• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권3호
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• pp.81-86
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• 2023

플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(solid state disk)는 높은 집적도와 빠른 데이터 처리가 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 급격하게 증가하고 있는 빅데이터를 관리하는 고용량 데이터 저장 시스템의 저장장치로 활용되고 있다. 그러나 저장 미디어인 플래시 메모리에 일정 횟수 이상 반복해서 쓰기/지우기 동작을 반복하면 셀이 마모되어 사용하지 못하는 물리적 한계가 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 불량률을 줄이고 수명을 연장하기 위해 불량이 발생한 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 사용하는 방법을 제안한다. 제안하는 아이디어는 물리적 특징이 다르지만 동일하게 불량으로 처리되고 있는 다중 비트 셀과 단일 비트 셀의 불량 및 처리 방법을 구분하였다. 그리고 불량이 예상되는 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 불량률을 개선하고 전체적인 수명을 연장하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 SSD의 증가한 수명을 측정하여 제안하는 아이디어의 효과를 증명하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.44-47
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• 2011

임베디드 시스템에 저장매체로 사용되는 NAND플래시 메모리의 용량이 급격하게 증가하여 부팅 과정에서 파일 시스템을 마운트 하는데 필요한 시간이 점점 길어지고 있다. 특히 갑작스럽게 전원공급이 중단되거나 오류로 인해 비정상적인 종료가 발생하면 복구시간은 더 길어질 수 있으며, 이러한 문제는 실시간 저장 매체로서 활용될 수 있는 플래시 파일 시스템의 가용성을 낮게 하여 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 본 논문에서는 플래시 파일 시스템의 가용성을 높이기 위한 빠른 마운트 기법을 제안한다. 제안 기법은 스마트 체크포인팅 알고리즘을 이용하여 체크포인트의 가용성을 높이는 방법이다. 제안된 기법을 NAND 플래시 전용 파일 시스템인 YAFFS2에 구현하였고, 성능 분석 결과 기존의 기법에 비해 쓰기 빈도가 동적인 환경에서 마운트 시간을 최대 30%정도 줄이는 효과가 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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• pp.321-326
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• 2007

최근 휴대전화 디지털 카메라, 랜 스위치, 디지털 셋톱박스, 휴대용 MP3 플레이어, 노트북용 PC 카드, 내장 기기의 펌웨어 등 플래시 메모리의 활용이 증가하고 있다. 하지만 기존 저장 장치와 달리 플래시 메모리는 특정 블록에 쓰기 연산을 하기 전에 해당 블록은 미리 소거(erase-before-write)되어 있어야 하는 제약이 있으며, 각 블록은 소거될 수 있는 횟수가 제한적이다. 이런 단점들은 플래시 메모리가 대용량화됨에 따라 중요한 문제로 대두되고 있다. 이런 각 블록에 대한 소거 횟수의 제한을 해결하기 위하여 소거 횟수 평준화 기법(wear-leveling) 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 블록의 소거 횟수의 한계를 극복하기 위한 새로운 소거 횟수 평준화 기법으로 전체 블록에 대한 소거 횟수 레벨을 두어 소거 횟수 평준화를 이루는 KM-평준화(KM-leveling)를 제안한다. KM-평준화는 소거 횟수 평준화를 위한 전체 블록의 계산 비용을 최소화하고 블록에 대한 소거 레벨을 두어 적은 공간을 사용하는 효율적인 기법이다. 본 논문은 M값 범위 이내에 각 블록의 소거 횟수들이 존재하도록 보장하는 KM-평준화를 제안한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.53-58
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• 2023

The storage capacity of 3D-NAND flash memory has been enhanced by the multi-layer dielectrics. The deposition process has become more challenging due to the tight process margin and the demand for accurate process control. To reduce product costs and ensure successful processes, process diagnosis techniques incorporating artificial intelligence (AI) have been adopted in semiconductor manufacturing. Recently there is a growing interest in process diagnosis, and numerous studies have been conducted in this field. For higher model accuracy, various process and sensor data are required, such as optical emission spectroscopy (OES), quadrupole mass spectrometer (QMS), and equipment control state. Among them, OES is usually used for plasma diagnostic. However, OES data can be distorted by viewport contamination, leading to misunderstandings in plasma diagnosis. This issue is particularly emphasized in multi-dielectric deposition processes, such as oxide and nitride (ON) stack. Thus, it is crucial to understand the potential misunderstandings related to OES data distortion due to viewport contamination. This paper explores the potential for misunderstanding OES data due to data distortion in the ON stack process. It suggests the possibility of excessively evaluating process drift through comparisons with a QMS. This understanding can be utilized to develop diagnostic models and identify the effects of viewport contamination in ON stack processes.

• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.462-467
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• 2009

The Charge Trap Flash (CTF) memory device is a replacement candidate for the NAND Flash device. In this study, Pt/$Al_2O_3/La_2O_3/SiO_2$/Si multilayer structures with lanthanum oxide charge trap layers were fabricated for nonvolatile memory device applications. Aluminum oxide films were used as blocking oxides for low power consumption in program/erase operations and reduced charge transports through blocking oxide layers. The thicknesses of $SiO_2$ were from 30 $\AA$ to 50 $\AA$. From the C-V measurement, the largest memory window of 1.3V was obtained in the 40 $\AA$ tunnel oxide specimen, and the 50 $\AA$ tunnel oxide specimen showed the smallest memory window. In the cycling test for reliability, the 30 $\AA$ tunnel oxide sample showed an abrupt memory window reduction due to a high electric field of 9$\sim$10MV/cm through the tunnel oxide while the other samples showed less than a 10% loss of memory window for $10^4$ cycles of program/erase operation. The I-V measurement data of the capacitor structures indicated leakage current values in the order of $10^{-4}A/cm^2$ at 1V. These values are small enough to be used in nonvolatile memory devices, and the sample with tunnel oxide formed at $850^{\circ}C$ showed superior memory characteristics compared to the sample with $750^{\circ}C$ tunnel oxide due to higher concentration of trap sites at the interface region originating from the rough interface.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.91-101
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• 2016

본 논문은 MLC 타입 낸드 플래시 메모리의 오류 정정을 위한 병렬 BCH 복호기 설계를 제안한다. 제안된 BCH 복호기는 다중 바이트 병렬 연산을 지원한다. 병렬 계수 증가에 따른 회로 크기 증가폭을 줄이기 위해, LFSR 기반 병렬 신드롬 생성기 구조를 적용하였다. 제안된 BCH 복호기는 VHDL을 이용하여 합성되었고, Xilinx FPGA를 이용하여 동작을 검증하였다. 검증 결과 제안된 신드롬 생성기는 기존 바이트-단위의 병렬 신드롬 생성기에 비해 성능을 2.4배 증가시켰다. GFM 방식의 병렬 신드롬 생성기와 비교하여, 동작 완료에 따른 사이클 수는 동일하나, 회로 크기는 1/3 이하로 감소됨을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1-9
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• 2019

Hard disks, which have long been used as secondary storage in computing systems, are increasingly being replaced by solid state drives (SSDs), due to their relatively fast data input / output speeds and small, light weight. SSDs that use NAND flash memory as a storage medium are significantly different from hard disks in terms of physical operation and internal operation. In particular, there is a feature that data overwrite can not be performed, which causes erase operation before writing. In order to solve this problem, a hot data for frequently updating a data for a specific page is distinguished from a cold data for a relatively non-hot data. Hot data identification helps to improve overall performance by identifying and managing hot data separately. Among the various hot data identification methods known so far, there is a technique of recording consecutive write requests by using a Bloom filter and judging the values by hot data. However, the Bloom filter technique has a problem that a new bit array must be generated every time a set of items is changed. In addition, since it is judged based on a continuous write request, it is possible to make a wrong judgment. In this paper, we propose a method using a counting filter for accurate hot data verification. The proposed method examines consecutive write requests. It also records the number of times consecutive write requests occur. The proposed method enables more accurate hot data verification.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권4호
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• pp.9-14
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• 2023

최근 엔터프라이즈 및 데이터 센터에서는 급격하게 증가하고 있는 빅데이터를 관리하기 위한 자원 최적화 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 고정 할당된 저장 자원과 비교하여 많은 자원을 할당하는 씬프로비저닝은 초기 비용을 줄이는 효과가 있으나 실제로 사용하는 자원이 증가할수록 비용의 효과는 감소하고 자원을 할당하기 위한 관리 비용이 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 물리적 블록을 단일 비트 셀과 다중 비트 셀로 구분하여 하이브리드 기법으로 포맷하고, 빈번하게 사용하는 핫 데이터와 사용량이 적은 콜드 데이터를 구분하여 관리하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 씩프로비저닝과 같이 물리적으로 자원과 할당된 자원이 동일하여 추가적인 비용 증가 없이 사용할 수 있으며, 사용량이 적은 자원을 다중 비트 셀 블록에 관리하여 씬프로비저닝과 같이 일반적인 저장장치보다 더 많은 자원을 할당할 수 있는 장점이 있다. 마지막으로 시뮬레이션을 기반으로 실험을 통해 제안하는 기법의 자원 최적화 효과를 측정하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.931-933
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• 2005

Windows CE는 Microsoft사의 Windows 운영체제 가운데서 가장 작은 운영체제로서 일반 데스크톱 Windows 커널을 수용할 수 없는 소형/임베디드 장비에서 주로 사용되어진다. 현재 Windows CE에서 사용되고 있는 부트로더로는 E-boot(Ethernet bootloader)가 있으며 RAM 이미지와 플래시 이미지 다운로드 기능을 제공한다. E-boot의 문제점으로는 플래시 메모리상에서 부팅을 수행하기 때문에 NOR 타입의 플래시만을 지원하여, 컴팩트 플래시와 같은 NAND 타입의 플래시 지원하지 않는다. 이는 OS Binary 이미지의 용량이 NOR 플래시를 초과할 경우에 수행이 불가능하다는 문제를 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 기존의 E-boot를 수정하여 NDR 플래시보다 상대적으로 가격이 저렴하고 휴대성이 좋은 컴팩트 플래시 메모리를 이용하여 부팅이 가능한 부트로더를 구현한다. 또한 컴팩트 플래시 지원을 위한 새로운 읽기/쓰기 메카니즘을 소개한다.