• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.300-304
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• 2008

A novel characterization method was investigated to estimate the trap generation during the program /erase cycles in nand flash memory cell. Utilizing Fowler-Nordheim tunneling current, floating gate potential and oxide electric field, we established a quantitative model which allows the knowledge of threshold voltage (Vth) as a function of either program or erase operation time. Based on our model, the derived results proved that interface trap density (Nit) term is only included in the program operation equation, while both Nit and oxide trap density (Not) term are included in the erase operation equation. The effectiveness of our model was tested using 50 nm nand flash memory cell with floating gate type. Nit and Not were extracted through the analysis of Program/Erase speed with respect to the endurance cycle. Trap generation and cycle numbers showed the power dependency. Finally, with the measurement of the experiment concerning the variation of cell Vth with respect to program/erase cycles, we obtained the novel quantitative model which shows similar results of relationship between experimental values and extracted ones.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.54-57
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• 2002

In this study, a new programming method, to minimize the generation of Si-SiO$_2$ interface traps of scaled SONOS flash memory as a function of number of program/erase cycles has been proposed. In the proposed programming method, power supply voltage is applied to the gate, forward biased program voltage is applied to the source and the drain, while the substrate is left open, so that the program is achieved by Modified Fowler-Nordheim (MFN) tunneling of electron through the tunnel oxide over source and drain region. For the channel erase, erase voltage is applied to the gate, power supply voltage is applied to the substrate, and the source and drain are open. A single power supply operation of 3 V and a high endurance of 1${\times}$10$\^$6/ prograss/erase cycles can be realized by the proposed programming method. The asymmetric mode in which the program voltage is higher than the erase voltage, is more efficient than symmetric mode in order to minimize the degradation characteristics of scaled SONOS devices because electrical stress applied to the Si-SiO$_2$ interface is reduced by short programming time.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.5-10
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• 2003

In this study, a new programming method to minimize the generation of Si-SiO$_2$interface traps of SONOS nonvolatile memory device as a function of number of porgram/erase cycles was proposed. In the proposed programming method, power supply voltage is applied to the gate. forward biased program voltage is applied to the source and the drain, while the substrate is left open, so that the program is achieved by Modified Fowler-Nordheim(MFN) tunneling of electron through the tunnel oxide over source and drain region. For the channel erase, erase voltage is applied to the gate, power supply voltage is applied to the substrate, and the source and dram are left open. Also, the asymmetric mode in which the program voltage is higher than the erase voltage, is more efficient than symmetric mode in order to minimize the degradation characteristics or SONOS devices because electrical stress applied to the Si-SiO$_2$interface is reduced due to short program time.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.161-169
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• 2020

무선충전기, USB 타입-C 등의 응용에 사용되는 MCU 칩은 제조 원가를 줄이기 위해 3~5개의 추가 공정 마스크가 필요한 DP-EEPROM(Double Poly EEPROM)보다는 추가 마스크가 한 장 이내이면서 메모리 셀 사이즈가 작은 MTP(Multi-Time Programmable) 메모리가 요구된다. 그리고 E/P(Erase/Program) cycling에 따른 MTP 메모리 셀의 endurance 특성과 데이터 retention 특성을 좋게 하기 위해서 V_TP(Program Threshold Voltage)와 V_TE(Erase Threshold Voltage)의 산포는 좁은 것이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 short pulse의 erase와 program pulse를 여러 번 수행하면서 목표 전류와 비교한 뒤 전류스펙을 만족하면 더 이상 program이나 erase 동작을 수행하지 않게 하므로 program V_T 산포나 erase V_T 산포를 줄이는 알고리즘과 current-type BL S/A(Bit-Line Sense Amplifier) 회로, WM(Write Mask) 회로, BLD(BL Driver) 회로를 제안하였다. 매그나칩반도체 0.13㎛ 공정으로 제작된 256Kb MTP 메모리 웨이퍼에서 동작 모드에 맞게 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권1호
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• pp.1-6
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• 2016

본 논문은 NAND Flash Memory 수명을 향상시키기 위한 동작 algorithm 개선을 제안한다. Flash memory에 대한 read/write/erase 과정에서, 해당 cell의 Vth가 원하는 level대로 위치를 한다면 문제가 없으나, 원하는 위치대비 변동이 되어 있다면 잘못된 data를 읽어내게 된다. 이러한 cell간 interference나 disturbance 현상들은 program이나 erase 동작이 반복(EW cycle)될수록 더 심해지는 특징이 있다. 이는 반복되는 high bias 인가상태에서 벌어지는 FN tunneling 현상으로 인한 tunnel oxide 막질손상(trap site 증가)에 기인한다고 알려져 있다. 본 논문에서는 erase cell 관점에서 stress양 자체를 감소시킴으로써 cell 열화 속도를 느리게 하여, 궁극적으로 발생하는 Vth 변동사항인 disturbance를 줄일 수 있는 erase 동작방법에 대해 논한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.40-43
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• 2000

The electrons and holes trapped in the tunneling oxide and interface-states generated in the Si/SiO$_2$ interface during program/erase (P/E) operations are known to cause reliability problems which can deteriorate the cell performance and cause the V$_{th}$ window close. This deterioration is caused by the accumulation of electrons and holes trapped in the oxide near the drain and source side after each P/E cycle. we propose three new erase schemes to improve the cell's endurance characteristics: (1)adding a Reverse soft program cycle after the source erase operation, (2)adding a detrapping cycle after the source erase operation, (3)adding a convergence cycle after the source erase operation. (3) is the most effective performance among the three erase schemes have been implemented and shown to significantly reduce the V$_{th}$ window close problem. And we are able to design the reliable periperal circuit of flash memory by using the (3).(3).

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.176-183
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• 2017

대용량 EEPROM 메모리를 테스트하는 경우 erase time과 program time이 많이 걸리는 문제가 있다. 또한 신뢰성 테스트를 진행하면서 각 스텝마다 EEPROM 셀의 문턱전압 VT를 테스트할 필요가 있다. 본 논문에서는 512kb EEPROM 셀 검증용 모듈 회로를 설계하였으며, negative VTE를 갖는 split gate EEPROM의 VT 측정을 위한 CG(Control Gate) 구동회로를 제안하였다. 제안된 CG 구동회로는 erase VT를 측정하기 위해 -3V~0V의 negative 전압이 인가될 수 있도록 asymmetric isolated HV (High-Voltage) NMOS 소자를 사용하였다. 그리고 test time reduction 모드에서는 even page, odd page, chip 단위로 erase나 program 수행이 가능하도록 회로를 설계하므로 512Kb EEPROM 전체 메모리를 erase하거나 program할 때 시간을 even page와 odd page를 이용하는 경우는 4ms, chip 전체로 하는 경우는 2ms로 테스트 시간을 줄일 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.558-569
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• 2017

본 논문에서는 MCU 내장형 1.5V 단일전원 256Kb EEPROM IP는 배터리 응용을 위해 설계되었다. 기존의 body-potential 바이어싱 회로를 사용하는 cross-coupled VPP (Boosted Voltage) 전하펌프회로는 erase와 program 모드에서 빠져나올 때 5V cross-coupled PMOS 소자에 8.53V의 고전압이 걸리면서 junction breakdown이나 gate oxide breakdown에 의해 소자가 파괴될 수 있다. 그래서 본 논문에서는 cross-coupled 전하펌프회로의 출력 노드는 VDD로 프리차징시키는 동시에 펌핑 노드들을 각 펌핑 단의 입력전압으로 프리차징하므로 5V PMOS 소자에 5.5V 이상의 고전압이 걸리지 않도록 하므로 breakdown이 일어나는 것을 방지하였다. 한편 256Kb을 erase하거나 program하는 시간을 줄이기 위해 all erase, even program, odd program과 all program 모드를 지원하고 있다. 또한 cell disturb 테스트 시간을 줄이기 위해 cell disturb 테스트 모드를 이용하여 256Kb EEPROM 셀의 disturb를 한꺼번에 인가하므로 disturb 테스트 시간을 줄였다. 마지막으로 이 논문에서는 erase-verify-read 모드에서 40ns의 cycle 시간을 만족하기 위해 CG disable 시간이 빠른 CG 구동회로는 새롭게 제안되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권1호
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• pp.40-45
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• 2008

We developed small molecular organic nonvolatile $4F^2$ memory cells using metal layer evaporation followed by $O_2$ plasma oxidation. Our memory cells sandwich an upper ${\alpha}$-NPD layer, Al nanocrystals surrounded by $Al_2O_3$, and a bottom ${\alpha}$-NPD layer between top and bottom electrodes. Their nonvolatile memory characteristics are excellent: the $V_{th},\;V_p$ (program), $V_e$ (erase), memory margin ($I_{on}/I_{off}$), data retention time, and erase and program endurance were 2.6 V, 5.3 V, 8.5 V, ${\approx}1.5{\times}10^2,\;1{\times}10^5s$, and $1{\times}10^3$ cycles, respectively. They also demonstrated symmetrical current versus voltage characteristics and a reversible erase and program process, indicating potential for terabit-level nonvolatile memory.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.219-225
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• 2013

본 논문은 소노스(SONOS) 형태의 타원형 게이트 올 어라운드(GAA) 구조를 갖는 플레쉬 셀의 프로그램과 삭제 특성을 채널의 이심률 변화에 대해 연구 하였다. 타원형 GAA SONOS 셀의 쓰기와 삭제에 대한 해석적 모델을 제안하고 평가하였다. 점진적 계단형 펄스 프로그램(ISPP)시 타원의 이심률이 증가할수록 인가 전압에 대해 문턱전압이 비선형적으로 변화한다. 이는 2차원 소노스 구조나 원형 3차원 GAA 구조에서 선형적 특성을 보이는 것과는 매우 다른 모습이다. ISPP 특성에 대한 모사의 결과는 실험적 결과와 잘 부합됨을 발견할 수 있다.