JP2009205728A - Nand type nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for preventing insufficiency of write-in of selection cells. <P>SOLUTION: The NAND type nonvolatile semiconductor memory includes: n memory cells (where n is an integer of 4 or more) connected in series to one another; and a driver which applies first voltage to a control gate electrode of a first memory cell being an object of programming out of n memory cells during programming, applies second voltage being lower than the first voltage to each of a control gate electrode of a second memory cell being adjacent to a source line side of the first memory cell and a control gate electrode of a third memory cell being adjacent to a bit line side of the first memory cell, and applies third voltage being lower than the second voltage to control gate electrodes of residual memory cells other than the first, the second, and the third memory cell out of n memory cells. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、NAND型不揮発性半導体メモリのプログラミング方式に関する。   The present invention relates to a programming method for a NAND type nonvolatile semiconductor memory.

近年、NAND型不揮発性半導体メモリの用途は拡大し、そのメモリ容量も増大の一途を辿っている(例えば、特許文献1を参照)。しかし、メモリ容量の増大によりメモリセルが微細化すると、プログラミングの対象となる選択セルとそれに隣接する非選択セルとの間(以下、隣接セル間)に発生する容量が増加し、選択セルに対して書き込み不足の問題が発生する。   In recent years, the use of NAND-type non-volatile semiconductor memories has been expanded, and the memory capacity has been steadily increasing (for example, see Patent Document 1). However, when a memory cell is miniaturized due to an increase in memory capacity, the capacity generated between a selected cell to be programmed and an unselected cell adjacent to it (hereinafter, between adjacent cells) increases. Problem of insufficient writing.

特に、メモリ容量の増大に貢献する技術として注目されている多値技術(multi-level technology)では、1つのメモリセルに3値以上のデータを記憶させるため、2値メモリに比べてメモリセルの閾値を高くしなければならない場合がある。   In particular, in multi-level technology, which is attracting attention as a technology that contributes to an increase in memory capacity, data of three or more values is stored in one memory cell. There are cases where the threshold value must be increased.

この場合、例えば、コントロールゲート電極にプログラム電圧を印加して、基板からメモリセルの電荷蓄積層に多くの電子を注入しなければならないが、電荷蓄積層内にある程度の電子が注入されると、コントロールゲートと電荷蓄積層との間に高電界が生じ、両者の間にリーク電流が発生する。   In this case, for example, a program voltage must be applied to the control gate electrode to inject many electrons from the substrate into the charge storage layer of the memory cell, but when a certain amount of electrons are injected into the charge storage layer, A high electric field is generated between the control gate and the charge storage layer, and a leak current is generated between the two.

このため、それ以降は、基板からメモリセルの電荷蓄積層に電子を注入しても、その分だけ、メモリセルの電荷蓄積層からコントロールゲート電極に電子が放出され、電荷蓄積層内に一向に電子が蓄積できない、即ち、メモリセルの閾値を上昇できない、という書き込み不足の問題が発生している。
特開2005−100548号公報
For this reason, thereafter, even if electrons are injected from the substrate into the charge storage layer of the memory cell, electrons are released from the charge storage layer of the memory cell to the control gate electrode, and the electrons are directed into the charge storage layer. Does not accumulate, that is, the threshold value of the memory cell cannot be raised, causing a problem of insufficient writing.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-100548

本発明は、選択セルの書き込み不足を防止する技術について提案する。   The present invention proposes a technique for preventing insufficient writing of selected cells.

本発明の例に係るNAND型不揮発性半導体メモリは、電荷蓄積層及びコントロールゲート電極を有し、互いに直列接続されるn(nは4以上の整数)個のメモリセルと、n個のメモリセルの一端とソース線との間に接続される第1セレクトゲートトランジスタと、n個のメモリセルの他端とビット線との間に接続される第2セレクトゲートトランジスタと、プログラミング時に、n個のメモリセルのうち、プログラミングの対象となる第1メモリセルのコントロールゲート電極に第1電圧を印加し、第1メモリセルのソース線側に隣接する第2メモリセルのコントロールゲート電極及び第1メモリセルのビット線側に隣接する第3メモリセルのコントロールゲート電極にそれぞれ第1電圧よりも低い第2電圧を印加し、n個のメモリセルのうち、第1、第2及び第3メモリセル以外の残りのメモリセルのコントロールゲート電極に第2電圧よりも低い第3電圧を印加するドライバとを備える。第1、第2及び第3電圧は、n個のメモリセルをそれらの閾値によらずオンにする値以上である。   A NAND-type nonvolatile semiconductor memory according to an example of the present invention includes a charge storage layer and a control gate electrode, and n (n is an integer of 4 or more) memory cells connected in series, and n memory cells A first select gate transistor connected between one end of the memory cell and the source line; a second select gate transistor connected between the other end of the n memory cells and the bit line; Among the memory cells, the first voltage is applied to the control gate electrode of the first memory cell to be programmed, and the control gate electrode and the first memory cell of the second memory cell adjacent to the source line side of the first memory cell A second voltage lower than the first voltage is applied to the control gate electrode of the third memory cell adjacent to the bit line side of each of the n memory cells. Chi, and a first driver for applying a lower third voltage than the second voltage to the control gate electrode of the second and remaining memory cells other than the third memory cell. The first, second, and third voltages are equal to or greater than a value that turns on the n memory cells regardless of their thresholds.

本発明によれば、選択セルの書き込み不足を防止できる。   According to the present invention, insufficient writing of a selected cell can be prevented.

以下、図面を参照しながら、本発明の例を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   The best mode for carrying out an example of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

1. 概要
NAND型不揮発性半導体メモリでは、プログラミング時に、NANDセルユニット内の選択セルのコントロールゲート電極にプログラム電圧Vpgmを印加し、非選択セルのコントロールゲート電極にプログラム電圧Vpgmよりも低い転送電圧Vpassを印加する。
1. Overview
In the NAND type nonvolatile semiconductor memory, a program voltage Vpgm is applied to the control gate electrode of the selected cell in the NAND cell unit and a transfer voltage Vpass lower than the program voltage Vpgm is applied to the control gate electrode of the non-selected cell during programming. .

本発明では、この転送電圧Vpassを少なくとも2つ用意する。   In the present invention, at least two transfer voltages Vpass are prepared.

1つは、選択セルの両側に隣接する2つの隣接セル(非選択セル)のコントロールゲート電極に印加する転送電圧Vpass.h1であり、他の1つは、選択セル及び隣接セル以外の残りの非選択セルのコントロールゲート電極に印加する、転送電圧Vpass.h1よりも低い転送電圧Vpassである。   One is a transfer voltage Vpass.h1 applied to the control gate electrodes of two adjacent cells (non-selected cells) adjacent to both sides of the selected cell, and the other is the remaining voltage other than the selected cell and the adjacent cell. The transfer voltage Vpass is lower than the transfer voltage Vpass.h1 applied to the control gate electrode of the non-selected cell.

即ち、Vpass < Vpass.h1 < Vpgmである。   That is, Vpass <Vpass.h1 <Vpgm.

ここで、これら3つの電圧Vpass, Vpass.h1, Vpgmは、NANDストリング内のメモリセルをその閾値によらずオンにする値以上である。   Here, these three voltages Vpass, Vpass.h1, and Vpgm are equal to or higher than values for turning on the memory cells in the NAND string regardless of their threshold values.

この場合、選択セルの電荷蓄積層(例えば、フローティングゲート電極)の電位Vfgは、選択セルのコントロールゲート電極に印加されるプログラム電圧Vpgmと、隣接セルのコントロールゲート電極に印加される、転送電圧Vpassよりも高い転送電圧Vpass.h1とにより主に決定される。   In this case, the potential Vfg of the charge storage layer (for example, floating gate electrode) of the selected cell is the program voltage Vpgm applied to the control gate electrode of the selected cell and the transfer voltage Vpass applied to the control gate electrode of the adjacent cell. Is determined mainly by the higher transfer voltage Vpass.h1.

即ち、選択セルの電荷蓄積層の電位Vfgは、隣接セルのコントロールゲート電極に転送電圧Vpassを与える場合よりも転送電圧Vpass.h1を与える場合のほうが高くなるため、結果として、コントロールゲートと電荷蓄積層との間の高電界が緩和され、両者の間に生じるリーク電流が抑制される。   That is, the potential Vfg of the charge storage layer of the selected cell is higher when the transfer voltage Vpass.h1 is applied than when the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrode of the adjacent cell. The high electric field between the layers is relaxed, and the leakage current generated between the two is suppressed.

従って、選択セルに対する書き込み不足が防止される。   Therefore, insufficient writing to the selected cell is prevented.

ところで、書き込み不足の問題は、背景技術でも述べたように、メモリセルの閾値がある程度高くなったときに発生する。即ち、電荷蓄積層内に電子があまり蓄えられていない書き込みの初期段階では、隣接セルに転送電圧Vpass.h1を与えなくても、選択セルに与えるプログラム電圧Vpgmのみで電荷蓄積層内に電子を蓄積することが可能である。   By the way, the problem of insufficient writing occurs when the threshold value of the memory cell is raised to some extent, as described in the background art. That is, in the initial stage of writing in which not many electrons are stored in the charge storage layer, even if the transfer voltage Vpass.h1 is not applied to the adjacent cell, the electron is stored in the charge storage layer only by the program voltage Vpgm applied to the selected cell. It is possible to accumulate.

また、隣接セルのコントロールゲート電極に与える転送電圧をVpassからVpass.h1にすることは、隣接セルに対する誤書き込み(閾値上昇)の懸念を生じさせる。   Further, when the transfer voltage applied to the control gate electrode of the adjacent cell is changed from Vpass to Vpass.h1, there is a concern of erroneous writing (threshold increase) to the adjacent cell.

そこで、隣接セルに転送電圧Vpass.h1を与える期間を短くし、誤書き込みの懸念をなくすため、転送電圧Vpass.h1を与えるタイミングは、選択セルの電荷蓄積層内にある程度の電子が蓄積され、電荷蓄積層とコントロールゲートとの間にリーク電流が発生する状態になった後とする。   Therefore, in order to shorten the period for applying the transfer voltage Vpass.h1 to the adjacent cell and eliminate the fear of erroneous writing, the timing for applying the transfer voltage Vpass.h1 accumulates some electrons in the charge storage layer of the selected cell, After a state where a leakage current is generated between the charge storage layer and the control gate.

具体的には、プログラム電圧Vpgmを与えた後に転送電圧Vpass.h1を与える。また、プログラム電圧Vpgmが複数のステップを経て最大値になる場合には、転送電圧Vpass.h1は、プログラム電圧Vpgmが最大値になった後に最大値になるようにする。   Specifically, the transfer voltage Vpass.h1 is given after the program voltage Vpgm is given. When the program voltage Vpgm reaches a maximum value through a plurality of steps, the transfer voltage Vpass.h1 is set to a maximum value after the program voltage Vpgm reaches the maximum value.

これにより、選択セルに対する書き込み不足の問題を、隣接セルの誤書き込みの懸念を残すことなく解消できる。   As a result, the problem of insufficient writing to the selected cell can be solved without leaving the fear of erroneous writing in adjacent cells.

本発明では、Vpass < Vpass.h1 < Vpgmの範囲内で効果を奏するが、転送電圧Vpass.h1の具体的な値は、選択セルの書き込み不足の防止と隣接セルの誤書き込みの防止とを両立するため、上述の範囲内で最適値に設定される。   The present invention is effective within the range of Vpass <Vpass.h1 <Vpgm. However, the specific value of the transfer voltage Vpass.h1 satisfies both prevention of insufficient writing of the selected cell and prevention of erroneous writing of the adjacent cell. Therefore, the optimum value is set within the above-mentioned range.

本発明は、多値技術のようにメモリセルの閾値を非常に高くしなければならない場合に非常に有効である。   The present invention is very effective when the threshold value of the memory cell has to be very high as in the multi-value technology.

2. 実施形態
(1) NAND型不揮発性半導体メモリ
まず、NAND型不揮発性半導体メモリの概要について説明する。
2. Embodiment
(1) NAND type nonvolatile semiconductor memory
First, an outline of the NAND type nonvolatile semiconductor memory will be described.

以下の説明に当たっては、簡単のため、2値を前提とする。   In the following explanation, for simplicity, binary is assumed.

メモリセルの閾値が低い状態を消去状態(“1”−状態)とし、高い状態を書き込み状態(“0”−状態)とする。メモリセルの初期状態は、消去状態とする。   A state where the threshold value of the memory cell is low is referred to as an erased state (“1” -state), and a state where the threshold is high is referred to as a written state (“0” -state). The initial state of the memory cell is an erased state.

プログラミングは、“1”−プログラミング及び“0”−プログラミングの2つとし、前者は、書き込み禁止(消去状態の維持)、後者は、書き込み実行(閾値上昇)を意味するものとする。   There are two types of programming: “1” -programming and “0” -programming. The former means that writing is prohibited (maintaining an erased state), and the latter means that writing is executed (threshold rise).

図1は、NAND型不揮発性半導体メモリの全体図を示している。   FIG. 1 is an overall view of a NAND type nonvolatile semiconductor memory.

メモリセルアレイ11は、複数のブロックBK1,BK2,・・・BLjを有する。複数のブロックBK1,BK2,・・・BLjの各々は、NANDセルユニットを有する。   The memory cell array 11 has a plurality of blocks BK1, BK2,... BLj. Each of the plurality of blocks BK1, BK2,... BLj has a NAND cell unit.

データラッチ回路12は、リード/プログラム時にデータを一時的にラッチする機能を有し、例えば、フリップフロップ回路から構成される。I/O(input/output)バッファ13は、データのインターフェイス回路として、アドレスバッファ14は、アドレス信号のインターフェイス回路として機能する。   The data latch circuit 12 has a function of temporarily latching data at the time of reading / programming, and is composed of, for example, a flip-flop circuit. An I / O (input / output) buffer 13 functions as an interface circuit for data, and an address buffer 14 functions as an interface circuit for address signals.

アドレス信号には、ブロックアドレス信号、ロウアドレス信号及びカラムアドレス信号が含まれる。   The address signal includes a block address signal, a row address signal, and a column address signal.

ロウデコーダ15は、ブロックアドレス信号に基づいて、複数のブロックBK1,BK2,・・・BLjのうちの1つを選択し、ロウアドレス信号に基づいて、選択されたブロック内の複数のワード線のうちの1つを選択する。ワード線ドライバ17は、選択されたブロック内の複数のワード線を駆動する。   The row decoder 15 selects one of the plurality of blocks BK1, BK2,... BLj based on the block address signal, and selects the plurality of word lines in the selected block based on the row address signal. Select one of them. The word line driver 17 drives a plurality of word lines in the selected block.

カラムデコーダ16は、カラムアドレス信号に基づいて、複数のビット線のうちの1つを選択する。   The column decoder 16 selects one of the plurality of bit lines based on the column address signal.

基板電圧制御回路18は、半導体基板の電圧を制御する。具体的には、p型半導体基板内に、n型ウェル領域とp型ウェル領域からなるダブルウェル領域が形成され、メモリセルがp型ウェル領域内に形成される場合、p型ウェル領域の電圧を動作モードに応じて制御する。   The substrate voltage control circuit 18 controls the voltage of the semiconductor substrate. Specifically, when a double well region including an n type well region and a p type well region is formed in a p type semiconductor substrate and a memory cell is formed in the p type well region, the voltage of the p type well region is determined. Is controlled according to the operation mode.

例えば、基板電圧制御回路18は、リード/プログラム時には、p型ウェル領域を0Vに設定し、消去時には、p型ウェル領域を15V以上40V以下の電圧に設定する。   For example, the substrate voltage control circuit 18 sets the p-type well region to 0V at the time of reading / programming, and sets the p-type well region to a voltage of 15V to 40V at the time of erasing.

電圧発生回路19は、ワード線ドライバ17を制御する電圧を発生する。   The voltage generation circuit 19 generates a voltage for controlling the word line driver 17.

また、本発明では、電圧発生回路19は、選択されたブロック内の複数のワード線に供給する電圧、即ち、プログラム電圧Vpgm及び2つの転送電圧Vpash, Vpassを発生する。   In the present invention, the voltage generation circuit 19 generates a voltage to be supplied to a plurality of word lines in the selected block, that is, a program voltage Vpgm and two transfer voltages Vpash and Vpass.

セレクタ24は、動作モードや、選択されたワード線の位置などの情報に基づいて、選択されたブロック内の複数のワード線供給する電圧の値を選択する。   The selector 24 selects values of voltages supplied to a plurality of word lines in the selected block based on information such as the operation mode and the position of the selected word line.

制御回路20は、基板電圧制御回路18及び電圧発生回路19の動作を制御する。   The control circuit 20 controls operations of the substrate voltage control circuit 18 and the voltage generation circuit 19.

図2は、メモリセルアレイ及びワード線ドライバの回路例を示している。   FIG. 2 shows a circuit example of the memory cell array and the word line driver.

メモリセルアレイ11は、カラム方向に配置される複数のブロックBK1,BK2,・・・を有する。複数のブロックBK1,BK2,・・・の各々は、ロウ方向に配置される複数のNANDセルユニットを有する。NANDセルユニットは、直列接続される複数のメモリセルMCからなるNANDストリングと、その両端に1つずつ接続される2つのセレクトゲートトランジスタSTとを有する。   The memory cell array 11 has a plurality of blocks BK1, BK2,... Arranged in the column direction. Each of the plurality of blocks BK1, BK2,... Has a plurality of NAND cell units arranged in the row direction. The NAND cell unit has a NAND string composed of a plurality of memory cells MC connected in series, and two select gate transistors ST connected to both ends of the NAND string unit.

NANDセルユニットは、例えば、図3に示すようなレイアウトを有する。NANDセルユニットのカラム方向の断面構造は、例えば、図4に示すような構造となる。   The NAND cell unit has, for example, a layout as shown in FIG. The cross-sectional structure of the NAND cell unit in the column direction is, for example, as shown in FIG.

NANDセルユニットの一端は、ビット線BL1,BL2,・・・BLmに接続され、他端は、ソース線SLに接続される。   One end of the NAND cell unit is connected to the bit lines BL1, BL2,... BLm, and the other end is connected to the source line SL.

メモリセルアレイ11上には、複数のワード線WL1,・・・WLn,・・・と複数のセレクトゲート線SGS1,SGD1,・・・が配置される。   A plurality of word lines WL1,... WLn,... And a plurality of select gate lines SGS1, SGD1,.

例えば、ブロックBK1内には、n(nは複数)本のワード線WL1,・・・WLnと2本のセレクトゲート線SGS1,SGD1が配置される。ワード線WL1,・・・WLn及びセレクトゲート線SGS1,SGD1は、ロウ方向に延び、それぞれ、ワード線ドライバ17(DRV1)内の転送トランジスタユニット21(BK1)を介して、信号線(コントロールゲート線)CG1,・・・CGn及び信号線SGSV1,SGDV1に接続される。   For example, n (n is a plurality) word lines WL1,... WLn and two select gate lines SGS1, SGD1 are arranged in the block BK1. Word lines WL1,... WLn and select gate lines SGS1, SGD1 extend in the row direction, and are respectively connected to signal lines (control gate lines) via transfer transistor unit 21 (BK1) in word line driver 17 (DRV1). ) CG1,... CGn and signal lines SGSV1, SGDV1.

信号線CG1,・・・CGn,SGSV1,SGDV1は、それぞれロウ方向に交差するカラム方向に延び、セレクタ24に接続される。   The signal lines CG1,... CGn, SGSV1, SGDV1 extend in the column direction intersecting with the row direction, and are connected to the selector 24.

転送トランジスタユニット21(BK1)は、電源電圧Vccよりも高い電圧を転送できるように、高耐圧(high voltage)タイプMISFETから構成される。   The transfer transistor unit 21 (BK1) is composed of a high voltage type MISFET so that a voltage higher than the power supply voltage Vcc can be transferred.

ワード線ドライバ17(DRV1)内のブースタ22は、ロウデコーダ15から出力されるデコード信号を受ける。ブースタ22は、ブロックBK1が選択されているとき、転送トランジスタユニット21(BK1)をオンにし、ブロックBK1が選択されていないとき、転送トランジスタユニット21(BK1)をオフにする。   Booster 22 in word line driver 17 (DRV1) receives a decode signal output from row decoder 15. The booster 22 turns on the transfer transistor unit 21 (BK1) when the block BK1 is selected, and turns off the transfer transistor unit 21 (BK1) when the block BK1 is not selected.

(2) プログラミング動作
A. 第1実施形態
第1実施形態では、選択セルのソース線側に隣接する隣接セルのコントロールゲート電極及び選択セルのビット線側に隣接する隣接セルのコントロールゲート電極にそれぞれ転送電圧Vpass.h1を与える。
(2) Programming operation
A. First embodiment
In the first embodiment, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the control gate electrode of the adjacent cell adjacent to the source line side of the selected cell and the control gate electrode of the adjacent cell adjacent to the bit line side of the selected cell.

図5は、プログラミング時のNANDセルユニット内の電圧関係を示している。
選択セルは、NANDストリング内の中央に存在するメモリセルMC(k)とする。
FIG. 5 shows a voltage relationship in the NAND cell unit at the time of programming.
The selected cell is a memory cell MC (k) that exists in the center of the NAND string.

メモリセルMC(k)のコントロールゲート電極CGには、プログラム電圧Vpgmが印加される。また、メモリセルMC(k)のソース線SL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k−1)のコントロールゲート電極CG及びメモリセルMC(k)のビット線BL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k+1)のコントロールゲート電極CGには、それぞれ、転送電圧Vpass.h1が印加される。   A program voltage Vpgm is applied to the control gate electrode CG of the memory cell MC (k). Further, the memory cell MC (k) adjacent to the source line SL side and the memory cell (non-selected cell) MC (k−1) adjacent to the control gate electrode CG and the memory cell MC (k) adjacent to the bit line BL side. A transfer voltage Vpass.h1 is applied to each control gate electrode CG of the cell (non-selected cell) MC (k + 1).

メモリセルMC(k),MC(k−1),MC(k+1)以外の残りのメモリセル(非選択セル)MC(k−2),MC(k+2),MC(k−3),MC(k+3)のコントロールゲート電極CGには、転送電圧Vpass.h1よりも低い転送電圧Vpassが印加される。   The remaining memory cells (non-selected cells) other than the memory cells MC (k), MC (k-1), MC (k + 1) MC (k-2), MC (k + 2), MC (k-3), MC ( A transfer voltage Vpass lower than the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the control gate electrode CG of k + 3).

これら3つの電圧の大小関係は、Vpass < Vpass.h1 < Vpgmである。   The magnitude relationship between these three voltages is Vpass <Vpass.h1 <Vpgm.

Vpass, Vpass.h1, Vpgmは、NANDストリング内のメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)をその閾値によらずオンにする値以上を有する。   Vpass, Vpass.h1, and Vpgm have values greater than or equal to values that turn on the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string regardless of their threshold values.

図6は、図5のデバイスに対する電圧印加タイミングの第1例を示している。
ここでは、本発明に係わるVpass, Vpass.h1, Vpgmの3つについてのみ示す。
FIG. 6 shows a first example of voltage application timing for the device of FIG.
Here, only three of Vpass, Vpass.h1, and Vpgm according to the present invention are shown.

まず、時刻t1に、選択ブロックのNANDストリング内の全てのメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGに転送電圧Vpassを与える。即ち、転送電圧Vpass.h1及びプログラム電圧Vpgmについては、最大値になる前に、中間値としてVpassに設定する。   First, at time t1, the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of all the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string of the selected block. That is, the transfer voltage Vpass.h1 and the program voltage Vpgm are set to Vpass as an intermediate value before reaching the maximum value.

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧とメモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧とを、Vpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and two memory cells (adjacent cells) MC (k−1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k) are displayed. , MC (k + 1) and the voltage of the control gate electrode CG are further increased from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にし、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h1(最大値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is set to Vpgm (maximum value), and the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) are controlled. The voltage of the gate electrode CG is set to Vpass.h1 (maximum value).

この時、メモリセルMC(k)のフローティングゲート電極FGの電位Vfg(k)Inv.は、
Vfg(k)Inv.= (Crn x Vpass.h1) + Cr1 x (Vpgm - Vpass.h1) …(1)
となる。
At this time, the potential Vfg (k) Inv. Of the floating gate electrode FG of the memory cell MC (k) is
Vfg (k) Inv. = (Crn x Vpass.h1) + Cr1 x (Vpgm-Vpass.h1)… (1)
It becomes.

但し、Crnは、3つのメモリセルMC(k−1),MC(k),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧を上昇させたときの容量結合によるメモリセルMC(k)のカップリング比であり、Cr1は、1つのメモリセルMC(k)のみのコントロールゲート電極CGの電圧を上昇させたときのメモリセルMC(k)のカップリング比である。   However, Crn is the coupling of the memory cell MC (k) by capacitive coupling when the voltage of the control gate electrode CG of the three memory cells MC (k−1), MC (k), MC (k + 1) is increased. Cr1 is a coupling ratio of the memory cell MC (k) when the voltage of the control gate electrode CG of only one memory cell MC (k) is increased.

一方、メモリセル(選択セル)MC(k)以外の残りの全てのメモリセル(非選択セル)MC(k−3),…MC(k−1),MC(k+1),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGをVpassにして書き込みを行う従来の場合、
メモリセルMC(k)のフローティングゲート電極FGの電位Vfg(k)Con.は、
Vfg(k)Con. = (Crn x Vpass) + Cr1 x (Vpgm - Vpass) …(2)
となる。
On the other hand, all the remaining memory cells (non-selected cells) other than the memory cell (selected cell) MC (k) MC (k−3),... MC (k−1), MC (k + 1),. In the conventional case of writing with the control gate electrode CG of Vpass as Vpass,
The potential Vfg (k) Con. Of the floating gate electrode FG of the memory cell MC (k) is
Vfg (k) Con. = (Crn x Vpass) + Cr1 x (Vpgm-Vpass)… (2)
It becomes.

ここで、Crn = 0.73, Cr1 = 0.6, Vpass = 9 V, Vpass.h1 = 12.5 V, Vpgm = 24 Vとすると、Vfg(k)Inv.= 16.025 Vとなり、Vfg(k)Con. = 15.57 Vとなる。   Here, when Crn = 0.73, Cr1 = 0.6, Vpass = 9 V, Vpass.h1 = 12.5 V, Vpgm = 24 V, Vfg (k) Inv. = 16.025 V and Vfg (k) Con. = 15.57 V It becomes.

即ち、本発明によれば、メモリセル(選択セル)MC(k)のフローティングゲート電極FGの電位Vfg(k)を、従来に比べて、Vfg(k)Inv. -Vfg(k)Con. = 0.455 V上昇させることができる。   That is, according to the present invention, the potential Vfg (k) of the floating gate electrode FG of the memory cell (selected cell) MC (k) is Vfg (k) Inv.−Vfg (k) Con. = 0.455 V can be raised.

従って、メモリセル(選択セル)MC(k)の閾値を従来よりも上昇させ、書き込み不足が発生することを防止できる。   Therefore, the threshold value of the memory cell (selected cell) MC (k) can be increased as compared with the conventional case, and occurrence of insufficient writing can be prevented.

この効果は、観点を変えると、メモリセル(選択セル)MC(k)のフローティングゲート電極FG内に一定量の電子を注入するために必要なプログラム電圧Vpgmを小さくできる、ということを意味する。   From another viewpoint, this effect means that the program voltage Vpgm necessary for injecting a certain amount of electrons into the floating gate electrode FG of the memory cell (selected cell) MC (k) can be reduced.

この場合、メモリセルMC(k)のコントロールゲート電極CGは、Vpgm - ΔVpgmとなる。ΔVpgmは、従来よりも小さくできるプログラム電圧の値である。   In this case, the control gate electrode CG of the memory cell MC (k) is Vpgm−ΔVpgm. ΔVpgm is a value of the program voltage that can be made smaller than before.

この時、メモリセルMC(k)のフローティングゲート電極FGの電位Vfg(k)Inv.は、
Vfg(k)Inv.= (Crn x Vpass.h1) + Cr1 x (Vpgm - ΔVpgm - Vpass.h1) …(3)
となる。
At this time, the potential Vfg (k) Inv. Of the floating gate electrode FG of the memory cell MC (k) is
Vfg (k) Inv. = (Crn x Vpass.h1) + Cr1 x (Vpgm-ΔVpgm-Vpass.h1)… (3)
It becomes.

本発明と従来とで、メモリセルMC(k)のフローティングゲート電極FG内に注入する電子量が同じであるとすると、
式(2)のVfg(k)Con.と式(3)のVfg(k)Inv.とが等しいことになる。
If the amount of electrons injected into the floating gate electrode FG of the memory cell MC (k) is the same between the present invention and the conventional one,
Vfg (k) Con. In Expression (2) is equal to Vfg (k) Inv. In Expression (3).

従って、
ΔVpgm = ((Crn/Cr1) - 1) x (Vpass.h1 - Vpass) …(4)
となる。
Therefore,
ΔVpgm = ((Crn / Cr1)-1) x (Vpass.h1-Vpass)… (4)
It becomes.

ここで、Crn = 0.73, Cr1 = 0.6, Vpass = 9 V, Vpass.h1 = 12.5 V, Vpgm = 24 Vとすると、
ΔVpgm = 約0.76 V
となる。
Where Crn = 0.73, Cr1 = 0.6, Vpass = 9 V, Vpass.h1 = 12.5 V, Vpgm = 24 V,
ΔVpgm = about 0.76 V
It becomes.

このように、本発明によれば、従来のプログラム電圧Vpgm (= 24 V)に比べて、プログラム電圧をΔVpgm (= 約0.76 V)だけ低くした状態で、フローティングゲート電極FG内に同じ電子量を注入することが可能になる。   As described above, according to the present invention, the same amount of electrons is set in the floating gate electrode FG in a state where the program voltage is lower by ΔVpgm (= about 0.76 V) than the conventional program voltage Vpgm (= 24 V). It becomes possible to inject.

結果として、コントロールゲート電極CGとフローティングゲート電極FGとの間の電界は、約6 %低下し、これにより、両者間に生じるリーク電流は、約24 %低下する。また、プログラム電圧Vpgmを低くできるため、隣接セル間の干渉を緩和できる。   As a result, the electric field between the control gate electrode CG and the floating gate electrode FG is reduced by about 6%, whereby the leakage current generated between them is reduced by about 24%. In addition, since the program voltage Vpgm can be lowered, interference between adjacent cells can be reduced.

図5のデバイスに対する電圧印加タイミングの他の例について説明する。   Another example of voltage application timing for the device of FIG. 5 will be described.

図7は、図5のデバイスに対する電圧印加タイミングの第2例を示している。
第2例の特徴は、プログラム電圧Vpgmを最大値にした後に転送電圧Vpass.h1を最大値にする点にある。
FIG. 7 shows a second example of voltage application timing for the device of FIG.
The feature of the second example is that the transfer voltage Vpass.h1 is maximized after the program voltage Vpgm is maximized.

まず、時刻t1に、選択ブロックのNANDストリング内の全てのメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGに転送電圧Vpassを与える。即ち、転送電圧Vpass.h1及びプログラム電圧Vpgmについては、最大値になる前に、中間値としてVpassに設定する。   First, at time t1, the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of all the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string of the selected block. That is, the transfer voltage Vpass.h1 and the program voltage Vpgm are set to Vpass as an intermediate value before reaching the maximum value.

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧とメモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧とを、Vpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and two memory cells (adjacent cells) MC (k−1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k) are displayed. , MC (k + 1) and the voltage of the control gate electrode CG are further increased from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にし、時刻t4に、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h1(最大値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is set to Vpgm (maximum value), and at time t4, the memory cells (adjacent cells) MC (k−1), MC ( The voltage of the control gate electrode CG of (k + 1) is set to Vpass.h1 (maximum value).

第2例では、Vpass.h1が最大値になるタイミングを遅らせることで、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)に対する誤書き込みの可能性をなくすことができる。また、書き込み不足の問題は、メモリセルの閾値がある程度高くなったときに発生するため、Vpass.h1が最大値になるタイミングの遅れは、書き込み不足の解消という本発明の効果に何ら影響を及ぼさない。   In the second example, by delaying the timing when Vpass.h1 reaches the maximum value, the possibility of erroneous writing to the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) can be eliminated. In addition, since the problem of insufficient writing occurs when the threshold value of the memory cell becomes high to some extent, the delay in timing at which Vpass.h1 reaches the maximum value has no influence on the effect of the present invention to eliminate insufficient writing. Absent.

図8は、Vpass及びVpass.h1を用いた場合のフローティングゲート電極FGの電位(Vfg with Vpass.h1)の変化と、Vpassのみを用いた場合のフローティングゲート電極FGの電位(Vfg without Vpass.h1)の変化とを示している。   FIG. 8 shows changes in the potential of the floating gate electrode FG (Vfg with Vpass.h1) when Vpass and Vpass.h1 are used, and the potential (Vfg without Vpass.h1) of the floating gate electrode FG when only Vpass is used. ) Changes.

両者のフローティングゲート電極FGの電位Vfgの差は、特に、書き込みの最終段階において顕著に生じており、この差がメモリセルの閾値をどこまで高くできるかに影響を及ぼしている。   The difference between the potentials Vfg of the two floating gate electrodes FG is particularly noticeable at the final stage of writing, and this difference affects how high the threshold value of the memory cell can be increased.

Vpass及びVpass.h1を用いた場合のフローティングゲート電極FGの電位(Vfg with Vpass.h1)は、Vpassのみを用いた場合のフローティングゲート電極FGの電位(Vfg without Vpass.h1)よりも高い状態を維持するため、書き込み不足の問題を解消できる。   The potential of the floating gate electrode FG when using Vpass and Vpass.h1 (Vfg with Vpass.h1) is higher than the potential of the floating gate electrode FG when using only Vpass (Vfg without Vpass.h1). The problem of insufficient writing can be solved.

図9は、図5のデバイスに対する電圧印加タイミングの第3例を示している。
第3例は、第2例の変形例である。
第3例の特徴は、転送電圧Vpass.h1を、Vpassから2ステップで最大値にすると共に、プログラム電圧Vpgmを最大値にした後に転送電圧Vpass.h1を最大値にする点にある。
FIG. 9 shows a third example of voltage application timing for the device of FIG.
The third example is a modification of the second example.
The feature of the third example is that the transfer voltage Vpass.h1 is maximized in two steps from Vpass, and the transfer voltage Vpass.h1 is maximized after the program voltage Vpgm is maximized.

まず、時刻t1に、選択ブロックのNANDストリング内の全てのメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGに転送電圧Vpassを与える。即ち、転送電圧Vpass.h1及びプログラム電圧Vpgmについては、最大値になる前に、中間値としてVpassに設定する。   First, at time t1, the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of all the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string of the selected block. That is, the transfer voltage Vpass.h1 and the program voltage Vpgm are set to Vpass as an intermediate value before reaching the maximum value.

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧とメモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧とを、Vpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and two memory cells (adjacent cells) MC (k−1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k) are displayed. , MC (k + 1) and the voltage of the control gate electrode CG are further increased from Vpass.

また、時刻t3に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にし、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧を、Vpassよりも高く、Vpass.h1よりも低い値にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is set to Vpgm (maximum value), and the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) are controlled. The voltage of the gate electrode CG is set higher than Vpass and lower than Vpass.h1.

そして、時刻t4に、メモリセルMC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をさらに上昇させ、時刻t5に、メモリセルMC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h1(最大値)にする。   At time t4, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cells MC (k−1) and MC (k + 1) is further increased, and at time t5, the control of the memory cells MC (k−1) and MC (k + 1) is performed. The voltage of the gate electrode CG is set to Vpass.h1 (maximum value).

第3例では、第2例と同様に、Vpass.h1が最大値になるタイミングを遅らせることで、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)に対する誤書き込みの可能性をなくすことができる。また、書き込み不足の問題も、Vpass.h1を与えることで解消することができる。   In the third example, similarly to the second example, the possibility of erroneous writing to the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) is delayed by delaying the timing at which Vpass.h1 reaches the maximum value. Can be eliminated. Also, the problem of insufficient writing can be solved by giving Vpass.h1.

図10は、図5のデバイスに対する電圧印加タイミングの第4例を示している。
第4例の特徴は、転送電圧Vpass.h1を最大値にした後にプログラム電圧Vpgmを最大値にする点にある。
FIG. 10 shows a fourth example of voltage application timing for the device of FIG.
The feature of the fourth example is that the program voltage Vpgm is maximized after the transfer voltage Vpass.h1 is maximized.

まず、時刻t1に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧と、メモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)以外のメモリセルMC(k−3),MC(k−2),MC(k+2),MC(k+3)のコントロールゲート電極CGの電圧とに転送電圧Vpassを与える。   First, at time t1, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and two memory cells (adjacent cells) MC (k−1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k). , MC (k + 1), the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrode CG of the memory cells MC (k-3), MC (k-2), MC (k + 2), MC (k + 3).

また、メモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセルMC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGに、転送電圧Vpassよりも高い転送電圧Vpass.h1を与える。   Further, a transfer voltage Vpass.h1 higher than the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of the two memory cells MC (k−1) and MC (k + 1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k).

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is further raised from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセルMC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell MC (k) is set to Vpgm (maximum value).

第4例では、Vpass.h1が最大値になるタイミングを早めているが、転送電圧Vpass.h1の値を調整することで、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)に対する誤書き込みの可能性をなくすことができる。また、書き込み不足の問題も、Vpass.h1を与えることで解消することができる。   In the fourth example, the timing at which Vpass.h1 reaches the maximum value is advanced, but by adjusting the value of the transfer voltage Vpass.h1, the memory cells (adjacent cells) MC (k−1), MC (k + 1) The possibility of erroneous writing to can be eliminated. Also, the problem of insufficient writing can be solved by giving Vpass.h1.

次に、選択ブロック内のNANDストリングに対する具体的なプログラミング方法について、図11乃至図16を参照しつつ説明する。   Next, a specific programming method for the NAND string in the selected block will be described with reference to FIGS.

以下の説明を簡単にするため、NANDストリングは、本発明を実施するための最小値である4つのメモリセルから構成されるものとする。また、ビット線BL1に接続されるメモリセルに対しては“0”をプログラミングし、ビット線BL2に接続されるメモリセルに対しては“1”をプログラミングする場合を考える。   In order to simplify the following description, it is assumed that the NAND string is composed of four memory cells which are the minimum values for carrying out the present invention. Further, consider a case where “0” is programmed for the memory cell connected to the bit line BL1, and “1” is programmed for the memory cell connected to the bit line BL2.

NANDストリング内のメモリセルの初期状態は、消去状態(“1”状態)とする。   The initial state of the memory cell in the NAND string is an erased state (“1” state).

この場合、ビット線BL1は、“0”−プログラミングのための低い電圧Vbl1(例えば、0V)に設定され、ビット線BL2は、“1”−プログラミングのための正の電圧Vbl2(例えば、1.2V - 4.0V)に設定される。   In this case, the bit line BL1 is set to “0” -low voltage Vbl1 (eg, 0V) for programming, and the bit line BL2 is set to “1” -positive voltage Vbl2 (eg, 1.2V). -4.0V).

ビット線側セレクトゲート線SGDには、電圧Vsgdが印加される。Vsgdの値は、
Vth_sgd(0)<Vsgd<Vbl2+Vth_sgd(Vbl2)
を満たすものとする。
The voltage Vsgd is applied to the bit line side select gate line SGD. The value of Vsgd is
Vth_sgd (0) <Vsgd <Vbl2 + Vth_sgd (Vbl2)
Shall be satisfied.

但し、Vth_sgdは、ビット線側セレクトゲートトランジスタの閾値電圧、()内は、ビット線側セレクトゲートトランジスタのソースに印加されるバックバイアス電圧を意味する。   However, Vth_sgd means a threshold voltage of the bit line side select gate transistor, and () means a back bias voltage applied to the source of the bit line side select gate transistor.

通常、Vsgdは、Vbl2と同じ値に設定される。   Normally, Vsgd is set to the same value as Vbl2.

また、ソース線側セレクトゲート線SGSには、ソース線側セレクトゲートトランジスタをカットオフさせる電圧Vsgs(例えば0V)を印加する。   Further, a voltage Vsgs (for example, 0 V) for cutting off the source line side select gate transistor is applied to the source line side select gate line SGS.

ソース線SLは、Vs、例えば、0Vに設定される。   The source line SL is set to Vs, for example, 0V.

これにより、ビット線BL1に接続されるビット線側セレクトゲートトランジスタは、オンになり、電圧Vbl1は、ビット線BL1からNANDストリング内のメモリセルのチャネルに転送される。   As a result, the bit line side select gate transistor connected to the bit line BL1 is turned on, and the voltage Vbl1 is transferred from the bit line BL1 to the channel of the memory cell in the NAND string.

従って、選択されたワード線にVpgmが印加されると、選択セルでは、チャネルから電荷蓄積層(例えば、フローティングゲート電極)に電子が注入され、書き込み(閾値上昇)が行われる。   Therefore, when Vpgm is applied to the selected word line, in the selected cell, electrons are injected from the channel into the charge storage layer (for example, floating gate electrode), and writing (threshold increase) is performed.

一方、ビット線BL2に接続されるビット線側セレクトゲートトランジスタは、例えば、ワード線にVpass.h1及びVpassが印加されると、NANDストリング内のメモリセルのチャネルが容量カップリングにより昇圧されるため、自動的にカットオフする。   On the other hand, in the bit line side select gate transistor connected to the bit line BL2, for example, when Vpass.h1 and Vpass are applied to the word line, the channel of the memory cell in the NAND string is boosted by capacitive coupling. Cut off automatically.

また、選択されたワード線にVpgmが印加されると、選択セルのチャネル電圧は、さらに上昇する。従って、選択セルでは、チャネルから電荷蓄積層に電子が注入されず、書き込みが禁止(消去状態が維持)される。   In addition, when Vpgm is applied to the selected word line, the channel voltage of the selected cell further increases. Therefore, in the selected cell, electrons are not injected from the channel into the charge storage layer, and writing is prohibited (erasure state is maintained).

このようなプログラミング動作において、選択セルの両側に隣接する2つの隣接セルのコントロールゲート電極、即ち、ワード線には、転送電圧Vpassよりも高い転送電圧Vpass.h1が印加される。   In such a programming operation, a transfer voltage Vpass.h1 higher than the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes of two adjacent cells adjacent to both sides of the selected cell, that is, the word line.

図11及び図12は、NANDストリングを構成する4つのメモリセルのうち、ソース線側/ビット線側セレクトゲートトランジスタに隣接する最も端の2つのメモリセルを、プログラミングの対象とならないダミーセルDUMMYとした例である。   11 and 12, among the four memory cells constituting the NAND string, the two end memory cells adjacent to the source line side / bit line side select gate transistor are dummy cells DUMMY not to be programmed. It is an example.

プログラミングは、例えば、ソース線側のメモリセルからドレイン側にメモリセルに向かって1つずつ順次行う。   For example, programming is sequentially performed one by one from the memory cell on the source line side to the memory cell on the drain side.

まず、図11に示すように、ワード線WL2にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL1,WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL4に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL2に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   First, as shown in FIG. 11, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL2, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL1 and WL3, and the transfer voltage Vpass is applied to the word line WL4. Then, programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL2.

次に、図12に示すように、ワード線WL3にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2,WL4に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL3に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 12, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL3, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL2 and WL4, and the transfer voltage Vpass is applied to the word line WL1. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL3.

図13乃至図16は、NANDストリングを構成する4つのメモリセルの全てをプログラミングの対象とした例である。   FIG. 13 to FIG. 16 are examples in which all of the four memory cells constituting the NAND string are targeted for programming.

プログラミングは、例えば、ソース線側のメモリセルからドレイン側にメモリセルに向かって1つずつ順次行う。   For example, programming is sequentially performed one by one from the memory cell on the source line side to the memory cell on the drain side.

まず、図13に示すように、ワード線WL1にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL3,WL4に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL1に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   First, as shown in FIG. 13, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL1, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word line WL2, and the transfer voltage Vpass is applied to the word lines WL3 and WL4. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL1.

ここで、ワード線WL1に接続されるメモリセル(選択セル)に対してプログラミングを行うときは、選択セルに隣接する隣接セルは、ビット線側に1つしか存在しないため、この場合には、その1つの隣接セルにVpass.h1を与えればよい。   Here, when programming a memory cell (selected cell) connected to the word line WL1, there is only one adjacent cell on the bit line side adjacent to the selected cell. What is necessary is just to give Vpass.h1 to the one adjacent cell.

次に、図14に示すように、ワード線WL2にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL1,WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL4に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL2に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 14, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL2, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL1 and WL3, and the transfer voltage Vpass is applied to the word line WL4. Then, programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL2.

次に、図15に示すように、ワード線WL3にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2,WL4に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL3に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 15, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL3, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL2 and WL4, and the transfer voltage Vpass is applied to the word line WL1. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL3.

最後に、図16に示すように、ワード線WL4にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1,WL2に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL4に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Finally, as shown in FIG. 16, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL4, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word line WL3, and the transfer voltage Vpass is applied to the word lines WL1 and WL2. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL4.

ここで、ワード線WL4に接続されるメモリセル(選択セル)に対してプログラミングを行うときは、選択セルに隣接する隣接セルは、ソース線側に1つしか存在しないため、この場合には、その1つの隣接セルにVpass.h1を与えればよい。   Here, when programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL4, there is only one adjacent cell on the source line side adjacent to the selected cell. What is necessary is just to give Vpass.h1 to the one adjacent cell.

以上、第1実施形態によれば、選択セルの両側に存在する2つの隣接セルに、Vpassよりも高いVpass.h1を与えることで、選択セルに対する書き込み不足を解消できる。   As described above, according to the first embodiment, by providing Vpass.h1 higher than Vpass to two adjacent cells existing on both sides of the selected cell, it is possible to solve the shortage of writing to the selected cell.

B. 第2実施形態
第2実施形態は、第1実施形態の特徴を含む第1実施形態の応用例である。
B. Second embodiment
The second embodiment is an application example of the first embodiment including the features of the first embodiment.

第2実施形態では、選択セルのソース線側に隣接する隣接セルのさらにソース線側に隣接するメモリセルのコントロールゲート電極、及び、選択セルのビット線側に隣接する隣接セルのさらにビット線側に隣接するメモリセルのコントロールゲート電極の少なくとも1つに転送電圧Vpass.h2を与える。   In the second embodiment, the control gate electrode of the memory cell adjacent to the source line side of the adjacent cell adjacent to the source line side of the selected cell, and the bit line side of the adjacent cell adjacent to the bit line side of the selected cell The transfer voltage Vpass.h2 is applied to at least one of the control gate electrodes of the memory cells adjacent to.

転送電圧Vpass.h2は、非選択セルのコントロールゲート電極に与える転送電圧Vpassよりも高く、隣接セルのコントロールゲート電極に与える転送電圧Vpass.h1よりも低い値とする。即ち、Vpass < Vpass.h2 < Vpass.h1 である。   The transfer voltage Vpass.h2 is higher than the transfer voltage Vpass applied to the control gate electrode of the non-selected cell and lower than the transfer voltage Vpass.h1 applied to the control gate electrode of the adjacent cell. That is, Vpass <Vpass.h2 <Vpass.h1.

隣接セルのソース線側/ビット線側に隣接するメモリセルのコントロールゲート電極にVpass.h2を与えることにより、容量結合によるメモリセルMC(k)のカップリング比をさらに増加し、また非選択セルの誤書き込みを防止する。   By providing Vpass.h2 to the control gate electrode of the memory cell adjacent to the source line side / bit line side of the adjacent cell, the coupling ratio of the memory cell MC (k) due to capacitive coupling is further increased, and the non-selected cell Prevents erroneous writing.

図17は、プログラミング時のNANDセルユニット内の電圧関係を示している。
選択セルは、NANDストリング内の中央に存在するメモリセルMC(k)とする。
FIG. 17 shows the voltage relationship in the NAND cell unit at the time of programming.
The selected cell is a memory cell MC (k) that exists in the center of the NAND string.

メモリセルMC(k)のコントロールゲート電極CGには、プログラム電圧Vpgmが印加される。また、メモリセルMC(k)のソース線SL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k−1)のコントロールゲート電極CG及びメモリセルMC(k)のビット線BL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k+1)のコントロールゲート電極CGには、それぞれ、転送電圧Vpass.h1が印加される。   A program voltage Vpgm is applied to the control gate electrode CG of the memory cell MC (k). Further, the memory cell MC (k) adjacent to the source line SL side and the memory cell (non-selected cell) MC (k−1) adjacent to the control gate electrode CG and the memory cell MC (k) adjacent to the bit line BL side. A transfer voltage Vpass.h1 is applied to each control gate electrode CG of the cell (non-selected cell) MC (k + 1).

さらに、メモリセルMC(k)のソース線SL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k−1)のさらにソース線SL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k−2)のコントロールゲート電極、及び、メモリセルMC(k)のビット線BL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k+1)のさらにビット線BL側に隣接するメモリセル(非選択セル)MC(k+2)のコントロールゲート電極の少なくとも1つには、転送電圧Vpass.h2が印加される。   Further, a memory cell (unselected cell) MC (k−2) further adjacent to the source line SL side of a memory cell (unselected cell) MC (k−1) adjacent to the source line SL side of the memory cell MC (k). ) And the memory cell (unselected cell) MC adjacent to the bit line BL side of the memory cell (unselected cell) MC (k + 1) adjacent to the bit line BL side of the memory cell MC (k). The transfer voltage Vpass.h2 is applied to at least one of the control gate electrodes (k + 2).

メモリセルMC(k),MC(k−1),MC(k+1),MC(k−2),MC(k+2)以外の残りのメモリセル(非選択セル)MC(k−3),MC(k+3)のコントロールゲート電極CGには、転送電圧Vpass.h2よりも低い転送電圧Vpassが印加される。   The remaining memory cells (non-selected cells) MC (k-3), MC () other than the memory cells MC (k), MC (k-1), MC (k + 1), MC (k-2), MC (k + 2) A transfer voltage Vpass lower than the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the control gate electrode CG of k + 3).

これら4つの電圧の大小関係は、Vpass < Vpass.h2 < Vpass.h1 < Vpgmである。   The magnitude relationship between these four voltages is Vpass <Vpass.h2 <Vpass.h1 <Vpgm.

Vpass, Vpass.h2, Vpass.h1, Vpgmは、NANDストリング内のメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)をその閾値によらずオンにする値以上を有する。   Vpass, Vpass.h2, Vpass.h1, and Vpgm have a value that is equal to or greater than a value that turns on the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string regardless of their threshold values.

図18は、図17のデバイスに対する電圧印加タイミングの第1例を示している。
ここでは、本発明に係わるVpass, Vpass.h2, Vpass.h1, Vpgmの4つについてのみ示す。
FIG. 18 shows a first example of voltage application timing for the device of FIG.
Here, only four of Vpass, Vpass.h2, Vpass.h1, and Vpgm according to the present invention are shown.

まず、時刻t1に、選択ブロックのNANDストリング内の全てのメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGに転送電圧Vpassを与える。即ち、転送電圧Vpass.h1, Vpass.h2及びプログラム電圧Vpgmについては、最大値になる前に、中間値としてVpassに設定する。   First, at time t1, the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of all the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string of the selected block. That is, the transfer voltages Vpass.h1 and Vpass.h2 and the program voltage Vpgm are set to Vpass as an intermediate value before reaching the maximum value.

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧と、メモリセルMC(k)の両側に隣接する4つのメモリセル(非選択セル)MC(k−1),MC(k+1),MC(k−2),MC(k+2)のコントロールゲート電極CGの電圧とを、Vpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and four memory cells (non-selected cells) MC (k− adjacent to both sides of the memory cell MC (k) are displayed. 1) The voltage of the control gate electrode CG of MC (k + 1), MC (k-2), MC (k + 2) is further raised from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にし、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h1(最大値)にし、メモリセル(非選択セル)MC(k−2),MC(k+2)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h2(最大値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is set to Vpgm (maximum value), and the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) are controlled. The voltage of the gate electrode CG is set to Vpass.h1 (maximum value), and the voltage of the control gate electrode CG of the memory cells (non-selected cells) MC (k−2) and MC (k + 2) is set to Vpass.h2 (maximum value). .

この時、メモリセルMC(k)のフローティングゲート電極FGの電位Vfg(k)Inv.は、第1実施形態の式(1)で示される値となり、第1実施形態と同様に、メモリセル(選択セル)MC(k)の書き込み不足を防止できる。   At this time, the potential Vfg (k) Inv. Of the floating gate electrode FG of the memory cell MC (k) becomes a value represented by the expression (1) of the first embodiment, and similarly to the first embodiment, the memory cell ( Insufficient writing of the selected cell) MC (k) can be prevented.

また、第1実施形態の式(4)で示されるように、フローティングゲート電極に注入する電子量を一定とした場合に、プログラム電圧を従来よりもΔVpgm だけ低くできる。これにより、コントロールゲート電極CGとフローティングゲート電極FGとの間に生じるリーク電流を抑制できる。   Further, as shown by the equation (4) in the first embodiment, when the amount of electrons injected into the floating gate electrode is constant, the program voltage can be lowered by ΔVpgm than the conventional one. Thereby, a leak current generated between the control gate electrode CG and the floating gate electrode FG can be suppressed.

図17のデバイスに対する電圧印加タイミングの他の例について説明する。   Another example of voltage application timing for the device of FIG. 17 will be described.

図19は、図17のデバイスに対する電圧印加タイミングの第2例を示している。
第2例の特徴は、プログラム電圧Vpgmを最大値にした後に転送電圧Vpass.h1を最大値にする点にある。
FIG. 19 shows a second example of voltage application timing for the device of FIG.
The feature of the second example is that the transfer voltage Vpass.h1 is maximized after the program voltage Vpgm is maximized.

転送電圧Vpass.h2については、プログラム電圧Vpgmと同時に最大値にする。
但し、転送電圧Vpass.h1と同様に、プログラム電圧Vpgmを最大値にした後に転送電圧Vpass.h2を最大値にしてもよい。
The transfer voltage Vpass.h2 is set to the maximum value simultaneously with the program voltage Vpgm.
However, like the transfer voltage Vpass.h1, the transfer voltage Vpass.h2 may be maximized after the program voltage Vpgm is maximized.

まず、時刻t1に、選択ブロックのNANDストリング内の全てのメモリセルMC(k−3),…MC(k+3)のコントロールゲート電極CGに転送電圧Vpassを与える。即ち、転送電圧Vpass.h1, Vpass.h2及びプログラム電圧Vpgmについては、最大値になる前に、中間値としてVpassに設定する。   First, at time t1, the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of all the memory cells MC (k−3),... MC (k + 3) in the NAND string of the selected block. That is, the transfer voltages Vpass.h1 and Vpass.h2 and the program voltage Vpgm are set to Vpass as an intermediate value before reaching the maximum value.

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧と、メモリセルMC(k)の両側に隣接する4つのメモリセル(非選択セル)MC(k−1),MC(k+1),MC(k−2),MC(k+2)のコントロールゲート電極CGの電圧とを、Vpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and four memory cells (non-selected cells) MC (k− adjacent to both sides of the memory cell MC (k) are displayed. 1) The voltage of the control gate electrode CG of MC (k + 1), MC (k-2), MC (k + 2) is further raised from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にし、メモリセル(非選択セル)MC(k−2),MC(k+2)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h2(最大値)にし、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h2(中間値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is set to Vpgm (maximum value), and the memory cells (non-selected cells) MC (k−2), MC (k + 2) The voltage of the control gate electrode CG is set to Vpass.h2 (maximum value), and the voltage of the control gate electrode CG of the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) is set to Vpass.h2 (intermediate value). .

また、時刻t4に、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧を、Vpass.h2からさらに上昇させ、時刻t5に、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpass.h1(最大値)にする。   At time t4, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) is further increased from Vpass.h2, and at time t5, the memory cells (adjacent cells) The voltage of the control gate electrode CG of MC (k−1), MC (k + 1) is set to Vpass.h1 (maximum value).

第2例では、Vpass.h1が最大値になるタイミングを遅らせることで、メモリセル(隣接セル)MC(k−1),MC(k+1)に対する誤書き込みの可能性をなくすことができる。また、書き込み不足の問題は、メモリセルの閾値がある程度高くなったときに発生するため、Vpass.h1が最大値になるタイミングの遅れは、書き込み不足の解消という本発明の効果に何ら影響を及ぼさない。   In the second example, by delaying the timing when Vpass.h1 reaches the maximum value, the possibility of erroneous writing to the memory cells (adjacent cells) MC (k−1) and MC (k + 1) can be eliminated. In addition, since the problem of insufficient writing occurs when the threshold value of the memory cell becomes high to some extent, the delay in the timing at which Vpass.h1 reaches the maximum value has no effect on the effect of the present invention of eliminating the insufficient writing. Absent.

また、メモリセル(非選択セル)MC(k−2),MC(k+2)にVpass.h2を与えることにより、メモリセルMC(k−1),MC(k+1),MC(k−2),MC(k+2)に生じる容量干渉を抑制できる。   Further, by giving Vpass.h2 to the memory cells (non-selected cells) MC (k-2) and MC (k + 2), the memory cells MC (k-1), MC (k + 1), MC (k-2), Capacitance interference occurring in MC (k + 2) can be suppressed.

図20は、図17のデバイスに対する電圧印加タイミングの第3例を示している。
第3例の特徴は、転送電圧Vpass.h1, Vpassh2を最大値にした後にプログラム電圧Vpgmを最大値にする点にある。
FIG. 20 shows a third example of voltage application timing for the device of FIG.
The characteristic of the third example is that the program voltage Vpgm is maximized after the transfer voltages Vpass.h1, Vpassh2 are maximized.

まず、時刻t1に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧と、メモリセルMC(k)の両側に隣接する4つのメモリセルMC(k−1),MC(k+1),(k−2),MC(k+2)以外のメモリセルMC(k−3),MC(k+3)のコントロールゲート電極CGの電圧とに転送電圧Vpassを与える。   First, at time t1, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) and the four memory cells MC (k−1), MC (k + 1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k). ), (K−2), and MC (k + 2) other than the memory cell MC (k−3) and MC (k + 3), the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrode CG.

また、メモリセルMC(k)の両側に隣接する2つのメモリセルMC(k−1),MC(k+1)のコントロールゲート電極CGに、転送電圧Vpassよりも高い転送電圧Vpass.h1を与える。   Further, a transfer voltage Vpass.h1 higher than the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes CG of the two memory cells MC (k−1) and MC (k + 1) adjacent to both sides of the memory cell MC (k).

さらに、メモリセルMC(k−1)のソース線側に隣接するメモリセルMC(k−2)のコントロールゲート電極CG、及び、メモリセルMC(k+1)のビット線側に隣接するメモリセルMC(k+2)のコントロールゲート電極CGに、それぞれ、転送電圧Vpassよりも高く、転送電圧Vpass.h1よりも低い転送電圧Vpass.h2を与える。   Further, the control gate electrode CG of the memory cell MC (k−2) adjacent to the source line side of the memory cell MC (k−1) and the memory cell MC (adjacent to the bit line side of the memory cell MC (k + 1)) A transfer voltage Vpass.h2 higher than the transfer voltage Vpass and lower than the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the control gate electrode CG of k + 2).

この後、時刻t2に、メモリセル(選択セル)MC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpassからさらに上昇させる。   Thereafter, at time t2, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell (selected cell) MC (k) is further raised from Vpass.

そして、時刻t3に、メモリセルMC(k)のコントロールゲート電極CGの電圧をVpgm(最大値)にする。   At time t3, the voltage of the control gate electrode CG of the memory cell MC (k) is set to Vpgm (maximum value).

第3例では、Vpass.h1, Vpass.h2が最大値になるタイミングを早めているが、転送電圧Vpass.h1, Vpass.h2の値を調整することで、メモリセルMC(k−1),MC(k+1),MC(k−2),MC(k+2)に対する誤書き込みの可能性をなくすことができる。また、書き込み不足の問題も、Vpass.h1を与えることで解消することができる。   In the third example, the timing at which Vpass.h1 and Vpass.h2 become maximum values is advanced, but by adjusting the values of the transfer voltages Vpass.h1 and Vpass.h2, the memory cells MC (k−1), The possibility of erroneous writing to MC (k + 1), MC (k-2), and MC (k + 2) can be eliminated. Also, the problem of insufficient writing can be solved by giving Vpass.h1.

次に、選択ブロック内のNANDストリングに対する具体的なプログラミング方法について、図21乃至図26を参照しつつ説明する。   Next, a specific programming method for the NAND string in the selected block will be described with reference to FIGS.

以下の説明を簡単にするため、NANDストリングは、本発明を実施するための最小値である4つのメモリセルから構成されるものとする。また、ビット線BL1に接続されるメモリセルに対しては“0”をプログラミングし、ビット線BL2に接続されるメモリセルに対しては“1”をプログラミングする場合を考える。   In order to simplify the following description, it is assumed that the NAND string is composed of four memory cells which are the minimum values for carrying out the present invention. Further, consider a case where “0” is programmed for the memory cell connected to the bit line BL1, and “1” is programmed for the memory cell connected to the bit line BL2.

NANDストリング内のメモリセルの初期状態は、消去状態(“1”状態)とする。   The initial state of the memory cell in the NAND string is an erased state (“1” state).

この場合、ビット線BL1は、“0”−プログラミングのための低い電圧Vbl1(例えば、0V)に設定され、ビット線BL2は、“1”−プログラミングのための正の電圧Vbl2(例えば、1.2V - 4.0V)に設定される。   In this case, the bit line BL1 is set to “0” -low voltage Vbl1 (eg, 0V) for programming, and the bit line BL2 is set to “1” -positive voltage Vbl2 (eg, 1.2V). -4.0V).

ビット線側セレクトゲート線SGDには、電圧Vsgdが印加される。Vsgdの値は、
Vth_sgd(0)<Vsgd<Vbl2+Vth_sgd(Vbl2)
を満たすものとする。
The voltage Vsgd is applied to the bit line side select gate line SGD. The value of Vsgd is
Vth_sgd (0) <Vsgd <Vbl2 + Vth_sgd (Vbl2)
Shall be satisfied.

但し、Vth_sgdは、ビット線側セレクトゲートトランジスタの閾値電圧、()内は、ビット線側セレクトゲートトランジスタのソースに印加されるバックバイアス電圧を意味する。   However, Vth_sgd means a threshold voltage of the bit line side select gate transistor, and () means a back bias voltage applied to the source of the bit line side select gate transistor.

通常、Vsgdは、Vbl2と同じ値に設定される。   Normally, Vsgd is set to the same value as Vbl2.

また、ソース線側セレクトゲート線SGSには、ソース線側セレクトゲートトランジスタをカットオフさせる電圧Vsgs(例えば0V)を印加する。   Further, a voltage Vsgs (for example, 0 V) for cutting off the source line side select gate transistor is applied to the source line side select gate line SGS.

ソース線SLは、Vs、例えば、0Vに設定される。   The source line SL is set to Vs, for example, 0V.

これにより、ビット線BL1に接続されるビット線側セレクトゲートトランジスタは、オンになり、電圧Vbl1は、ビット線BL1からNANDストリング内のメモリセルのチャネルに転送される。   As a result, the bit line side select gate transistor connected to the bit line BL1 is turned on, and the voltage Vbl1 is transferred from the bit line BL1 to the channel of the memory cell in the NAND string.

従って、選択されたワード線にVpgmが印加されると、選択セルでは、チャネルから電荷蓄積層(例えば、フローティングゲート電極)に電子が注入され、書き込み(閾値上昇)が行われる。   Therefore, when Vpgm is applied to the selected word line, in the selected cell, electrons are injected from the channel into the charge storage layer (for example, floating gate electrode), and writing (threshold increase) is performed.

一方、ビット線BL2に接続されるビット線側セレクトゲートトランジスタは、例えば、ワード線に転送電圧Vpass, Vpass.h1, Vpass.h2が印加されると、NANDストリング内のメモリセルのチャネルが容量カップリングにより昇圧されるため、自動的にカットオフする。   On the other hand, in the bit line side select gate transistor connected to the bit line BL2, for example, when the transfer voltages Vpass, Vpass.h1, Vpass.h2 are applied to the word line, the channel of the memory cell in the NAND string is capacitively coupled. Since it is boosted by the ring, it automatically cuts off.

また、選択されたワード線にVpgmが印加されると、選択セルのチャネル電圧は、さらに上昇する。従って、選択セルでは、チャネルから電荷蓄積層に電子が注入されず、書き込みが禁止(消去状態が維持)される。   In addition, when Vpgm is applied to the selected word line, the channel voltage of the selected cell further increases. Therefore, in the selected cell, electrons are not injected from the channel into the charge storage layer, and writing is prohibited (erasure state is maintained).

このようなプログラミング動作において、選択セルの両側に隣接する2つの隣接セルのコントロールゲート電極、即ち、ワード線には、転送電圧Vpassよりも高い転送電圧Vpass.h1が印加され、さらに、隣接セルのソース線側/ビット線側に隣接するメモリセルのコントロールゲート電極、即ち、ワード線には、転送電圧Vpassよりも高く、転送電圧Vpass.h1よりも低い転送電圧Vpass.h2が印加される。   In such a programming operation, a transfer voltage Vpass.h1 higher than the transfer voltage Vpass is applied to the control gate electrodes of two adjacent cells adjacent to both sides of the selected cell, that is, the word line. A transfer voltage Vpass.h2 higher than the transfer voltage Vpass and lower than the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the control gate electrode of the memory cell adjacent to the source line side / bit line side, that is, the word line.

図21及び図22は、NANDストリングを構成する4つのメモリセルのうち、ソース線側/ビット線側セレクトゲートトランジスタに隣接する最も端の2つのメモリセルを、プログラミングの対象とならないダミーセルDUMMYとした例である。   21 and 22, among the four memory cells constituting the NAND string, the two endmost memory cells adjacent to the source line side / bit line side select gate transistor are the dummy cells DUMMY that are not programming targets. It is an example.

プログラミングは、例えば、ソース線側のメモリセルからドレイン側にメモリセルに向かって1つずつ順次行う。   For example, programming is sequentially performed one by one from the memory cell on the source line side to the memory cell on the drain side.

まず、図21に示すように、ワード線WL2にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL1,WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL4に転送電圧Vpass.h2を与える。そして、ワード線WL2に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   First, as shown in FIG. 21, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL2, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL1 and WL3, and the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL4. Then, programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL2.

次に、図22に示すように、ワード線WL3にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2,WL4に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1に転送電圧Vpass.h2を与える。そして、ワード線WL3に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 22, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL3, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL2 and WL4, and the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL1. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL3.

図23乃至図26は、NANDストリングを構成する4つのメモリセルの全てをプログラミングの対象とした例である。   FIG. 23 to FIG. 26 are examples in which all four memory cells constituting the NAND string are targeted for programming.

プログラミングは、例えば、ソース線側のメモリセルからドレイン側にメモリセルに向かって1つずつ順次行う。   For example, programming is sequentially performed one by one from the memory cell on the source line side to the memory cell on the drain side.

まず、図23に示すように、ワード線WL1にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL3に転送電圧Vpass.h2を与え、ワード線WL4に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL1に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   First, as shown in FIG. 23, a program voltage Vpgm is applied to the word line WL1, a transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word line WL2, a transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL3, and a transfer voltage Vpass is applied to the word line WL4. give. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL1.

ここで、ワード線WL1に接続されるメモリセル(選択セル)に対してプログラミングを行うときは、選択セルに隣接する隣接セルは、ビット線側に1つしか存在しないため、この場合には、その1つの隣接セルにVpass.h1を与えればよい。   Here, when programming a memory cell (selected cell) connected to the word line WL1, there is only one adjacent cell on the bit line side adjacent to the selected cell. What is necessary is just to give Vpass.h1 to the one adjacent cell.

次に、図24に示すように、ワード線WL2にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL1,WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL4に転送電圧Vpass.h2を与える。そして、ワード線WL2に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 24, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL2, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL1 and WL3, and the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL4. Then, programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL2.

次に、図25に示すように、ワード線WL3にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL2,WL4に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1に転送電圧Vpass.h2を与える。そして、ワード線WL3に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Next, as shown in FIG. 25, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL3, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word lines WL2 and WL4, and the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL1. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL3.

最後に、図26に示すように、ワード線WL4にプログラム電圧Vpgmを与え、ワード線WL3に転送電圧Vpass.h1を与え、ワード線WL1に転送電圧Vpass.h2を与え、ワード線WL2に転送電圧Vpassを与える。そして、ワード線WL4に接続されるメモリセル(選択セル)についてプログラミングを実行する。   Finally, as shown in FIG. 26, the program voltage Vpgm is applied to the word line WL4, the transfer voltage Vpass.h1 is applied to the word line WL3, the transfer voltage Vpass.h2 is applied to the word line WL1, and the transfer voltage is applied to the word line WL2. Give Vpass. Then, programming is performed for the memory cell (selected cell) connected to the word line WL4.

ここで、ワード線WL4に接続されるメモリセル(選択セル)に対してプログラミングを行うときは、選択セルに隣接する隣接セルは、ソース線側に1つしか存在しないため、この場合には、その1つの隣接セルにVpass.h1を与えればよい。   Here, when programming is performed on the memory cell (selected cell) connected to the word line WL4, there is only one adjacent cell on the source line side adjacent to the selected cell. What is necessary is just to give Vpass.h1 to the one adjacent cell.

以上、第2実施形態によれば、選択セルの両側に存在する2つの隣接セルに、Vpassよりも高いVpass.h1を与えることで、選択セルに対する書き込み不足を解消できる。   As described above, according to the second embodiment, by providing Vpass.h1 higher than Vpass to two adjacent cells existing on both sides of the selected cell, it is possible to eliminate insufficient writing to the selected cell.

また、2つの隣接セルのソース線側/ビット線側に存在する2つのメモリセルに、Vpassよりも高く、転送電圧Vpass.h1よりも低い転送電圧Vpass.h2を与えることで、非選択セルに対する誤書き込みを防止できる。   Further, by applying a transfer voltage Vpass.h2 higher than Vpass and lower than the transfer voltage Vpass.h1 to two memory cells existing on the source line side / bit line side of two adjacent cells, Incorrect writing can be prevented.

(3) まとめ
以上、説明したように、本発明によれば、選択セルの両側に隣接する2つの隣接セル(非選択セル)のコントロールゲート電極に転送電圧Vpass.h1を印加することにより、選択セルに対する書き込み不足を解消できる。
(3) Summary
As described above, according to the present invention, insufficient writing to the selected cell is performed by applying the transfer voltage Vpass.h1 to the control gate electrodes of two adjacent cells (non-selected cells) adjacent to both sides of the selected cell. Can be eliminated.

3. 変形例
本発明の変形例のいくつかについて説明する。
3. Modified example
Some of the modified examples of the present invention will be described.

(1) 多値NAND型不揮発性半導体メモリ
本発明は、1つのメモリセルに記憶させる値の数に制限されない。
(1) Multi-level NAND type nonvolatile semiconductor memory
The present invention is not limited to the number of values stored in one memory cell.

上述の実施形態では、2値を前提としたが、本発明のNAND型不揮発性半導体メモリは、1つのメモリセルに3値以上を記憶させる多値メモリであってもよい。   In the above-described embodiment, binary is assumed. However, the NAND nonvolatile semiconductor memory of the present invention may be a multi-level memory that stores three or more values in one memory cell.

既に説明したように、多値技術が適用されたNAND型不揮発性半導体メモリでは、所定の電圧範囲内に3つ以上の閾値分布を設定しなければならない。この場合、所定の電圧範囲内の高い位置に閾値分布を設けなければならない。   As already described, in the NAND type nonvolatile semiconductor memory to which the multi-value technology is applied, three or more threshold distributions must be set within a predetermined voltage range. In this case, the threshold distribution must be provided at a high position within a predetermined voltage range.

このような状況を鑑みれば、本発明のプログラミング技術は、例えば、プログラミングの対象となるメモリセルに3値以上のデータを記憶させる場合に、最も高い閾値電圧を有するデータのプログラミングに有効である。   In view of such a situation, the programming technique of the present invention is effective for programming data having the highest threshold voltage when, for example, data of three or more values is stored in a memory cell to be programmed.

具体的には、4値メモリを例にとると、メモリセルに記憶させる4つのデータ “0”, “1”, “2”, “3” のうち、”3”-書き込みに対して本発明を適用し、”1”-書き込み及び”2”-書き込みについては、従来の方法を使用する。   Specifically, taking a quaternary memory as an example, the present invention applies to “3” -write among four data “0”, “1”, “2”, “3” stored in a memory cell. The conventional method is used for “1” -write and “2” -write.

但し、“0”が消去状態(初期状態)で最も閾値電圧が低い状態、”3”が最も閾値電圧が高い状態、即ち、“0” < “1” < “2” < “3”の関係を有するものとする。   However, “0” is the erased state (initial state) and the threshold voltage is the lowest, and “3” is the highest threshold voltage, that is, “0” <“1” <“2” <“3” It shall have.

尚、当然に、”1”-書き込み及び”2”-書き込みに本発明を適用しても何ら問題はない。   Of course, there is no problem even if the present invention is applied to “1” -write and “2” -write.

本発明によれば、書き込み不足の解消により、所定の電圧範囲内の高い位置にも閾値分布を設けることができるため、本発明は、多値メモリを実現するに当って非常に有効な技術といえる。   According to the present invention, since the threshold distribution can be provided even at a high position within a predetermined voltage range by eliminating the shortage of writing, the present invention is a very effective technique for realizing a multi-value memory. I can say that.

(2) プログラミング順序
上述の実施形態では、NANDセルユニット内の複数のメモリセルのうち、最もソース線側のメモリセルから最もビット線側のメモリセルに向かって1つずつ順次プログラミングを実行するシーケンシャルプログラム方式について説明したが、本発明は、当然に、ランダムプログラム方式にも適用可能である。
(2) Programming order
In the above-described embodiment, the sequential programming method in which the programming is sequentially performed one by one from the memory cell on the most source line side toward the memory cell on the most bit line side among the plurality of memory cells in the NAND cell unit has been described. However, the present invention is naturally applicable to a random program system.

(3) センス方式
メモリセルのデータを読み出すためのセンス方式として、全ビット線を偶数ビット線と奇数ビット線とに分けて読み出しを行うシールドビット線センス方式と、全てのビット線のデータを同時に読み出すABL(All Bit Line)センス方式とがある。
(3) Sense method
As a sensing method for reading data of memory cells, a shield bit line sensing method in which all bit lines are divided into even bit lines and odd bit lines and reading is performed, and ABL (All Bits) in which data of all bit lines are read simultaneously. Line) sense method.

本発明のプログラミング方式は、これらの双方にそれぞれ組み合わせて、NAND型不揮発性半導体メモリを実現することが可能である。   The programming method of the present invention can be combined with each other to realize a NAND type nonvolatile semiconductor memory.

(4) ページ設定
1つのワード線に接続される複数のメモリセルからなるグループは、通常、1ページと定義される。
(4) Page setting
A group consisting of a plurality of memory cells connected to one word line is usually defined as one page.

しかし、近年では、1つのワード線に接続される複数のメモリセルからなるグループに複数のページを割り当てる場合もある。本発明のプログラミング方式は、このような場合においても、何ら変更なく、適用することができる。   However, in recent years, a plurality of pages may be assigned to a group consisting of a plurality of memory cells connected to one word line. Even in such a case, the programming method of the present invention can be applied without any change.

(5) チャネル昇圧方式
本発明は、選択セルの閾値を変化させるときは、選択セルのチャネルを固定電位(例えば、0V)に固定し、選択セルの閾値を変化させないときは、選択セルのチャネルを固定電位よりも高い電位にブーストする。
(5) Channel boosting method
In the present invention, when changing the threshold value of the selected cell, the channel of the selected cell is fixed to a fixed potential (for example, 0 V), and when the threshold value of the selected cell is not changed, the channel of the selected cell is higher than the fixed potential. Boost to potential.

このような方式としては、セルフブースト方式、ローカルセルフブースト方式、消去エリアセルフブースト(ESB: Erased area Self-Boost)方式、又は、それらの変形方式などが知られているが、本発明は、そのような方式にも、もちろん適用可能である。   As such a method, a self-boost method, a local self-boost method, an erase area self-boost (ESB) method, or a modified method thereof is known. Of course, this method can also be applied.

(6) ステップアップ書き込み
プログラミング時に、選択セルの閾値を上昇させる書き込みを行う場合、プログラム電圧は、複数のステップを経て最大値になるように設定してもよい。この場合、隣接セルに与える転送電圧の値は、プログラム電圧の最大値よりも低ければよい。
(6) Step-up writing
When programming is performed to increase the threshold value of the selected cell during programming, the program voltage may be set to a maximum value through a plurality of steps. In this case, the value of the transfer voltage applied to the adjacent cell may be lower than the maximum value of the program voltage.

また、プログラム電圧は、最大値に達する前に、転送電圧の値と同じ値を有する期間があってもよい。   Further, there may be a period in which the program voltage has the same value as the value of the transfer voltage before reaching the maximum value.

(7) メモリセル構造
上述の実施形態では、メモリセルは、フローティングゲート電極及びコントロールゲート電極を有するスタックゲート構造を前提としたが、メモリセル構造は、これに限られない。
(7) Memory cell structure
In the above embodiment, the memory cell is premised on a stack gate structure having a floating gate electrode and a control gate electrode, but the memory cell structure is not limited to this.

図27は、MONOS型メモリセルを示している。
MONOS型とは、電荷蓄積層が絶縁膜から構成される不揮発性半導体メモリセルをいうものとする。
FIG. 27 shows a MONOS type memory cell.
The MONOS type refers to a nonvolatile semiconductor memory cell in which the charge storage layer is formed of an insulating film.

半導体基板(アクティブエリア)25内には、ソース/ドレイン拡散層26が配置される。ソース/ドレイン拡散層26間のチャネル領域上には、ゲート絶縁膜(トンネル絶縁膜)27、電荷蓄積層28、ブロック絶縁膜29及びコントロールゲート電極(ワード線)30が配置される。   A source / drain diffusion layer 26 is arranged in the semiconductor substrate (active area) 25. On the channel region between the source / drain diffusion layers 26, a gate insulating film (tunnel insulating film) 27, a charge storage layer 28, a block insulating film 29, and a control gate electrode (word line) 30 are disposed.

ブロック絶縁膜29は、例えば、ONO(oxide/nitride/oxide)膜、高誘電率(high-k)材料などから構成される。   The block insulating film 29 is made of, for example, an ONO (oxide / nitride / oxide) film, a high dielectric constant (high-k) material, or the like.

4. 適用例
本発明のNAND型不揮発性半導体メモリが適用されるシステムの例を説明する。
4). Application examples
An example of a system to which the NAND type nonvolatile semiconductor memory of the present invention is applied will be described.

図28は、メモリシステムの一例を示している。
このシステムは、例えば、メモリカード、USBメモリなどである。
FIG. 28 shows an example of a memory system.
This system is, for example, a memory card or a USB memory.

パッケージ31内には、回路基板32、複数の半導体チップ33,34,35が配置される。回路基板32と半導体チップ33,34,35とは、ボンディングワイヤ36により電気的に接続される。半導体チップ33,34,35のうちの1つが、本発明に係わるNAND型不揮発性半導体メモリである。   In the package 31, a circuit board 32 and a plurality of semiconductor chips 33, 34, and 35 are arranged. The circuit board 32 and the semiconductor chips 33, 34, and 35 are electrically connected by bonding wires 36. One of the semiconductor chips 33, 34, and 35 is a NAND type nonvolatile semiconductor memory according to the present invention.

図29は、チップレイアウトを示している。
半導体チップ40上には、メモリセルアレイ41A,41Bが配置される。メモリセルアレイ41A,41Bは、それぞれ、第2方向に配置されるブロックBK0,BK1,・・・BKn−1を有する。ブロックBK0,BK1,・・・BKn−1の各々は、第1方向に配置される複数のセルユニットCUを有する。
FIG. 29 shows a chip layout.
On the semiconductor chip 40, memory cell arrays 41A and 41B are arranged. Memory cell arrays 41A and 41B have blocks BK0, BK1,... BKn−1 arranged in the second direction, respectively. Each of the blocks BK0, BK1,... BKn−1 has a plurality of cell units CU arranged in the first direction.

セルユニットCUは、図30に示すように、第2方向に直列接続される複数のメモリセルMCと、その両端に1つずつ接続される2つのセレクトゲートトランジスタSTとから構成されるNANDストリングである。   As shown in FIG. 30, the cell unit CU is a NAND string composed of a plurality of memory cells MC connected in series in the second direction, and two select gate transistors ST connected one to the both ends. is there.

メモリセルアレイ41A,41B上には、それぞれ、第2方向に延びるビット線BLが配置される。メモリセルアレイ41A,41Bの第2方向の両端には、ページバッファ(PB)43が配置される。ページバッファ43は、読み出し/書き込み時に、読み出しデータ/書き込みデータを一時的に記憶する機能を有する。また、ページバッファ43は、読み出し時、又は、書き込み/消去動作のベリファイ時に、センスアンプ(S/A)として機能する。   Bit lines BL extending in the second direction are arranged on the memory cell arrays 41A and 41B, respectively. Page buffers (PB) 43 are arranged at both ends in the second direction of the memory cell arrays 41A and 41B. The page buffer 43 has a function of temporarily storing read data / write data during read / write. The page buffer 43 functions as a sense amplifier (S / A) at the time of reading or at the time of verifying the write / erase operation.

メモリセルアレイ41A,41Bの第1方向の一端(半導体チップ40の縁側の端部とは反対側の端部)には、ロウデコーダ(RDC)44が配置される。また、メモリセルアレイ41A,41Bの第2方向の一端側には、半導体チップ40の縁に沿ってパッドエリア42が配置される。ページバッファ43とパッドエリア42との間には、周辺回路45が配置される。   A row decoder (RDC) 44 is disposed at one end of the memory cell arrays 41A and 41B in the first direction (the end opposite to the end on the edge side of the semiconductor chip 40). A pad area 42 is arranged along the edge of the semiconductor chip 40 on one end side in the second direction of the memory cell arrays 41A and 41B. A peripheral circuit 45 is arranged between the page buffer 43 and the pad area 42.

5. むすび
本発明によれば、選択セルの書き込み不足を防止できる。
5. Conclusion
According to the present invention, insufficient writing of a selected cell can be prevented.

本発明の例は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The example of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying each component without departing from the gist thereof. Various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements disclosed in the above-described embodiments, or constituent elements of different embodiments may be appropriately combined.

NAND型不揮発性半導体メモリを示すブロック図。The block diagram which shows a NAND type non-volatile semiconductor memory. メモリセルアレイ及びワード線ドライバの回路例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit example of a memory cell array and a word line driver. NANDセルユニットの平面図。The top view of a NAND cell unit. NANDセルユニットの断面図。Sectional drawing of a NAND cell unit. 第1実施形態のプログラミング方式の電圧関係を示す図。The figure which shows the voltage relationship of the programming system of 1st Embodiment. ワード線に与える電圧のタイミングの第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the timing of the voltage given to a word line. ワード線に与える電圧のタイミングの第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the timing of the voltage given to a word line. フローティングゲート電極の電位の変化を示す図。The figure which shows the change of the electric potential of a floating gate electrode. ワード線に与える電圧のタイミングの第3例を示す図。The figure which shows the 3rd example of the timing of the voltage given to a word line. ワード線に与える電圧のタイミングの第4例を示す図。The figure which shows the 4th example of the timing of the voltage given to a word line. プログラミング方法の第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the programming method. プログラミング方法の第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. 第2実施形態のプログラミング方式の電圧関係を示す図。The figure which shows the voltage relationship of the programming system of 2nd Embodiment. ワード線に与える電圧のタイミングの第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the timing of the voltage given to a word line. ワード線に与える電圧のタイミングの第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the timing of the voltage given to a word line. ワード線に与える電圧のタイミングの第3例を示す図。The figure which shows the 3rd example of the timing of the voltage given to a word line. プログラミング方法の第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the programming method. プログラミング方法の第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. プログラミング方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the programming method. MONOS型メモリセルを示す図。The figure which shows a MONOS type | mold memory cell. 適用例としてのシステムを示す図。The figure which shows the system as an application example. 適用例としてのチップレイアウトを示す図。The figure which shows the chip layout as an application example. NANDセルユニットを示す図。The figure which shows a NAND cell unit.

符号の説明Explanation of symbols

11: メモリセルアレイ、 12: データラッチ回路、 13: I/Oバッファ、 14: アドレスバッファ、 15: ロウデコーダ、 16: カラムデコーダ、 17: ワード線ドライバ、 18: 基板電圧制御回路、 19: 電圧発生回路、 20: 制御回路、 21: 転送トランジスタユニット、 22: ブースタ、 24: セレクタ、 25: 半導体基板、 26: ソース/ドレイン拡散層、 27: ゲート絶縁膜、 28: 電荷蓄積層、 29: ブロック絶縁膜、 30: コントロールゲート電極、 31: パッケージ、 32: 回路基板、 33,34,35,40: 半導体チップ、 36: ボンディングワイヤ、 41A,41B: メモリセルアレイ、 42: パッドエリア、 43: ページバッファ、 44: ロウデコーダ、 45: 周辺回路。   11: Memory cell array, 12: Data latch circuit, 13: I / O buffer, 14: Address buffer, 15: Row decoder, 16: Column decoder, 17: Word line driver, 18: Substrate voltage control circuit, 19: Voltage generation Circuit: 20: Control circuit, 21: Transfer transistor unit, 22: Booster, 24: Selector, 25: Semiconductor substrate, 26: Source / drain diffusion layer, 27: Gate insulating film, 28: Charge storage layer, 29: Block insulation Membrane, 30: Control gate electrode, 31: Package, 32: Circuit board, 33, 34, 35, 40: Semiconductor chip, 36: Bonding wire, 41A, 41B: Memory cell array, 42: Pad area, 43: Page buffer,4: row decoder, 45: peripheral circuits.

Claims (5)

電荷蓄積層及びコントロールゲート電極を有し、互いに直列接続されるn(nは4以上の整数)個のメモリセルと、前記n個のメモリセルの一端とソース線との間に接続される第1セレクトゲートトランジスタと、前記n個のメモリセルの他端とビット線との間に接続される第2セレクトゲートトランジスタと、プログラミング時に、前記n個のメモリセルのうち、前記プログラミングの対象となる第1メモリセルのコントロールゲート電極に第1電圧を印加し、前記第1メモリセルの前記ソース線側に隣接する第2メモリセルのコントロールゲート電極及び前記第1メモリセルの前記ビット線側に隣接する第3メモリセルのコントロールゲート電極にそれぞれ前記第1電圧よりも低い第2電圧を印加し、前記n個のメモリセルのうち、前記第1、第2及び第3メモリセル以外の残りのメモリセルのコントロールゲート電極に前記第2電圧よりも低い第3電圧を印加するドライバとを具備し、前記第1、第2及び第3電圧は、前記n個のメモリセルをそれらの閾値によらずオンにする値以上であることを特徴とするNAND型不揮発性半導体メモリ。   N (n is an integer of 4 or more) memory cells having a charge storage layer and a control gate electrode and connected in series to each other, and nth memory cells connected between one end of the n memory cells and a source line. One select gate transistor, a second select gate transistor connected between the other end of the n number of memory cells and the bit line, and a target of programming among the n number of memory cells during programming A first voltage is applied to the control gate electrode of the first memory cell and adjacent to the control gate electrode of the second memory cell adjacent to the source line side of the first memory cell and the bit line side of the first memory cell. A second voltage lower than the first voltage is applied to each control gate electrode of the third memory cell, and among the n memory cells, A driver that applies a third voltage lower than the second voltage to the control gate electrodes of the remaining memory cells other than the first, second, and third memory cells, and the first, second, and third voltages are: A NAND-type non-volatile semiconductor memory characterized by having a value equal to or greater than a value for turning on the n memory cells regardless of their threshold values. 前記ドライバは、前記プログラミング時に、前記第2メモリセルの前記ソース線側又は前記第3メモリセルの前記ビット線側に隣接する第4メモリセルのコントロールゲート電極に、前記第2電圧よりも低く、前記第3電圧よりも高い第4電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載のNAND型不揮発性半導体メモリ。   The driver is lower than the second voltage at a control gate electrode of a fourth memory cell adjacent to the source line side of the second memory cell or the bit line side of the third memory cell during the programming, The NAND-type nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein a fourth voltage higher than the third voltage is applied. 前記n個のメモリセルのうち、前記第1及び第2セレクトゲートトランジスタに隣接する最も端の2つのメモリセルは、前記プログラミングの対象とならないダミーセルであることを特徴とする請求項1又は2に記載のNAND型不揮発性半導体メモリ。   3. The nmost memory cells adjacent to the first and second select gate transistors among the n memory cells are dummy cells that are not subject to the programming. The NAND-type nonvolatile semiconductor memory described. 前記プログラミング時に、前記第1電圧は、複数のステップを経て最大値になり、前記第2及び第3電圧は、前記最大値よりも低く、前記第2電圧は、前記第1電圧が前記最大値になった後に最大値になることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のNAND型不揮発性半導体メモリ。   During the programming, the first voltage reaches a maximum value through a plurality of steps, the second and third voltages are lower than the maximum value, and the second voltage is determined by the first voltage being the maximum value. The NAND-type nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the NAND-type nonvolatile semiconductor memory has a maximum value after becoming. 前記第1メモリセルに対するプログラミングは、前記第1メモリセルに記憶される3値以上のデータのうち最も高い閾値電圧を有するデータのプログラミングであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のNAND型不揮発性半導体メモリ。   5. The programming of the first memory cell according to claim 1, wherein programming of the data having the highest threshold voltage among data of three or more values stored in the first memory cell is performed. The NAND-type nonvolatile semiconductor memory according to item.
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