에 연결된다. 제 1 행의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m)의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 1 드레인 선택 라인(DSL1)에 연결된다. 제 2 행의 메모리 셀 스트링들(CS21~CS2m)의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 2 드레인 선택 라인(DSL2)에 연결된다.The drain select transistor DST of each memory cell string is connected between a corresponding bit line and memory cells MCp+1 to MCn. Memory cell strings arranged in a row direction are connected to drain select lines extending in a row direction. Drain select transistors of the memory cell strings CS11 to CS1m in the first row are connected to the first drain select line DSL1. Drain select transistors of the memory cell strings CS21 to CS2m in the second row are connected to the second drain select line DSL2.

열 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들은 열 방향으로 신장되는 비트 라인에 연결된다. 도 4에서, 제 1 열의 메모리 셀 스트링들(CS11, CS21)은 제 1 비트 라인(BL1)에 연결되어 있다. 제 m 열의 메모리 셀 스트링들(CS1m, CS2m)은 제 m 비트 라인(BLm)에 연결되어 있다.Memory cell strings arranged in a column direction are connected to bit lines extending in a column direction. 4 , memory cell strings CS11 and CS21 in a first column are connected to a first bit line BL1. The memory cell strings CS1m and CS2m of the mth column are connected to the mth bit line BLm.

행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들 내에서 동일한 워드 라인에 연결되는 메모리 셀들은 하나의 페이지를 구성한다. 예를 들면, 제 1 행의 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m) 중 제 1 워드 라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들은 하나의 페이지를 구성한다. 제 2 행의 메모리 셀 스트링들(CS21~CS2m) 중 제 1 워드 라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들은 다른 하나의 페이지를 구성한다. 드레인 선택 라인들(DSL1, DSL2) 중 어느 하나가 선택됨으로써 하나의 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들이 선택될 것이다. 워드 라인들(WL1~WLn) 중 어느 하나가 선택됨으로써 선택된 메모리 셀 스트링들 중 하나의 페이지가 선택될 것이다.Memory cells connected to the same word line in memory cell strings arranged in a row direction constitute one page. For example, among the memory cell strings CS11 to CS1m in the first row, memory cells connected to the first word line WL1 constitute one page. Among the memory cell strings CS21 to CS2m in the second row, memory cells connected to the first word line WL1 constitute another page. When one of the drain select lines DSL1 and DSL2 is selected, memory cell strings arranged in one row direction are selected. When one of the word lines WL1 to WLn is selected, one page of the selected memory cell strings is selected.

다른 실시 예로서, 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm) 대신 이븐 비트 라인들 및 오드 비트 라인들이 제공될 수 있다. 그리고 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m 또는 CS21~CS2m) 중 짝수 번째 메모리 셀 스트링들은 이븐 비트 라인들에 각각 연결되고, 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들(CS11~CS1m 또는 CS21~CS2m) 중 홀수 번째 메모리 셀 스트링들은 오드 비트 라인들에 각각 연결될 수 있다.As another embodiment, even bit lines and odd bit lines may be provided instead of the first to m th bit lines BL1 to BLm. Among the memory cell strings CS11 to CS1m or CS21 to CS2m arranged in a row direction, even-numbered memory cell strings are connected to even bit lines, respectively, and the memory cell strings arranged in a row direction (CS11 to CS1m or CS21 Odd-numbered memory cell strings among ~CS2m) may be respectively connected to odd bit lines.

실시 예로서, 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn) 중 적어도 하나 이상은 더미 메모리 셀로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 소스 선택 트랜지스터(SST)와 메모리 셀들(MC1~MCp) 사이의 전계(electric field)를 감소시키기 위해 제공된다. 또는, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 드레인 선택 트랜지스터(DST)와 메모리 셀들(MCp+1~MCn) 사이의 전계를 감소시키기 위해 제공된다. 더 많은 더미 메모리 셀들이 제공될수록, 메모리 블록(BLKa)에 대한 동작의 신뢰성이 향상되는 반면, 메모리 블록(BLKa)의 크기는 증가한다. 더 적은 메모리 셀들이 제공될수록, 메모리 블록(BLKa)의 크기는 감소하는 반면 메모리 블록(BLKa)에 대한 동작의 신뢰성은 저하될 수 있다.As an example embodiment, at least one of the first to n th memory cells MC1 to MCn may be used as a dummy memory cell. For example, one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the source select transistor SST and the memory cells MC1 to MCp. Alternatively, at least one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the drain select transistor DST and the memory cells MCp+1 to MCn. As more dummy memory cells are provided, the operation reliability of the memory block BLKa improves, while the size of the memory block BLKa increases. As fewer memory cells are provided, the size of the memory block BLKa decreases while the reliability of an operation of the memory block BLKa may deteriorate.

적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들을 효율적으로 제어하기 위해, 더미 메모리 셀들 각각은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다. 메모리 블록(BLKa)에 대한 소거 동작 이전 또는 이후에, 더미 메모리 셀들 중 전부 혹은 일부에 대한 프로그램 동작들이 수행될 수 있다. 프로그램 동작이 수행된 뒤에 소거 동작이 수행되는 경우, 더미 메모리 셀들의 문턱 전압은 각각의 더미 메모리 셀들에 연결된 더미 워드 라인들에 인가되는 전압을 제어함으로써 더미 메모리 셀들은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다.In order to efficiently control at least one or more dummy memory cells, each of the dummy memory cells may have a required threshold voltage. Program operations may be performed on all or some of the dummy memory cells before or after the erase operation on the memory block BLKa. When an erase operation is performed after a program operation is performed, the dummy memory cells may have a required threshold voltage by controlling voltages applied to dummy word lines connected to the dummy memory cells. .

도 5는 도 3의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 어느 하나의 메모리 블록(BLKb)의 다른 실시 예를 보여주는 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of one memory block BLKb among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 3 .

도 5를 참조하면 메모리 블록(BLKb)은 복수의 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m', CS21'~CS2m')을 포함한다. 복수의 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m', CS21'~CS2m') 각각은 +Z 방향을 따라 신장된다. 복수의 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m', CS21'~CS2m') 각각은, 메모리 블록(BLK1') 하부의 기판(미도시) 위에 적층된, 적어도 하나의 소스 선택 트랜지스터(SST), 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn) 그리고 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the memory block BLKb includes a plurality of memory cell strings CS11' to CS1m' and CS21' to CS2m'. Each of the plurality of memory cell strings CS11' to CS1m' and CS21' to CS2m' extends along the +Z direction. Each of the plurality of memory cell strings CS11' to CS1m' and CS21' to CS2m' includes at least one source select transistor SST stacked on a substrate (not shown) under the memory block BLK1'. It includes first to nth memory cells MC1 to MCn and at least one drain select transistor DST.

각 메모리 셀 스트링의 소스 선택 트랜지스터(SST)는 공통 소스 라인(CSL)과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이에 연결된다. 동일한 행에 배열된 메모리 셀 스트링들의 소스 선택 트랜지스터들은 동일한 소스 선택 라인에 연결된다. 제 1 행에 배열된 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m')의 소스 선택 트랜지스터들은 제 1 소스 선택 라인(SSL1)에 연결된다. 제 2 행에 배열된 메모리 셀 스트링들(CS21'~CS2m')의 소스 선택 트랜지스터들은 제 2 소스 선택 라인(SSL2)에 연결된다. 다른 실시 예로서, 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m', CS21'~CS2m')의 소스 선택 트랜지스터들은 하나의 소스 선택 라인에 공통 연결될 수 있다.The source select transistor SST of each memory cell string is connected between the common source line CSL and the memory cells MC1 to MCn. Source select transistors of memory cell strings arranged in the same row are connected to the same source select line. Source select transistors of the memory cell strings CS11' to CS1m' arranged in the first row are connected to the first source select line SSL1. Source select transistors of the memory cell strings CS21' to CS2m' arranged in the second row are connected to the second source select line SSL2. As another embodiment, the source select transistors of the memory cell strings CS11' to CS1m' and CS21' to CS2m' may be connected in common to one source select line.

각 메모리 셀 스트링의 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)은 소스 선택 트랜지스터(SST)와 드레인 선택 트랜지스터(DST) 사이에서 직렬 연결된다. 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn)의 게이트들은 각각 제 1 내지 제 n 워드 라인들(WL1~WLn)에 연결된다.The first to nth memory cells MC1 to MCn of each memory cell string are connected in series between the source select transistor SST and the drain select transistor DST. Gates of the first to n th memory cells MC1 to MCn are connected to the first to n th word lines WL1 to WLn, respectively.

각 메모리 셀 스트링의 드레인 선택 트랜지스터(DST)는 해당 비트 라인과 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이에 연결된다. 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들의 드레인 선택 트랜지스터들은 행 방향으로 신장되는 드레인 선택 라인에 연결된다. 제 1 행의 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m')의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 1 드레인 선택 라인(DSL1)에 연결된다. 제 2 행의 메모리 셀 스트링들(CS21'~CS2m')의 드레인 선택 트랜지스터들은 제 2 드레인 선택 라인(DSL2)에 연결된다.The drain select transistor DST of each memory cell string is connected between the corresponding bit line and the memory cells MC1 to MCn. Drain select transistors of memory cell strings arranged in a row direction are connected to drain select lines extending in a row direction. Drain select transistors of the memory cell strings CS11' to CS1m' in the first row are connected to the first drain select line DSL1. Drain select transistors of the memory cell strings CS21' to CS2m' in the second row are connected to the second drain select line DSL2.

결과적으로, 각 메모리 셀 스트링에 파이프 트랜지스터(PT)가 제외된 것을 제외하면 도 5의 메모리 블록(BLKb)은 도 4의 메모리 블록(BLKa)과 유사한 등가 회로를 갖는다.As a result, the memory block BLKb of FIG. 5 has an equivalent circuit similar to that of the memory block BLKa of FIG. 4 except that the pipe transistor PT is excluded from each memory cell string.

다른 실시 예로서, 제 1 내지 제 m 비트 라인들(BL1~BLm) 대신 이븐 비트 라인들 및 오드 비트 라인들이 제공될 수 있다. 그리고 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m' 또는 CS21'~CS2m') 중 짝수 번째 메모리 셀 스트링들은 이븐 비트 라인들에 각각 연결되고, 행 방향으로 배열되는 메모리 셀 스트링들(CS11'~CS1m' 또는 CS21'~CS2m') 중 홀수 번째 메모리 셀 스트링들은 오드 비트 라인들에 각각 연결될 수 있다.As another embodiment, even bit lines and odd bit lines may be provided instead of the first to m th bit lines BL1 to BLm. In addition, among the memory cell strings CS11' to CS1m' or CS21' to CS2m' arranged in a row direction, even-numbered memory cell strings are connected to even bit lines, respectively, and the memory cell strings arranged in a row direction CS11 Odd-numbered memory cell strings among '~CS1m' or CS21'~CS2m') may be respectively connected to odd bit lines.

실시 예로서, 제 1 내지 제 n 메모리 셀들(MC1~MCn) 중 적어도 하나 이상은 더미 메모리 셀로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 소스 선택 트랜지스터(SST)와 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이의 전계(electric field)를 감소시키기 위해 제공된다. 또는, 적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들은 드레인 선택 트랜지스터(DST)와 메모리 셀들(MC1~MCn) 사이의 전계를 감소시키기 위해 제공된다. 더 많은 더미 메모리 셀들이 제공될수록, 메모리 블록(BLKb)에 대한 동작의 신뢰성이 향상되는 반면, 메모리 블록(BLKb)의 크기는 증가한다. 더 적은 메모리 셀들이 제공될수록, 메모리 블록(BLKb)의 크기는 감소하는 반면 메모리 블록(BLKb)에 대한 동작의 신뢰성은 저하될 수 있다.As an example embodiment, at least one of the first to n th memory cells MC1 to MCn may be used as a dummy memory cell. For example, one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the source select transistor SST and the memory cells MC1 to MCn. Alternatively, at least one or more dummy memory cells are provided to reduce an electric field between the drain select transistor DST and the memory cells MC1 to MCn. As more dummy memory cells are provided, the operation reliability of the memory block BLKb improves, while the size of the memory block BLKb increases. As fewer memory cells are provided, the size of the memory block BLKb decreases while the reliability of an operation of the memory block BLKb may deteriorate.

적어도 하나 이상의 더미 메모리 셀들을 효율적으로 제어하기 위해, 더미 메모리 셀들 각각은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다. 메모리 블록(BLKb)에 대한 소거 동작 이전 또는 이후에, 더미 메모리 셀들 중 전부 혹은 일부에 대한 프로그램 동작들이 수행될 수 있다. 프로그램 동작이 수행된 뒤에 소거 동작이 수행되는 경우, 더미 메모리 셀들의 문턱 전압은 각각의 더미 메모리 셀들에 연결된 더미 워드 라인들에 인가되는 전압을 제어함으로써 더미 메모리 셀들은 요구되는 문턱 전압을 가질 수 있다.In order to efficiently control at least one or more dummy memory cells, each of the dummy memory cells may have a required threshold voltage. Program operations may be performed on all or some of the dummy memory cells before or after the erase operation on the memory block BLKb. When an erase operation is performed after a program operation is performed, the dummy memory cells may have a required threshold voltage by controlling voltages applied to dummy word lines connected to the dummy memory cells. .

도 6은 도 1의 메모리 컨트롤러와 복수의 메모리 장치들 간의 연결관계를 예시적으로 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a connection relationship between the memory controller of FIG. 1 and a plurality of memory devices by way of example.

도 6을 참조하면, 메모리 컨트롤러(200)는 복수의 채널(CH1 내지 CH2)들을 통해 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_24)과 연결될 수 있다. 실시 예에서, 채널의 수 또는 각 채널에 연결되는 메모리 장치의 수는 다양하게 변경될 수 있음이 잘 이해될 것이다. 다만, 설명의 편의를 위해서 본 명세서에서는 메모리 컨트롤러(200)가 2개의 채널들을 통해 메모리 장치들에 연결되고, 각각의 채널에 4개의 메모리 장치들이 연결되는 것으로 가정한다.Referring to FIG. 6 , the memory controller 200 may be connected to a plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_24) through a plurality of channels CH1 to CH2. In an embodiment, it will be well understood that the number of channels or the number of memory devices connected to each channel may be variously changed. However, for convenience of description, it is assumed in this specification that the memory controller 200 is connected to memory devices through two channels and four memory devices are connected to each channel.

설명의 편의를 위해, 제1 채널(CH1)에 연결된 메모리 장치_11, 메모리 장치_12, 메모리 장치_13 및 메모리 장치_14의 동작을 설명한다. 나머지 채널(CH2)에 연결된 메모리 장치들(메모리 장치_21 내지 메모리 장치_24)도 마찬가지로 동작됨이 이해될 것이다.For convenience of description, operations of the memory device_11, memory device_12, memory device_13, and memory device_14 connected to the first channel CH1 will be described. It will be understood that the memory devices (memory device_21 to memory device_24) connected to the remaining channels CH2 are also operated in the same manner.

제1 채널(CH1)에는 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14가 공통 연결될 수 있다. 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14는 제1 채널(CH1)을 통해 메모리 컨트롤러(200)와 통신할 수 있다. 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14은 제1 채널(CH1)에 공통 연결되어 있으므로, 한번에 하나의 메모리 장치만이 메모리 컨트롤러(200)와 통신할 수 있을 것이다. 그러나, 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14이 각각 내부적으로 동작을 수행하는 것은 동시에 수행될 수 있다.Memory devices_11 to memory devices_14 may be commonly connected to the first channel CH1. The memory devices_11 to memory devices_14 may communicate with the memory controller 200 through the first channel CH1. Since the memory devices_11 to memory devices_14 are commonly connected to the first channel CH1, only one memory device can communicate with the memory controller 200 at a time. However, the internal operations of the memory devices 11 to 14 may be simultaneously performed.

복수의 메모리 장치들을 사용하는 스토리지 장치는 도 1에서 설명된 인터리빙 방식을 이용하여 성능을 향상시킬 수 있다. 인터리빙 방식을 위하여, 메모리 장치들은 채널과 웨이(Way) 단위로 관리될 수 있다. 각 채널들에 연결되는 메모리 장치들의 병렬화를 극대화하기 위하여, 메모리 컨트롤러(200)는 연속적인 논리적 메모리 영역을 채널과 웨이로 분산하여 할당할 수 있다.A storage device using a plurality of memory devices may improve performance by using the interleaving method described in FIG. 1 . For the interleaving method, memory devices may be managed in units of channels and ways. In order to maximize parallelization of memory devices connected to each channel, the memory controller 200 may distribute and allocate contiguous logical memory areas to channels and ways.

예를 들면, 메모리 컨트롤러(200)는 제1 채널(CH1)을 통해 메모리 장치_11으로 커맨드, 어드레스를 포함한 제어 신호 및 데이터를 전송할 수 있다. 메모리 장치_11이 전송 받은 데이터를 내부에 포함된 메모리 셀에 프로그램(Program)하는 동안, 메모리 컨트롤러(200)는 메모리 장치_12로 커맨드, 어드레스를 포함한 제어 신호 및 데이터를 전송할 수 있다.For example, the memory controller 200 may transmit a command, a control signal including an address, and data to the memory device 11 through the first channel CH1. While the memory device_11 programs the received data into memory cells included therein, the memory controller 200 may transmit control signals including commands and addresses and data to the memory device_12.

도 6에서, 복수의 메모리 장치들은 4개의 웨이들(WAY1 내지 WAY4)로 구성될 수 있다. 제1 웨이(WAY1)는 메모리 장치_11 및 메모리 장치_21를 포함할 수 있다. 제2 웨이(WAY2)는 메모리 장치_12 및 메모리 장치_22를 포함할 수 있다. 제3 웨이(WAY3)는 메모리 장치_13 및 메모리 장치_23을 포함할 수 있다. 제4 웨이(WAY4)는 메모리 장치_14 및 메모리 장치_24를 포함할 수 있다.In FIG. 6 , a plurality of memory devices may be configured with four ways WAY1 to WAY4. The first way WAY1 may include a memory device_11 and a memory device_21. The second way WAY2 may include a memory device_12 and a memory device_22. The third way WAY3 may include a memory device_13 and a memory device_23. The fourth way WAY4 may include memory device_14 and memory device_24.

각각의 채널(CH1 및 CH2)은 해당 채널에 연결된 메모리 장치들이 공유하여 사용하는 신호들의 버스(Bus)일 수 있다.Each of the channels CH1 and CH2 may be a bus of signals shared and used by memory devices connected to the corresponding channels.

도 6에서는 2채널/4웨이 구조에서의 인터리빙을 설명하였으나, 인터리빙의 효율은 채널 수가 많을수록 그리고 웨이(Way)의 수가 많을수록 효율적일 수 있다.Although interleaving in a 2-channel/4-way structure has been described in FIG. 6, the efficiency of interleaving can be increased as the number of channels and the number of ways increase.

도 7은 슈퍼 블록, 슈퍼 페이지 또는 스트라이프의 개념을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining the concept of a super block, super page or stripe.

도 7을 참조하면, 제1 채널(CH1)에 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14의 4개의 메모리 장치들이 공통 연결될 수 있다.Referring to FIG. 7 , four memory devices of memory device_11 to memory device_14 may be connected to the first channel CH1 in common.

도 7에서, 각 메모리 장치는 복수의 플레인들을 포함할 수 있다. 다만 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 하나의 메모리 장치는 하나의 플레인을 포함하는 것으로 가정한다. 각각의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14)에 포함된 하나의 플레인은 제1 메모리 블록 내지 제z 메모리 블록(BLK1~BLKz)들을 포함할 수 있고, 하나의 메모리 블록은 제1 페이지 내지 제n 페이지(Page 1~Page n)를 포함할 수 있다.In FIG. 7 , each memory device may include a plurality of planes. However, for convenience of description, it is assumed in this specification that one memory device includes one plane. One plane included in each of the memory devices (memory device_11 to memory device_14) may include the first memory block to the z-th memory blocks BLK1 to BLKz, and one memory block may include the first Pages through nth pages (Page 1 to Page n) may be included.

메모리 컨트롤러(200)는 하나의 채널에 공통 연결되는 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14)에 포함된 메모리 블록을 슈퍼 블록 단위로 제어할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14에 포함된 제1 메모리 블록(BLK1)들은 제1 슈퍼 블록(Super Block 1)을 구성할 수 있다. 따라서, 제1 채널(CH1)에 연결된 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14는 제1 내지 제z 슈퍼 블록(Super Block 1 내지 Super Block z)을 포함할 수 있다.The memory controller 200 may control memory blocks included in a plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_14) commonly connected to one channel in units of super blocks. For example, the first memory blocks BLK1 included in the memory device_11 to memory device_14 may constitute a first super block (Super Block 1). Accordingly, memory devices_11 to memory devices_14 connected to the first channel CH1 may include first to zth super blocks (Super Block 1 to Super Block z).

실시 예에서, 슈퍼 블록은 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14)에 각각 포함된 메모리 블록들 중 서로 메모리 장치에 포함되는 적어도 둘 이상의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 슈퍼 블록 단위로 데이터를 저장하는 스토리지 장치(50)는 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14)에 대한 동작을 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(50)는 인터리빙 방식을 이용하여 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14)에 대한 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다.In an embodiment, a super block may include at least two or more memory blocks included in each memory device among memory blocks included in each of the plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_14). The storage device 50 that stores data in units of super blocks can simultaneously perform operations on a plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_14). For example, the storage device 50 may perform operations on a plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_14) in parallel using an interleaving method.

하나의 슈퍼 블록은 복수의 스트라이프(Stripe)들로 구성될 수 있다. 스트라이프(Stripe)는 용어 “슈퍼 페이지”와 혼용될 수 있다.One super block may be composed of a plurality of stripes. Stripe can be used interchangeably with the term “super page”.

하나의 스트라이프 또는 슈퍼 페이지는 복수의 페이지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 슈퍼 블록(Super Block 1)에 포함된 복수의 제1 메모리 블록(BLK1)들에 각각 포함된 제1 페이지(Page 1)들은 제1 스트라이프(Stripe 1) 또는 제1 슈퍼 페이지(Super Page 1)을 구성할 수 있다. One stripe or super page may include a plurality of pages. For example, the first pages (Page 1) respectively included in the plurality of first memory blocks (BLK1) included in the first super block (Super Block 1) are the first stripe (Stripe 1) or the first super page. (Super Page 1) can be configured.

따라서, 하나의 슈퍼 블록에는 제1 스트라이프(Stripe 1) 내지 제n 스트라이프(Stripe n)가 포함될 수 있다. 또는 하나의 슈퍼 블록에는 제1 슈퍼 페이지(Super Page 1) 내지 제n 슈퍼 페이지(Super page n)가 포함될 수 있다.Accordingly, one super block may include a first stripe (Stripe 1) to an n-th stripe (Stripe n). Alternatively, one super block may include a first super page (Super Page 1) to an n-th super page (Super page n).

메모리 컨트롤러(200)는 메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14에 데이터를 저장하거나, 저장된 데이터를 리드함에 있어서, 스트라이프 단위 또는 슈퍼 페이지 단위로 데이터를 저장하거나 리드할 수 있다.The memory controller 200 may store or read data in stripe units or super page units when storing data or reading stored data in the memory device_11 to memory device_14.

실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 슈퍼 블록에 포함된 제1 스트라이프(Stripe 1) 내지 제n 스트라이프(Stripe n) 중 낮은 숫자에 대응하는 페이지가 먼저 프로그램될 수 있다.In an embodiment, the memory controller 200 may first program a page corresponding to a lower number among the first stripe (Stripe 1) to the n-th stripe (Stripe n) included in the super block.

예를 들어, 메모리 컨트롤러(200)는 제1 스트라이프(Stripe 1)에 포함된 복수의 제1 페이지(Page 1)들에 데이터를 저장할 수 있다. 이후, 복수의 제1 페이지(Page 1)들에 데이터를 저장할 공간이 없는 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 복수의 제1 메모리 블록들에 포함된 복수의 제2 페이지들에 데이터를 저장할 수 있다. 따라서, 메모리 컨트롤러(200)는 상술한 방식을 통해 슈퍼 블록에 포함된 제1 스트라이프(Stripe 1)부터 제n 스트라이프(Stripe n)까지 순차적으로 데이터를 저장할 수 있다.For example, the memory controller 200 may store data in a plurality of first pages (Page 1) included in the first stripe (Stripe 1). Then, when there is no space to store data in the plurality of first pages (Page 1), the memory controller 200 may store data in a plurality of second pages included in the plurality of first memory blocks. Accordingly, the memory controller 200 may sequentially store data from the first stripe (Stripe 1) to the n-th stripe (Stripe n) included in the super block through the above-described method.

도 8은 도 7의 슈퍼 블록의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for explaining another embodiment of the super block of FIG. 7 .

도 8을 참조하면, 메모리 장치_11은 도 2를 참조하여 설명된 복수의 메모리 장치들(메모리 장치_11 내지 메모리 장치_14) 중 메모리 장치_11을 나타낸 것이다.Referring to FIG. 8 , a memory device_11 represents a memory device_11 among a plurality of memory devices (memory device_11 to memory device_14) described with reference to FIG. 2 .

메모리 장치_11은 복수의 플레인들(Plane 1~Plane n)을 포함할 수 있다. 하나의 플레인은 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함할 수 있다. The memory device _11 may include a plurality of planes Plane 1 to Plane n. One plane may include a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz.

플레인은 독립적으로 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작을 수행하는 단위일 수 있다. 따라서, 메모리 장치_11은 플레인 별로 후술할 어드레스 디코더와 읽기 및 쓰기 회로를 포함할 수 있다.A plane may be a unit that independently performs a program operation, a read operation, or an erase operation. Accordingly, the memory device 11 may include an address decoder and read/write circuits to be described later for each plane.

실시 예에서, 슈퍼 블록(SUPBK)은 하나의 메모리 장치에 포함된 복수의 플레인들에 각각 포함된 메모리 블록들 중 서로 다른 플레인에 포함되는 적어도 둘 이상의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 슈퍼 블록(SUPBK) 단위로 데이터를 저장하는 메모리 장치_11은 복수의 플레인들(Plane 1~Plane n)들에 대한 동작을 동시에 수행할 수 있다(Multi-Plane Operation). 예를 들어, 메모리 장치_11은 인터리빙 방식을 이용하여 복수의 플레인들(Plane 1~Plane n)들에 대한 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다In an embodiment, the super block SUPBK may include at least two or more memory blocks included in different planes among memory blocks respectively included in a plurality of planes included in one memory device. The memory device_11 that stores data in units of super blocks (SUPBK) can simultaneously perform operations on a plurality of planes (Plane 1 to Plane n) (Multi-Plane Operation). For example, the memory device 11 may perform operations on a plurality of planes (Plane 1 to Plane n) in parallel using an interleaving method.

한편, 스토리지 장치(50)가 슈퍼 블록에 포함된 복수의 페이지(Page 1~Page n)들에 순차적으로 데이터를 저장하는 도중에 서든 파워 오프가 발생할 수 있다. 이 경우, 스토리지 장치(50)는 메모리 컨트롤러(200)에 포함된 서든 파워 오프 관리부(220)를 통해 서든 파워 오프 복구 동작을 수행할 수 있다. Meanwhile, sudden power-off may occur while the storage device 50 is sequentially storing data in a plurality of pages (Page 1 to Page n) included in the super block. In this case, the storage device 50 may perform a sudden power-off recovery operation through the sudden power-off management unit 220 included in the memory controller 200 .

이때, 종래의 기술은 바이너리 서치(binary search) 방식을 이용하여 최초 소거 페이지를 탐색한다. 바이너리 서치 방식이란 복수의 워드 라인들을 이분화하면서 최초 소거 페이지를 탐색하는 방식을 의미한다. 다만, 이러한 바이너리 서치 방식은 메모리 블록에 포함된 워드 라인들의 개수가 많아질수록 소거 페이지 탐색 동작의 속도가 느려진다는 문제점이 있다. At this time, the prior art searches for the first erased page using a binary search method. The binary search method refers to a method of searching for an initially erased page while dichotomizing a plurality of word lines. However, this binary search method has a problem in that the speed of an erase page search operation becomes slower as the number of word lines included in a memory block increases.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실시 예에 따른 스토리지 장치(50)는 바이너리 방식을 활용하되, 복수의 메모리 블록 각각에서 소거 페이지 탐색을 위한 리드 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다. 이는 도 9 및 10에서 자세하게 설명하도록 한다.In order to solve this problem, the storage device 50 according to the embodiment utilizes a binary method, but may perform a read operation for searching for an erase page in parallel in each of a plurality of memory blocks. This will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10 .

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining an example of an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 메모리 장치(100)는 슈퍼 블록을 포함할 수 있다. 슈퍼 블록(SB)은 복수의 플레인들에 각각 포함된 메모리 블록들 중 서로 다른 플레인에 포함되는 적어도 둘 이상의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 각각 서로 다른 플레인에 포함된 것일 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 각각 서로 다른 메모리 장치에 포함된 일 수 있다. 실시 예에서, 메모리 장치(100)는 슈퍼 블록(SB)에서 복수의 워드 라인들(WL1~WLn) 중 낮은 숫자를 갖는 워드 라인에 대응하는 페이지들을 먼저 프로그램할 수 있다. 또한, 메모리 장치(100)는 슈퍼 블록(SB)에서 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 낮은 숫자에 대응하는 메모리 블록을 먼저 프로그램할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the memory device 100 may include a super block. The super block SB may include at least two or more memory blocks BLK1 to BLKz included in different planes among memory blocks respectively included in a plurality of planes. In an embodiment, the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz may be included in different planes. However, according to embodiments, each of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz may be included in a different memory device. In an embodiment, the memory device 100 may first program pages corresponding to a word line having a lower number among the plurality of word lines WL1 to WLn in the super block SB. Also, the memory device 100 may first program a memory block corresponding to a lower number among the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz in the super block SB.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 메모리 블록(BLK)에서 복수의 워드 라인들(WL1~WLn) 중 중간 지점에 위치한 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 메모리 장치(100)는 제1 메모리 블록(BLK1)에서 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. In an embodiment, the sudden power-off management unit 220 may be configured at an intermediate point among a plurality of word lines WL1 to WLn in a first memory block BLK in which data is first programmed among the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. The memory device 100 may be controlled to perform a read operation on the h1 th word line WL_h1 located at . The memory device 100 may perform a read operation on the h1th word line WL_h1 in the first memory block BLK1.

제h1 워드 라인(WL_h1)으로부터 리드된 데이터를 기초로 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대응되는 페이지가 소거 페이지로 판단되는 경우, 서든 파워 오프 관리부(220)는 제1 워드 라인 영역(area 1)을 최초 소거 페이지를 검출하기 위한 영역으로 결정할 수 있다. 이때, 제1 워드 라인 영역(area 1)은 제h1 워드 라인(WL_h1)의 상부에 위치한 영역으로서, 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 워드 라인(WL1)으로부터 제h1 워드 라인(WL_h1)까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다. 제2 워드 라인 영역(area 2)은 제h1 워드 라인(WL_h1)의 하부에 위치한 영역으로서, 마지막으로 데이터가 프로그램되는 제n 워드 라인(WLn)으로부터 제h1 워드 라인(WL_h1)까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다.When the page corresponding to the h1 th word line WL_h1 is determined to be an erase page based on the data read from the h1 th word line WL_h1, the sudden power off management unit 220 removes the first word line area area 1 may be determined as an area for detecting the first erased page. In this case, the first word line area area 1 is an area located above the h1 th word line WL_h1, and is a word line from the first word line WL1 where data is initially programmed to the h1 th word line WL_h1. may include The second word line area area 2 is an area located under the h1 th word line WL_h1, and includes word lines from the n th word line WLn where data is programmed last to the h1 th word line WL_h1. can include

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 제1 메모리 블록(BLK1)을 제외한 나머지 메모리 블록들(BLK2~BLKz)에서 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2~WL_hn)에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2~WL_hn) 각각은 제1 워드 라인(WL1) 및 제h1 워드 라인(WL_h1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2~WL_hn) 중 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 제1 워드 라인(WL1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 예를 들어, 제2 메모리 블록(BLK2)은 제h2 워드 라인(WL_h2)에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제h2 워드 라인(WL_h2)은 제1 워드 라인(WL1) 및 제h1 워드 라인(WL_h1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 또한, 제3 메모리 블록(BLK3)은 제h3 워드 라인(WL_h3)에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제h3 워드 라인(WL_h3)은 제1 워드 라인(WL1) 및 이전 메모리 블록(BLK2)에서 리드 동작이 수행될 제h2 워드 라인(WL_h2)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 또한, 제z 메모리 블록(BLKz)은 제hz 워드 라인(WL_hz)에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제hz 워드 라인(WL_hz)은 제1 워드 라인(WL1) 및 이전 메모리 블록(BLKz-1)에서 리드 동작이 수행될 제hz-1 워드 라인(WL_hz-1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 다시 말하면, 특정 메모리 블록은 제1 워드 라인(WL1) 및 특정 메모리 블록의 이전 메모리 블록에서 수행될 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다.In one embodiment, the sudden power-off management unit 220 selects a plurality of selected word lines ( BLK1 to BLKz ) in the remaining memory blocks ( BLK2 to BLKz ) except for the first memory block ( BLK1 ) among the plurality of memory blocks ( BLK1 to BLKz ). The memory device 100 may be controlled to perform a read operation for WL_h2 to WL_hn). Each of the plurality of selected word lines WL_h2 to WL_hn is a word line located at an intermediate point between the first word line WL1 and the h1th word line WL_h1, or a plurality of selected word lines WL_h2 to WL_hn. It may be a word line located at an intermediate point between each of the selected word lines and the first word line WL1 and another selected word line. For example, the second memory block BLK2 may perform a read operation on the h2th word line WL_h2. The h2th word line WL_h2 may be a word line located at an intermediate point between the first word line WL1 and the h1th word line WL_h1. Also, the third memory block BLK3 may perform a read operation on the h3 th word line WL_h3. The h3th word line WL_h3 may be a word line positioned at an intermediate point between the first word line WL1 and the h2th word line WL_h2 on which a read operation is to be performed on the previous memory block BLK2. Also, the z th memory block BLKz may perform a read operation on the hz th word line WL_hz. The hz-th word line WL_hz may be a word line located at an intermediate point between the first word line WL1 and the hz-1 th word line WL_hz-1 on which a read operation is to be performed on the previous memory block BLKz-1. there is. In other words, the specific memory block may perform a read operation on a word line positioned at an intermediate point between the first word line WL1 and a word line to be performed in a memory block previous to the specific memory block.

또한, 메모리 장치(100)는 나머지 메모리 블록들(BLK2~BLKz)에서 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2~WL_hn)에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다. 메모리 장치(100)는 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2~WL_hn)로부터 리드된 데이터를 기초로 최초 소거 페이지를 검출할 수 있다.Also, the memory device 100 may perform a read operation on the plurality of selected word lines WL_h2 to WL_hn in parallel in the remaining memory blocks BLK2 to BLKz. The memory device 100 may detect the first erase page based on data read from the plurality of selected word lines WL_h2 to WL_hn.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining another example of an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.

메모리 장치(100)는 슈퍼 블록을 포함할 수 있다. 슈퍼 블록(SB)은 복수의 플레인들에 각각 포함된 메모리 블록들 중 서로 다른 플레인에 포함되는 적어도 둘 이상의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 각각 서로 다른 플레인에 포함된 것일 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 각각 서로 다른 메모리 장치에 포함된 일 수 있다. 실시 예에서, 메모리 장치(100)는 슈퍼 블록(SB)에서 복수의 워드 라인들(WL1~WLn) 중 낮은 숫자를 갖는 워드 라인에 대응하는 페이지들을 먼저 프로그램할 수 있다. 또한, 메모리 장치(100)는 슈퍼 블록(SB)에서 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 낮은 숫자에 대응하는 메모리 블록을 먼저 프로그램할 수 있다.The memory device 100 may include a super block. The super block SB may include at least two or more memory blocks BLK1 to BLKz included in different planes among memory blocks respectively included in a plurality of planes. In an embodiment, the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz may be included in different planes. However, according to embodiments, each of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz may be included in a different memory device. In an embodiment, the memory device 100 may first program pages corresponding to a word line having a lower number among the plurality of word lines WL1 to WLn in the super block SB. Also, the memory device 100 may first program a memory block corresponding to a lower number among the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz in the super block SB.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 메모리 블록(BLK)에서 복수의 워드 라인들(WL1~WLn) 중 중간 지점에 위치한 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 메모리 장치(100)는 제1 메모리 블록(BLK1)에서 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. In an embodiment, the sudden power-off management unit 220 may be configured at an intermediate point among a plurality of word lines WL1 to WLn in a first memory block BLK in which data is first programmed among the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. The memory device 100 may be controlled to perform a read operation on the h1 th word line WL_h1 located at . The memory device 100 may perform a read operation on the h1th word line WL_h1 in the first memory block BLK1.

제h1 워드 라인(WL_h1)으로부터 리드된 데이터를 기초로 제h1 워드 라인(WL_h1)에 대응되는 페이지가 프로그램 페이지로 판단되는 경우, 서든 파워 오프 관리부(220)는 제2 워드 라인 영역(area 2)을 최초 소거 페이지를 검출하기 위한 영역으로 결정할 수 있다. 이때, 제1 워드 라인 영역(area 1)은 제h1 워드 라인(WL_h1)의 상부에 위치한 영역으로서, 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 워드 라인(WL1)으로부터 제h1 워드 라인(WL_h1)까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다. 제2 워드 라인 영역(area 2)은 제h1 워드 라인(WL_h1)의 하부에 위치한 영역으로서, 마지막으로 데이터가 프로그램되는 제n 워드 라인(WLn)으로부터 제h1 워드 라인(WL_h1)까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다.When the page corresponding to the h1 th word line WL_h1 is determined to be a program page based on the data read from the h1 th word line WL_h1, the sudden power off management unit 220 controls the second word line area area 2 may be determined as an area for detecting the first erased page. In this case, the first word line area area 1 is an area located above the h1 th word line WL_h1, and is a word line from the first word line WL1 where data is initially programmed to the h1 th word line WL_h1. may include The second word line area area 2 is an area located under the h1 th word line WL_h1, and includes word lines from the n th word line WLn where data is programmed last to the h1 th word line WL_h1. can include

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 제1 메모리 블록(BLK1)을 제외한 나머지 메모리 블록들(BLK2~BLKz)에서 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2'~WL_hn')에 대한 리드 동작을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2'~WL_hn') 각각은 제n 워드 라인(WLn) 및 제h1 워드 라인(WL_h1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2'~WL_hn') 중 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 제n 워드 라인(WLn)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 예를 들어, 제2 메모리 블록(BLK2)은 제h2' 워드 라인(WL_h2')에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제h2' 워드 라인(WL_h2')은 제n 워드 라인(WLn) 및 제h1 워드 라인(WL_h1)의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 또한, 제3 메모리 블록(BLK3)은 제h3' 워드 라인(WL_h3')에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제h3' 워드 라인(WL_h3')은 제n 워드 라인(WLn) 및 이전 메모리 블록(BLK2)에서 리드 동작이 수행될 제h2' 워드 라인(WL_h2')의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 또한, 제z 메모리 블록(BLKz)은 제hz' 워드 라인(WL_hz')에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다. 제hz' 워드 라인(WL_hz')은 제n 워드 라인(WLn) 및 이전 메모리 블록(BLKz-1)에서 리드 동작이 수행될 제hz-1' 워드 라인(WL_hz-1')의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다. 다시 말하면, 특정 메모리 블록은 제n 워드 라인(WLn) 및 특정 메모리 블록의 이전 메모리 블록에서 수행될 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다.In one embodiment, the sudden power-off management unit 220 selects a plurality of selected word lines ( BLK1 to BLKz ) in the remaining memory blocks ( BLK2 to BLKz ) except for the first memory block ( BLK1 ) among the plurality of memory blocks ( BLK1 to BLKz ). The memory device 100 may be controlled to perform a read operation for WL_h2' to WL_hn'. Each of the plurality of selected word lines WL_h2' to WL_hn' is a word line located at an intermediate point between the n-th word line WLn and the h1-th word line WL_h1, or each of the plurality of selected word lines WL_h2' to WL_hn ') may be a word line located at an intermediate point between the selected word line different from each of the plurality of selected word lines and the n-th word line WLn. For example, the second memory block BLK2 may perform a read operation on the h2'th word line WL_h2'. The h2'th word line WL_h2' may be a word line located at an intermediate point between the nth word line WLn and the h1 th word line WL_h1. Also, the third memory block BLK3 may perform a read operation on the h3'th word line WL_h3'. The h3'th word line WL_h3' may be a word line located at an intermediate point between the nth word line WLn and the h2'th word line WL_h2' on which a read operation is to be performed on the previous memory block BLK2. Also, the zth memory block BLKz may perform a read operation on the hz'th word line WL_hz'. The hz'th word line WL_hz' is located at the midpoint of the nth word line WLn and the hz-1'th word line WL_hz-1' where a read operation is to be performed on the previous memory block BLKz-1. It may be a word line. In other words, the specific memory block may perform a read operation on a word line positioned at an intermediate point between the n-th word line WLn and a word line to be performed in a memory block previous to the specific memory block.

또한, 메모리 장치(100)는 나머지 메모리 블록들(BLK2~BLKz)에서 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2'~WL_hn')에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다. 메모리 장치(100)는 복수의 선택된 워드 라인들(WL_h2'~WL_hn')로부터 리드된 데이터를 기초로 최초 소거 페이지를 검출할 수 있다.Also, the memory device 100 may perform a read operation on the plurality of selected word lines WL_h2' to WL_hn' in parallel in the remaining memory blocks BLK2 to BLKz. The memory device 100 may detect the first erase page based on data read from the plurality of selected word lines WL_h2' to WL_hn'.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 세트의 구성을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining the configuration of a data set according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 데이터 세트는 페이지 정보 영역(Page Information area)과 데이터 영역(Data area)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11 , a data set may include a page information area and a data area.

페이지 정보 영역(Page Information area)은 프로그램 동작 제어부(210)에 의해 생성될 수 있으며, 페이지 정보 데이터로 구성될 있다. 예를 들어 페이지 정보 영역(Page Information area)은 페이지의 기본 정보(Page Inform), 상태 데이터(PV1 내지 PV7), 해당 페이지의 소거/프로그램 사이클 횟수 데이터(EW Cycle)를 포함하여 구성될 수 있다.The page information area may be created by the program operation controller 210 and may be composed of page information data. For example, the page information area may include basic information (Page Inform) of a page, state data (PV1 to PV7), and erase/program cycle number data (EW Cycle) of a corresponding page.

데이터 영역(Data area)은 유저 데이터(User data)와 CRC 코드(Cyclic Redundancy code; CRC) 및 ECC 패리티(ECC parity)를 포함하여 구성될 수 있다.The data area may include user data, a cyclic redundancy code (CRC), and ECC parity.

또한 데이터 영역(Data area)은 프로그램 동작 제어부(210)에 의해 스크램블되며, 페이지 정보 영역(Page Information area)은 스크랩블되지 않을 수 있다.Also, the data area is scrambled by the program operation controller 210, and the page information area may not be scrambled.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 셀들의 프로그램 상태를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a program state of memory cells according to an exemplary embodiment.

도 12를 참조하면, 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC)은 소거 상태(PV0)와 복수의 프로그램 상태(PV1 내지 PV7)의 문턱 전압 분포를 갖는다. 복수의 프로그램 상태(PV1 내지 PV7)는 프로그램 동작 시 순차적으로 프로그램 동작이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 12 , a triple level cell (TLC) has a threshold voltage distribution of an erase state (PV0) and a plurality of program states (PV1 to PV7). Program operations may be sequentially performed in the plurality of program states PV1 to PV7 during program operation.

따라서 도 11의 상태 데이터(PV1 내지 PV7) 각각은 도 12의 복수의 프로그램 상태들에 각각 대응하는 데이터 값이며, 상태 데이터(PV1 내지 PV7)는 프로그램 동작 시 프로그램 상태에 대응하는 "0" 값으로 설정될 수 있다. 상태 데이터(PV1 내지 PV7)는 데이터 영역(Data area)에 포함되는 유저 데이터(User data)가 선택된 페이지에 프로그램될 때 함께 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 유저 데이터(User data) 중 PV1에 해당하는 데이터가 프로그램될 때 상태 데이터(PV1)가 프로그램되고, 유저 데이터(User data) 중 PV2에 해당하는 데이터가 프로그램될 때 상태 데이터(PV2)가 프로그램되고, 유저 데이터(User data) 중 PV7에 해당하는 데이터가 프로그램될 때 상태 데이터(PV7)가 프로그램될 수 있다. 따라서, 프로그램 완료된 페이지의 상태 데이터에 포함된 데이터 값들은 프로그램 수행 여부 및 프로그램 동작 중 서든 파워 오프 발생 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들이 모두 "0"값을 가질 경우, 해당 페이지는 프로그램 완료된 페이지로 판단될 수 있다. 또한, 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들이 모두 "1" 값을 가질 경우, 해당 페이지는 소거 페이지로 판단될 수 있다. 된다. 또한, 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들이 "0" 값과 "1" 값이 혼재되어 있을 경우, 해당 페이지는 최초 소거 페이지로 판단될 수 있다. Therefore, each of the state data PV1 to PV7 of FIG. 11 is a data value respectively corresponding to a plurality of program states of FIG. 12, and the state data PV1 to PV7 is a “0” value corresponding to the program state during program operation. can be set. The state data PV1 to PV7 may be programmed together when user data included in the data area is programmed in the selected page. For example, when data corresponding to PV1 among user data is programmed, state data PV1 is programmed, and when data corresponding to PV2 among user data is programmed, state data PV2 is programmed, and when data corresponding to PV7 among user data is programmed, state data PV7 may be programmed. Accordingly, data values included in the status data of the programmed page may indicate whether the program is executed or not and whether sudden power-off occurs during program operation. For example, when all data values included in the read status data have a value of “0”, the corresponding page may be determined to be a page that has been programmed. In addition, when data values included in the read status data all have a value of “1”, the corresponding page may be determined as an erase page. do. Also, when the data values included in the read status data are mixed with values of “0” and “1”, the corresponding page may be determined as an initially erased page.

한편, 도 11 및 도 12에서는 메모리 셀이 트리플 레벨 셀인 것으로 설명하였으나, 메모리 셀이 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 또는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, although the memory cells are described as triple-level cells in FIGS. 11 and 12, the memory cells are single-level cells (SLCs), multi-level cells (MLCs), or quad-level cells (Quad Level Cells). Cell; QLC) can be applied in the same way.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 블록에서 페이지 정보가 저장되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining an area in which page information is stored in a memory block according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 메모리 블록(예를 들어, BLK1)은 제1 블록 영역(B0)과 제2 블록 영역(B1)으로 구분될 수 있으며, 제1 블록 영역(B0)과 제2 블록 영역(B1)은 메모리 블록에 포함된 복수의 페이지들 각각을 절반으로 나누어 구분할 수 있다.Referring to FIG. 13 , a memory block (eg, BLK1) may be divided into a first block area B0 and a second block area B1, and the first block area B0 and the second block area ( B1) may divide each of a plurality of pages included in the memory block into half to distinguish them.

일 실시 예에서, 서든 파워 오프 관리부(220)는 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작 및 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작 시 하프 센싱 방식을 기초로 일부 영역을 리드하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 하프 페이지 센싱 방식의 리드 동작 시 제1 블록 영역(B0)과 제2 블록 영역(B1) 중 일부 영역(예를 들어, B0)만이 선택되어 리드 동작이 수행될 수 있다.In an embodiment, the sudden power-off management unit 220 reads a partial area based on a half-sensing method during a read operation on one word line and a read operation on a plurality of selected word lines. can control. For example, during a half-page sensing method read operation, only a partial area (eg, B0) of the first block area B0 and the second block area B1 may be selected and the read operation may be performed.

또한, 복수의 메모리 블록들 중 일부 영역은 프로그램 동작 시 상태 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 하프 페이지 센싱 방식의 리드 동작 시 선택되는 제1 블록 영역(B0)의 일부 영역을 스테이터스 셀 영역(Status Cell Area)으로 정의하고, 스테이터스 셀 영역(Status Cell Area)에는 각 페이지에 대응하는 도 11의 상태 데이터(PV1 내지 PV7)가 저장될 수 있다. 또한, 상태 데이터(PV1 내지 PV7) 각각은 컬럼 어드레스(Col 1 내지 Col 7)가 지정되어 해당 컬럼 어드레스에 대응하는 스테이터스 셀 영역(Status Cell Area)에 포함되는 메모리 셀들에 저장될 수 있다.Also, some areas of the plurality of memory blocks may store state data during a program operation. For example, a partial area of the first block area B0 selected during a read operation of the half-page sensing method is defined as a status cell area, and the status cell area corresponds to each page. The state data (PV1 to PV7) of FIG. 11 may be stored. In addition, each of the status data PV1 to PV7 may be assigned a column address Col 1 to Col 7 and stored in memory cells included in a status cell area corresponding to the corresponding column address.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페이지 정보에 포함되는 복수의 프로그램 상태들에 대응하는 데이터 값들을 설명하기 위한 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 페이지 상태에 따른 페이지 정보 값을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining data values corresponding to a plurality of program states included in page information according to an embodiment of the present invention. 15 is a diagram for explaining a page information value according to a page state according to an embodiment of the present invention.

도 14 및 15를 참조하면, 프로그램 동작 시 상태 데이터에 포함된 데이터 값들은 "0" 값으로 초기 설정될 수 있다. 정상적으로 프로그램 완료된 페이지로부터 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들은 모두 "0" 값을 가질 수 있다. 프로그램 동작이 수행되지않은 페이지로부터 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들은 모두 "1" 값을 가질 수 있다. 반면 프로그램 동작 중 서든 파워 오프가 발생된 페이지로부터 리드된 상태 데이터에 포함된 데이터 값들은 "0" 값과 "1" 값이 혼재할 수 있다. 예를 들어 PV4에 대응하는 프로그램 동작 도중 SPO가 발생한 경우 PV1, PV2, 및 PV3에 대응하는 데이터 값은 "0"을 가지며, PV4, PV5, PV6, 및 PV7에 대응하는 데이터 값은 "1"을 가질 수 있다.Referring to FIGS. 14 and 15 , during program operation, data values included in state data may be initially set to “0” values. Data values included in the status data read from a normally programmed page may all have a value of “0”. Data values included in state data read from a page on which a program operation is not performed may all have a value of “1”. On the other hand, data values included in state data read from a page where sudden power-off occurred during a program operation may have a mixture of “0” values and “1” values. For example, if an SPO occurs during program operation corresponding to PV4, the data values corresponding to PV1, PV2, and PV3 have "0", and the data values corresponding to PV4, PV5, PV6, and PV7 have "1". can have

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 16 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment.

도 16에 도시된 방법은 예를 들어, 도 1의 스토리지 장치에 의해 수행될 수 있다.The method shown in FIG. 16 may be performed by, for example, the storage device of FIG. 1 .

도 16을 참조하면, 단계 S1601에서, 스토리지 장치(50)는 서든 파워 오프를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 16 , in step S1601 , the storage device 50 may detect sudden power off.

단계 S1603에서, 스토리지 장치(50)는 복수의 메모리 블록들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 메모리 블록에서 복수의 워드 라인들 중 중간 지점에 위치한 제1 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행할 수 있다.In operation S1603 , the storage device 50 may perform a read operation on a first word line positioned at an intermediate point among a plurality of word lines in a first memory block in which data is first programmed among the plurality of memory blocks.

일 실시 예에서, 스토리지 장치(50)는 하프 센싱 방식을 기초로 제1 메모리 블록의 일부 영역을 리드할 수 있다. 이때, 일부 영역은 상태 데이터를 포함할 수 있다.In an embodiment, the storage device 50 may read a partial area of the first memory block based on the half sensing method. In this case, some areas may include state data.

단계 S1605에서, 스토리지 장치(50)는 제1 워드 라인 영역 및 제2 워드 라인 영역 중 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정할 수 있다. 이때, 제1 워드 라인 영역은 복수의 워드 라인들 중 시작 워드 라인으로부터 제1 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다. 제2 워드 라인 영역은 복수의 워드 라인들 중 마지막 워드 라인으로부터 제1 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함할 수 있다.In operation S1605 , the storage device 50 may determine one word line area among the first word line area and the second word line area based on the data read from the first word line. In this case, the first word line area may include word lines from the start word line to the first word line among the plurality of word lines. The second word line area may include word lines from the last word line to the first word line among the plurality of word lines.

단계 S1607에서, 스토리지 장치(50)는 복수의 메모리 블록들 중 제1 메모리 블록을 제외한 제2 메모리 블록들에서 결정된 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 스토리지 장치(50)는 하프 센싱 방식을 기초로 제2 메모리 블록들의 일부 영역을 리드할 수 있다. 이때, 일부 영역은 상태 데이터를 포함할 수 있다.In step S1607, the storage device 50 performs a read operation on a plurality of selected word lines among word lines included in the determined word line area in second memory blocks other than the first memory block among the plurality of memory blocks. can be performed in parallel. In an embodiment, the storage device 50 may read a partial area of the second memory blocks based on the half sensing method. In this case, some areas may include state data.

단계 S1609에서, 스토리지 장치(50)는 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작의 결과를 기초로 최초 소거 페이지를 검출할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(50)는 리드된 상태 데이터가 복수의 프로그램 상태들에 대해 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 상태 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 프로그램 페이지로 판단할 수 있다. 또한, 스토리지 장치(50)는 리드된 상태 데이터가 복수의 프로그램 상태들에 대해 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 상태 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 소거 페이지로 판단할 수 있다. 또한, 스토리지 장치(50)는 리드된 상태 데이터가 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값 및 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 모두 포함하면, 상태 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 최초 소거 페이지로 판단할 수 있다.In step S1609, the storage device 50 may detect an initially erased page based on a result of a read operation on the plurality of selected word lines. For example, if the read state data includes a data value corresponding to a program cell state for a plurality of program states, the storage device 50 determines a page corresponding to a word line from which the state data is read as a program page. can do. Also, if the read state data includes a data value corresponding to an erase cell state for a plurality of program states, the storage device 50 may determine a page corresponding to a word line from which state data is read as an erase page. there is. In addition, if the read state data includes both a data value corresponding to the program cell state and a data value corresponding to the erase cell state, the storage device 50 converts the page corresponding to the word line from which the state data is read to the first erase page. can be judged by

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최초 소거 페이지를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining an operation of determining an initial erase page according to an embodiment of the present invention.

일 실시 예에서, 도 17은 도 16의 단계 S1605를 구체화한 도면일 수 있다.In one embodiment, FIG. 17 may be a diagram embodying step S1605 of FIG. 16 .

도 17에 도시된 방법은 예를 들어, 도 1의 스토리지 장치에 의해 수행될 수 있다.The method illustrated in FIG. 17 may be performed by, for example, the storage device of FIG. 1 .

도 17을 참조하면, 단계 S1701에서, 스토리지 장치(50)는 제1 워드 라인에 대응되는 페이지가 소거 페이지인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(50)는 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 제1 워드 라인에 대응되는 페이지를 소거 페이지로 판단하거나, 프로그램 페이지로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 17 , in step S1701, the storage device 50 may determine whether a page corresponding to the first word line is an erase page. For example, the storage device 50 may determine a page corresponding to the first word line as an erase page or a program page based on data read from the first word line.

단계 S1701에서의 판단 결과에 따라, 제1 워드 라인에 대응되는 페이지가 소거 페이지인 경우, 단계 S1703에서, 스토리지 장치(50)는 제1 워드 라인 영역을 어느 하나의 워드 라인 영역으로 결정할 수 있다. 이 경우, 복수의 선택된 워드 라인들은 제1 워드 라인 영역에 포함될 수 있다. 예를 들어, 복수의 선택된 워드 라인들 각각은 시작 워드 라인 및 제1 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 복수의 선택된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 시작 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다.If the page corresponding to the first word line is an erase page according to the determination result in step S1701, the storage device 50 may determine the first word line area as one word line area in step S1703. In this case, the plurality of selected word lines may be included in the first word line area. For example, each of the plurality of selected word lines is a word line located at an intermediate point between the start word line and the first word line, or a selected word line and a start word different from each of the plurality of selected word lines among the plurality of selected word lines. It may be a word line located at an intermediate point of the word line.

단계 S1701에서의 판단 결과에 따라, 제1 워드 라인에 대응되는 페이지가 소거 페이지가 아닌 경우, 단계 S1705에서, 스토리지 장치(50)는 제2 워드 라인 영역을 어느 하나의 워드 라인 영역으로 결정할 수 있다. 이 경우, 복수의 선택된 워드 라인들은 제2 워드 라인 영역에 포함될 수 있다. 예를 들어, 복수의 선택된 워드 라인들 각각은 마지막 워드 라인 및 제1 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 복수의 선택된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 마지막 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인일 수 있다.According to the determination result in step S1701, if the page corresponding to the first word line is not an erased page, in step S1705, the storage device 50 may determine the second word line area as any one word line area. . In this case, the plurality of selected word lines may be included in the second word line area. For example, each of the plurality of selected word lines is a word line located at an intermediate point between the last word line and the first word line, or a selected word line different from each of the plurality of selected word lines and the last word line among the plurality of selected word lines. It may be a word line located at an intermediate point of the word line.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for describing a memory controller according to an exemplary embodiment.

도 18의 메모리 컨트롤러(1000)는 도 1의 메모리 컨트롤러(200)를 나타낼 수 있다.The memory controller 1000 of FIG. 18 may represent the memory controller 200 of FIG. 1 .

도 1 및 도 18을 참조하면, 메모리 컨트롤러(1000)는 프로세서(1010), RAM(1020), 에러 정정 회로(1030), ROM(1040), 호스트 인터페이스(1050), 및 플래시 인터페이스(1060)를 포함할 수 있다.1 and 18 , the memory controller 1000 includes a processor 1010, a RAM 1020, an error correction circuit 1030, a ROM 1040, a host interface 1050, and a flash interface 1060. can include

프로세서(1010)는 메모리 컨트롤러(1000)의 제반 동작을 제어할 수 있다. RAM(1020)은 메모리 컨트롤러(1000)의 버퍼 메모리, 캐시 메모리, 동작 메모리 등으로 사용될 수 있다. The processor 1010 may control overall operations of the memory controller 1000 . The RAM 1020 may be used as a buffer memory, cache memory, operation memory, or the like of the memory controller 1000 .

에러 정정 회로(1030)는 에러 정정을 수행할 수 있다. 에러 정정 회로(1030)는 플래시 인터페이스(1060)를 통해 메모리 장치에 기입될 데이터에 기반하여 에러 정정 인코딩(ECC encoding)을 수행할 수 있다. 에러 정정 인코딩 된 데이터는 플래시 인터페이스(1060)를 통해 메모리 장치로 전달될 수 있다. 에러 정정 회로(1030)는 메모리 장치로부터 플래시 인터페이스(1060)를 통해 수신되는 데이터에 대해 에러 정정 디코딩(ECC decoding)을 수행할 수 있다. 예시적으로, 에러 정정 회로(1030)는 플래시 인터페이스(1060)의 구성 요소로서 플래시 인터페이스(1060)에 포함될 수 있다.The error correction circuit 1030 may perform error correction. The error correction circuit 1030 may perform error correction encoding (ECC encoding) based on data to be written into a memory device through the flash interface 1060 . Error correction encoded data may be transmitted to the memory device through the flash interface 1060 . The error correction circuit 1030 may perform ECC decoding on data received from the memory device through the flash interface 1060 . Illustratively, the error correction circuit 1030 may be included in the flash interface 1060 as a component of the flash interface 1060 .

ROM(1040)은 메모리 컨트롤러(1000)가 동작하는데 요구되는 다양한 정보들을 펌웨어 형태로 저장할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 1을 참조하여 설명된 프로그램 동작 제어부(210) 및 서든 파워 오프 관리부(220)는 ROM(1040)에 저장된 펌웨어로 구현될 수 있다.The ROM 1040 may store various information required for the memory controller 1000 to operate in the form of firmware. In one embodiment, the program operation control unit 210 and the sudden power off management unit 220 described with reference to FIG. 1 may be implemented as firmware stored in the ROM 1040 .

메모리 컨트롤러(1000)는 호스트 인터페이스(1050)를 통해 외부 장치(예를 들어, 호스트(300), 애플리케이션 프로세서 등)와 통신할 수 있다.The memory controller 1000 may communicate with an external device (eg, the host 300 or an application processor) through the host interface 1050 .

메모리 컨트롤러(1000)는 플래시 인터페이스(1060)를 통해 메모리 장치(100)와 통신할 수 있다. 메모리 컨트롤러(1000)는 플래시 인터페이스(1060)를 통해 커맨드, 어드레스, 및 제어 신호 등을 메모리 장치(100)로 전송할 수 있고, 데이터를 수신할 수 있다. 예시적으로, 플래시 인터페이스(1060)는 낸드 인터페이스(NAND Interface)를 포함할 수 있다. The memory controller 1000 may communicate with the memory device 100 through the flash interface 1060 . The memory controller 1000 may transmit commands, addresses, and control signals to the memory device 100 through the flash interface 1060 and may receive data. Illustratively, the flash interface 1060 may include a NAND interface.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다.19 is a block diagram illustrating a memory card system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 19를 참조하면, 메모리 카드 시스템(2000)은 메모리 컨트롤러(2100), 메모리 장치(2200), 및 커넥터(2300)를 포함한다.Referring to FIG. 19 , a memory card system 2000 includes a memory controller 2100 , a memory device 2200 , and a connector 2300 .

메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)와 연결된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)의 읽기, 쓰기, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 컨트롤러(200)와 동일하게 구현될 수 있다. 메모리 장치(2200)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 장치(100)와 동일하게 구현될 수 있다.The memory controller 2100 is connected to the memory device 2200 . The memory controller 2100 is configured to access the memory device 2200 . For example, the memory controller 2100 may be configured to control read, write, erase, and background operations of the memory device 2200 . The memory controller 2100 is configured to provide an interface between the memory device 2200 and a host. The memory controller 2100 is configured to drive firmware for controlling the memory device 2200 . The memory controller 2100 may be implemented identically to the memory controller 200 described with reference to FIG. 1 . The memory device 2200 may be implemented identically to the memory device 100 described with reference to FIG. 1 .

예시적으로, 메모리 컨트롤러(2100)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.Illustratively, the memory controller 2100 may include components such as a random access memory (RAM), a processing unit, a host interface, a memory interface, and an error correction unit. can

메모리 컨트롤러(2100)는 커넥터(2300)를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 메모리 컨트롤러(2100)는 특정한 통신 규격에 따라 외부 장치(예를 들어, 호스트)와 통신할 수 있다. 예시적으로, 메모리 컨트롤러(2100)는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), eMMC(embeded 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), WIFI, Bluetooth, NVMe 등과 같은 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성된다. 예시적으로, 커넥터(2300)는 상술된 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다.The memory controller 2100 may communicate with an external device through the connector 2300 . The memory controller 2100 may communicate with an external device (eg, a host) according to a specific communication standard. For example, the memory controller 2100 may include universal serial bus (USB), multimedia card (MMC), embedded MMC (eMMC), peripheral component interconnection (PCI), PCI-express (PCI-E), and advanced technology attachment (ATA). ), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer small interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), Firewire, UFS (Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth, It is configured to communicate with an external device through at least one of various communication standards such as NVMe. Illustratively, the connector 2300 may be defined by at least one of the above-described various communication standards.

예시적으로, 메모리 장치(2200)는 EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), ReRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 비휘발성 메모리 소자들로 구성될 수 있다.For example, the memory device 2200 may include electrically erasable and programmable ROM (EEPROM), NAND flash memory, NOR flash memory, phase-change RAM (PRAM), resistive RAM (ReRAM), ferroelectric RAM (FRAM), and STT-MRAM. (Spin Transfer Torque-Magnetic RAM) and the like.

메모리 컨트롤러(2100) 및 메모리 장치(2200)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 메모리 컨트롤러(2100) 및 메모리 장치(2200)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, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 범용 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.The memory controller 2100 and the memory device 2200 may be integrated into a single semiconductor device to form a memory card. For example, the memory controller 2100 and the memory device 2200 are integrated into a single semiconductor device such as a personal computer memory card international association (PCMCIA), a compact flash card (CF), or a smart media card (SM, SMC). ), memory sticks, multimedia cards (MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD cards (SD, miniSD, microSD, SDHC), and universal flash memory (UFS).

도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 보여주는 블록도이다.20 is a block diagram illustrating a solid state drive (SSD) system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 20을 참조하면, SSD 시스템(3000)은 호스트(3100) 및 SSD(3200)를 포함한다. SSD(3200)는 신호 커넥터(3001)를 통해 호스트(3100)와 신호를 주고 받고, 전원 커넥터(3002)를 통해 전원을 입력 받는다. SSD(3200)는 SSD 컨트롤러(3210), 복수의 플래시 메모리들(3221~322n), 보조 전원 장치(3230), 및 버퍼 메모리(3240)를 포함한다.Referring to FIG. 20 , an SSD system 3000 includes a host 3100 and an SSD 3200. The SSD 3200 exchanges signals with the host 3100 through the signal connector 3001 and receives power through the power connector 3002 . The SSD 3200 includes an SSD controller 3210, a plurality of flash memories 3221 to 322n, an auxiliary power supply 3230, and a buffer memory 3240.

본 발명의 실시 예에 따르면, SSD 컨트롤러(3210)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 컨트롤러(200)의 기능을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the SSD controller 3210 may perform the function of the memory controller 200 described with reference to FIG. 1 .

SSD 컨트롤러(3210)는 호스트(3100)로부터 수신된 신호에 응답하여 복수의 플래시 메모리들(3221~322n)을 제어할 수 있다. 예시적으로, 신호는 호스트(3100) 및 SSD(3200)의 인터페이스에 기반된 신호들일 수 있다. 예를 들어, 신호는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), eMMC(embeded 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), WIFI, Bluetooth, NVMe 등과 같은 인터페이스들 중 적어도 하나에 의해 정의된 신호일 수 있다.The SSD controller 3210 may control the plurality of flash memories 3221 to 322n in response to a signal received from the host 3100 . For example, the signals may be signals based on an interface between the host 3100 and the SSD 3200 . For example, signals include universal serial bus (USB), multimedia card (MMC), embedded MMC (eMMC), peripheral component interconnection (PCI), PCI-express (PCI-E), advanced technology attachment (ATA), serial- Interfaces such as ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer small interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), Firewire, UFS (Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth, NVMe, etc. It may be a signal defined by at least one of

보조 전원 장치(3230)는 전원 커넥터(3002)를 통해 호스트(3100)와 연결된다. 보조 전원 장치(3230)는 호스트(3100)로부터 전원을 입력 받고, 충전할 수 있다. 보조 전원 장치(3230)는 호스트(3100)로부터의 전원 공급이 원활하지 않을 경우, SSD(3200)의 전원을 제공할 수 있다. 예시적으로, 보조 전원 장치(3230)는 SSD(3200) 내에 위치할 수도 있고, SSD(3200) 밖에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 보조 전원 장치(3230)는 메인 보드에 위치하며, SSD(3200)에 보조 전원을 제공할 수도 있다.The auxiliary power supply 3230 is connected to the host 3100 through a power connector 3002 . The auxiliary power supply 3230 can receive power from the host 3100 and charge it. The auxiliary power supply 3230 may provide power to the SSD 3200 when power supply from the host 3100 is not smooth. For example, the auxiliary power supply 3230 may be located inside the SSD 3200 or outside the SSD 3200 . For example, the auxiliary power supply 3230 is located on the main board and may provide auxiliary power to the SSD 3200.

버퍼 메모리(3240)는 SSD(3200)의 버퍼 메모리로 동작한다. 예를 들어, 버퍼 메모리(3240)는 호스트(3100)로부터 수신된 데이터 또는 복수의 플래시 메모리들(3221~322n)로부터 수신된 데이터를 임시 저장하거나, 플래시 메모리들(3221~322n)의 메타 데이터(예를 들어, 매핑 테이블)를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리(3240)는 DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, GRAM 등과 같은 휘발성 메모리 또는 FRAM, ReRAM, STT-MRAM, PRAM 등과 같은 비휘발성 메모리들을 포함할 수 있다.The buffer memory 3240 operates as a buffer memory of the SSD 3200. For example, the buffer memory 3240 temporarily stores data received from the host 3100 or data received from the plurality of flash memories 3221 to 322n, or metadata (metadata) of the flash memories 3221 to 322n. For example, a mapping table) may be temporarily stored. The buffer memory 3240 may include volatile memories such as DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, and GRAM, or non-volatile memories such as FRAM, ReRAM, STT-MRAM, and PRAM.

도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다.21 is a block diagram illustrating a user system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 21을 참조하면, 사용자 시스템(4000)은 애플리케이션 프로세서(4100), 메모리 모듈(4200), 네트워크 모듈(4300), 스토리지 모듈(4400), 및 사용자 인터페이스(4500)를 포함한다.Referring to FIG. 21 , a user system 4000 includes an application processor 4100, a memory module 4200, a network module 4300, a storage module 4400, and a user interface 4500.

애플리케이션 프로세서(4100)는 사용자 시스템(4000)에 포함된 구성 요소들, 운영체제(OS; Operating System), 또는 사용자 프로그램 등을 구동시킬 수 있다. 예시적으로, 애플리케이션 프로세서(4100)는 사용자 시스템(4000)에 포함된 구성 요소들을 제어하는 컨트롤러들, 인터페이스들, 그래픽 엔진 등을 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(4100)는 시스템-온-칩(SoC; System-on-Chip)으로 제공될 수 있다.The application processor 4100 may drive components included in the user system 4000, an operating system (OS), or a user program. Illustratively, the application processor 4100 may include controllers, interfaces, graphic engines, and the like that control components included in the user system 4000 . The application processor 4100 may be provided as a System-on-Chip (SoC).

메모리 모듈(4200)은 사용자 시스템(4000)의 주 메모리, 동작 메모리, 버퍼 메모리, 또는 캐쉬 메모리로 동작할 수 있다. 메모리 모듈(4200)은 DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, LPDDR SDARM, LPDDR2 SDRAM, LPDDR3 SDRAM 등과 같은 휘발성 랜덤 액세스 메모리 또는 PRAM, ReRAM, MRAM, FRAM 등과 같은 비휘발성 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있다. 예시적으로 애플리케이션 프로세서(4100) 및 메모리 모듈(4200)은 POP(Package on Package)를 기반으로 패키지화되어 하나의 반도체 패키지로 제공될 수 있다.The memory module 4200 may operate as a main memory, working memory, buffer memory, or cache memory of the user system 4000 . The memory module 4200 includes volatile random access memory such as DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, LPDDR SDARM, LPDDR2 SDRAM, LPDDR3 SDRAM, etc., or non-volatile random access memory such as PRAM, ReRAM, MRAM, FRAM, etc. can do. For example, the application processor 4100 and the memory module 4200 may be packaged based on a package on package (POP) and provided as a single semiconductor package.

네트워크 모듈(4300)은 외부 장치들과 통신을 수행할 수 있다. 예시적으로, 네트워크 모듈(4300)은 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(wideband CDMA), CDMA-2000, TDMA(Time Dvision Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wimax, WLAN, UWB, 블루투스, Wi-Fi 등과 같은 무선 통신을 지원할 수 있다. 예시적으로, 네트워크 모듈(4300)은 애플리케이션 프로세서(4100)에 포함될 수 있다.The network module 4300 may communicate with external devices. Illustratively, the network module 4300 may include code division multiple access (CDMA), global system for mobile communication (GSM), wideband CDMA (WCDMA), CDMA-2000, time division multiple access (TDMA), and long term evolution (LTE). ), wireless communication such as Wimax, WLAN, UWB, Bluetooth, Wi-Fi, etc. may be supported. For example, the network module 4300 may be included in the application processor 4100 .

스토리지 모듈(4400)은 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 모듈(4400)은 애플리케이션 프로세서(4100)로부터 수신한 데이터를 저장할 수 있다. 또는 스토리지 모듈(4400)은 스토리지 모듈(4400)에 저장된 데이터를 애플리케이션 프로세서(4100)로 전송할 수 있다. 예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), NAND flash, NOR flash, 3차원 구조의 NAND 플래시 등과 같은 비휘발성 반도체 메모리 소자로 구현될 수 있다. 예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 사용자 시스템(4000)의 메모리 카드, 외장형 드라이브 등과 같은 탈착식 저장 매체(removable drive)로 제공될 수 있다.The storage module 4400 may store data. For example, the storage module 4400 may store data received from the application processor 4100 . Alternatively, the storage module 4400 may transmit data stored in the storage module 4400 to the application processor 4100 . For example, the storage module 4400 is a non-volatile semiconductor memory device such as a phase-change RAM (PRAM), magnetic RAM (MRAM), resistive RAM (RRAM), NAND flash, NOR flash, or 3D NAND flash. can be implemented For example, the storage module 4400 may be provided as a removable storage medium such as a memory card or an external drive of the user system 4000 .

예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 복수의 비휘발성 메모리 장치들을 포함할 수 있고, 복수의 비휘발성 메모리 장치들은 도 1을 참조하여 설명된 메모리 장치(100)와 동일하게 동작할 수 있다. 스토리지 모듈(4400)은 도 1을 참조하여 설명된 스토리지 장치(50)와 동일하게 동작할 수 있다.For example, the storage module 4400 may include a plurality of nonvolatile memory devices, and the plurality of nonvolatile memory devices may operate in the same way as the memory device 100 described with reference to FIG. 1 . The storage module 4400 may operate in the same way as the storage device 50 described with reference to FIG. 1 .

사용자 인터페이스(4500)는 애플리케이션 프로세서(4100)에 데이터 또는 명령어를 입력하거나 또는 외부 장치로 데이터를 출력하는 인터페이스들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 사용자 인터페이스(4500)는 키보드, 키패드, 버튼, 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 볼, 카메라, 마이크, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 압전 소자 등과 같은 사용자 입력 인터페이스들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(4500)는 LCD (Liquid Crystal Display), OLED (Organic Light Emitting Diode) 표시 장치, AMOLED (Active Matrix OLED) 표시 장치, LED, 스피커, 모니터 등과 같은 사용자 출력 인터페이스들을 포함할 수 있다.The user interface 4500 may include interfaces for inputting data or commands to the application processor 4100 or outputting data to an external device. For example, the user interface 4500 may include user input interfaces such as a keyboard, keypad, button, touch panel, touch screen, touch pad, touch ball, camera, microphone, gyroscope sensor, vibration sensor, piezoelectric element, and the like. there is. The user interface 4500 may include user output interfaces such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED) display device, an active matrix OLED (AMOLED) display device, an LED, a speaker, and a monitor.

50: 스토리지 장치
100: 메모리 장치
131: 페이지 정보 검출부
200: 메모리 컨트롤러
210: 프로그램 동작 제어부
220: 서든 파워 오프 관리부
300: 호스트
50: storage device
100: memory device
131: page information detection unit
200: memory controller
210: program operation control unit
220: sudden power-off management unit
300: host

Claims (20)

복수의 워드 라인들에 연결되고, 슈퍼 블록에 포함된 복수의 메모리 블록들을 포함하는 메모리 장치; 및
서든 파워 오프가 발생되면, 상기 복수의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록에서 상기 복수의 워드 라인들 중 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행하도록 상기 메모리 장치를 제어하고, 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 상부에 위치한 제1 워드 라인 영역 및 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 하부에 위치한 제2 워드 라인 영역 중 상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하고, 상기 복수의 메모리 블록들 중 상기 어느 하나의 메모리 블록을 제외한 나머지 메모리 블록들에서 상기 결정된 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하도록 상기 메모리 장치를 제어하고, 상기 복수의 선택된 워드 라인들로부터 리드된 데이터를 기초로 프로그램 페이지와 소거 페이지의 경계에 위치한 최초 소거 페이지를 검출하는 서든 파워 오프 관리부;를 포함하는 스토리지 장치.
a memory device connected to a plurality of word lines and including a plurality of memory blocks included in a super block; and
When sudden power-off occurs, controlling the memory device to perform a read operation on one word line among the plurality of word lines in one memory block among the plurality of memory blocks; Determine any one word line area based on data read from any one word line of a first word line area located above a word line and a second word line area located below any one word line; In order to perform a read operation on a plurality of selected word lines among word lines included in the determined word line area in the remaining memory blocks except for the one memory block among the plurality of memory blocks, in parallel and a sudden power-off manager configured to control a memory device and to detect an erase page initially positioned at a boundary between a program page and an erase page based on data read from the plurality of selected word lines.
제1 항에 있어서, 상기 어느 하나의 메모리 블록은,
상기 복수의 메모리 블록들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 메모리 블록인 스토리지 장치.
The method of claim 1, wherein the one memory block,
A storage device that is a memory block in which data is first programmed among the plurality of memory blocks.
제1 항에 있어서, 상기 어느 하나의 워드 라인은,
상기 복수의 워드 라인들 중 중간 지점에 위치한 워드 라인인 스토리지 장치.
The method of claim 1, wherein the one word line,
A storage device that is a word line positioned at an intermediate point among the plurality of word lines.
제1 항에 있어서, 상기 제1 워드 라인 영역은,
상기 복수의 워드 라인들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 시작 워드 라인으로부터 상기 어느 하나의 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함하고,
상기 제2 워드 라인 영역은,
상기 복수의 워드 라인들 중 마지막으로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 마지막 워드 라인으로부터 상기 어느 하나의 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함하는 스토리지 장치.
The method of claim 1 , wherein the first word line area comprises:
including word lines from a start word line corresponding to a page in which data is programmed first among the plurality of word lines to one of the word lines;
The second word line area,
and word lines from a last word line corresponding to a page where data is programmed last among the plurality of word lines to any one of the word lines.
제4 항에 있어서, 상기 서든 파워 오프 관리부는,
상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 상기 어느 하나의 워드 라인에 대응되는 페이지가 소거 페이지로 판단된 경우, 상기 나머지 메모리 블록들에서 상기 제1 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 수행하도록 상기 나머지 메모리 블록들을 제어하는 스토리지 장치.
The method of claim 4 , wherein the sudden power-off management unit comprises:
When a page corresponding to any one word line is determined to be an erase page based on data read from any one word line, among word lines included in the first word line area in the remaining memory blocks A storage device that controls the remaining memory blocks to perform a read operation on a plurality of selected word lines.
제5 항에 있어서, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각은,
상기 시작 워드 라인 및 상기 어느 하나의 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 중 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 상기 시작 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인인 스토리지 장치.
The method of claim 5, wherein each of the plurality of selected word lines,
A word line located at the midpoint between the start word line and any one word line, or at a midpoint between a selected word line different from each of the plurality of selected word lines among the plurality of selected word lines and the start word line. A storage device that is a located word line.
제4 항에 있어서, 상기 서든 파워 오프 관리부는,
상기 어느 하나의 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 상기 어느 하나의 워드 라인에 대응되는 페이지가 프로그램 페이지로 판단된 경우, 상기 나머지 메모리 블록들에서 상기 제2 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 수행하도록 상기 나머지 메모리 블록들을 제어하는 스토리지 장치.
The method of claim 4 , wherein the sudden power-off management unit comprises:
When a page corresponding to any one word line is determined to be a program page based on data read from any one word line, among word lines included in the second word line area in the remaining memory blocks A storage device that controls the remaining memory blocks to perform a read operation on a plurality of selected word lines.
제7 항에 있어서, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각은,
상기 마지막 워드 라인 및 상기 어느 하나의 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 중 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 상기 마지막 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인인 스토리지 장치.
The method of claim 7, wherein each of the plurality of selected word lines,
A word line located at the midpoint between the last word line and any one word line, or at a midpoint between a selected word line different from each of the plurality of selected word lines and the last word line among the plurality of selected word lines. A storage device that is a located word line.
제1 항에 있어서, 상기 서든 파워 오프 관리부는,
인터리빙 방식에 따라 상기 나머지 메모리 블록들 각각에서 상기 복수의 선택된 워드 라인들 중 서로 다른 선택된 워드 라인에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하도록 상기 나머지 메모리 블록들을 제어하는 스토리지 장치.
The method of claim 1 , wherein the sudden power-off manager comprises:
and controlling the remaining memory blocks to perform a read operation on different selected word lines from among the plurality of selected word lines in parallel in each of the remaining memory blocks according to an interleaving method.
제1 항에 있어서,
프로그램 동작 시 호스트로부터 수신된 데이터를 스크램블 및 디코딩하여 프로그램 데이터를 생성하고, 상기 프로그램 데이터 및 페이지 정보 데이터를 이용하여 적어도 하나 이상의 데이터 세트들을 생성하고, 상기 적어도 하나 이상의 데이터 세트들을 상기 복수의 메모리 블록들에 포함된 복수의 페이지들에 프로그램하도록 상기 복수의 메모리 블록들을 제어하는 프로그램 동작 제어부;를 더 포함하는 스토리지 장치.
According to claim 1,
During a program operation, program data is generated by scrambling and decoding data received from a host, at least one data set is generated using the program data and page information data, and the at least one data set is converted into the plurality of memory blocks. The storage device further includes a program operation control unit that controls the plurality of memory blocks to program a plurality of pages included in the storage device.
제10 항에 있어서, 상기 페이지 정보 데이터는,
해당 데이터 세트가 저장될 페이지의 기본 정보, 소거/프로그램 사이클 횟수, 및 해당 페이지의 프로그램 상태를 판단하기 위한 상태 데이터를 포함하고,
상기 상태 데이터는,
상기 프로그램 데이터가 상기 복수의 페이지들에 포함된 메모리 셀들에 프로그램되는 복수의 프로그램 상태들에 각각 대응하는 데이터 값을 포함하고,
상기 복수의 프로그램 상태들에 각각 대응하는 데이터 값은,
상기 메모리 셀들의 프로그램 셀 상태에 대응되는 데이터 값 또는 상기 메모리 셀들의 소거 셀 상태에 대응되는 데이터 값을 포함하는 스토리지 장치.
11. The method of claim 10, wherein the page information data comprises:
The data set includes basic information of the page to be stored, the number of erase/program cycles, and state data for determining the program state of the corresponding page;
The state data,
the program data includes data values respectively corresponding to a plurality of program states programmed in memory cells included in the plurality of pages;
Data values respectively corresponding to the plurality of program states,
A storage device comprising a data value corresponding to a program cell state of the memory cells or a data value corresponding to an erase cell state of the memory cells.
제11 항에 있어서, 상기 복수의 메모리 블록들 중 일부 영역은,
상기 프로그램 동작 시 상기 상태 데이터를 저장하고,
상기 서든 파워 오프 관리부는,
상기 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작 및 상기 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작 시 하프 센싱 방식을 기초로 상기 일부 영역을 리드하도록 상기 복수의 메모리 블록들을 제어하는 스토리지 장치.
12. The method of claim 11, wherein some areas of the plurality of memory blocks,
Storing the state data during the program operation,
The sudden power-off management unit,
The storage device controls the plurality of memory blocks to read the partial area based on a half-sensing method during a read operation of the one word line and a read operation of the plurality of selected word lines.
제11 항에 있어서, 상기 서든 파워 오프 관리부는,
상기 어느 하나의 워드 라인에 대한 리드 동작 및 상기 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작 시 상기 페이지 정보 데이터를 리드하도록 상기 복수의 메모리 블록들을 제어하는 스토리지 장치.
12. The method of claim 11, wherein the sudden power off management unit,
and controlling the plurality of memory blocks to read the page information data during a read operation of the one word line and a read operation of the plurality of selected word lines.
제13 항에 있어서, 상기 서든 파워 오프 관리부는,
상기 리드된 페이지 정보 데이터가 상기 복수의 프로그램 상태들에 대해 상기 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 상기 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 프로그램 페이지로 판단하고,
상기 리드된 페이지 정보 데이터가 상기 복수의 프로그램 상태들에 대해 상기 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 포함하면, 상기 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 소거 페이지로 판단하고,
상기 리드된 페이지 정보 데이터가 상기 프로그램 셀 상태에 대응하는 데이터 값 및 상기 소거 셀 상태에 대응하는 데이터 값을 모두 포함하면, 상기 페이지 정보 데이터를 리드한 워드 라인에 대응되는 페이지를 상기 최초 소거 페이지로 판단하는 스토리지 장치.
14. The method of claim 13, wherein the sudden power off management unit,
if the read page information data includes a data value corresponding to the program cell state for the plurality of program states, determining a page corresponding to a word line from which the page information data is read as a program page;
if the read page information data includes a data value corresponding to the erase cell state for the plurality of program states, determining a page corresponding to a word line from which the page information data is read as an erase page;
If the read page information data includes both the data value corresponding to the program cell state and the data value corresponding to the erase cell state, the page corresponding to the word line from which the page information data was read is the first erase page. Storage device to judge.
복수의 워드 라인들에 연결된 복수의 메모리 블록들을 포함하는 슈퍼 블록의 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법에 있어서,
서든 파워 오프를 감지하는 단계;
상기 복수의 메모리 블록들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 제1 메모리 블록에서 상기 복수의 워드 라인들 중 중간 지점에 위치한 제1 워드 라인에 대한 리드 동작을 수행하는 단계;
상기 제1 워드 라인으로부터 상부에 위치한 제1 워드 라인 영역 및 상기 제1 워드 라인으로부터 하부에 위치한 제2 워드 라인 영역 중 상기 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하는 단계;
상기 복수의 메모리 블록들 중 상기 제1 메모리 블록을 제외한 제2 메모리 블록들에서 상기 결정된 워드 라인 영역에 포함된 워드 라인들 중 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작을 병렬적으로 수행하는 단계; 및
상기 복수의 선택된 워드 라인들에 대한 리드 동작의 결과를 기초로 프로그램 페이지와 소거 페이지의 경계에 위치한 최초 소거 페이지를 검출하는 단계;를 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
A method of operating a storage device for controlling an operation of a super block including a plurality of memory blocks connected to a plurality of word lines, the method comprising:
detecting sudden power off;
performing a read operation on a first word line located at an intermediate point among the plurality of word lines in a first memory block among the plurality of memory blocks in which data is first programmed;
One word line area is determined based on data read from the first word line among the first word line area located above the first word line and the second word line area located below the first word line. doing;
parallelly performing a read operation on a plurality of selected word lines among word lines included in the determined word line area in second memory blocks other than the first memory block among the plurality of memory blocks; and
and detecting an erase page located at a boundary between a program page and an erase page based on a result of a read operation on the plurality of selected word lines.
제15 항에 있어서, 상기 제1 워드 라인 영역은,
상기 복수의 워드 라인들 중 최초로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 시작 워드 라인으로부터 상기 제1 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함하고,
상기 제2 워드 라인 영역은,
상기 복수의 워드 라인들 중 마지막으로 데이터가 프로그램되는 페이지에 대응되는 마지막 워드 라인으로부터 상기 제1 워드 라인까지의 워드 라인들을 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
16. The method of claim 15, wherein the first word line area,
including word lines from a start word line corresponding to a page in which data is programmed first among the plurality of word lines to the first word line;
The second word line area,
and word lines from a last word line corresponding to a page where data is programmed last among the plurality of word lines to the first word line.
제16 항에 있어서, 상기 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하는 단계는,
상기 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 상기 제1 워드 라인에 대응되는 페이지를 소거 페이지로 판단하는 단계; 및
상기 제1 워드 라인에 대응되는 페이지가 상기 소거 페이지인 것에 응답하여 상기 제1 워드 라인 영역을 상기 어느 하나의 워드 라인 영역으로 결정하는 단계;를 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
17. The method of claim 16, wherein the determining of any one word line area comprises:
determining a page corresponding to the first word line as an erase page based on data read from the first word line; and
and determining the first word line area as one of the word line areas in response to the page corresponding to the first word line being the erase page.
제17 항에 있어서, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각은,
상기 시작 워드 라인 및 상기 제1 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 중 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 상기 시작 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인인 스토리지 장치의 동작 방법.
18. The method of claim 17, wherein each of the plurality of selected word lines,
A word line positioned at an intermediate point between the start word line and the first word line, or positioned at a midpoint between a selected word line different from each of the plurality of selected word lines among the plurality of selected word lines and the start word line. A method of operating a storage device that is a word line.
제16 항에 있어서, 상기 어느 하나의 워드 라인 영역을 결정하는 단계는,
상기 제1 워드 라인으로부터 리드된 데이터를 기초로 상기 제1 워드 라인에 대응되는 페이지를 프로그램 페이지로 판단하는 단계; 및
상기 제1 워드 라인에 대응되는 페이지가 상기 프로그램 페이지인 것에 응답하여 상기 제2 워드 라인 영역을 상기 어느 하나의 워드 라인 영역으로 결정하는 단계;를 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
17. The method of claim 16, wherein the determining of any one word line area comprises:
determining a page corresponding to the first word line as a program page based on data read from the first word line; and
and determining the second word line area as one of the word line areas in response to the fact that the page corresponding to the first word line is the program page.
제19 항에 있어서, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각은,
상기 마지막 워드 라인 및 상기 제1 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인이거나, 상기 복수의 선택된 워드 라인들 중 상기 복수의 선택된 워드 라인들 각각과 다른 선택된 워드 라인 및 상기 마지막 워드 라인의 중간 지점에 위치한 워드 라인인 스토리지 장치의 동작 방법.
20. The method of claim 19, wherein each of the plurality of selected word lines,
A word line located at an intermediate point between the last word line and the first word line, or located at an intermediate point between a selected word line different from each of the plurality of selected word lines and the last word line among the plurality of selected word lines. A method of operating a storage device that is a word line.
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