JP2010530596A - Intelligent control of write pulse duration - Google Patents
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Abstract
複数の不揮発性記憶素子に書き込みを行うため、複数の書き込みパルスがそれらの不揮発性記憶素子の制御ゲート(または他の端子)に印加される。書き込みパルスは一定のパルス幅を有し、最大電圧に到達するまで大きさが増加する。その時点で、書き込みパルスの大きさが大きくなることが停止され、書き込みパルスの長さの異なる持続期間を提供するように、検証処理の合間に書き込みパルスが印加される。一実施形態では、例えば、パルスが最大値へ到達した後は、パルス幅が増加される。他の実施形態では、パルスが最大値へ到達した後は、複数の書き込みパルスが検証処理の合間に印加される。 In order to write to a plurality of nonvolatile memory elements, a plurality of write pulses are applied to control gates (or other terminals) of the nonvolatile memory elements. The write pulse has a constant pulse width and increases in magnitude until the maximum voltage is reached. At that point, the magnitude of the write pulse is stopped increasing and a write pulse is applied between the verification processes to provide different durations of the write pulse length. In one embodiment, for example, after the pulse reaches a maximum value, the pulse width is increased. In other embodiments, after the pulse reaches the maximum value, multiple write pulses are applied between verification processes.
Description
本発明は、不揮発性記憶装置のための技術に関する。 The present invention relates to a technology for a nonvolatile memory device.
半導体メモリは、様々な電子デバイスで使われることが一般的になってきている。例えば、不揮発性半導体メモリは、携帯電話、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント、モバイルコンピュータ、非モバイルコンピュータ、及び他の装置に使用されている。電気的消去・再書込み可能型読取専用メモリ(EEPROM)とフラッシュメモリは、最も普及している不揮発性半導体メモリである。 Semiconductor memories are becoming more commonly used in various electronic devices. For example, non-volatile semiconductor memories are used in mobile phones, digital cameras, personal digital assistants, mobile computers, non-mobile computers, and other devices. Electrically erasable and rewritable read only memory (EEPROM) and flash memory are the most popular nonvolatile semiconductor memories.
EEPROMとフラッシュメモリは、半導体基板内のチャネル領域上に配置され、そのチャネル領域から絶縁されているフローティングゲートを採用している。フローティングゲートとチャネル領域は、ソース領域とドレイン領域の間に配置されている。フローティングゲートの上に、そのフローティングゲートから絶縁されている制御ゲートが設けられている。トランジスタの閾値電圧は、フローティングゲート上に保持されている電荷量によって制御される。即ち、そのソースとドレインの間の導通を可能にすべくトランジスタをオンするために制御ゲートに印加すべき電圧の最小量は、そのフローティングゲート上の電荷量レベルにより制御される。従って、フローティングゲートに保持されている電荷量を変化させることにより閾値電圧を変化させることで、メモリセル(メモリセルは一つ以上のトランジスタを備えていてもよい)に書き込み/消去を行うことができる。 The EEPROM and the flash memory employ a floating gate that is disposed on the channel region in the semiconductor substrate and insulated from the channel region. The floating gate and the channel region are disposed between the source region and the drain region. A control gate that is insulated from the floating gate is provided on the floating gate. The threshold voltage of the transistor is controlled by the amount of charge held on the floating gate. That is, the minimum amount of voltage that must be applied to the control gate to turn on the transistor to allow conduction between its source and drain is controlled by the charge level on the floating gate. Accordingly, writing / erasing can be performed on a memory cell (the memory cell may include one or more transistors) by changing the threshold voltage by changing the amount of charge held in the floating gate. it can.
各メモリセルは(アナログ又はデジタルの)データを記憶することができる。1ビットのデジタルデータを記憶する場合(バイナリメモリセルと呼ばれる)、メモリセルの可能な閾値電圧の範囲は、2つの範囲に分割され、それぞれの範囲が論理データの「1」と「0」に割り当てられる。NAND型フラッシュメモリの一例では、メモリセルが消去された後では閾値電圧が負値となり、それは論理「1」と定義される。書き込み後の閾値電圧は正値となり、それは論理「0」と定義される。閾値電圧が負値であり、制御ゲートに0ボルトが印加される読み出しが試みられた場合、メモリセルがオンとなり、これは論理1が記憶されていることを示す。閾値電圧が正値であり、制御ゲートに0ボルトが印加される読み出しが試みられた場合、メモリセルはオンせず、これは論理0が記憶されていることを示す。
Each memory cell can store data (analog or digital). When storing 1-bit digital data (referred to as a binary memory cell), the possible threshold voltage range of the memory cell is divided into two ranges, each range being a logical data “1” and “0”. Assigned. In an example of a NAND flash memory, after the memory cell is erased, the threshold voltage becomes a negative value, which is defined as logic “1”. The threshold voltage after writing is a positive value, which is defined as logic “0”. If the threshold voltage is negative and a read is attempted with 0 volts applied to the control gate, the memory cell is turned on, indicating that a
一つのメモリセルで、複数レベルの情報を記憶することができる(マルチステートメモリセルと呼ばれる)。複数レベルのデータを記憶する場合には、可能な閾値の範囲は、データのレベルの数に分割される。例えば、4つのレベルの情報を記憶する場合、4つの閾値電圧範囲が存在し、それぞれがデータ値「11」、「10」、「01」、及び「00」に割り当てられる。NANDタイプのメモリの一例では、消去動作の後の閾値電圧は負の値となり、論理「11」と定義される。正値の閾値電圧群が「10」、「01」、「00」というデータ状態に対して用いられる。8つのレベルの情報(又は状態)が記憶される場合(即ち、3ビットのデータ)、データ値「000」、「001」、「010」、「011」、「100」、「101」、「110」、及び「111」に割り当てられる8つの閾値電圧範囲がある。メモリセルに書き込まれるデータとセルの閾値電圧レベルの間の具体的な関係は、セルに採用されるデータ符号化方式によって決まる。例えば、両方ともその全体を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第6,222,762号及び米国特許出願公開公報第2004/0255090号は、マルチステートフラッシュメモリセルのための様々なデータ符号化方式を説明している。一実施形態においては、フローティングゲートの閾値電圧が誤ってその近傍の物理状態にシフトした場合に1つのビットだけが影響を受けるように、グレイコード割当を用いてデータ値が閾値電圧範囲に割り当てられる。いくつかの実施形態では、異なるワードラインに対してデータ符号化技法が変更され得ることがある。データ符号化技法は、時間に依存して変更され得ることがある。また、ランダムなワードラインのデータビットは、データパターン感度を低減し、メモリセルのウェアを均一にするために、反転されることがある。また、様々な符号化技法が使用され得ることがある。 A single memory cell can store multiple levels of information (referred to as a multi-state memory cell). When storing multiple levels of data, the range of possible thresholds is divided into the number of levels of data. For example, when storing four levels of information, there are four threshold voltage ranges, which are assigned to data values “11”, “10”, “01”, and “00”, respectively. In an example of a NAND type memory, the threshold voltage after the erase operation is a negative value and is defined as logic “11”. Positive threshold voltage groups are used for data states of “10”, “01”, and “00”. When eight levels of information (or status) are stored (ie, 3-bit data), the data values “000”, “001”, “010”, “011”, “100”, “101”, “101”, “ There are eight threshold voltage ranges assigned to “110” and “111”. The specific relationship between the data written to the memory cell and the threshold voltage level of the cell is determined by the data encoding scheme employed for the cell. For example, US Pat. No. 6,222,762 and US Patent Application Publication No. 2004/0255090, both of which are incorporated herein by reference in their entirety, describe various data for multi-state flash memory cells. The encoding method is described. In one embodiment, data values are assigned to threshold voltage ranges using Gray code assignment so that only one bit is affected if the threshold voltage of the floating gate is accidentally shifted to its neighboring physical state. . In some embodiments, the data encoding technique may be changed for different wordlines. Data encoding techniques may be changed depending on time. Also, random wordline data bits may be inverted to reduce data pattern sensitivity and to uniform memory cell wear. Various encoding techniques may also be used.
EEPROMやNAND型フラッシュメモリデバイスなどのフラッシュメモリデバイスに書き込みを行う場合、典型的には、ビットラインが接地されるとともに、制御ゲートに書き込み電圧が加えられる。チャネルからの電子がフローティングゲートへ注入される。フローティングゲートに電子が蓄積されると、フローティングゲートが負値に帯電し、メモリセルの閾値電圧が上昇し、メモリセルが書き込まれた状態となる。書き込みに関するさらなる情報は、「Source Side Self Boosting Technique for Non-Volatile Memory」と題した米国特許第6,859,397号、および、「Detecting Over Programmed Memory」と題した米国特許出願公開公報2005/0024939号に開示されている。これらの両方の文献の内容は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。 When writing to a flash memory device such as an EEPROM or NAND flash memory device, the bit line is typically grounded and a write voltage is applied to the control gate. Electrons from the channel are injected into the floating gate. When electrons are accumulated in the floating gate, the floating gate is charged to a negative value, the threshold voltage of the memory cell is increased, and the memory cell is written. More information on writing can be found in US Pat. No. 6,859,397 entitled “Source Side Self Boosting Technique for Non-Volatile Memory” and US Patent Application Publication No. 2005/0024939 entitled “Detecting Over Programmed Memory”. Is disclosed. The contents of both of these documents are hereby incorporated by reference in their entirety.
通常、書き込み処理において制御ゲートに印加される書き込み電圧は、連続するパルスとして印加される。多くの実装形態では、連続するパルスの各々の大きさが、所定のステップサイズで増加する。 Usually, the write voltage applied to the control gate in the write process is applied as a continuous pulse. In many implementations, the magnitude of each successive pulse is increased by a predetermined step size.
マルチステートメモリセルは複数の有効な閾値電圧範囲を有する。よって、あるメモリセルは、バイナリメモリセルに比して高い閾値電圧で書き込みを行う必要がある場合がある。より高い閾値電圧でメモリセルに書き込みを行うためには、より大きな書き込みパルスが必要である。さらに、テクノロジースケールがより微細化するにつれて、同じカップリング比率を維持することが困難となる可能性がある。それゆえ、同一の書き込み効果を得るために、より大きな電圧の書き込みパルスが要求されている。しかしながら、書き込みパルスの電圧値は、メモリチップに搭載されるチャージポンプの設計や、ジャンクションおよび絶縁膜の絶縁破壊などの多くの要因により、実際的に制限される。 Multi-state memory cells have multiple effective threshold voltage ranges. Therefore, a certain memory cell may need to be written with a higher threshold voltage than a binary memory cell. In order to write to a memory cell with a higher threshold voltage, a larger write pulse is required. Furthermore, as the technology scale becomes finer, it may become difficult to maintain the same coupling ratio. Therefore, a higher voltage write pulse is required to obtain the same write effect. However, the voltage value of the write pulse is practically limited by many factors such as the design of the charge pump mounted on the memory chip, the junction, and the dielectric breakdown of the insulating film.
従って、書き込みパルスの高電圧化の必要性がある一方、得られる最大電圧の上限値が存在する。 Therefore, there is a need to increase the voltage of the write pulse, while there is an upper limit value of the maximum voltage that can be obtained.
ここで述べる技術は、メモリセルに印加される書き込みパルスの持続時間を制御するインテリジェント方式に関するものである。例えば、書き込み信号がその最大電圧に達したが書き込みが完了していないメモリセルがまだ存在しているような状況下では、メモリセルが受ける書き込みパルスの持続時間を制御するインテリジェント方式によって、効果的に書き込み動作を継続しうる。メモリセルの書き込みパルスの持続時間を制御するインテリジェント方式の一例には、より広い幅の書き込みパルスを使用することが挙げられる。他の例では、検証処理の合間において、複数の連続した書き込みパルスが用いられる。メモリセルの書き込みパルスの持続時間を制御する、他のインテリジェント方式も使用しうる。加えて、書き込みパルスの持続時間を制御するインテリジェント方式は、上述した状況下以外においても使用されうる。 The technique described here relates to an intelligent method for controlling the duration of a write pulse applied to a memory cell. For example, in situations where there are still memory cells where the write signal has reached its maximum voltage but the write has not been completed, an intelligent scheme that controls the duration of the write pulse received by the memory cell is effective. The write operation can be continued. One example of an intelligent scheme for controlling the duration of a write pulse in a memory cell is to use a wider write pulse. In another example, a plurality of consecutive write pulses are used between verification processes. Other intelligent schemes for controlling the duration of the memory cell write pulse may also be used. In addition, an intelligent scheme for controlling the duration of the write pulse can also be used outside the situation described above.
一実施形態では、書き込み信号を不揮発性記憶素子に印加するステップが含まれる。書き込み信号を不揮発性記憶素子に印加するステップは、1以上のパルスが最大値に到達する前において、一定のパルス幅で不揮発性記憶素子に書き込みパルスを印加するステップ、および、1以上のパルスが最大値に到達した後に、書き込み信号の長さの異なる持続時間を提供する1以上の書き込みパルスを、検証処理の間に不揮発性記憶素子に対して印加するステップを備える。 In one embodiment, applying a write signal to the non-volatile storage element is included. The step of applying the write signal to the nonvolatile memory element includes the step of applying the write pulse to the nonvolatile memory element with a constant pulse width before the one or more pulses reach the maximum value, and the one or more pulses After reaching the maximum value, one or more write pulses providing different durations of the write signal length are applied to the non-volatile storage element during the verification process.
一実施形態は、書き込み信号を複数のパルスとして複数の不揮発性記憶素子に印加するステップ、および、それら複数の不揮発性記憶素子が適切に書き込まれたかを判断するために1以上の検証処理を行うステップ、を含んでいる。書き込み信号を複数のパルスとして印加するステップは、1以上のパルスが最大値に到達する前において、検証処理の合間に、大きさを増加させながら一定の持続時間でパルスを印加するステップを含む。また、書き込み信号を複数のパルスとして印加するステップは、1以上のパルスが最大値に到達した後の検証処理の間において、書き込み信号の持続時間を異なる長さに変更するステップも含む。 One embodiment applies a write signal as a plurality of pulses to a plurality of non-volatile storage elements, and performs one or more verification processes to determine whether the plurality of non-volatile storage elements are properly written Step. The step of applying the write signal as a plurality of pulses includes the step of applying a pulse with a constant duration while increasing the magnitude before the one or more pulses reach the maximum value. The step of applying the write signal as a plurality of pulses also includes changing the duration of the write signal to a different length during the verification process after one or more pulses reach the maximum value.
一実施形態は、1以上のパルスが最大値に到達するまで、大きさを増加させながら一定のパルス幅で不揮発性記憶素子にパルスを印加することを含む。また一連の処理は、1以上のパルスが最大値に到達した後に、パルス幅を増加させながら書き込みパルスを不揮発性記憶素子に印加するステップを含む。 One embodiment includes applying pulses to the non-volatile memory element with a constant pulse width while increasing in magnitude until one or more pulses reach a maximum value. The series of processes includes a step of applying a write pulse to the nonvolatile memory element while increasing the pulse width after one or more pulses reach the maximum value.
一実施形態は、1以上のパルスが最大値に到達するまで、大きさを増加させながら一定のパルス幅で不揮発性記憶素子にパルスを印加するステップを含む。また一連の処理は、1以上のパルスが最大値に到達した後に、異なった数の書き込みパルスからなる1以上のパルス群を不揮発性記憶素子に印加するステップも含む。各々のグループは、検証処理の合間に印加される。 One embodiment includes applying pulses to the non-volatile memory element with a constant pulse width while increasing the magnitude until one or more pulses reach a maximum value. The series of processes also includes a step of applying one or more pulse groups composed of different numbers of write pulses to the nonvolatile memory element after one or more pulses reach the maximum value. Each group is applied between verification processes.
実装形態の一例は、複数の不揮発性記憶素子と、その不揮発性記憶素子と通信する1以上の管理回路を含む。1以上の管理回路は、上記した処理を実行する。 An example of an implementation includes a plurality of non-volatile storage elements and one or more management circuits that communicate with the non-volatile storage elements. One or more management circuits execute the processing described above.
フラッシュメモリシステムの一例は、NAND構造を用いており、2つの選択ゲートの間に複数のトランジスタの直列接続を含んでいる。直列に接続されたトランジスタと選択ゲートは、NANDストリングと呼ばれる。図1は、1つのNANDストリングを示す平面図である。図2は、その等価回路である。図1と図2に示すNANDストリングは、第1(又はドレイン側)選択ゲート120と第2(又はソース側)選択ゲート122の間に挟まれている、直列に接続されている4つのトランジスタ100、102、104及び106を有する。選択ゲート120は、ビットコンタクト126を介してNANDストリングをビットラインに接続している。選択ゲート122は、NANDストリングをソースライン128に接続している。選択ゲート120は、選択ラインSGDに適切な電圧を加えることによって制御される。選択ゲート122は、選択ラインSGSに適切な電圧を加えることによって制御される。トランジスタ100、102、104、及び106の夫々は、制御ゲートとフローティングゲートを有している。例えば、トランジスタ100は、制御ゲート100CGとフローティングゲート100FGを備えている。トランジスタ102は、制御ゲート102CGとフローティングゲート102FGを備えている。トランジスタ104は、制御ゲート104CGとフローティングゲート104FGを備えている。トランジスタ106は、制御ゲート106CGとフローティングゲート106FGを備えている。制御ゲート100CGはワードラインWL3に接続されており、制御ゲート102CGはワードラインWL2に接続されており、制御ゲート104CGはワードラインWL1に接続されており、制御ゲート106CGはワードラインWL0に接続されている。
One example of a flash memory system uses a NAND structure and includes a series connection of a plurality of transistors between two select gates. The transistors and select gates connected in series are called NAND strings. FIG. 1 is a plan view showing one NAND string. FIG. 2 is an equivalent circuit thereof. The NAND string shown in FIGS. 1 and 2 includes four
図1と図2は、NANDストリング内の4個のメモリセルを示しているが、4個のトランジスタの使用は単に一例として提示されている点に留意されたい。NANDストリングは、4個よりも少ない、或いは、4個よりも多いメモリセルを有していてよい。例えば、NANDストリングによっては8個、16個、32個、64個、128個などの数のメモリセルを有していてよい。本明細書の説明は、いかなる特定個数のメモリセルを有するNANDストリングにも限定されない。 1 and 2 show four memory cells in a NAND string, it should be noted that the use of four transistors is presented only as an example. A NAND string may have fewer than four or more than four memory cells. For example, some NAND strings may have 8, 16, 32, 64, 128, etc. memory cells. The description herein is not limited to NAND strings having any particular number of memory cells.
NAND構造を用いたフラッシュメモリシステムの一般的なアーキテクチャは、いくつかのNANDストリングを含んでいる。各NANDストリングは、選択ラインSGSによって制御されるソース選択ゲートによってソースラインに接続されているとともに、選択ラインSGDによって制御されるドレイン選択ゲートによって関連するビットラインに接続されている。各ビットラインとそのビットラインにビットラインコンタクトを介して接続されている夫々のNANDストリングは、メモリセルアレイの列を構成する。ビットラインは、複数のNANDストリングによって共有されている。典型的には、ビットラインは、ワードラインと直交する方向でNANDストリング上を通っており、1以上のセンスアンプと接続されている。 The general architecture of a flash memory system using a NAND structure includes several NAND strings. Each NAND string is connected to a source line by a source select gate controlled by a select line SGS, and is connected to an associated bit line by a drain select gate controlled by a select line SGD. Each bit line and each NAND string connected to the bit line via a bit line contact constitutes a column of the memory cell array. The bit line is shared by a plurality of NAND strings. Typically, the bit line passes over the NAND string in a direction orthogonal to the word line and is connected to one or more sense amplifiers.
NANDタイプのフラッシュメモリおよびそれらの動作に関連する例は、以下の米国特許/特許出願に記載されており、それらの引用文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第5,570,315号、米国特許第5,774,397号、米国特許第6,046,935号、米国特許第6,456,528号、及び、米国公開公報第US2003/0002348号。本明細書における説明は、他のタイプの不揮発性記憶素子と同様に、NANDを加えた他のタイプのフラッシュメモリにも利用可能である。 Examples of NAND type flash memories and their associated operation are described in the following US patents / patent applications, which are incorporated herein by reference in their entirety. US Pat. No. 5,570,315, US Pat. No. 5,774,397, US Pat. No. 6,046,935, US Pat. No. 6,456,528, and US Publication No. US 2003/0002348 . The description herein is applicable to other types of flash memory with NAND as well as other types of non-volatile storage elements.
NANDフラッシュメモリに加えて、不揮発性記憶装置の他のタイプもまた用いることができる。例えば、基本的に(フローティングゲートの代わりに)窒化物層内に電荷をトラッピングするメモリセルである、いわゆるTANOS構造(TaN−Al2O3−SiN−SiO2の積層から構成される構造)にも本発明は適用できる。他のメモリセルが、Chanらによる記事、「A True Single-Transistor Oxide-Nitride-Oxide EEPROM Device」、IEEE ELECTRON DEVICE Letters、EDL−8巻、第3号、1987年3月の93から95ページに説明されている。酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸化ケイ素(「ONO」)から形成される三層の誘電体が、メモリセルチャネル上で半導電性基板の表面と導電性制御ゲートとの間に挟まれている。セルは、セルチャネルから窒化物の中に電子を注入することにより書込みが行われ、窒化物内において電子が制限領域内にトラッピングされ蓄積される。この蓄積された電荷は、次に、検出可能な方法で、セルのチャネルの一部の閾値電圧を変更する。セルは、窒化物中にホットホールを注入することによって消去される。Nozakiら、「A 1-Mb EEPROM with MONOS Memory Cell for Semiconductor Disk Application」、IEEE Journal of Solid-State Circuits、第26巻、第4号、1991年4月、497から501ページに、分離した選択トランジスタを形成するためにドーピングされたポリシリコンゲートがメモリセルチャネルの一部に拡がっている分割ゲート構成における同様のセルが説明されている。前記2つの記事は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。参照することにより本明細書に組み込まれるWilliam D. Brown及びJoe E. Brewerによって編集された「Nonvolatile Semiconductor Memory Technology」、IEEE出版1998年の第1.2項にも、誘電電荷トラップ装置に適用可能である書き込み技法が説明されている。他のタイプのメモリ素子も使用できる。
In addition to NAND flash memory, other types of non-volatile storage devices can also be used. For example, the present invention is basically applicable to a so-called TANOS structure (structure composed of a stack of TaN—Al 2
図3は、複数のメモリセル(例えば、NANDマルチステートフラッシュメモリなど)のページに平行して読み出しおよび書き込みを行うリード/ライト回路を有する記憶デバイス210を示している。記憶デバイス210は1以上のメモリダイまたはチップ212を備えていてもよい。メモリダイ212は、メモリセルの(2次元又は3次元の)アレイ200、制御回路220、及び、リード/ライト回路230Aと230Bを有する。一実施形態では、様々な周辺回路によるメモリアレイ200へのアクセスはアレイの両側で対称的に実装されており、これにより、各側のアクセスライン及び回路の密度が半分に低減される。リード/ライト回路230A及び230Bは、複数のセンスブロック300を有しており、それらのセンスブロック300によって1ページのメモリセルを並列に読み出し又は書き込みすることができる。メモリアレイ200は、行デコーダ240Aと240Bを介したワードラインと、列デコーダ242Aと242Bを介したビットラインによってアドレス指定される。典型的な実施形態では、コントローラ244は、1つ以上のメモリダイ212のような同じメモリデバイス210(例えば、取り外し可能なストレージカード又はパッケージ)内に含まれる。命令、及びデータは、ライン232を介してホストとコントローラ244の間で転送され、また、ライン234を介してコントローラと1つ以上のメモリダイ212の間で転送される。
FIG. 3 shows a
制御回路220は、リード/ライト回路230Aと230Bと協調して、メモリアレイ200に対してメモリ動作を実行する。制御回路220は、ステートマシン222、オンチップアドレスデコーダ224、及び電力制御モジュール226を有している。ステートマシン222は、メモリ動作のチップレベルの制御を提供する。オンチップアドレスデコーダ224は、ホスト又はメモリコントローラによって用いられるアドレスと、デコーダ240A、240B、242A及び242Bによって用いられるハードウェアアドレスの間のアドレスインタフェースを提供する。電力制御モジュール226は、メモリ動作中のワードライン及びビットラインに供給される電力及び電圧を制御する。一実施形態では、電力制御モジュール226は、供給電力より大きな電圧を作り出すことができる一つ以上のチャージポンプを有する。
The
一実施形態では、制御回路220、電力制御回路226、デコーダ回路224、ステートマシン回路222、デコーダ回路242A、デコーダ回路242B、デコーダ回路240A、デコーダ回路240B、リード/ライト回路230A、リード/ライト回路230B、及び/又はコントローラ244の一つ又は幾つかの組合せは、1つの管理回路、或いは複数の管理回路群と称されることがある。1以上の管理回路は、本明細書で記述する処理を実行する。
In one embodiment, the
図4は、メモリセルアレイ200の例示的な構造を示す。一実施形態においては、メモリセルのアレイは、数多くのブロックに分割される(例えば、ブロック0−1023や、その他の量など)。フラッシュEEPROMシステムに一般的であるように、ブロックは消去の単位である。すなわち、各ブロックは共に消去される最小数のメモリセルを含む。
FIG. 4 shows an exemplary structure of the
1のブロックは、ビットライン(例えばビットラインBL0−BL69623)およびワードライン(WL0、WL1、WL2、WL3)を介してアクセスされるNANDストリングのセットを備えている。図4は、直列接続されることでNANDストリングを形成している、4つのメモリセルを示している。各々のNANDストリングに4つのセルが含まれているが、4個よりも少ない、或いは、4個よりも多いメモリセルを有していてよい(例えば、NANDストリングによっては、16個、32個、64個、128個やその他の数のメモリセルを有していてもよい。)各NANDストリングの一端は、(選択ラインSGDに接続されている)ドレイン選択ゲートを介して対応するビットラインに接続されており、他端は、(選択ラインSGSに接続されている)ソース選択ゲートを介してソースラインに接続されている。 One block comprises a set of NAND strings accessed via bit lines (eg, bit lines BL0-BL69623) and word lines (WL0, WL1, WL2, WL3). FIG. 4 shows four memory cells that are connected in series to form a NAND string. Each NAND string includes four cells, but may have fewer than four or more than four memory cells (eg, depending on the NAND string, 16, 32, (You may have 64, 128 or other numbers of memory cells.) One end of each NAND string is connected to the corresponding bit line via a drain select gate (connected to a select line SGD) The other end is connected to the source line via a source selection gate (connected to the selection line SGS).
別の実施形態では、ビットラインは偶数のビットラインと奇数のビットラインに分けられる。奇数/偶数ビットラインアーキテクチャでは、共通ワードラインに沿っており奇数ビットラインに接続されたメモリセル群は、同時に書き込みが行われる。これに対し、共通ワードラインに沿っており偶数ビットラインに接続されたメモリセル群は、奇数ビットラインに接続されたメモリセル群の書き込みとは別のタイミングで書き込みが行われる。 In another embodiment, the bit lines are divided into even bit lines and odd bit lines. In the odd / even bit line architecture, a group of memory cells along the common word line and connected to the odd bit line are written simultaneously. On the other hand, the memory cell group along the common word line and connected to the even bit line is written at a timing different from the writing of the memory cell group connected to the odd bit line.
各ブロックは、通常、複数のページに分割される。一実施形態においては、ページは書き込みの単位である。通常、1つ又は複数ページのデータが1列のメモリセルに記憶される。例えば、データの1以上のページが、共通ワードラインに接続されたメモリセルに記憶されてもよい。1つのページは、1つ又は複数のセクタを記憶できる。1つのセクタは、ユーザデータとオーバヘッドデータ(システムデータとも呼ばれる)を含む。オーバヘッドデータは、通常、セクタのユーザデータから算出される誤り訂正符号(Error Correction Code:ECC)とヘッダ情報を含む。コントローラ(または他の構成要素)の一部が、データがアレイに書き込まれているときにECCを計算し、データがアレイから読み出されているときにECCのチェックも行う。代わりに、ECC及び/又は他のオーバヘッドデータはそれらが関係するユーザデータとは異なるページに記憶され、または異なるブロックに記憶されることがある。ユーザデータのセクタは通常、磁気ディスクドライブ内のセクタサイズに相当する512バイトである。例えば8ページから32、64、128、或いはそれ以上のページまでの多数のページが1ブロックを形成する。異なるサイズのブロックと配置も採用することができる。 Each block is usually divided into a plurality of pages. In one embodiment, a page is a unit of writing. Usually, one or more pages of data are stored in one column of memory cells. For example, one or more pages of data may be stored in memory cells connected to a common word line. A page can store one or more sectors. One sector includes user data and overhead data (also called system data). The overhead data usually includes an error correction code (ECC) calculated from user data of the sector and header information. Some of the controllers (or other components) calculate the ECC when data is being written to the array and also check the ECC when data is being read from the array. Instead, ECC and / or other overhead data may be stored on a different page than the user data to which they relate, or stored in a different block. The sector of user data is usually 512 bytes corresponding to the sector size in the magnetic disk drive. For example, many pages from 8 pages to 32, 64, 128, or more pages form one block. Different sized blocks and arrangements can also be employed.
図5は、センスモジュール480と呼ばれるコア部と共通部490に分割された個々のセンスブロック300のブロック図である。一実施形態では、各ビットラインに対して個別のセンスモジュール480を用意し、一組の複数センスモジュール480に対して一つの共通部490を用意してもよい。一例として、1個のセンスブロックは、1個の共通部490と8個のセンスモジュール480を有している。グループ内の各センスモジュールは、データバス472を介して協働する共通部と通信する。さらなる詳細としては、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願公開公報2006/0140007号を参照されたい。
FIG. 5 is a block diagram of individual sense blocks 300 divided into a core portion and a common portion 490 called a
センスモジュール480は、接続されたビットライン内の伝導電流が予め決められた閾値レベルより高いか低いかを判定するセンス回路470を備えている。幾つかの実施形態では、センスモジュール480は、センスアンプと一般に呼ばれる回路を有する。センスモジュール480は、さらに、接続されたビットラインに電圧状態を設定するために用いられるビットラインラッチ482を有している。例えば、ビットラインラッチ482内で予め決められた状態がラッチされることによって、接続されたビットラインを、書き込み禁止を指定する状態(例えば、Vdd)に引き上げる(プル)する。
The
共通部490は、プロセッサ492、1組のデータラッチ494、及び、1組のデータラッチ494とデータバス420の間を接続するI/Oインタフェース496を備えている。プロセッサ492は計算を実行する。例えば、その機能の1つは、センスされたメモリセル内に記憶されているデータを特定し、特定されたデータを一組のデータラッチ内に記憶することである。1組のデータラッチ494は、読み出し動作において、プロセッサ492によって特定されたデータビット群を記憶するために用いられる。一組のデータラッチ494は、書き込み動作において、データバス420から取り込んだデータビット群を記憶するためにも用いられる。取り込まれるデータビット群は、メモリ内に書き込む予定のライトデータ(書き込みデータ)を表す。I/Oインタフェース496は、データラッチ494とデータバス420の間のインタフェースを提供する。
The common unit 490 includes a
読み出し又はセンス中には、システムの動作はステートマシン222の制御下にあり、ステートマシン222は(電力制御モジュール226を用いて)アドレス指定されたセルへの種々の制御ゲート電圧の供給を制御する。
メモリに用意された様々なメモリ状態に対応する様々な既定制御ゲート電圧のステップを進む毎に、センスモジュール480はこれらの電圧の1つに遷移し、バス472を介してセンスモジュール480からプロセッサ492に出力が提供される。その時点で、プロセッサ492は、センスモジュールの遷移イベントと、ステートマシンから入力ライン493を介して加えられた制御ゲート電圧についての情報によって、結果としてのメモリ状態を特定する。それから、プロセッサは、メモリ状態に対するバイナリ符号化を計算し、得られたデータビット群をデータラッチ494に格納する。コア部の別の実施形態では、ビットラインラッチ482は、センスモジュール480の出力をラッチするラッチ、及び、上記のようなビットラインラッチの二つの役割を持つ。
During read or sense, system operation is under the control of
As each step through the various predetermined control gate voltage steps corresponding to the various memory states provided in the memory, the
当然のことながら、いくつかの実装形態では複数のプロセッサ492を有することができる。一実施形態では、各プロセッサ492は出力ライン(図5には示されていない)を有し、各出力ラインは共にワイヤードOR(配線論理和)接続される。いくつかの実施形態では、出力ラインは、ワイヤードORラインに接続される前段階で反転される。この構成は、ワイヤードORの結果を受け取るステートマシンが、書き込まれる全てのビットがいつ所望のレベルに到達したかを判断できるので、書き込み処理の完了時点を判定する書き込み検証処理における素早い判定を可能にする。例えば、各ビットがその所望のレベルに到達すると、そのビット用の論理「0」がワイヤードORラインに送られる(又はデータ「1」が反転される)。全てのビットがデータ「0」を出力すると(又はデータ「1」が反転されると)、ステートマシンは書き込み処理の完了を知る。各プロセッサが8個のセンスモジュールと通信する実施形態では、(いくつかの実施形態において)ステートマシンはワイヤードORラインを8回読み出す必要があってもよいし、あるいは、協働するビットラインの結果を蓄積するための論理をプロセッサ492に追加し、ステートマシンがワイヤードORラインを一度だけ読み出せば良いようにしてもよい。
Of course, some implementations may have
データラッチスタック494は、センスモジュールに対応するデータラッチのスタックを有する。一実施形態では、センスモジュール480毎に3個(或いは4個或いはその他の数の)データラッチが存在する。一実施形態では、ラッチは夫々1ビットである。
The data latch
書き込み又は検証処理の間、書き込まれるべきデータはデータバス420から1組のデータラッチ494内に記憶される。検証処理の間、プロセッサ492は、所望のメモリ状態に対する検証メモリ状態を監視する。その2つが一致したとき、プロセッサ492は、書き込み禁止を指定する状態にビットラインを引き上げる(プルする)ようにビットラインラッチ482を設定する。これにより、たとえ書き込みパルスがその制御ゲートに影響しても、ビットラインに接続したセルがさらに書き込みされないようにすることができる。他の実施形態では、プロセッサが最初にビットラインラッチ482をロードし、センス回路が検証処理中にそれに禁止値を設定する。
During the write or verify process, the data to be written is stored in a set of data latches 494 from the
いくつかの実装形態では、(必須ではないが)データラッチはシフトレジスタとして実装され、内部に記憶されたパラレルデータをデータバス420用にシリアルデータに変換したり、その逆を行ったりする。好適な一実施形態では、m個のメモリセルのリード/ライトブロックに対応する全てのデータラッチを相互にリンクしてブロックシフトレジスタを構成し、シリアル転送によってデータのブロックを入力または出力できるようにする。特に、リード/ライトモジュールの一群のデータラッチのそれぞれが、データバスへ或いはデータバスからデータを順に転送するようにリード/ライトモジュールのバンクを構成し、一群のデータラッチがあたかもリード/ライトブロック全体のシフトレジスタの一部であるかのようにしてもよい。
In some implementations (although not required) the data latch is implemented as a shift register that converts internally stored parallel data to serial data for the
読み出し動作やセンスアンプについてのさらなる情報は次の文献に記載されている。(1)米国特許出願公開2004/0057287号、「Non-Volatile Memory And Method With Reduced Source Line Bias Errors」、2004年3月25日公開、(2)米国特許出願公開2004/0109357号、「Non-Volatile Memory And Method with Improved Sensing」、2004年6月10日公開、(3)米国特許出願公開20050169082号、(4)米国特許出願公開2006/0221692号、「Compensating for Coupling During Read Operations of Non-Volatile Memory」、発明者Jian Chen、2005年4月5日出願、及び、(5)米国特許出願第11/321,953号、「Reference Sense Amplifier For Non-Volatile Memory」、発明者Siu Lung Chan及びRaul−Adrian Cernea、2005年12月28日出願。これら5個の特許文献の全ては、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。 More information on read operations and sense amplifiers can be found in the following document: (1) US Patent Application Publication No. 2004/0057287, “Non-Volatile Memory And Method With Reduced Source Line Bias Errors”, published on March 25, 2004, (2) US Patent Application Publication No. 2004/0109357, “Non- Volatile Memory And Method with Improved Sensing ”, published on June 10, 2004, (3) US Patent Application Publication No. 20050169082, (4) US Patent Application Publication No. 2006/0221692,“ Compensating for Coupling During Read Operations of Non-Volatile ”. Memory ", inventor Jean Chen, filed April 5, 2005, and (5) US Patent Application No. 11 / 321,953," Reference Sense Amplifier For Non-Volatile Memory ", Inventors Siu Lung Chan and Raul. -Adrian Cernea, filed December 28, 2005. All of these five patent documents are hereby incorporated by reference in their entirety.
成功した(検証を含む)書き込み処理の最後において、メモリセルの閾値電圧は、必要に応じて、書き込まれたメモリセルの1つ又は複数の閾値電圧の区分内、或いは、消去されたメモリセルの閾値電圧の区分内となる。各メモリセルが3ビットデータを記憶する場合における、メモリセルアレイについての閾値電圧区分(或いはデータ状態)の例を図6に示す。この一方で、他の実施形態では、1メモリセルあたり3ビットよりも多い、或いは3ビットよりも少ないデータを記憶するとしてもよい(例えば、1メモリセルあたり4ビット以上のデータを記憶するなど)。 At the end of a successful write process (including verification), the threshold voltage of the memory cell can be changed within one or more threshold voltage segments of the written memory cell, or of the erased memory cell, as required. It falls within the threshold voltage category. FIG. 6 shows an example of threshold voltage division (or data state) for the memory cell array when each memory cell stores 3-bit data. On the other hand, in other embodiments, data of more than 3 bits per memory cell or less than 3 bits may be stored (for example, data of 4 bits or more per memory cell). .
図6の例では、各々のメモリセルは3ビットのデータを保持する。よって、8つの有効なデータ状態S0−S7が存在する。一実施形態では、データ状態S0は0ボルトより低く、データ状態S1−S7は0ボルトより高い。他の実施形態として、8つのデータ状態の全てが0ボルトより高い場合や、その他のアレンジが実行可能である。一実施形態では、S0の閾値電圧区分がS1−S7の区分よりも広い。 In the example of FIG. 6, each memory cell holds 3-bit data. Thus, there are eight valid data states S0-S7. In one embodiment, data state S0 is less than 0 volts and data states S1-S7 are greater than 0 volts. In other embodiments, all eight data states are higher than 0 volts, or other arrangements can be performed. In one embodiment, the threshold voltage segment for S0 is wider than the segment for S1-S7.
各々のデータ状態は、メモリセルに記憶された3ビットデータの固有の値に対応する。一実施形態では、S0=111,S1=110,S2=101,S3=100,S4=011,S5=010,S6=001,S7=000,である。データ状態S0−S7の他のマッピングも使用することができる。一実施形態では、1つのメモリセルに記憶されている全てのビットのデータは、同一の論理ページに記憶される。他の実施形態では、1つのメモリセルに記憶されているビットのデータの各々は、異なるページに対応する。従って、3ビットのデータを記憶している1つのメモリセルは、第1ページ、第2ページ、第3ページのデータを含んでいる。いくつかの実施形態では、同一のワードラインに接続された全てのメモリセルが、同一の3ページのデータを記憶するとされる。いくつかの実施形態では、1つのワードラインに接続されたメモリセルが異なるセットのページに分類される(例えば、偶数および奇数ビットライン)。 Each data state corresponds to a unique value of 3-bit data stored in the memory cell. In one embodiment, S0 = 111, S1 = 110, S2 = 101, S3 = 100, S4 = 011, S5 = 010, S6 = 001, S7 = 000. Other mappings of data states S0-S7 can also be used. In one embodiment, all bits of data stored in one memory cell are stored in the same logical page. In other embodiments, each bit of data stored in one memory cell corresponds to a different page. Accordingly, one memory cell storing 3-bit data includes data of the first page, the second page, and the third page. In some embodiments, all memory cells connected to the same word line are assumed to store the same three pages of data. In some embodiments, memory cells connected to one word line are classified into different sets of pages (eg, even and odd bit lines).
いくつかの先行技術の装置では、メモリセルが消去されて状態S0となる。メモリセルは、状態S0から状態S1−S7の何れかへ書き込まれてもよい。一実施形態では、フルシーケンスプログラミングとして知られている、
消去された状態S0から書き込まれた状態S1−S7の何れかに直接に書き込む方法を行うことができる。例えば、メモリセル群内の大多数のメモリセルが消去状態S0になるように、書き込み対象のメモリセル群が最初に消去されてもよい。あるメモリセルが状態S0から状態S1へ書き込まれる間に、他のメモリセルが状態S0から状態S2へ、状態S0から状態S3へ、状態S0から状態S4へ、状態S0から状態S5へ、状態S0から状態S6へ、状態S0から状態S7へ、書き込まれる。フルシーケンスプログラミングは、図6の7つの曲線状の矢印を用いて図示されている。
In some prior art devices, the memory cell is erased to state S0. The memory cell may be written from state S0 to any of states S1-S7. In one embodiment, known as full sequence programming,
A method of directly writing to any of the states S1-S7 written from the erased state S0 can be performed. For example, the memory cell group to be written may be erased first so that the majority of the memory cells in the memory cell group are in the erased state S0. While one memory cell is being written from state S0 to state S1, another memory cell is from state S0 to state S2, from state S0 to state S3, from state S0 to state S4, from state S0 to state S5, and state S0. From state S6 to state S6 and state S0 to state S7. Full sequence programming is illustrated using the seven curved arrows in FIG.
図7A−7Iは、何れの特定のメモリセルについても、前のページの隣接メモリセルに書込みが行われた後で、その特定ページに関連する特定のメモリセルに書き込みを行うことによってフローティングゲート間の結合現象を低減する、不揮発性記憶素子の書込みの他の処理方法を示している。図7A−Iの処理は、3つの書き込み処理ステップである。第1ステップに先立ち、状態S0の消去閾値区分にするために、メモリセルを消去することができる。 FIGS. 7A-7I show that for any particular memory cell, after writing to the adjacent memory cell of the previous page, writing to the particular memory cell associated with that particular page causes the floating gate to 10 shows another processing method of writing in the nonvolatile memory element that reduces the coupling phenomenon of FIG. The process of FIGS. 7A-I is three write processing steps. Prior to the first step, the memory cell can be erased to be in the erase threshold section of state S0.
図7A−7Iの処理では、各々のメモリセルが3ビットのデータを記憶しており、各々のビットは異なるページに属すると仮定する。データの第1ビット(一番左のビット)は、第1ページと関連する。真ん中のビットは、第2ページと関連する。一番右のビットは、第3ページと関連する。データとデータ状態との相関は、以下の通りである:S0=111,S1=110,S2=101,S3=100,S4=011,S5=010,S6=001,S7=000。しかしながら他の実施形態では、他のデータコード化配列も使用可能である。
In the processing of FIGS. 7A-7I, it is assumed that each
(図7Aに示すように)第1ページに書き込む際において、ビットをデータ“1”にする場合には、メモリセルは状態S0が維持される(閾値電圧区分502)。ビットをデータ“0”にする場合には、メモリセルに書き込みが行われ、状態S4となる(閾値電圧区分504)。隣接するメモリセルが書き込まれた後、隣接するフローティングゲート間の容量結合により、図7Bに示すように、状態S4が広くなることがある。状態S0も広くなることがあるが、S0とS1の間には十分な余裕があるため、その影響を無視できる。フローティングゲート間の結合現象についての詳細は、米国特許第5,867,429号および米国特許第6,657,891号に開示されており、両公報は全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。 When writing to the first page (as shown in FIG. 7A), if the bit is set to data “1”, the memory cell remains in the state S0 (threshold voltage section 502). When the bit is set to data “0”, the memory cell is written and the state S4 is set (threshold voltage section 504). After adjacent memory cells are written, the state S4 may become wide as shown in FIG. 7B due to capacitive coupling between adjacent floating gates. Although the state S0 may also be wide, there is a sufficient margin between S0 and S1, and the influence can be ignored. Details on the coupling phenomenon between floating gates are disclosed in US Pat. No. 5,867,429 and US Pat. No. 6,657,891, both of which are incorporated herein by reference in their entirety. It is.
第2ページを書き込む際において(図7Cを参照)、メモリセルが状態S0であり第2ページのビットをデータ“1”にする場合には、メモリセルは状態S0が維持される。いくつかの実施形態では、第2ページの書き込み処理は閾値電圧区分501を狭めて新たなS0とすることができる。メモリセルが状態S0であり第2ページに書き込むデータが“0”である場合には、メモリセルは状態S0へ移される(閾値電圧区分506)。状態S2は、C*の検証ポイント(最低電圧)を有する。メモリセルが状態S4でありメモリセルに書き込むデータが“1”である場合には、メモリセルは状態S4が維持される。しかしながら図7Cに示すように、状態S4についてメモリセルを閾値電圧区分504から閾値電圧区分508へ移動することによって、状態S4は狭められる。閾値電圧区分508は、(閾値電圧区分504のE**と比較して)E*の検証ポイントを有する。メモリセルが状態S4であり第2ページに書き込むデータが“0”である場合には、メモリセルの閾値電圧は、G*の検証ポイントを有する状態S6(閾値電圧区分510)へ移動される。
When writing the second page (see FIG. 7C), if the memory cell is in the state S0 and the bit of the second page is set to data “1”, the memory cell maintains the state S0. In some embodiments, the second page write process may narrow the threshold voltage segment 501 to a new S0. If the memory cell is in state S0 and the data to be written to the second page is “0”, the memory cell is moved to state S0 (threshold voltage section 506). State S2 has a verification point (lowest voltage) of C *. When the memory cell is in the state S4 and the data written to the memory cell is “1”, the memory cell is maintained in the state S4. However, as shown in FIG. 7C, state S4 is narrowed by moving the memory cell from
隣接するメモリセルが書き込まれた後、隣接するフローティングゲート間の結合により、図7Dの閾値電圧区分506,208,510に示すように、状態S2,S4,S6が広くされる。時には、状態S0も広くなる場合がある。
After adjacent memory cells are written, states S2, S4, S6 are widened by coupling between adjacent floating gates, as shown in
図7E,7F,7Gおよび7Hは、第3ページの書き込みを示している。書き込みを表すために1つの図を用いてもよいが、見やすくするために、処理を4つの図に示す。第2ページが書き込まれた後では、夫々のメモリセルは状態S0、S2,S4、S6の何れかとなる。図7Eは、第3ページに書き込みが行われる、状態S0のメモリセルを表している。図7Fは、第3ページに書き込みが行われる、状態S2のメモリセルを表している。図7Gは、第3ページに書き込みが行われる、状態S4のメモリセルを表している。図7Hは、第3ページに書き込みが行われる、状態S6のメモリセルを表している。図7Iは、メモリセル群に図7E、7F、7G、7Hの処理が(一斉に、または連続的に)実行された後における、閾値電圧区分を示している。 7E, 7F, 7G and 7H show the writing of the third page. Although one figure may be used to represent writing, the process is shown in four figures for clarity. After the second page is written, each memory cell is in one of states S0, S2, S4, S6. FIG. 7E shows the memory cell in state S0 being written to the third page. FIG. 7F shows the memory cell in state S2 being written to the third page. FIG. 7G shows the memory cell in state S4 where writing to the third page is performed. FIG. 7H shows the memory cell in state S6 where the third page is written. FIG. 7I shows the threshold voltage division after the processing of FIGS. 7E, 7F, 7G, and 7H is performed (simultaneously or continuously) on the memory cell group.
メモリセルが状態S0であり、第3ページのデータが“1”である場合には、メモリセルは状態S0が維持される。第3ページのデータが“0”である場合には、メモリセルの閾値電圧がBの検証ポイントを有する状態S1へ上昇される(図7E参照)。 When the memory cell is in the state S0 and the third page data is “1”, the memory cell maintains the state S0. When the data on the third page is “0”, the threshold voltage of the memory cell is raised to a state S1 having a B verification point (see FIG. 7E).
メモリセルが状態S2であり、第3ページに書き込まれるデータが“1”である場合には、メモリセルは状態S2が維持される(図7F参照)。しかしながら幾つかの書き込みでは、閾値区分506を狭めて、Cボルトの検証ポイントを有する新たな状態S2とすることができる。第3ページに書き込まれるデータが“0”である場合には、メモリセルはDボルトの検証ポイントを有する状態S3に書き込まれる。
When the memory cell is in the state S2 and the data written to the third page is “1”, the memory cell is maintained in the state S2 (see FIG. 7F). However, for some writes, the
メモリセルが状態S4であり、第3ページに書き込まれるデータが“1”である場合には、メモリセルは状態S4が維持される(図7G参照)。しかしながら幾つかの書き込みでは、閾値区分508を狭めて、Eの検証ポイントを有する新たな状態S4とすることができる。メモリセルが状態S4であり、第3ページに書き込まれるデータが“0”である場合には、メモリセルの閾値電圧がFの検証ポイントを有する状態S5へ上昇される。
When the memory cell is in the state S4 and the data written to the third page is “1”, the memory cell is maintained in the state S4 (see FIG. 7G). However, for some writes, the
メモリセルが状態S6であり、第3ページに書き込まれるデータが“1”である場合には、メモリセルは状態S6が維持される(図7H参照)。しかしながら幾つかの書き込みでは、閾値区分510を狭めて、Gの検証ポイントを有する新たな状態S6とすることができる。第3ページのデータが“0”である場合には、メモリセルの閾値電圧がHの検証ポイントを有する状態S7へ書き込まれる。第3ページの書き込みが終了すると、メモリセルは図7Iに示す8つの状態のうち、何れか1つの状態となる。
When the memory cell is in the state S6 and the data written to the third page is “1”, the memory cell is maintained in the state S6 (see FIG. 7H). However, for some writes, the
図8は、セットまたは複数のメモリセルの(複数の)ページへの書き込み順序の一例を示す図である。このテーブルは、図4の4本のワードライン(WL0、WL1、WL2およびWL3)についての書き込み順序を表している。しかしながら、このテーブルは、4本より多いまたは少ないワードラインについても適用可能である。WL0に接続されたメモリセルの第1ページが書き込まれ、続いてWL1に接続されたメモリセルの第1ページが書き込まれ、続いてWL0に接続されたメモリセルの第2ページが書き込まれ、続いてWL2に接続されたメモリセルの第1ページが書き込まれ、続いてWL1に接続されたメモリセルの第2ページが書き込まれ、などとなる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the order of writing to a page or pages of a set or a plurality of memory cells. This table represents the write order for the four word lines (WL0, WL1, WL2, and WL3) in FIG. However, this table is also applicable to more or fewer word lines. A first page of memory cells connected to WL0 is written, followed by a first page of memory cells connected to WL1, followed by a second page of memory cells connected to WL0, followed by The first page of the memory cell connected to WL2 is written, the second page of the memory cell connected to WL1 is written, and so on.
図9は、選択されたワードラインに接続されているメモリセルの書き込み処理を説明するフローチャートである。図9の処理の一の実装形態では、メモリセルの劣化を均一に維持するために、メモリセルには事前書き込みが行われる(ステップ550)。一実施形態では、メモリセルは、状態7や、ランダムパターンや、その他のパターンに事前書き込みされる。いくつかの実装形態では、事前書き込みを行う必要がない。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the write processing of the memory cell connected to the selected word line. In one implementation of the process of FIG. 9, the memory cells are pre-written to maintain uniform degradation of the memory cells (step 550). In one embodiment, the memory cells are pre-written to
ステップ552では、書き込みに先立って、メモリセルが(ブロック単位又は他の単位で)消去される。一実施形態では、ソースとビットラインをフローティング状態にしておきながら、選択されたブロックのワードラインを接地し、十分な時間の間pウェルを消去電圧(例えば20ボルト)にまで上昇させることによってメモリセルが消去される。容量結合のため、非選択ワードライン、ビットライン、選択ライン、及び、ソースもまた、消去電圧のかなりの割合の電圧まで上昇する。そのため、選択されたメモリセルのトンネル酸化物層に強力な電場が加わり、主としてファウラ−ノルドハイムトンネル効果によってフローティングゲートの電子が基板側に放出されて、選択されたメモリセルのデータが消去される。電子がフローティングゲートからp−ウェル領域に移動するにつれて、選択されたセルの閾値電圧が低下する。消去は、メモリアレイ全体、別々のブロック、又はセルの他の単位で行うことができる。一実施形態では、メモリセルが消去された後、全ての消去済みのメモリセルが状態S0となる(図6参照)。
In
ステップ554では、消去されたメモリセルの消去閾値電圧の区分を狭めるために、ソフト書き込みが実行される。いくつかのメモリセルは、消去処理の結果として必要以上に低い消去状態にあってよい。ソフト書き込みにより、消去されたメモリセルの閾値電圧を、消去検証レベルに近づくように移動させることができる。例えば図6に示すように、ステップ554は、状態S0と関連する閾値電圧区分を狭めるステップを含むことがあり得る。ステップ556では、本明細書で述べたとおり、ブロックのメモリセルに書き込みが行われる。図9の処理は、上述した多様な回路を用いたステートマシンの指示によって実行されうる。他の実施形態では、上述した多様な回路を用いたコントローラの指示によって実行されうる。図9の処理の実行後に、ブロックのメモリセルは読み出し可能となる。
In
図10は共通ワードラインに接続されているメモリセルに書き込みを実行する際のプロセスを表すフローチャートである。図10のプロセスは、図9のステップ556において1回または複数回実施されうる。例えば、図10の処理は、図6のフルシーケンスプログラミングを実行するために使用することができ、その場合には図10の処理は各々のワードラインについて1回実行されうる。一実施形態では、書き込みプロセスは、ソースラインの最も近くに位置するワードラインから開始して、ビットライン側へ向かって順番に実施される。図10のプロセスは、図7A−Iの書き込み処理に対して、ワードラインのデータのページに書き込みを行うためにも使用しうる。この場合には、各々のワードラインについて図10の処理を3回行うことができる。
他の変更形態もまた使用可能である。
FIG. 10 is a flowchart showing a process for executing writing to the memory cells connected to the common word line. The process of FIG. 10 may be performed one or more times in
Other variations can also be used.
通常、書き込み処理において制御ゲートに印加される書き込み電圧は、連続するパルスとして印加される。書き込みパルスの合間には、検証処理を可能とするための複数の検証パルスが存在する。多くの実装形態では、連続するパルスの各々の大きさが、所定のステップサイズで増加する。ステップ608では、書き込み電圧(Vpgm)が初期値(例えば、12ボルトまでの電圧など、その他の適切な値)に初期化されると共に、ステートマシン222によって維持される書き込みカウンタPCが1に初期化される。ステップ608において、書き込み信号Vpgmの書き込みパルスが、選択ワードライン(書き込み用に選択されたワードライン)に印加される。非選択ワードラインは、従来知られる昇圧方法を実行することで、1以上の昇圧電圧(例えば、8ボルトまでの電圧)を受ける。メモリセルが書き込まれる場合には、対応するビットラインが接地される。一方、メモリセルが現在のデータ状態を維持する場合には、書き込みを禁止するために、対応するビットラインがVDDに接続される。昇圧方式に関するさらなる情報は、米国特許第6,859,397号、および、米国特許出願第11/555,850号に記載されている。これらの両方の文献の内容は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
Usually, the write voltage applied to the control gate in the write process is applied as a continuous pulse. There are a plurality of verification pulses for enabling the verification process between the write pulses. In many implementations, the magnitude of each successive pulse is increased by a predetermined step size. In step 608, the write voltage (Vpgm) is initialized to an initial value (eg, other suitable value such as a voltage up to 12 volts) and the write counter PC maintained by the
ステップ612では、適切な一組の目標レベルを使用して、選択されたメモリセルのデータ状態が検証される。選択されたメモリセルの閾値電圧が適切な目標レベルに達していることが検知された場合には、例えばそのメモリセルのビットライン電圧がその後の書き込みパルスの間高められることにより、そのメモリセルは以後の書き込みから除外される。ステップ614において、全てのメモリセルが目標閾値電圧に到達したか否かが確認される。到達している場合には、全ての選択されたメモリセルが書き込まれていると共に目標状態が検証されているため、書き込み処理が完了し成功している。ステップ616において「合格」ステータスが通知される。ステップ614の幾つかの実装形態では、少なくとも予め決められた数のメモリセルが適切に書き込まれたことが検証されたか否かがチェックされることに留意されたい。この予め決められた数は、全メモリセル数よりも少なくてもよく、従って、全メモリセルが適切な検証レベルに到達する前に書き込み処理が終了し得る。書き込みに成功しなかったメモリセルは、読み出し処理におけるエラー訂正によって訂正され得る。
In
ステップ614において、全てのメモリセルが目標閾値電圧に到達しているのではないと判断された場合、書き込み処理は継続する。ステップ618では、書き込みカウンタPCが書き込み限度値(PL)に対してチェックされる。書き込み限度値の一例は20である。しかしながら、様々な実装形態においてこれ以外の値の使用も可能である。書き込みカウンタPCが書き込み限度値未満でない場合には、ステップ630にて、書き込みに成功していないメモリセルの数が既定数以下かどうかが判定される。書き込みに失敗したメモリセルの数が既定数以下の場合には、ステップ632にて、書き込み処理に合格のフラグが立てられ、合格のステータスが通知される。多くの場合、書き込みに失敗したメモリセルは、読み出し処理においてエラー訂正を使って訂正され得る。しかし、書き込みに失敗したメモリセルの数が既定数よりも多い場合には、ステップ634にて、書き込み処理に失敗したことを示すフラグが立てられ、失敗ステータスが通知される。
If it is determined in
ステップ618にて書き込みカウンタPCが書き込み制限値未満であると判断された場合には、ステップ620においてシステムは、書き込み電圧がその最大値(最大書き込み電圧と呼ばれる)に到達したか否かを判定する。例えば、幾つかのメモリシステムでは、供給電圧から書き込み電圧を生成するためにチャージポンプが用いられる。このチャージポンプが最大電圧値を有する場合や、システムがワードラインに印加可能な最大電圧値を制約する場合がある。選択ワードラインに印加されている書き込み電圧が最大書き込み電圧に未到達である場合には、次のVpgmパルスの大きさがステップサイズ(例えば、0.2−0.4ボルトのステップサイズ)だけ増加され、書き込みカウンタPCがステップ622にてインクリメントされる。一実施形態では、ステップ622においてパルス幅は変更されない。ステップ622の後、処理はステップ610にループバックし、次のVpgmパルスが印加される。
If it is determined in
ステップ620において、書き込み電圧の大きさが最大書き込み電圧に到達している(または最大書き込み電圧を上回っている)と判定される場合には、書き込み信号Vpgmの持続時間を異ならせるために、検証処理の合間に1つ以上の書き込みパルスが印加される(ステップ624)。例えば、よりパルス幅の広い書き込みパルスを用いることや、複数の書き込みパルスを用いることによって、検証処理の間(例えば、ステップ612の繰り返しの間)に選択メモリセルに印加される書き込み電圧の量が増加される。選択メモリセルに印加される書き込み電圧の量を増加するために複数の書き込みパルスを用いる場合には、システムは、1つのパルス群に属する複数のパルス間に検証処理を行わないとすることができる。より正確には、1つ以上の検証処理が複数パルスのパルス群(ステップ612の前の反復)に先立って行われると共に、1つ以上の検証処理が複数パルスのパルス群(ステップ612の次の反復)の後に行われるとすることができる。パルス幅の広いパルスを用いる場合、または複数の書き込みパルスを用いる場合の何れにおいても、書き込みパルスの大きさを最大書き込み電圧以下にすることができる。
If it is determined in
ステップ624の狙いの一つは、書き込まれるメモリセルの閾値電圧の増加を高度に制御することである。所定のステップサイズでパルスの各々の大きさを増加させる一連のパルスを書き込み信号として用いる幾つかの実施形態では、平均して、書き込まれるメモリセルの閾値電圧は、各々のパルスに応じてステップサイズで増加する。一旦書き込みパルスの大きさが最大書き込み電圧に到達すると、書き込まれるメモリセルの閾値電圧の上昇率を維持するために、(パルスの大きさを大きくするのではなく、)パルスのパルス幅を広くすることができる。あるいは、パルス幅を広げることと同一の効果を得るために、複数の書き込みパルスを印加することもできる。いずれにしろ、検証処理の合間に選択されたメモリセルに印加される書き込み電圧の持続期間は増加する。いくつかの実施形態では、閾値電圧の増加率を、最大書き込み電圧に到達する前の増加率と同じに維持するためにステップ624が用いられる。
また、この一方で、他の実施形態では、他の方策を用いて閾値電圧の増加率を制御することが試みられている。
One aim of
On the other hand, in other embodiments, an attempt is made to control the rate of increase of the threshold voltage using other measures.
ステップ624はまた、プログラムカウンタをインクリメントする動作も行う。ステップ624の後、ステップ612で1回以上の検証処理が行われ、図10のプロセスが続行される。
Step 624 also performs the operation of incrementing the program counter. After
図10のステップ612は、1つ以上の検証処理を有している。一般的に、検証処理および読み出し処理の期間では、関連するメモリセルの閾値電圧がそれらのレベルに到達しているか否かを判断するために、選択されたワードラインが電圧に接続され、その電圧レベルが各々の読み出しおよび検証処理において特定される(例えば、図7IのB,C,D,E,F,GおよびHを参照)。ワードライン電圧を印加した後に、ワードラインに印加された電圧に応じてメモリセルがターンオンしたか否かを判定するために、メモリセルの伝導電流が測定される。所定値よりも大きい伝導電流が測定される場合には、メモリセルがターンオンしており、ワードラインに印加された電圧がメモリセルの閾値電圧よりも大きいと推定される。所定値よりも大きい伝導電流が測定されない場合には、メモリセルがターンオンしておらず、ワードラインに印加された電圧がメモリセルの閾値電圧よりも大きくないと推定される。 Step 612 in FIG. 10 includes one or more verification processes. In general, during the verification process and the read process, the selected word line is connected to a voltage to determine whether the threshold voltage of the associated memory cell has reached those levels, and the voltage Levels are specified in each read and verify process (see, eg, B, C, D, E, F, G, and H in FIG. 7I). After applying the word line voltage, the conduction current of the memory cell is measured to determine whether the memory cell is turned on according to the voltage applied to the word line. If a conduction current greater than a predetermined value is measured, the memory cell is turned on and it is estimated that the voltage applied to the word line is greater than the threshold voltage of the memory cell. If a conduction current greater than a predetermined value is not measured, it is assumed that the memory cell is not turned on and the voltage applied to the word line is not greater than the threshold voltage of the memory cell.
読み出しまたは検証処理において、メモリセルの伝導電流を測定するためには多くの方法がある。一例としては、センスアンプの専用キャパシタへの伝導電流の放電速度または充電速度によって、メモリセルの伝導電流を測定してもよい。別の例としては、選択したメモリセルの伝導電流が、メモリセルを備えるNANDストリングの対応するビットラインを放電させる(または放電させない)よう構成してもよい。ビットラインが放電されたか否かを調べるために、一定期間後に、ビットラインの電圧が測定される。 There are many ways to measure the conduction current of a memory cell in a read or verify process. As an example, the conduction current of the memory cell may be measured by the discharge rate or the charge rate of the conduction current to the dedicated capacitor of the sense amplifier. As another example, the conduction current of a selected memory cell may be configured to discharge (or not discharge) the corresponding bit line of a NAND string that includes the memory cell. In order to check whether the bit line has been discharged, after a certain period of time, the voltage of the bit line is measured.
図11A−Cは、書き込み信号の継続時間を増加させるための様々な実施例について記述したフローチャートである。すなわち、図11A−Cの各々のフローチャートは、図10のステップ624の一部として実行される処理の例を示している。
11A-C are flowcharts describing various embodiments for increasing the duration of a write signal. That is, each flowchart of FIGS. 11A to 11C shows an example of processing executed as part of
図11Aの実施例は、最大書き込み電圧に到達した後に、幅のより広いパルスを用いるステップを含む。図11Aのステップ702では、次の書き込みパルスのパルス幅は定数に基づいて増加される。その定数は、前のパルス幅の絶対値や割合とすることができる。例えば、パルス幅を、前のパルス幅のX倍や、前のパルス幅のY%に増加させることができる。ステップ702は、書き込みパルスを、新たな幅広のパルス幅で印加するステップを含んでいる。一実施形態では、書き込み電圧は最大書き込み電圧(またはその近傍)の大きさで印加される。他の実施形態では、他の大きさを用いることができる。図11Aの処理は、Vpgmが最大書き込み電圧に到達した後において、図10の処理の各ループで繰り返されるステップ624の期間に行うことができる。一実施形態では、ステップ702はチャージポンプを設定するステップを備えていても良い。
The embodiment of FIG. 11A includes using a wider pulse after reaching the maximum write voltage. In
図12は、図11Aの実施形態による書き込み信号の例を図示した図である。書き込みパルス802,804,806,808,810,812,814,816,818,および820は、固定されたパルス幅と、固定されたステップサイズで増加する大きさとを備えるパルス群である。パルス820の大きさは、最大書き込み電圧とされる。図10に戻り、パルス820の印加前においては、ステップ620が常にステップ622の前に存在することになるため、パルスの大きさがステップサイズで増加する(そしてパルス幅は一定に維持される)。パルス820が印加され検証処理が行われた後においては、ステップ620はステップ624を実施することでパルス幅が増加する(ステップ702)と共に、各々のパルスの大きさが最大書き込み電圧の一定値に維持される。図12に図示されているように、パルス822はパルス820よりも広いパルス幅を有し、パルス824はパルス822よりも広いパルス幅を有し、パルス826はパルス824よりも広いパルス幅を有し、パルス828はパルス826よりも広いパルス幅を有している。パルス822,824,826,828の全ての大きさは、最大書き込み電圧の大きさとされる。一実施形態では、最大書き込み電圧に到達したパルスの全てが、より大きなパルス幅を有する必要はない。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a write signal according to the embodiment of FIG. 11A. The
上述したように、書き込みパルスの合間には、一つ以上の検証パルスが存在する。例えば、B,C,D,E,F,G およびHボルト(図7I参照)の7つの大きさの検証パルスが用いられても良い。これらの検証パルスは、図面を見やすくするために図12には図示していない。しかしながら、図13では、パルス810と812の合間、およびパルス812と814の合間に、7つの検証パルス(従って7つの検証処理も)が存在する書き込みパルス810,812、814の3つが図示されている。
As described above, one or more verification pulses exist between write pulses. For example, seven magnitude verification pulses of B, C, D, E, F, G and H volts (see FIG. 7I) may be used. These verification pulses are not shown in FIG. 12 for ease of viewing the drawing. However, in FIG. 13, three write
図14は、図11Aの実施形態について、書き込み信号の他の例を示したテーブルである。テーブルは、書き込み信号の大きさおよびパルス幅の例を表している。図14のテーブルは、消去状態から書き込みが行われるメモリセル群の平均閾値電圧(Vth)を表している。図14に示されるように、23.25ボルトの最大書き込み電圧に到達する前に、0.25ボルトの固定されたステップサイズで書き込みパルスの大きさが増加され、10.00(us)の一定のパルス幅が保たれることにより、平均閾値電圧が0.25ボルトずつ増加している。23.25ボルトの最大書き込み電圧に到達した後は、書き込みパルスの大きさは23.25ボルトに維持される。しかしながら、平均閾値電圧が0.25ボルトずつ増加し続けるように、書き込み電圧のパルス幅が増加する。 FIG. 14 is a table showing another example of the write signal for the embodiment of FIG. 11A. The table shows examples of the magnitude and pulse width of the write signal. The table of FIG. 14 represents the average threshold voltage (Vth) of the memory cell group that is written from the erased state. As shown in FIG. 14, before reaching the maximum write voltage of 23.25 volts, the magnitude of the write pulse is increased with a fixed step size of 0.25 volts, which is a constant 10.00 (us). As a result, the average threshold voltage increases by 0.25 volts. After reaching the maximum write voltage of 23.25 volts, the write pulse magnitude is maintained at 23.25 volts. However, the pulse width of the write voltage increases so that the average threshold voltage continues to increase by 0.25 volts.
一実施形態では、図14のパルス#1が1番目の印加パルスでないことに留意されたい。例えば、17.00ボルトのパルスで書き込みが定常状態に達した場合など、これ(#1のパルス)よりも以前に印加されたパルスが存在する可能性がある。
Note that in one embodiment,
図11Bは、図10のステップ624の実装形態における他の実施形態である。ステップ710では、1つ以上のカスタマイズ可能なパラメータが記憶される。これらのパラメータは、最大書き込み電圧に到達した後に使用するパルスのパルス幅サイズを指示するものである。例えば、1つ以上のカスタマイズ可能なパラメータは、パルス幅の増加時のステップサイズを指示するパラメータや、パルス幅の増加率を指示するパラメータを含んでいても良い。他の実施形態では、最大書き込み電圧に到達した後に印加されるパルスの各々についてパラメータが記憶されてもよい。各々のパラメータはそれぞれのパルスのパルス幅を指示する。ステップ710が図11Bの他のステップとは異なる時に実施されてもよいことを示すため、図11Bのステップ710は点線で図時されている。一例として、カスタマイズ可能なパラメータは、製造段階またはテスト段階で設定されてもよい。他の実施形態として、ユーザがホスト装置を用いて、時を選ばずにパラメータを設定することもできる。
FIG. 11B is another embodiment of the implementation of
ステップ712では、システムは、次に印加されるべき書き込みパルスに関連するパラメータを読み出す。ステップ714では、ステップ712で読み出されたパラメータに基づいて設定されたパルス幅で、次の書き込みパルスが印加される。一実施形態では、パルス幅を調整するためのチャージポンプ回路を設定するステップを備えていても良い。図11Bの処理は、同一の大きさのパルスを用いることを含む。例えば、最大書き込み電圧に到達した後に印加される全てのパルスの大きさを、最大書き込み電圧に等しくすることが出来る。
In
図11Cは、図10のステップ624の実装形態における他の実施形態であり、パルス幅を広げることと同様の効果を得るために、複数の書き込みパルスを検証処理の合間に印加する形態である。ステップ720において、システムは、最大書き込み電圧に到達したことによって実施されている図10の書き込みループの繰り返し回数を決定する。ステップ722において、ステップ720で決定された繰り返し回数に基づいて、1つ以上の書き込みパルスが印加される。例えば、最大書き込み電圧の後では、システムが2つの書き込みパルスからなるセットを最大書き込み電圧で印加し、続いて3つの書き込みパルスからなるセットを最大書き込み電圧で印加し、続いて4つの書き込みパルスからなるセットを最大書き込み電圧で印加する、などが行われる。ステップ722では、検証処理間の書き込み電圧の持続期間を増加させる所望の手法を実現するために、追加の書き込みパルスが印加される。各々の書き込みパルスのセットの間には、1以上の検証処理のセットが存在する。書き込みパルスのセット内では、検証処理が行われることなく書き込みパルスが印加される。一実施形態では、いくつの書き込みパルスを印加するかの決定は、最大書き込み電圧に到達した後に、図10の書き込みループの各々の繰り返しにおいてパルスの数をインクリメントすることで行われる。他の実施形態では、いくつの書き込みパルスを使用するかを特定するために、カスタマイズ可能なパラメータ(図11B参照)を用いることもできる。
FIG. 11C is another embodiment of the implementation form of
図15は、図11Cの実施形態による書き込み信号の例のグラフ表示を示す図である。書き込みパルス850,852,854,856,858,860,862,864,866,および868は、固定されたパルス幅と、固定されたステップサイズで増加する大きさとを備えるパルスである。パルス868の大きさは、最大書き込み電圧とされる。図10に戻り、パルス868の印加前においては、ステップ620が常にステップ622の前に存在することになるため、パルスの大きさがステップサイズで増加する(そしてパルス幅は一定に維持される)。パルス868が印加され検証処理が行われた後においては、ステップ620がステップ624を実施することで、システムは2つのパルス870および872を印加するように自身を設定する。パルス870および872は共に最大書き込み電圧であり、前のパルスと同一のパルス幅を有する(しかしながら、他のパルス幅や大きさを用いることもできる。)次にステップ624が実行されると、システムは3つのパルス874,876および878を印加するように自身を設定する。その次にステップ624が実行されると、システムは4つのパルス880、882,884および886を印加するように自身を設定する。このような処理が行われる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a graphical display of an example of a write signal according to the embodiment of FIG. 11C. Write
複数のセットの書き込みパルスの間(例えば、870と872で1セットであり、874、875、878で複数のセットを表す)では検証処理が行われ、1セットの書き込みパルス内では検証処理は行われない。それゆえ、この実施形態では、検証処理間で複数の書き込みパルスを使用することで、有効な書込み信号の持続時間をより長くすることができる。例えば、書き込みパルス868と書き込みパルス870の間では、1つ以上の検証処理が実行される。例えば図16では、書き込みパルス868と書き込みパルス870の間で、(7つの検証パルスに応じて)7つの検証処理が行われている。書き込みパルス870と書き込みパルス872の間では、検証処理は行われない。書き込みパルス872と書き込みパルス874の間では、1つ以上の検証処理が行われる。例えば図16では、書き込みパルス872と書き込みパルス874の間で、(7つの検証パルスに応じて)7つの検証処理が行われている。書き込みパルス874,876および878の間では、検証処理は行われない。また検証処理は、書き込みパルス850,852,854,856,858,860,862,864,866,および868の各々の間においても行われる。
Verification processing is performed between a plurality of sets of write pulses (for example, 870 and 872 represent one set, and 874, 875, and 878 represent a plurality of sets), and verification processing is performed within one set of write pulses. I will not. Therefore, in this embodiment, the duration of an effective write signal can be made longer by using multiple write pulses between verification processes. For example, one or more verification processes are performed between the
図11Cおよび図15のパルス信号の代替的実施形態では、セットとなるパルスの各々(例えば、870と872で1セット、874,875,878で1セット)は、 セット内のパルスが結合した持続期間および大きさが書き込みの目標量を与えるように、パルスの大きさを設定することができる。一実施形態では、セットの中のパルス数や、セットの中のパルス群の大きさは、ユーザが設定可能なパラメータ(図11B参照)から決定することも可能であるし、及び/または、各々のセットで書き込み量が一定となるように設定することも可能である(さらに、前述の書き込み量は、各パルス850−868のそれと同一であってもよい)。 In the alternative embodiment of the pulse signal of FIGS. 11C and 15, each of the set of pulses (eg, one set at 870 and 872 and one set at 874, 875, 878) is the combined duration of the pulses in the set. The magnitude of the pulse can be set so that the duration and magnitude give the target amount of writing. In one embodiment, the number of pulses in the set and the size of the pulses in the set can be determined from user-configurable parameters (see FIG. 11B) and / or It is also possible to set the writing amount to be constant in a set of (the above-mentioned writing amount may be the same as that of each pulse 850-868).
上記本発明の詳細な説明は、説明のための例示にすぎない。上記本発明の詳細な説明は、詳細に開示した範囲に限定するものではない。本明細書が開示する技術は、様々に変形、変更し得る。上記説明した実施形態は、本発明の原理とその具体的な適用例をよく説明するために選ばれたものであり、当業者は、具体的な事例に則して本発明を様々に変更し得る。本発明の技術的範囲は、添付された特許請求の範囲によって定まるものである。
The above detailed description of the present invention is merely illustrative. The above detailed description of the present invention is not limited to the scope disclosed in detail. The technology disclosed in this specification can be variously modified and changed. The embodiments described above are selected in order to better explain the principle of the present invention and its specific application examples, and those skilled in the art will make various modifications to the present invention based on specific examples. obtain. The technical scope of the present invention is defined by the appended claims.
Claims (25)
1以上のパルスが最大値に到達する前において、一定のパルス幅で前記不揮発性記憶素子に複数の書き込みパルスを印加するステップと、
1以上のパルスが最大値に到達した後に、前記書き込み信号の長さの異なる持続時間を提供する1以上の書き込みパルスを、検証処理の間に前記不揮発性記憶素子に対して印加するステップと、
を備えることを特徴とする不揮発性記憶装置の書き込み方法。 Applying a write signal to the non-volatile storage element, comprising:
Applying a plurality of write pulses to the nonvolatile memory element with a constant pulse width before one or more pulses reach a maximum value;
Applying one or more write pulses that provide different durations of the length of the write signal to the nonvolatile memory element during a verification process after the one or more pulses reach a maximum value;
A writing method for a nonvolatile memory device, comprising:
パルス幅が異なる1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses having different pulse widths.
パルス幅が増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses of increasing pulse width.
パルス幅が一定値で変化する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses whose pulse width varies at a constant value.
パルス幅が変数値で変化する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses whose pulse width varies with a variable value.
パルス幅が一定値で増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses whose pulse widths increase at a constant value.
パルス幅が変数値で増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses whose pulse width increases with a variable value.
前記最大値を有しパルス幅が増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses having the maximum value and increasing pulse width.
前記書き込み信号の長さの異なる持続時間を提供する1以上の書き込みパルスを前記不揮発性記憶素子に対して印加するステップは、保持されている前記カスタマイズ可能なパルス幅パラメータに基づいてパルス幅が増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 With multiple customizable pulse width parameters
Applying one or more write pulses to the non-volatile storage element that provides different durations of the write signal length increases the pulse width based on the customizable pulse width parameter being retained. The method of claim 1, comprising applying one or more write pulses.
検証処理の合間に複数のパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
2. The method of claim 1 comprising applying a plurality of pulses between verification processes.
検証処理の合間に前記最大値の複数のパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
2. The method of claim 1, comprising applying a plurality of pulses of the maximum value between verification processes.
異なった数の書き込みパルスのパルス群を、検証処理の合間において、前記不揮発性記憶素子に対して印加するステップを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
The method of claim 1, comprising applying a pulse group of different numbers of write pulses to the non-volatile memory element between verification processes.
現在の時間周期において、書き込み−検証の周期が何回実行されたかを測定するステップと、
前記測定するステップの結果に基づいて、複数の書き込みパルスを前記不揮発性記憶素子に対して印加するステップとを備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
Measuring how many times the write-verify period has been executed in the current time period;
Applying the plurality of write pulses to the non-volatile memory element based on the result of the measuring step.
(a)前記不揮発性記憶素子の制御ゲートにパルスを印加するステップと、
(b)前記不揮発性記憶素子に対して1以上の検証処理を行うステップと、
(c)前記書き込み信号に最大電圧値が用いられたか否かを判断するステップと、
(d)前記最大電圧値がまだ前記書き込み信号に用いられていない場合には、より大きなパルスでステップ(a)−(c)を繰り返すステップと、
(e)前記最大電圧値が前記書き込み信号に用いられている場合には、より長い継続時間を有する1以上のパルスでステップ(a)−(c)を繰り返すステップと、
を備えることを特徴とする請求項1の方法。 Applying the write signal comprises:
(A) applying a pulse to a control gate of the nonvolatile memory element;
(B) performing one or more verification processes on the nonvolatile memory element;
(C) determining whether a maximum voltage value is used for the write signal;
(D) repeating steps (a)-(c) with larger pulses if the maximum voltage value is not already used for the write signal;
(E) repeating steps (a)-(c) with one or more pulses having a longer duration if the maximum voltage value is used for the write signal;
The method of claim 1 comprising:
前記不揮発性記憶素子と通信する1以上の管理回路とを備え、
前記1以上の管理回路は、1以上のパルスが最大値に到達する前において一定のパルス幅で前記不揮発性記憶素子に複数の書き込みパルスを印加するステップと、および、1以上のパルスが最大値に到達した後に、長さが異なる前記書き込み信号の持続時間を提供する1以上の書き込みパルスを、検証処理の間において前記不揮発性記憶素子に対して印加するステップとにより、前記不揮発性記憶素子に書き込みを行うことを特徴とする不揮発性記憶装置システム。 A non-volatile memory element;
One or more management circuits in communication with the non-volatile storage element;
The one or more management circuits apply a plurality of write pulses to the nonvolatile memory element with a constant pulse width before the one or more pulses reach a maximum value, and the one or more pulses have a maximum value. Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element during a verification process to provide one or more write pulses that provide different durations of the write signal after reaching A nonvolatile memory device system for performing writing.
前記1以上の管理回路がパルス幅が異なる1以上の書き込みパルスを印加することを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Providing different durations of the length of the write signal, applying one or more write pulses to the non-volatile storage element;
17. The nonvolatile memory device system according to claim 16, wherein the one or more management circuits apply one or more write pulses having different pulse widths.
前記1以上の管理回路がパルス幅が増加する1以上の書き込みパルスを印加することを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses that provide different durations of the write signal to the non-volatile storage element;
17. The nonvolatile memory system according to claim 16, wherein the one or more management circuits apply one or more write pulses whose pulse width increases.
前記1以上の管理回路がパルス幅が一定値で変化する1以上の書き込みパルスを印加することを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses that provide different durations of the write signal to the non-volatile storage element;
17. The nonvolatile memory device system according to claim 16, wherein the one or more management circuits apply one or more write pulses whose pulse width changes at a constant value.
前記1以上の管理回路がパルス幅が一定値で増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
17. The nonvolatile memory system according to claim 16, further comprising a step of applying one or more write pulses in which the one or more management circuits increase in pulse width at a constant value.
前記1以上の管理回路が前記最大値を有しパルス幅が増加する1以上の書き込みパルスを印加するステップを備えることを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses to the non-volatile memory element that provide different durations of the write signal length;
17. The nonvolatile memory system according to claim 16, further comprising the step of applying one or more write pulses in which the one or more management circuits have the maximum value and the pulse width increases.
前記1以上の管理回路が検証処理の合間に複数のパルスを印加することを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses that provide different durations of the write signal to the non-volatile storage element;
17. The nonvolatile memory device system according to claim 16, wherein the one or more management circuits apply a plurality of pulses between verification processes.
前記1以上の管理回路が検証処理の合間に前記最大値の複数のパルスを印加することを特徴とする請求項16の不揮発性記憶装置システム。 Applying one or more write pulses that provide different durations of the write signal to the non-volatile storage element;
17. The nonvolatile memory system according to claim 16, wherein the one or more management circuits apply the plurality of pulses having the maximum value between verification processes.
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