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[국내논문] TLC NAND-형 플래시 메모리 내장 자체테스트
TLC NAND-type Flash Memory Built-in Self Test 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.51 no.12, 2014년, pp.72 - 82  

김진완 (숭실대학교 컴퓨터학부) ,  장훈 (숭실대학교 컴퓨터학부)

초록
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최근 스마트폰, 태블릿 PC, SSD(Solid State Drive)의 보급률 증가로 메모리 반도체 산업시장의 규모는 지속적으로 증가하고 있다. 또한 최근 SSD시장에 TLC NAND-형 플래시 메모리 제품의 출시로 인해 TLC NAND-형 플래시 메모리의 수요가 점차 증가할 것으로 예상된다. SLC NAND 플래시 메모리는 많은 연구가 진행되었지만 TLC NAND 플래시 메모리는 연구가 진행되지 않고 있다. 또한 NAND-형 플래시 메모리는 고가의 외부장비에 의존하여 테스트를 하고 있다. 따라서 본 논문은 기존에 제안된 SLC NAND 플래시 메모리와 MLC NAND 플래시 메모리 테스트 알고리즘을 TLC NAND 플래시 메모리에 맞게 알고리즘과 패턴을 수정하여 적용하고 고가의 외부 테스트 장비 없이 자체 테스트 수행이 가능한 구조를 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, the size of semiconductor industry market is constantly growing, due to the increase in diffusion of smart-phone, tablet PC and SSD(Solid State Drive). Also, it is expected that the demand for TLC NAND-type flash memory would gradually increase, with the recent release of TLC NAND-type fla...

주제어

#Memory Test   #Built-in Self Test   #NAND Flash   #SoC  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
NAND-형 플래시 메모리는 어디에 사용되는가? NAND-형 플래시 메모리는 빠른 속도와 대용량화 그리고 적은비용으로 인해 SSD(Solid State Drive)와 스마트 폰 등에 주로 내장되고 있다. 메모리 영역이 시스템 내에서 차지하는 비율이 증가함에 따라 신뢰도에 주는 영향이 커지기 때문에 NAND-형 플래시 메모리의 테스트의 중요성이 높아지고 있다.
SLC NAND-형 플래시 하나의 셀에 저장되는 비트 수는? SLC NAND-형 플래시는 하나의 셀에 1bit가 저장되는 반면 MLC NAND-형 플래시는 하나의 셀에 2bit가 저장되고, TLC NAND-형 플래시는 하나의 셀에 3bit 가 저장된다[3～4].
플로팅 게이트 셀 구조는 어떻게 구성되어 있는가? 플로팅 게이트 셀(Floating Gate Cell)은 NAND-형 플래시 메모리를 구성하는 가장 작은 기본 단위로 [그림 4]는 플로팅 게이트 셀 구조의 단면도를 보여준다. 전통적인 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-effect Transistor)구조에 플로팅 게이트(Floating Gate)가 추가된 형태로 구성되어 있다[1～2]. 플로팅 게이트는 절연체로 구성된 터널 옥사이드(Tunnel Oxide) 로 불리는 옥사이드 층(Oxide Layer)에 의해 실리콘 기판(Silicon Substrate)과 절연되어 있고 컨트롤 게이트와는 ONO(Oxide Nitride Oxide)로 구성된 층에 의해 절연되어 있다. 컨트롤 게이트에 전압을 인가했을때 강력한 전기장의 영향으로 Source에서 Drain으로 이동하던 전자의 일부가 전하가 플로팅 게이트로 이동할 수 있고 전압인가를 해제하면 이동한 전하들이 절연체로 둘러싸여 플로팅 게이트에 갇히게 되는데 이현상을 터널효과라고 하고 플로팅게이트에 전하를 채우는 것을 터널 주입이라고 한다.
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참고문헌 (19)

  1. Pavan P, Bez R, Olivo P, Zanoni E. "Flash memory cells-.an overview," Proc IEEE 1997;85(8):1248-.71 

    상세보기 crossref

  2. Joe E. Brewer, Manzur Gill, "Nonvolatile MEmory Technologies with Emphasis on Flash" Institute of Electrical and Engineers, 2008. 

  3. Advantech, Comparing SLC and MLC Flash Technologies and Structure, September, 2009. 

  4. Eitan Yaakobi, Laura Grupp, Paul H. Siegel, Steven Swanson, and Jack K. Wolf, "Characterization and Error-Correcting Codes for TLC Flash Memories", International Conference on Computing, Networking and Communications, Data Storage Technology and Applications Symposium pp 486-491, 2012. 

  5. S.Kchiu, J.C. Yeh, C.H. Huang, and C.W.Wu, "Diagonal Test and Diagnostic Schemes for Flash Memories," In Proceedings of International Test Conference, pp 37-46, 2002. 

  6. Stefano Di Carlo, Michele Fabiano, Roberto Piazza, Paolo Prinetto, "Exploring Modeling and Testing of NAND Flash memories", IEEE 2010. 

  7. M. G. Mohammed and K. K. Saluja, "Flash Memory Disturbances : Modeling and Test," Proceedings of 19th VLSI Test Symposium, 2001, pp 218-224, April 2001. 

  8. Tei-Wei Kuo, Po-Chun Huang, Yuan-HaoChang, Chia-Ling Ko, Chih-Wen Hsueh, "An efficient fault detection algorithm for NAND flash memory," Proc ACM SIGAPP Applied Computing Review, Vol 11, Issue 2, 2011. 

  9. Yu-Ying Hsiao, Chao-Hsun Chen, and Cheng-Wen Wu, "Built-In Self-Repair Schemes for Flash Memories", IEEE Transactions on computer-aided design of integrated circuits and systems, Vol. 29, No. 8, August 2010. 

    상세보기

  10. Y. Horng, J. Huang, and T. Chang, "Marc Test and On-Chip Test Circuit of Flash Memories," In Proceedings of 43rd Midwest Symposium on Circuits and Systems, volume 1, pp 128-131, August 2000. 

  11. J. Yeh, C. et al, "Flash Memory Built-In Self Test Using March- Like Algorithms", In Proceedings of the First IEEE Intl. Workshop on Electronic Design, Test and Applications, pp 137-141, 2002. 

  12. A. van de Goor. Testing Semiconductor Memories: Theory and Practice. John Wiley & Sons, Inc., 1991. 

  13. Gi-Ung Jang, Phil-Joo Hwang, and Hoon Chang, "Fault Test Algorithm for MLC NAND-type Flash Memory" Journal of The Institute of Electronics Engineers of Korea Vol. 49-SD, NO. 4, April 2012. 

  14. Swati Singh, Chandrawat, "Built-In-Self Test for Embedded Memories by Finite State Machine" International Journal of Digital Application & Contemporary research, Volume2, Issu2, September 2013. 

  15. S. Sharma, V. Moyal, "Programmable FSM based MBIST Architecture", International Journal of Digital Application & Contemporary research, Volume 1, Issue 7, February 2013. 

  16. Phil-Joo Hwang, Tae-Hwan Kim, Jin-Wan Kim, and Hoon Chang, "Pattern Testable NAND-type Flash Memory Built-In Self Test" Journal of The Institute of Electronics Engineers of Korea Vol. 50, NO. 6, June 2013. 

    원문보기 상세보기 crossref

  17. Global NAND flash market growth forecast, Source by Gartner, May 2013. 

  18. Worldwide shipments for HDDs and SSDs in PCs, 2012-2017, Source by IHS, May 2013. 

  19. Total NAND Market Share by Technology, Source by Trendfocus, May 2013. 

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