메모리 반도체 소자 - NAND FLASH, NOR FLASH 차이, 동작 원리 쉽게 이해하기!

오늘은 NAND와 NOR Flash 메모리에 대해서 이해해 보겠습니다!

 

먼저 DRAM과 다르게 Flash memory는 비휘발성 메모리입니다.(Non-volatile memory)

 

Flash에서 NAND와 NOR는 write방식이 다릅니다. 

그리고 이름이 nand와 nor인 이유는 nand와 nor를 트랜지스터로 만들었을 때 배열 형태가 다른데 그 모양이 flash소자의 cell array형태를 만들 때 비슷하기 때문입니다.

allthingsvlsi

 

이렇게 모양이 있을 때 NMOS소자를 보시면 그 모양이 flash 소자의 array형태와 비슷하여 만들어진 이름입니다. 

 

자 이제 Flash메모리의 동작원리에 대해 알아보겠습니다!

소자 하나부터 살펴보도록 할게요!

flashdba

위 그림과 같이 일반적인 transistor에서 floating gate가 사이에 추가된 구조입니다. 

control gate의 전압에 따라 floating gate에 전자를 담을 수도 있고 뺄 수도 있습니다.

 

전자가 담겨있는 경우, NMOS라고 생각했을 때 channel을 형성하기가 더 어려워지겠죠?

왜냐면 floating gate에 음의 전하가 존재하기 때문에 전자가 와서 channel을 형성하기 어렵습니다. 

 

그리고 전자를 뺀 경우에는 NMOS의 경우 channel을 형성하기가 쉬워집니다. 

이렇게 0과 1을 구별합니다. 

 

제가 channel을 형성하기 쉬워지고 어려워진다고 말했지만, transistor의 특성으로 따지면 뭐가 바뀌는 걸까요?

→ 바로 Vth입니다!! 문턱전압!!

 

channel을 형성하기 어렵다는 것은 Vth가 높아진다는 의미입니다. (전자가 담겨있는 경우)

channel을 형성하기 쉬워진다는 것은 Vth가 낮아진다는 의미이겠죠! (전자가 빠진 경우)

 

 

 

(I-V curve이기 때문에 Vth값을 대충 어떻게 확인하시는지는 아신다는 가정하에!)

위 그래프에서 보듯이 Erase를 할 경우 Vth가 낮아지고 program(write)을 할 경우 Vth가 높아지는 것을 확인하실 수 있습니다. 

program과 erase의 기준은 정의하기 나름이기 때문에 헷갈려하시지 않아도 됩니다. 

그냥 0과 1을 구별할 수 있다! 정도로 보시면 됩니다.

 

 

자! 그러면 floating gate라는 장소에 어떻게 전자를 넣고 뺄 수 있을까요?

 

일단 FN-tunneling이 있고, Hot carrier injection이 있습니다. 

1. FN-tunneling : 말 그대로 tunneling을 이용해서 전자를 담고 빼는 것입니다.

2. Hot carrier injection : 전자를 가속시켜서 그 힘으로 전자가 band를 luckily 하게 넘어 floating gate로 들어갈 수 있습니다. 

 

분류	NAND Flash	Nor Flash
Erase	FN-tunneling	FN-tunneling
Program(write)	FN-tunneling	Hot carrier injection

 

 

 

FN-tunneling과 Hot carrier injection에 관한 자세한 내용은 나중에 따로 자세히 포스팅해서 여기에 링크 남기겠습니다!

 

오늘도 고생하셨습니다! 

감사합니다!