Control of Harmful Effects during the Program Operation in NAND Flash Memories

The increase in data density of NAND Flash memories, which evolved into the dominant mass storage technology in mobile applications, is limited by intrinsic variations and growing harmful effects. In this book these effects are presented, categorized, analyzed and for this purpose conceptually separated in noise and disturb effects. Furthermore a stochastic model for the memory cells is derived and experimentally verified at 48 nm ground rule. The model is used for the development of efficient algorithmic and technologic countermeasures for harmful effects, demonstrating its utility and versatility. The results of this work may improve the reliability or increase the data density of future NAND Flash memories according to the requirements of the targeted application.

NAND Flash Speicher sind inzwischen die Standardtechnologie für Massenspeicher in mobilen Anwendungen. Die Erhöhung ihrer Datendichte wird durch intrinsische Variationen und zunehmende Wechselwirkungen zwischen den Zellen des Speicherfeldes behindert. Diese Störeffekte werden in diesem Buch präsentiert, eingeordnet, analysiert und zu diesem Zweck begrifflich in „Disturb“ und „Noise“ unterschieden. Darüber hinaus wird ein stochastisches Modell der Speicherzellen entwickelt und anhand eines Speichers in 48 nm Technologie experimentell bestätigt. Der Nutzen und die Vielseitigkeit des Modells werden durch dessen Verwendung bei der Entwicklung von algorithmischen und technologischen Gegenmaßnamen der störenden Wechselwirkungen gezeigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit können, entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendungsbereiche, zur weiteren Erhöhung der Datendichte bzw. zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von zukünftigen NAND Flash Speichern genutzt werden.