JP2019149220A - Semiconductor memory device and memory system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体記憶装置及びメモリシステムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor memory device and a memory system.
半導体記憶装置として、NAND型フラッシュメモリが知られている。 A NAND flash memory is known as a semiconductor memory device.
信頼性を向上できる半導体記憶装置及びメモリシステムを提供する。 A semiconductor memory device and a memory system capable of improving reliability are provided.
実施形態に係る半導体記憶装置は、第1乃至第3メモリセル及び第1選択トランジスタを有する第1メモリストリングを含む第1メモリユニットと、第4乃至第6メモリセル及び第2選択トランジスタを有する第2メモリストリングを含む第2メモリユニットと、第7乃至第9メモリセル及び第3選択トランジスタを有する第3メモリストリングを含む第3メモリユニットと、第1、第4、及び第7メモリセルのゲートに接続された第1ワード線と、第2、第5、及び第8メモリセルのゲートに接続された第2ワード線と、第3、第6、及び第9メモリセルのゲートに接続された第3ワード線と、第1乃至第3選択トランジスタにそれぞれ接続された第1乃至第3選択ゲート線と、第1乃至第3ワード線及び第1乃至第3選択ゲート線に接続されたロウデコーダとを含む。第1乃至第9メモリセルは、複数ビットのデータをそれぞれ保持可能であり、複数ビットのデータの書き込み動作は、第1書き込み動作と第2書き込み動作とを含む。書き込み動作において、第1ワード線に接続された第1、第4、及び第7メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第1メモリセルが最初に選択され、第2ワード線に接続された第2、第5、及び第8メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第5メモリセルが最初に選択され、第3ワード線に接続された第3、第6、及び第9メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第9メモリセルが最初に選択される。 The semiconductor memory device according to the embodiment includes a first memory unit including a first memory string having first to third memory cells and a first selection transistor, and fourth to sixth memory cells and a second selection transistor. A second memory unit including two memory strings; a third memory unit including a third memory string having seventh to ninth memory cells and a third select transistor; and gates of the first, fourth, and seventh memory cells. A first word line connected to the second word line, a second word line connected to the gates of the second, fifth and eighth memory cells, and a gate of the third, sixth and ninth memory cells. Connected to the third word line, the first to third selection gate lines connected to the first to third selection transistors, respectively, the first to third word lines, and the first to third selection gate lines. The including a row decoder. The first to ninth memory cells can each hold a plurality of bits of data, and the writing operation of the plurality of bits of data includes a first writing operation and a second writing operation. In the write operation, when the second write operation is performed on any of the first, fourth, and seventh memory cells connected to the first word line, the first memory cell is selected first, and the second word line When the second write operation is performed on any one of the second, fifth, and eighth memory cells connected to the fifth memory cell, the fifth memory cell is selected first, and the third, second, and third memory cells connected to the third word line are selected. When performing the second write operation on any of the sixth and ninth memory cells, the ninth memory cell is selected first.
以下、実施形態につき図面を参照して説明する。この説明に際し、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付す。また、以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In this description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals. In addition, each embodiment shown below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of this embodiment, and the technical idea of the embodiment is the material, shape, and structure of component parts. The arrangement is not specified below. Various changes can be added to the technical idea of the embodiments within the scope of the claims.
1.第1実施形態
第1実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。以下では半導体記憶装置として、メモリセルトランジスタが半導体基板上方に積層された三次元積層型NAND型フラッシュメモリを例に挙げて説明する。
1. First Embodiment A semiconductor memory device according to a first embodiment will be described. Hereinafter, as a semiconductor memory device, a three-dimensional stacked NAND flash memory in which memory cell transistors are stacked above a semiconductor substrate will be described as an example.
1.1 構成
1.1.1 メモリシステムの構成
まず、メモリシステム1の全体構成について、図1を用いて説明する。なお、図1の例では、各ブロックの接続の一部を矢印線により示しているが、各ブロック間の接続はこれに限定されない。
1.1 Configuration 1.1.1 Configuration of Memory System First, the overall configuration of the memory system 1 will be described with reference to FIG. In addition, in the example of FIG. 1, although a part of connection of each block is shown by the arrow line, the connection between each block is not limited to this.
図1に示すように、メモリシステム1は、半導体記憶装置10及びコントローラ20を含み、外部のホスト機器30に接続される。コントローラ20及び半導体記憶装置10は、例えばそれらの組み合わせにより一つの半導体記憶装置を構成してもよく、その例としてはSDTMカードのようなメモリカードや、SSD(solid state drive)等が挙げられる。 As shown in FIG. 1, the memory system 1 includes a semiconductor memory device 10 and a controller 20 and is connected to an external host device 30. The controller 20 and the semiconductor memory device 10 may constitute one semiconductor memory device by a combination thereof, for example, a memory card such as an SD TM card, an SSD (solid state drive), or the like. .
コントローラ20は、ホスト機器30からの命令に応答して、半導体記憶装置10に対してデータの読み出し動作、書き込み動作、及び消去動作等を命令する。また、コントローラ20は、半導体記憶装置10のメモリ空間を管理する。 In response to a command from the host device 30, the controller 20 commands the semiconductor memory device 10 to perform a data read operation, a write operation, an erase operation, and the like. Further, the controller 20 manages the memory space of the semiconductor memory device 10.
コントローラ20は、ホストインターフェイス回路21、内蔵メモリ(RAM)22、プロセッサ(CPU)23、バッファメモリ24、ECC回路25、及びNANDインターフェイス回路26を含む。 The controller 20 includes a host interface circuit 21, a built-in memory (RAM) 22, a processor (CPU) 23, a buffer memory 24, an ECC circuit 25, and a NAND interface circuit 26.
ホストインターフェイス回路21は、ホストバスによってホスト機器30と接続され、ホスト機器30との通信を司る。例えば、ホストインターフェイス回路21は、ホスト機器30から受信した命令及びデータをそれぞれ、CPU23及びバッファメモリ24に転送する。またホストインターフェイス回路21は、CPU23の命令に応答して、バッファメモリ24内のデータをホスト機器30に転送する。 The host interface circuit 21 is connected to the host device 30 via a host bus and manages communication with the host device 30. For example, the host interface circuit 21 transfers commands and data received from the host device 30 to the CPU 23 and the buffer memory 24, respectively. The host interface circuit 21 transfers data in the buffer memory 24 to the host device 30 in response to a command from the CPU 23.
RAM22は、例えば、DRAM等の半導体メモリであり、半導体記憶装置10を管理するためのファームウェアや、各種の管理テーブル等を保持する。また、RAM22は、CPU23の作業領域として使用される。 The RAM 22 is a semiconductor memory such as a DRAM, for example, and holds firmware for managing the semiconductor storage device 10, various management tables, and the like. The RAM 22 is used as a work area for the CPU 23.
CPU23は、コントローラ20全体の動作を制御する。例えば、CPU23は、ホスト機器30から受信した書き込み命令に応答して、NANDインターフェイス回路26に対して書き込みコマンドを発行する。この動作は、読み出し命令及び消去命令の場合についても同様である。またCPU23は、ウェアレベリング等、半導体記憶装置10のメモリ空間を管理するための様々な処理を実行する。 The CPU 23 controls the operation of the entire controller 20. For example, the CPU 23 issues a write command to the NAND interface circuit 26 in response to a write command received from the host device 30. This operation is the same for the read command and the erase command. Further, the CPU 23 executes various processes for managing the memory space of the semiconductor memory device 10 such as wear leveling.
バッファメモリ24は、コントローラ20が半導体記憶装置10から受信した読み出しデータや、ホスト機器30から受信した書き込みデータ等を一時的に保持する。 The buffer memory 24 temporarily stores read data received from the semiconductor memory device 10 by the controller 20, write data received from the host device 30, and the like.
ECC回路25は、データのエラー訂正(ECC:Error Checking and Correcting)処理を行う。具体的には、ECC回路25は、データの書き込み時に書き込みデータに基づいてパリティを生成する。そして、ECC回路25は、データの読み出し時にパリティからシンドロームを生成してエラーを検出し、検出したエラーを訂正する。 The ECC circuit 25 performs data error correction (ECC: Error Checking and Correcting) processing. Specifically, the ECC circuit 25 generates parity based on the write data when writing data. Then, the ECC circuit 25 generates a syndrome from the parity when reading data, detects an error, and corrects the detected error.
NANDインターフェイス回路26は、NANDバスによって半導体記憶装置10と接続され、半導体記憶装置10との通信を司る。半導体記憶装置10とコントローラ20との間で送受信される信号は、NANDインターフェイスに従っている。例えば、NANDインターフェイス回路26は、CPU23から受信した命令に基づいてコマンドラッチイネーブル信号CLE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、ライトイネーブル信号WEn、及びリードイネーブル信号REnを半導体記憶装置10に送信し、レディビジー信号RBnを半導体記憶装置10から受信し、入出力信号I/Oを半導体記憶装置10との間で送受信する。 The NAND interface circuit 26 is connected to the semiconductor memory device 10 via a NAND bus and manages communication with the semiconductor memory device 10. Signals transmitted and received between the semiconductor memory device 10 and the controller 20 follow the NAND interface. For example, the NAND interface circuit 26 transmits a command latch enable signal CLE, an address latch enable signal ALE, a write enable signal WEn, and a read enable signal REn to the semiconductor memory device 10 based on an instruction received from the CPU 23, and a ready / busy signal RBn. Are received from the semiconductor memory device 10 and input / output signals I / O are transmitted to and received from the semiconductor memory device 10.
信号CLE及びALEは、半導体記憶装置10への入力信号I/OがそれぞれコマンドCMD及びアドレス情報ADDであることを半導体記憶装置10に通知する信号である。信号WEnは、“L”レベルでアサートされ、入力信号I/Oを半導体記憶装置10に取り込ませるための信号である。信号REnは、“L”レベルでアサートされ、半導体記憶装置10から出力信号I/Oを読み出すための信号である。 The signals CLE and ALE are signals for notifying the semiconductor memory device 10 that the input signal I / O to the semiconductor memory device 10 is the command CMD and the address information ADD, respectively. The signal WEn is asserted at the “L” level, and is a signal for causing the semiconductor memory device 10 to capture the input signal I / O. The signal REn is asserted at the “L” level, and is a signal for reading the output signal I / O from the semiconductor memory device 10.
レディビジー信号RBnは、半導体記憶装置10がコントローラ20からの命令を受信することが可能かどうかを通知する信号である。レディビジー信号RBnは、例えば半導体記憶装置10がコントローラ20からの命令を受信可能なレディ状態の場合に“H”レベルとされ、受信不可能なビジー状態の場合に“L”レベルとされる。 The ready / busy signal RBn is a signal for notifying whether or not the semiconductor memory device 10 can receive an instruction from the controller 20. For example, the ready / busy signal RBn is set to “H” level when the semiconductor memory device 10 is in a ready state in which an instruction from the controller 20 can be received, and is set to “L” level when the semiconductor memory device 10 is in a busy state where reception is impossible.
入出力信号I/Oは、例えば8ビットの信号であり、コマンドCMD、アドレス情報ADD、及びデータDAT等を含む。例えば、書き込み動作時において、半導体記憶装置10に転送される入出力信号I/Oは、CPU23が発行した書き込みコマンドCMD、アドレス情報ADD、及びバッファメモリ24内の書き込みデータDATを含む。また、読み出し動作時において、半導体記憶装置10に転送される入出力信号I/Oは、読み出しコマンドCMD及びアドレス情報ADDを含み、コントローラ20に転送される入出力信号I/Oは読み出しデータDATを含む。 The input / output signal I / O is an 8-bit signal, for example, and includes a command CMD, address information ADD, data DAT, and the like. For example, during a write operation, the input / output signal I / O transferred to the semiconductor memory device 10 includes a write command CMD issued by the CPU 23, address information ADD, and write data DAT in the buffer memory 24. In the read operation, the input / output signal I / O transferred to the semiconductor memory device 10 includes a read command CMD and address information ADD, and the input / output signal I / O transferred to the controller 20 receives the read data DAT. Including.
以上で説明したメモリシステム1を使用するホスト機器30としては、例えばデジタルカメラやパーソナルコンピュータ等が挙げられる。 Examples of the host device 30 that uses the memory system 1 described above include a digital camera and a personal computer.
次に、半導体記憶装置10の構成について説明する。半導体記憶装置10は、メモリセルアレイ11、コマンドレジスタ12、アドレスレジスタ13、シーケンサ14、ドライバ回路15、ロウデコーダ16、データレジスタ17、及びセンスアンプ18を含む。 Next, the configuration of the semiconductor memory device 10 will be described. The semiconductor memory device 10 includes a memory cell array 11, a command register 12, an address register 13, a sequencer 14, a driver circuit 15, a row decoder 16, a data register 17, and a sense amplifier 18.
メモリセルアレイ11は、複数のブロックBLK0〜BLKn(nは1以上の整数)を含む。ブロックBLKは、ビット線及びワード線に関連付けられた複数の不揮発性メモリセルトランジスタの集合であり、例えば、データの消去単位となる。 The memory cell array 11 includes a plurality of blocks BLK0 to BLKn (n is an integer of 1 or more). The block BLK is a set of a plurality of nonvolatile memory cell transistors associated with the bit line and the word line, and is, for example, a data erasing unit.
コマンドレジスタ12は、コントローラ20から受信したコマンドCMDを保持する。アドレスレジスタ13は、コントローラ20から受信したアドレス情報ADDを保持する。このアドレス情報ADDは、カラムアドレスCA、ページアドレスPA、及びブロックアドレスBAを含む。 The command register 12 holds the command CMD received from the controller 20. The address register 13 holds address information ADD received from the controller 20. This address information ADD includes a column address CA, a page address PA, and a block address BA.
シーケンサ14は、コマンドレジスタ12に保持されたコマンドCMDに基づいて、半導体記憶装置10全体の動作を制御する。具体的には、シーケンサ14は、コマンドCMDに基づいてドライバ回路15、ロウデコーダ16、及び、データレジスタ17、及びセンスアンプ18等を制御して、データの書き込み動作や読み出し動作等を実行する。 The sequencer 14 controls the operation of the entire semiconductor memory device 10 based on the command CMD held in the command register 12. Specifically, the sequencer 14 controls the driver circuit 15, the row decoder 16, the data register 17, the sense amplifier 18, and the like based on the command CMD, and executes a data write operation, a read operation, and the like.
ドライバ回路15は、シーケンサ14の指示に基づいて必要な電圧を生成する。ドライバ回路15は、アドレスレジスタ13に保持されたページアドレスPAに基づいて、
生成した電圧をロウデコーダ16に供給する。
The driver circuit 15 generates a necessary voltage based on an instruction from the sequencer 14. Based on the page address PA held in the address register 13, the driver circuit 15
The generated voltage is supplied to the row decoder 16.
ロウデコーダ16は、アドレスレジスタ13に保持されたブロックアドレスBAに基づいて、ブロックBLK0〜BLKnのいずれかを選択する。さらにロウデコーダ16は、選択したブロックBLKにおけるロウ方向を選択し、ドライバ回路15から供給された電圧を選択ワード線に印加する。 The row decoder 16 selects one of the blocks BLK0 to BLKn based on the block address BA held in the address register 13. Further, the row decoder 16 selects the row direction in the selected block BLK, and applies the voltage supplied from the driver circuit 15 to the selected word line.
データレジスタ17は、複数のラッチ回路を備える。ラッチ回路は、データを一時的に保持する。例えば書き込み動作において、データレジスタ17は、図示せぬ入出力回路を介して受信した書き込みデータを一時的に保持し、センスアンプ18に送信する。また、例えば、読み出し動作において、データレジスタ17は、センスアンプ18から受信した読み出しデータを一時的に保持し、入出力回路を介してコントローラ20に送信する。 The data register 17 includes a plurality of latch circuits. The latch circuit temporarily holds data. For example, in a write operation, the data register 17 temporarily holds write data received via an input / output circuit (not shown) and transmits the data to the sense amplifier 18. Further, for example, in the read operation, the data register 17 temporarily holds the read data received from the sense amplifier 18 and transmits it to the controller 20 via the input / output circuit.
センスアンプ18は、読み出し動作のときには、メモリセルアレイ11から読み出されたデータをセンスする。そして、センスアンプ18は、読み出しデータをデータレジスタ17に送信する。また、センスアンプ18は、書き込み動作のときには、書き込みデータをメモリセルアレイ11に送信する。 The sense amplifier 18 senses data read from the memory cell array 11 during a read operation. Then, the sense amplifier 18 transmits the read data to the data register 17. The sense amplifier 18 transmits write data to the memory cell array 11 during a write operation.
1.1.2 RAMの構成
次に、RAM22の構成について、図2を用いて説明する。
1.1.2 Configuration of RAM Next, the configuration of the RAM 22 will be described with reference to FIG.
図2に示すようにRAM22は、ページクラスタCL0〜CL4を備える。ページクラスタCLの各々は、領域PG0〜PG3を含む。領域PGは、各々が1ページのデータを保持することが可能である。この”ページ”の定義については後述する。つまり、ページクラスタCL0〜CL4は、各々が4ページのデータを保持することが可能である。なお、ページクラスタCLの記憶容量は4ページに限定されず、2ページ、3ページ、又は5ページ以上にしてもよい。 As shown in FIG. 2, the RAM 22 includes page clusters CL0 to CL4. Each page cluster CL includes regions PG0 to PG3. Each region PG can hold one page of data. The definition of this “page” will be described later. That is, each of the page clusters CL0 to CL4 can hold four pages of data. Note that the storage capacity of the page cluster CL is not limited to four pages, and may be two pages, three pages, or five pages or more.
1.1.3 メモリセルアレイの構成
次に、メモリセルアレイ11の構成について、図3を用いて説明する。図3の例は、ブロックBLK0を示しているが、他のブロックBLKの構成も同じである。
1.1.3 Configuration of Memory Cell Array Next, the configuration of the memory cell array 11 will be described with reference to FIG. The example of FIG. 3 shows the block BLK0, but the configuration of the other blocks BLK is the same.
図3に示すように、ブロックBLK0は、例えば、4つのストリングユニットSU(SU0〜SU3)を含む。そして、各々のストリングユニットSUは、複数のNANDストリングNSを含む。NANDストリングNSの各々は、例えば96個のメモリセルトランジスタMT0〜MT95、並びに選択トランジスタST1及びST2を含んでいる。以下、メモリセルトランジスタMT0〜MT95を限定しない場合は、メモリセルトランジスタMTと表記する。メモリセルトランジスタMTは、制御ゲートと電荷蓄積層とを備え、データを不揮発に保持する。 As shown in FIG. 3, the block BLK0 includes, for example, four string units SU (SU0 to SU3). Each string unit SU includes a plurality of NAND strings NS. Each of the NAND strings NS includes, for example, 96 memory cell transistors MT0 to MT95 and select transistors ST1 and ST2. Hereinafter, when the memory cell transistors MT0 to MT95 are not limited, they are expressed as memory cell transistors MT. The memory cell transistor MT includes a control gate and a charge storage layer, and holds data in a nonvolatile manner.
なお、ストリングユニットSUの個数は、4個に限定されない。メモリセルトランジスタMTは、電荷蓄積層に絶縁膜を用いたMONOS型であってもよいし、電荷蓄積層に導電層を用いたFG型であってもよい。以下、本実施形態では、MONOS型を例として説明する。また、メモリセルトランジスタMTの個数は96個に限らず、8個、16個や32個、64個、128個等であってもよく、その数は限定されるものではない。更に、選択トランジスタST1及びST2の個数は、任意であり、それぞれ1個以上あればよい。 The number of string units SU is not limited to four. The memory cell transistor MT may be a MONOS type using an insulating film as a charge storage layer or an FG type using a conductive layer as a charge storage layer. Hereinafter, in the present embodiment, a MONOS type will be described as an example. The number of memory cell transistors MT is not limited to 96, and may be 8, 16, 32, 64, 128, etc., and the number is not limited. Furthermore, the number of selection transistors ST1 and ST2 is arbitrary, and it is sufficient that each is one or more.
メモリセルトランジスタMTは、選択トランジスタST1のソースと選択トランジスタST2のドレインとの間に直列接続されている。より具体的には、メモリセルトランジスタMT0〜MT95は、その電流経路が直列に接続される。そしてメモリセルトランジスタMT95のドレインは、選択トランジスタST1のソースに接続され、メモリセルトランジスタMT0のソースは、選択トランジスタST2のドレインに接続されている。 The memory cell transistor MT is connected in series between the source of the selection transistor ST1 and the drain of the selection transistor ST2. More specifically, the current paths of the memory cell transistors MT0 to MT95 are connected in series. The drain of the memory cell transistor MT95 is connected to the source of the selection transistor ST1, and the source of the memory cell transistor MT0 is connected to the drain of the selection transistor ST2.
ストリングユニットSU0〜SU3の各々における選択トランジスタST1のゲートは、選択ゲート線SGD0〜SGD3にそれぞれ接続される。同様に、ストリングユニットSU0〜SU3の各々における選択トランジスタST2のゲートは、選択ゲート線SGS0〜SGS3にそれぞれ接続される。以下、選択ゲート線SGD0〜SGD3を限定しない場合は、選択ゲート線SGDと表記する。選択ゲート線SGS0〜SGS3を限定しない場合は、選択ゲート線SGSと表記する。なお、各ストリングユニットSUの選択ゲート線SGS0〜SGS3は共通に接続されてもよい。 The gates of the select transistors ST1 in each of the string units SU0 to SU3 are connected to select gate lines SGD0 to SGD3, respectively. Similarly, the gates of the selection transistors ST2 in each of the string units SU0 to SU3 are connected to selection gate lines SGS0 to SGS3, respectively. Hereinafter, when the selection gate lines SGD0 to SGD3 are not limited, they are expressed as selection gate lines SGD. When the selection gate lines SGS0 to SGS3 are not limited, they are expressed as selection gate lines SGS. Note that the select gate lines SGS0 to SGS3 of the string units SU may be connected in common.
ブロックBLK内にあるメモリセルトランジスタMT0〜MT95の制御ゲートは、それぞれワード線WL0〜WL95に共通接続される。以下、ワード線WL0〜WL95を限定しない場合は、ワード線WLまたはWLi(iは、0〜95の整数)と表記する。 Control gates of the memory cell transistors MT0 to MT95 in the block BLK are commonly connected to word lines WL0 to WL95, respectively. Hereinafter, when the word lines WL0 to WL95 are not limited, they are expressed as a word line WL or WLi (i is an integer of 0 to 95).
ストリングユニットSU内にある各NANDストリングNSの選択トランジスタST1のドレインは、それぞれ異なるビット線BL0〜BL(m−1)(mは2以上の整数)に接続される。以下、ビット線BL0〜BL(m−1)を限定しない場合は、ビット線BLと表記する。各ビット線BLは、複数のブロックBLK間で各ストリングユニットSU内にある1つのNANDストリングNSを共通に接続する。更に、複数の選択トランジスタST2のソースは、ソース線SLに共通に接続されている。つまり、ストリングユニットSUは、異なるビット線BLに接続され、且つ同一の選択ゲート線SGD及びSGSに接続されたNANDストリングNSの集合体である。また,ブロックBLKは、ワード線WLを共通にする複数のストリングユニットSUの集合体である。そしてメモリセルアレイ11は、ビット線BLを共通にする複数のブロックBLKの集合体である。 The drain of the selection transistor ST1 of each NAND string NS in the string unit SU is connected to different bit lines BL0 to BL (m−1) (m is an integer of 2 or more). Hereinafter, when the bit lines BL0 to BL (m−1) are not limited, they are expressed as bit lines BL. Each bit line BL commonly connects one NAND string NS in each string unit SU among a plurality of blocks BLK. Further, the sources of the plurality of selection transistors ST2 are commonly connected to the source line SL. That is, the string unit SU is an aggregate of NAND strings NS connected to different bit lines BL and connected to the same selection gate lines SGD and SGS. The block BLK is an aggregate of a plurality of string units SU that share the word line WL. The memory cell array 11 is an aggregate of a plurality of blocks BLK that share the bit line BL.
データの書き込み及び読み出しは、いずれかのストリングユニットSUにおけるいずれかのワード線WLに接続されたメモリセルトランジスタMTに対して、一括して行われる。以下、データの書き込み動作及び読み出し動作の際、一括して選択されるメモリセルトランジスタMTの群を「メモリセルグループMCG」と呼ぶ。そして、1つのメモリセルグループMCGにおいて、メモリセルトランジスタMTの各々に書き込まれる、または読み出される1ビットのデータの集まりを「ページ」と呼ぶ。従って、1つのメモリセルトランジスタMTに4ビットデータを記憶させる場合、1本のワード線WLに接続されたメモリセルグループMCGには、4ページ分のデータが記憶される。 Data writing and reading are collectively performed on the memory cell transistors MT connected to any one of the word lines WL in any of the string units SU. Hereinafter, a group of memory cell transistors MT that are collectively selected during a data write operation and a data read operation will be referred to as a “memory cell group MCG”. A collection of 1-bit data written to or read from each memory cell transistor MT in one memory cell group MCG is called a “page”. Therefore, when 4-bit data is stored in one memory cell transistor MT, four pages of data are stored in the memory cell group MCG connected to one word line WL.
本実施形態では、1つのメモリセルトランジスタMTが4ビットデータを保持することができる。すなわち、本実施形態におけるメモリセルトランジスタMTは、4ビットのデータを保持するQLC(quad level cell)である。QLC(quad level cell)のメモリセルトランジスタが保持する4ビットデータを、下位ビットから順にLowerビット、Middleビット、Upperビット、及びTopビットと呼ぶ。また、同一のワード線WLに接続されたメモリセルトランジスタMTの保持するLowerビットの集合を“Lowerページ”と呼び、Middleビットの集合を“Middleページ”と呼び、Upperビットの集合を“Upperページ”と呼び、Topビットの集合を“Topページ”と呼ぶ。 In the present embodiment, one memory cell transistor MT can hold 4-bit data. That is, the memory cell transistor MT in the present embodiment is a QLC (quad level cell) that holds 4-bit data. The 4-bit data held by a QLC (quad level cell) memory cell transistor is referred to as a lower bit, a middle bit, an upper bit, and a top bit in order from the lower bit. A set of lower bits held by the memory cell transistors MT connected to the same word line WL is called a “lower page”, a set of middle bits is called a “middle page”, and a set of upper bits is called an “upper page”. And a set of Top bits is called a “Top page”.
なお、メモリセルトランジスタMTが保持できるデータのビット数は4ビットに限定されない、複数ビット、すなわち、2ビット以上であれば、本実施形態を適用できる。例えば、メモリセルトランジスタMTは、2ビットのデータを保持するMLC(multi level cell)であってもよいし、3ビットのデータを保持するTLC(three level cell)であってもよい。 Note that the number of bits of data that can be held by the memory cell transistor MT is not limited to 4 bits, and the present embodiment can be applied to any number of bits, that is, 2 bits or more. For example, the memory cell transistor MT may be an MLC (multi level cell) that holds 2-bit data or a TLC (three level cell) that holds 3-bit data.
なお、メモリセルアレイ11の構成は、他の構成であってもよい。メモリセルアレイ11の構成については、例えば、“三次元積層不揮発性半導体メモリ(THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY)”という2009年3月19日に出願された米国特許出願12/407,403号に記載されている。また、“三次元積層不揮発性半導体メモリ(THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY)”という2009年3月18日に出願された米国特許出願12/406,524号、“不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法(NON-VOLATILE SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME)”という2010年3月25日に出願された米国特許出願12/679,991号“半導体メモリ及びその製造方法(SEMICONDUCTOR MEMORY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME)”という2009年3月23日に出願された米国特許出願12/532,030号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。 The configuration of the memory cell array 11 may be other configurations. The configuration of the memory cell array 11 is described in, for example, US patent application Ser. No. 12 / 407,403 filed on Mar. 19, 2009, “THREE DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY”. ing. Also, US patent application Ser. No. 12 / 406,524 filed Mar. 18, 2009 entitled “Three DIMENSIONAL STACKED NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY”, “Nonvolatile Semiconductor Memory Device and Manufacturing Method Thereof” (NON-VOLATILE SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME), US patent application Ser. No. 12 / 679,991, filed Mar. 25, 2010 “SEMICONDUCTOR MEMORY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME” In US patent application Ser. No. 12 / 532,030 filed Mar. 23, 2009. These patent applications are hereby incorporated by reference in their entirety.
1.2 メモリセルトランジスタMTの閾値分布
次に、メモリセルトランジスタMTの閾値分布について、図4を用いて説明する。図4は、各メモリセルトランジスタMTの取り得るデータ、閾値分布、及び読み出し動作時に用いる電圧を示している。
1.2 Threshold Distribution of Memory Cell Transistor MT Next, the threshold distribution of the memory cell transistor MT will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows data that can be taken by each memory cell transistor MT, threshold distribution, and voltages used in the read operation.
図4に示すように、メモリセルトランジスタMTが4ビットのデータを保持する場合、その閾値電圧の分布は16個に分けられる。この16個の閾値分布を、閾値電圧が低いものから順に“0”レベル、“1”レベル、“2”レベル、“3”レベル、“4”レベル、“5”レベル、“6”レベル、“7”レベル、“8”レベル、“9”レベル、“A”レベル、“B”レベル、“C”レベル、“D”レベル、“E”レベル、及び“F”レベルと呼ぶ。 As shown in FIG. 4, when the memory cell transistor MT holds 4-bit data, the threshold voltage distribution is divided into 16 pieces. The 16 threshold distributions are divided into “0” level, “1” level, “2” level, “3” level, “4” level, “5” level, “6” level in order from the lowest threshold voltage. They are referred to as “7” level, “8” level, “9” level, “A” level, “B” level, “C” level, “D” level, “E” level, and “F” level.
また、図4に示す電圧V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、VA、VB、VC、VD、VE、及びVFはそれぞれ、書き込み動作時における“0”レベル、“1”レベル、“2”レベル、“3”レベル、“4”レベル、“5”レベル、“6”レベル、“7”レベル、“8”レベル、“9”レベル、“A”レベル、“B”レベル、“C”レベル、“D”レベル、“E”レベル、及び“F”レベルのベリファイに用いられる。電圧VREADは、読み出し動作時において非選択ワード線に印加される電圧である。メモリセルトランジスタMTは、ゲートに電圧VREADが印加されると保持するデータに依らずにオン状態になる。これらの電圧値の関係は、V1<V2<V3<V4<V5<V6<V7<V8<V9<VA<VB<VC<VD<VE<VF<VREADである。 Further, the voltages V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, VA, VB, VC, VD, VE, and VF shown in FIG. “1” level, “2” level, “3” level, “4” level, “5” level, “6” level, “7” level, “8” level, “9” level, “A” level, “A” level, It is used for verifying the B level, the C level, the D level, the E level, and the F level. The voltage VREAD is a voltage applied to the non-selected word line during the read operation. When the voltage VREAD is applied to the gate, the memory cell transistor MT is turned on regardless of the data held. The relationship between these voltage values is V1 <V2 <V3 <V4 <V5 <V6 <V7 <V8 <V9 <VA <VB <VC <VD <VE <VF <VREAD.
上述した閾値分布のうち“0”レベルは、メモリセルトランジスタMTの消去状態に相当する。“0”レベルにおける閾値電圧は、電圧V1未満である。“1”レベルにおける閾値電圧は、電圧V1以上且つ電圧V2未満である。“2”レベルにおける閾値電圧は、電圧V2以上且つ電圧V3未満である。“3”レベルにおける閾値電圧は、電圧V3以上且つ電圧V4未満である。“4”レベルにおける閾値電圧は、電圧V4以上且つ電圧V5未満である。“5”レベルにおける閾値電圧は、電圧V5以上且つ電圧V6未満である。“6”レベルにおける閾値電圧は、電圧V6以上且つ電圧V7未満である。“7”レベルにおける閾値電圧は、電圧V7以上且つ電圧V8未満である。“8”レベルにおける閾値電圧は、電圧V8以上且つ電圧V9未満である。“9”レベルにおける閾値電圧は、電圧V9以上且つ電圧VA未満である。“A”レベルにおける閾値電圧は、電圧VA以上且つ電圧VB未満である。“B”レベルにおける閾値電圧は、電圧VB以上且つ電圧VC未満である。“C”レベルにおける閾値電圧は、電圧VC以上且つ電圧VD未満である。“D”レベルにおける閾値電圧は、電圧VD以上且つVE未満である。“E”レベルにおける閾値電圧は、電圧VE以上且つVF未満である。“F”レベルにおける閾値電圧は、電圧VE以上且つ電圧VREAD未満である。 The “0” level in the above threshold distribution corresponds to the erased state of the memory cell transistor MT. The threshold voltage at the “0” level is less than the voltage V1. The threshold voltage at the “1” level is not less than the voltage V1 and less than the voltage V2. The threshold voltage at the “2” level is not less than the voltage V2 and less than the voltage V3. The threshold voltage at the “3” level is equal to or higher than the voltage V3 and lower than the voltage V4. The threshold voltage at the “4” level is not less than the voltage V4 and less than the voltage V5. The threshold voltage at the “5” level is not less than the voltage V5 and less than the voltage V6. The threshold voltage at the “6” level is not less than the voltage V6 and less than the voltage V7. The threshold voltage at the “7” level is not less than the voltage V7 and less than the voltage V8. The threshold voltage at the “8” level is not less than the voltage V8 and less than the voltage V9. The threshold voltage at the “9” level is equal to or higher than the voltage V9 and lower than the voltage VA. The threshold voltage at the “A” level is equal to or higher than the voltage VA and lower than the voltage VB. The threshold voltage at the “B” level is equal to or higher than the voltage VB and lower than the voltage VC. The threshold voltage at the “C” level is equal to or higher than the voltage VC and lower than the voltage VD. The threshold voltage at the “D” level is equal to or higher than the voltage VD and lower than VE. The threshold voltage at the “E” level is equal to or higher than the voltage VE and lower than VF. The threshold voltage at the “F” level is equal to or higher than the voltage VE and lower than the voltage VREAD.
本例における読み出し動作では、説明を簡略化するため、ベリファイ電圧を読み出し電圧として使用した場合を一例として説明する。以下に、電圧V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、VA、VB、VC、VD、VE、及びVFを用いた読み出し動作のことをそれぞれ、読み出し動作1R、2R、3R、4R、5R、6R、7R、8R、9R、AR、BR、CR、DR、ER、及びFRと呼ぶ。読み出し動作1Rは、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が電圧V1未満か否かを判定する。読み出し動作2Rは、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が電圧V2未満か否かを判定する。読み出し動作3Rは、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が電圧V3未満か否かを判定する。以下、同様である。 In the read operation in this example, a case where the verify voltage is used as the read voltage will be described as an example for the sake of simplicity. Hereinafter, the read operations using the voltages V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, VA, VB, VC, VD, VE, and VF are respectively read operations 1R, 2R, They are called 3R, 4R, 5R, 6R, 7R, 8R, 9R, AR, BR, CR, DR, ER, and FR. In the read operation 1R, it is determined whether or not the threshold voltage of the memory cell transistor MT is less than the voltage V1. In the read operation 2R, it is determined whether or not the threshold voltage of the memory cell transistor MT is less than the voltage V2. In the read operation 3R, it is determined whether or not the threshold voltage of the memory cell transistor MT is less than the voltage V3. The same applies hereinafter.
また、上述した16個の閾値分布は、Lowerビット、Middleビット、Upperビット、及びTopビットからなる4ビット(4ページ)データを書き込むことで形成される。そして16個の閾値分布が、それぞれ異なる4ビットのデータに対応する。本実施形態では、各レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTに対して、“Lowerビット/Middleビット/Upperビット/Topビット”に以下に示すようにデータを割り付ける。 The 16 threshold distributions described above are formed by writing 4-bit (4 pages) data consisting of a lower bit, a middle bit, an upper bit, and a top bit. The 16 threshold distributions correspond to different 4-bit data. In the present embodiment, data is allocated to the “Lower bit / Middle bit / Upper bit / Top bit” as shown below for the memory cell transistors MT included in each level.
“0”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1111”データを保持する。“1”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0111”データを保持する。“2”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0101”データを保持する。“3”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0001”データを保持する。“4”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1001”データを保持する。“5”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1000”データを保持する。“6”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0000”データを保持する。“7”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0100”データを保持する。“8”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0110”データを保持する。“9”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0010”データを保持する。“A”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0011”データを保持する。“B”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1011”データを保持する。“C”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1010”データを保持する。“D”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1110”データを保持する。“E”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1100”データを保持する。“F”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1101”データを保持する。 The memory cell transistor MT included in the “0” level holds “1111” data. The memory cell transistor MT included in the “1” level holds “0111” data. The memory cell transistor MT included in the “2” level holds “0101” data. The memory cell transistor MT included in the “3” level holds “0001” data. The memory cell transistor MT included in the “4” level holds “1001” data. The memory cell transistor MT included in the “5” level holds “1000” data. The memory cell transistor MT included in the “6” level holds “0000” data. The memory cell transistor MT included in the “7” level holds “0100” data. The memory cell transistor MT included in the “8” level holds “0110” data. The memory cell transistor MT included in the “9” level holds “0010” data. The memory cell transistor MT included in the “A” level holds “0011” data. The memory cell transistor MT included in the “B” level holds “1011” data. The memory cell transistor MT included in the “C” level holds “1010” data. The memory cell transistor MT included in the “D” level holds “1110” data. The memory cell transistor MT included in the “E” level holds “1100” data. The memory cell transistor MT included in the “F” level holds “1101” data.
このように割り付けられたデータを読み出す場合、Lowerビットは、読み出し動作1R、4R、6R、及びBRによって確定する。Middleビットは、読み出し動作3R、7R、9R、及びDRによって確定する。Upperビットは、読み出し動作2R、8R、及びERによって確定する。Topビットは、読み出し動作5R、AR、CR、及びFRによって確定する。つまりLowerビット、Middleビット、Upperビット、及びTopビットの値はそれぞれ、4回、4回、3回、及び4回の読み出し動作によって確定する。以下では、このデータの割り付けのことを“4−4−3−4コード”と呼ぶ。 When reading data allocated in this way, the Lower bit is determined by the read operations 1R, 4R, 6R, and BR. The Middle bit is determined by the read operations 3R, 7R, 9R, and DR. The upper bit is determined by read operations 2R, 8R, and ER. The Top bit is determined by read operations 5R, AR, CR, and FR. That is, the values of the Lower bit, the Middle bit, the Upper bit, and the Top bit are determined by four, four, three, and four read operations, respectively. Hereinafter, this data allocation is referred to as “4-4-3-4 code”.
1.3 書き込み動作
次に、書き込み動作について説明する。書き込み動作は、大まかにはプログラム動作とベリファイ動作とを含む。そして、プログラム動作とベリファイ動作との組み合わせ(以下、「プログラムループ」と呼ぶ)を繰り返すことで、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧がターゲットレベルまで上昇される。
1.3 Write Operation Next, the write operation will be described. The write operation roughly includes a program operation and a verify operation. Then, by repeating the combination of the program operation and the verify operation (hereinafter referred to as “program loop”), the threshold voltage of the memory cell transistor MT is raised to the target level.
プログラム動作は、電子を電荷蓄積層に注入することにより閾値電圧を上昇させる(または注入を禁止することで閾値電圧を維持させる)動作のことである。以下では、閾値電圧を上昇させる動作を「“0”プログラム」と呼ぶ。例えば、“0”レベルの閾値分布に含まれるメモリセルトランジスタMTの閾値を、“1”レベルの閾値分布に含まれるように上昇させることを、“0”プログラムと呼ぶ。“0”プログラム対象とされたビット線BLには、センスアンプ18から“0”プログラムのための電圧(例えば、電圧VSS)が与えられる。他方で、閾値電圧を維持させる動作を「“1”プログラム」または「書き込み禁止」と呼び、“1”プログラム対象とされたビット線BLには、センスアンプ18から“1”プログラムのための電圧(以下、「電圧VBL」と表記する)が与えられる。以下、“0”プログラムに対応するビット線をBL(“0”)と表記し、“1”プログラムに対応するビット線をBL(“1”)と表記する。 The program operation is an operation of increasing the threshold voltage by injecting electrons into the charge storage layer (or maintaining the threshold voltage by prohibiting the injection). Hereinafter, the operation for increasing the threshold voltage is referred to as a ““ 0 ”program”. For example, raising the threshold value of the memory cell transistor MT included in the “0” level threshold distribution so as to be included in the “1” level threshold distribution is called a “0” program. A voltage for programming “0” (for example, voltage VSS) is applied from the sense amplifier 18 to the bit line BL to be programmed “0”. On the other hand, the operation of maintaining the threshold voltage is called ““ 1 ”program” or “write prohibition”, and the voltage for the “1” program is supplied from the sense amplifier 18 to the bit line BL targeted for the “1” program. (Hereinafter referred to as “voltage VBL”). Hereinafter, the bit line corresponding to the “0” program is expressed as BL (“0”), and the bit line corresponding to the “1” program is expressed as BL (“1”).
ベリファイ動作は、プログラム動作の後、データを読み出し、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧が目標とするターゲットレベルに達したか否かを判定する動作である。以下、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧がターゲットレベルに達している場合を、「ベリファイをパスした」と呼び、ターゲットレベルまで達していない場合を、「ベリファイをフェイルした」と呼ぶ。 The verify operation is an operation of reading data after the program operation and determining whether or not the threshold voltage of the memory cell transistor MT has reached a target level. Hereinafter, the case where the threshold voltage of the memory cell transistor MT has reached the target level is referred to as “passed verification”, and the case where the threshold voltage has not reached the target level is referred to as “failed verification”.
1.3.1 第1及び第2書き込み動作
次に、本実施形態の書き込み動作について詳細に説明する。本実施形態では、4ページデータの書き込み動作を第1書き込み動作と第2書き込み動作との2回に分けて実行する。以下、あるメモリセルグループMCGに対して1回目に実行される書き込み動作を「第1書き込み動作」と呼び、第2回目(第n回目)に実行される書き込み動作を「第2書き込み動作」(第n書き込み動作)と呼ぶ。第1及び第2書き込み動作は、各々が4ページの書き込みデータに基づいて実行される。本実施形態では、第1書き込み動作において、4ページデータを粗く書き込み、第2書き込み動作において、4ページデータを精密に書き込む。なお、書き込み動作は、3回以上に分かれていてもよい。例えば、4ページデータを3回に分けて書き込んでもよく、ページデータ毎に4回に分けて書き込んでもよい。
1.3.1 First and Second Write Operations Next, the write operation of this embodiment will be described in detail. In the present embodiment, the 4-page data write operation is executed in two steps of the first write operation and the second write operation. Hereinafter, the first write operation performed on a certain memory cell group MCG is referred to as a “first write operation”, and the second (nth) write operation is referred to as a “second write operation” ( This is called the nth write operation). Each of the first and second write operations is executed based on four pages of write data. In the present embodiment, 4 page data is written roughly in the first write operation, and the 4 page data is written precisely in the second write operation. Note that the write operation may be divided into three or more times. For example, four page data may be written in three times, or may be written in four times for each page data.
まず、第1書き込み動作について、図5を用いて説明する。図5は、第1書き込み動作によるメモリセルトランジスタMTの閾値分布の変化を示している。 First, the first write operation will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a change in the threshold distribution of the memory cell transistor MT due to the first write operation.
図5に示すように、シーケンサ14は、コントローラ20から入力された4ページデータに基づいて、第1書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 5, the sequencer 14 performs the first write operation based on the 4-page data input from the controller 20.
第1書き込み動作を実行する前のメモリセルトランジスタMTの閾値電圧は、“ER”レベルに分布する。“ER”レベルにおける閾値電圧は電圧V1未満であり、メモリセルトランジスタMTの消去状態に相当する。 The threshold voltage of the memory cell transistor MT before executing the first write operation is distributed to the “ER” level. The threshold voltage at the “ER” level is less than the voltage V1, and corresponds to the erased state of the memory cell transistor MT.
第1書き込み動作においてシーケンサ14は、電圧VM1、VM2、VM3、VM4、VM5、VM6、VM7、VM8、VM9、VMA、VMB、VMC、VMD、VME、及びVMFをベリファイ電圧として使用する。電圧VM1、VM2、VM3、VM4、VM5、VM6、VM7、VM8、VM9、VMA、VMB、VMC、VMD、VME、及びVMFはそれぞれ、“1111”(“Lowerビット/Middleビット/Upperビット/Topビット”)データ、“0111”データ、“0101”データ、“0001”データ、“1001”データ、“1000”データ、“0000”データ、“0100”データ、“0110”データ、“0010”データ、“0011”データ、“1011”データ、“1010”データ、“1110”データ、“1100”データ、及び“1101”データを書き込む場合に使用される。電圧VM1は、電圧V1未満である。電圧VM2は、電圧V1以上且つ電圧V2未満である。電圧VM3は、電圧V2以上且つ電圧V3未満である。電圧VM4は、電圧V3以上且つ電圧V4未満である。電圧VM5は、電圧V4以上且つ電圧V5未満である。電圧VM6は、電圧V5以上且つ電圧V6未満である。電圧VM7は、電圧V6以上且つ電圧V7未満である。電圧VM8は、電圧V7以上且つ電圧V8未満である。電圧VM9は、電圧V8以上且つ電圧V9未満である。電圧VMAは、電圧V9以上且つ電圧VA未満である。電圧VMBは、電圧VA以上且つ電圧VB未満である。電圧VMCは、電圧VB以上且つ電圧VC未満である。電圧VMDは、電圧VC以上且つ電圧VD未満である。電圧VMEは、電圧VD以上且つ電圧VE未満である。電圧VMFは、電圧VE以上且つ電圧VF未満である。 In the first write operation, the sequencer 14 uses the voltages VM1, VM2, VM3, VM4, VM5, VM6, VM7, VM8, VM9, VMA, VMB, VMC, VMD, VME, and VMF as verify voltages. The voltages VM1, VM2, VM3, VM4, VM5, VM6, VM7, VM8, VM9, VMA, VMB, VMC, VMD, VME, and VMF are “1111” (“Lower bit / Middle bit / Upper bit / Top bit”, respectively. “) Data,“ 0111 ”data,“ 0101 ”data,“ 0001 ”data,“ 1001 ”data,“ 1000 ”data,“ 0000 ”data,“ 0100 ”data,“ 0110 ”data,“ 0010 ”data,“ This is used when writing “0011” data, “1011” data, “1010” data, “1110” data, “1100” data, and “1101” data. The voltage VM1 is less than the voltage V1. The voltage VM2 is not less than the voltage V1 and less than the voltage V2. The voltage VM3 is not less than the voltage V2 and less than the voltage V3. The voltage VM4 is not less than the voltage V3 and less than the voltage V4. The voltage VM5 is not less than the voltage V4 and less than the voltage V5. The voltage VM6 is not less than the voltage V5 and less than the voltage V6. The voltage VM7 is not less than the voltage V6 and less than the voltage V7. The voltage VM8 is not less than the voltage V7 and less than the voltage V8. The voltage VM9 is not less than the voltage V8 and less than the voltage V9. The voltage VMA is not less than the voltage V9 and less than the voltage VA. The voltage VMB is equal to or higher than the voltage VA and lower than the voltage VB. Voltage VMC is equal to or higher than voltage VB and lower than voltage VC. The voltage VMD is equal to or higher than the voltage VC and lower than the voltage VD. The voltage VME is equal to or higher than the voltage VD and lower than the voltage VE. The voltage VMF is equal to or higher than the voltage VE and lower than the voltage VF.
第1書き込み動作が実行されると、書き込むデータに基づいてメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇し、16個の閾値分布が形成される。第1書き込み動作では、図5に示すように16個の閾値分布は、隣り合う閾値分布と重なっていることがある。図5に示す“M0”レベルは、“1111”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“M1”レベルは、“0111”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“M2”レベルは、“0101”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。以下、同様である。 When the first write operation is executed, the threshold voltage of the memory cell transistor MT rises based on the data to be written, and 16 threshold distributions are formed. In the first write operation, as shown in FIG. 5, the 16 threshold distributions may overlap with adjacent threshold distributions. The “M0” level shown in FIG. 5 is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “1111” data is written. The “M1” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “0111” data is written. The “M2” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “0101” data is written. The same applies hereinafter.
“M0”レベルにおける閾値電圧は電圧V1未満であり、前述した“0”レベル及び“ER”レベルと同様に、メモリセルトランジスタMTの消去状態に相当する。つまり、第1書き込み動作において1111”データを書き込むメモリセルトランジスタMTでは、閾値電圧の上昇が抑制される。但し、“M0”レベルも第1書き込み動作により、閾値レベルが“1”レベルに変わるほどではないが、閾値電圧が多少上昇する。“M1”レベルにおける閾値電圧は、電圧VM1以上且つ電圧V2未満である。“M2”レベルにおける閾値電圧は、電圧VM2以上且つ電圧V3未満である。以下、同様である。 The threshold voltage at the “M0” level is less than the voltage V1 and corresponds to the erased state of the memory cell transistor MT, similarly to the “0” level and the “ER” level described above. That is, in the memory cell transistor MT that writes 1111 ”data in the first write operation, an increase in threshold voltage is suppressed. However, the“ M0 ”level is also changed to the“ 1 ”level by the first write operation. However, the threshold voltage rises slightly: the threshold voltage at the “M1” level is equal to or higher than the voltage VM1 and lower than the voltage V2. The threshold voltage at the “M2” level is equal to or higher than the voltage VM2 and lower than the voltage V3. The same.
このように、第1書き込み動作におけるベリファイに使用される電圧VM1、VM2、VM3、VM4、VM5、VM6、VM7、VM8、VM9、VMA、VMB、VMC、VMD、VME、及びVMFはそれぞれ、ベリファイをパスしたメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が電圧V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、VA、VB、VC、VD、VE、VF、及びVREADを超えないように設定される。 As described above, the voltages VM1, VM2, VM3, VM4, VM5, VM6, VM7, VM8, VM9, VMA, VMB, VMC, VMD, VME, and VMF used for the verify in the first write operation are verified. The threshold voltage of the passed memory cell transistor MT is set so as not to exceed the voltages V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, VA, VB, VC, VD, VE, VF, and VREAD.
次に、第2書き込み動作ついて、図6を用いて説明する。図6は、第2書き込み動作によるメモリセルトランジスタMTの閾値分布の変化を示している。 Next, the second write operation will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a change in the threshold distribution of the memory cell transistor MT due to the second write operation.
図6に示すように、シーケンサ14は、コントローラ20から入力された4ページデータに基づいて第2書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 6, the sequencer 14 executes the second write operation based on the 4-page data input from the controller 20.
第2書き込み動作において、シーケンサ14は、ベリファイ電圧として電圧V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、VA、VB、VC、VD、VE、及びVFを使用する。第2書き込み動作が実行されると、書き込むデータに基づいてメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇し、16個の広い閾値分布から16個の細い閾値分布が形成される。例えば、“M0”レベルの閾値分布から“0”レベルの閾値分布が形成され、“M1”レベルの閾値分布から“1”レベルの閾値分布が形成され、“M2”レベルの閾値分布から“2”レベルの閾値分布が形成される。以下、同様である。 In the second write operation, the sequencer 14 uses voltages V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, VA, VB, VC, VD, VE, and VF as verify voltages. When the second write operation is executed, the threshold voltage of the memory cell transistor MT rises based on the data to be written, and 16 narrow threshold distributions are formed from the 16 wide threshold distributions. For example, a threshold distribution of “0” level is formed from the threshold distribution of “M0” level, a threshold distribution of “1” level is formed from the threshold distribution of “M1” level, and “2” from the threshold distribution of “M2” level. A “level threshold distribution is formed. The same applies hereinafter.
1.3.2 コマンドシーケンス
次に、コントローラ20から半導体記憶装置に送信されるコマンドシーケンスについて、図7及び図8を用いて説明する。図7及び図8は、第1書き込み動作及び第2書き込み動作におけるコマンドシーケンスを示し、半導体記憶装置10に入力される入出力信号I/Oを示している。半導体記憶装置10に入力されたコマンドCMDはコマンドレジスタ12に格納され、アドレス情報ADDはアドレスレジスタ13に格納され、データDATはデータレジスタ17の図示せぬラッチ回路に格納されるものとする。なお、以下の説明において、第1書き込み動作に対応するコマンドの組み合わせを第1コマンドセットと呼び、第2書き込み動作に対応するコマンドの組み合わせを第2コマンドセットと呼ぶ。
1.3.2 Command Sequence Next, a command sequence transmitted from the controller 20 to the semiconductor memory device will be described with reference to FIGS. 7 and 8 show command sequences in the first write operation and the second write operation, and show the input / output signal I / O input to the semiconductor memory device 10. The command CMD input to the semiconductor memory device 10 is stored in the command register 12, the address information ADD is stored in the address register 13, and the data DAT is stored in a latch circuit (not shown) of the data register 17. In the following description, a command combination corresponding to the first write operation is referred to as a first command set, and a command combination corresponding to the second write operation is referred to as a second command set.
まず、第1書き込み動作におけるコマンドシーケンスについて説明する。 First, a command sequence in the first write operation will be described.
図7に示すように、コントローラ20は、まず、コマンド“xzh”を半導体記憶装置10に送信する。コマンド“xzh”は、半導体記憶装置10に対して第1書き込み動作を指示するコマンドである。 As shown in FIG. 7, the controller 20 first transmits a command “xzh” to the semiconductor memory device 10. The command “xzh” is a command for instructing the semiconductor memory device 10 to perform the first write operation.
次に、コントローラ20は、コマンド“01h”を発行して半導体記憶装置10に送信する。コマンド“01h”は、続いて受信するデータDATが1ページ目の書き込みデータであることを示すコマンドである。 Next, the controller 20 issues a command “01h” and transmits it to the semiconductor memory device 10. The command “01h” is a command indicating that the subsequently received data DAT is write data for the first page.
次に、コントローラ20は、コマンド“80h”を発行して半導体記憶装置10に送信する。コマンド“80h”は、半導体記憶装置10に対して書き込み動作を命令するコマンドである。 Next, the controller 20 issues a command “80h” and transmits it to the semiconductor memory device 10. The command “80h” is a command for instructing the semiconductor memory device 10 to perform a write operation.
次に、コントローラ20は、アドレス情報ADDと、LowerページのデータDAT1とを、続けて半導体記憶装置10に送信する。半導体記憶装置10は、受信したデータDAT1をデータレジスタ17のラッチ回路に保持する。 Next, the controller 20 continuously transmits the address information ADD and the lower page data DAT1 to the semiconductor memory device 10. The semiconductor memory device 10 holds the received data DAT 1 in the latch circuit of the data register 17.
次に、コントローラ20は、コマンド“xyh”を発行して半導体記憶装置10に送信する。コマンド“xyh”がコマンドレジスタ12に格納されると、シーケンサ14は、レディビジー信号RBnを、ビジー状態を示すLow(“L”)レベルにして、データレジスタ17に保持されたデータDAT1をセンスアンプ18に転送させる。シーケンサ14は、センスアンプ18へのデータDAT1の転送が終了すると、レディビジー信号RBnを、レディ状態を示すHigh(“H”)レベルにする。この動作は、図7に“ダミービジー”と表示されている。 Next, the controller 20 issues a command “xyh” and transmits it to the semiconductor memory device 10. When the command “xyh” is stored in the command register 12, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to a low (“L”) level indicating a busy state, and the data DAT 1 held in the data register 17 is sense amplifier 18. To be transferred. When the transfer of the data DAT1 to the sense amplifier 18 is completed, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to a high (“H”) level indicating a ready state. This operation is indicated as “Dummy Busy” in FIG.
次に、コントローラ20は、“H”レベルのレディビジー信号RBnを受信すると、コマンド“xzh”と、コマンド“02h”と、コマンド“80h”と、アドレス情報ADDと、MiddleページのデータDAT2と、コマンド“xyh”とを、順に半導体記憶装置10に送信する。コマンド“02h”は、続いて受信するデータDAT2が2ページ目の書き込みデータであることを示すコマンドである。コマンド“xyh”がコマンドレジスタ12に格納されると、シーケンサ14は、レディビジー信号RBnを“L”レベルにして、データレジスタ17に保持されたデータDAT2をセンスアンプ18に転送させる。 Next, when the controller 20 receives the “H” level ready busy signal RBn, the command “xzh”, the command “02h”, the command “80h”, the address information ADD, the data DAT2 of the Middle page, and the command “Xyh” is sequentially transmitted to the semiconductor memory device 10. The command “02h” is a command indicating that the subsequently received data DAT2 is write data for the second page. When the command “xyh” is stored in the command register 12, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to “L” level and transfers the data DAT 2 held in the data register 17 to the sense amplifier 18.
次に、コントローラ20は、“H”レベルのレディビジー信号RBnを受信すると、コマンド“xzh”と、コマンド“03h”と、コマンド“80h”と、アドレス情報ADDと、UpperページのデータDAT3と、コマンド“xyh”とを、順に半導体記憶装置10に送信する。コマンド“xyh”がコマンドレジスタ12に格納されると、シーケンサ14はレディビジー信号RBnを“L”レベルにして、データレジスタ17に保持されたデータDAT3をセンスアンプ18に転送させる。 Next, when the controller 20 receives the “H” level ready busy signal RBn, the command “xzh”, the command “03h”, the command “80h”, the address information ADD, the upper page data DAT3, the command “Xyh” is sequentially transmitted to the semiconductor memory device 10. When the command “xyh” is stored in the command register 12, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to “L” level and transfers the data DAT 3 held in the data register 17 to the sense amplifier 18.
次に、コントローラ20は、“H”レベルのレディビジー信号RBnを受信すると、コマンド“xzh”と、コマンド“04h”と、コマンド“80h”と、アドレス情報ADDと、TopページのデータDAT4と、コマンド“10h”とを、順に半導体記憶装置10に送信する。 Next, when the controller 20 receives the “H” level ready busy signal RBn, the command “xzh”, the command “04h”, the command “80h”, the address information ADD, the Top page data DAT4, the command “10h” is sequentially transmitted to the semiconductor memory device 10.
コマンド“10h”がコマンドレジスタ12に格納されると、シーケンサ14は、レディビジー信号RBnを“L”レベルにして、データレジスタ17に保持されたデータDAT4をセンスアンプ18に転送させる。そして、シーケンサ14は、センスアンプ18に格納されたデータDAT1〜DAT4に基づいて第1書き込み動作を実行する。以下、第1書き込み動作の実行期間をtProg1とする。 When the command “10h” is stored in the command register 12, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to the “L” level and transfers the data DAT 4 held in the data register 17 to the sense amplifier 18. Then, the sequencer 14 performs the first write operation based on the data DAT1 to DAT4 stored in the sense amplifier 18. Hereinafter, the execution period of the first write operation is tProg1.
次に、第2書き込み動作におけるコマンドシーケンスについて説明する。 Next, a command sequence in the second write operation will be described.
図8に示すように、第2書き込み動作におけるコマンドシーケンスは、図7を用いて説明した第1書き込み動作におけるコマンドシーケンスの最初に付与されたコマンド“xzh”を除いたものと同様である。 As shown in FIG. 8, the command sequence in the second write operation is the same as that except for the command “xzh” given at the beginning of the command sequence in the first write operation described with reference to FIG.
図8に示す最後のコマンドであるコマンド“10h”がコマンドレジスタ12に格納されると、シーケンサ14は、レディビジー信号RBnを“L”レベルにして、第2書き込み動作を実行する。以下、第2書き込み動作の実行期間をtProg2とする。 When the command “10h” as the last command shown in FIG. 8 is stored in the command register 12, the sequencer 14 sets the ready / busy signal RBn to the “L” level and executes the second write operation. Hereinafter, the execution period of the second write operation is tProg2.
1.3.3 書き込み動作の全体の流れ
次に、書き込み動作の全体の流れについて、図9及び図10を用いて説明する。図9は、書き込み動作全体のフローチャートである。図10は、書き込み動作において選択ストリングユニットのシフト動作を示すフローチャートである。以下の説明では、説明を簡便にするためにワード線WLの番号に変数iを用い、ストリングユニットSUの番号に変数jを用いる。変数i及びjは、例えばコントローラ20が備えるカウンタによって保持される変数であり、コントローラ20の制御によってインクリメントされる。
1.3.3 Overall Flow of Write Operation Next, the overall flow of the write operation will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart of the entire write operation. FIG. 10 is a flowchart showing the shift operation of the selected string unit in the write operation. In the following description, for simplicity of explanation, the variable i is used as the number of the word line WL, and the variable j is used as the number of the string unit SU. The variables i and j are variables held by a counter provided in the controller 20, for example, and are incremented by the control of the controller 20.
シーケンサ14は、コントローラ20から送信されたアドレス情報ADD及びデータDATに基づいて、書き込み動作を実行する。 The sequencer 14 performs a write operation based on the address information ADD and data DAT transmitted from the controller 20.
図9に示すように、まず、コントローラ20は、i=j=0、すなわち、ワード線WL0及びストリングユニットSU0を選択して(ステップS10)、シーケンサ14に第1コマンドセットを送信する。 As shown in FIG. 9, first, the controller 20 selects i = j = 0, that is, selects the word line WL0 and the string unit SU0 (step S10), and transmits the first command set to the sequencer 14.
次に、シーケンサ14は、コントローラ20からの命令に基づいて第1書き込み動作を実行する(ステップS11)。 Next, the sequencer 14 executes a first write operation based on a command from the controller 20 (step S11).
次に、コントローラ20は、選択ストリングユニットSU、すなわち変数jをシフトさせる(ステップS12)。より具体的には、コントローラ20は、変数jが0〜2の場合、変数jをインクリメントしてj=j+1とし、変数jが3の場合、j=0とする。そして、コントローラ20は、ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLi(i=0)に接続されたメモリセルグループMCGの第1書き込み動作が終了したか確認する(ステップS13)。 Next, the controller 20 shifts the selected string unit SU, that is, the variable j (step S12). More specifically, the controller 20 increments the variable j to j = j + 1 when the variable j is 0 to 2, and sets j = 0 when the variable j is 3. Then, the controller 20 confirms whether or not the first write operation of the memory cell group MCG connected to the word line WLi (i = 0) is completed in the string units SU0 to SU3 (step S13).
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第1書き込み動作が終了していない場合(ステップS13_No)、すなわち、シフト後の変数jが1〜3の場合、コントローラ20は、ワード線WLiに対応する第1コマンドセットをシーケンサ14に送信する。ステップS11に戻り、シーケンサ14は、ワード線WLiに対応する第1書き込み動作を実行する。 In the string units SU0 to SU3, when the first write operation corresponding to the word line WLi is not completed (step S13_No), that is, when the variable j after the shift is 1 to 3, the controller 20 sets the word line WLi to The corresponding first command set is transmitted to the sequencer 14. Returning to step S11, the sequencer 14 executes the first write operation corresponding to the word line WLi.
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第1書き込み動作が終了している場合(ステップS13_Yes)、すなわち、シフト後の変数jが0の場合、コントローラ20は、シーケンサ14に変数i=i+1、すなわちワード線WL(i+1)に対応する第1コマンドセットを送信する。 In the string units SU0 to SU3, when the first write operation corresponding to the word line WLi is finished (step S13_Yes), that is, when the variable j after the shift is 0, the controller 20 sends the variable i = The first command set corresponding to i + 1, that is, the word line WL (i + 1) is transmitted.
次に、シーケンサ14は、コントローラ20からの命令に基づいてワード線WL(i+1)に対応する第1書き込み動作を実行する(ステップS14)。 Next, the sequencer 14 performs a first write operation corresponding to the word line WL (i + 1) based on the command from the controller 20 (step S14).
第1書き込み動作が終了すると、コントローラ20は、シーケンサ14に変数i、すなわちワード線WLiに対応する第2コマンドセットを送信する。シーケンサ14は、コントローラ20からの命令に基づいてワード線WLiに対応する第2書き込み動作を実行する(ステップS15)。 When the first write operation is finished, the controller 20 transmits the variable i, that is, the second command set corresponding to the word line WLi, to the sequencer 14. The sequencer 14 executes the second write operation corresponding to the word line WLi based on the command from the controller 20 (step S15).
次に、コントローラ20は、ステップS12と同様に、選択ストリングユニットSU、すなわち変数jをシフトさせる(ステップS16)。そして、コントローラ20は、ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに接続されたメモリセルグループMCGの第2書き込み動作が終了したか確認する(ステップS17)。 Next, similarly to step S12, the controller 20 shifts the selected string unit SU, that is, the variable j (step S16). Then, the controller 20 confirms whether or not the second write operation of the memory cell group MCG connected to the word line WLi is completed in the string units SU0 to SU3 (step S17).
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作が終了していない場合(ステップS17_No)、コントローラ20は、ワード線WL(i+1)に対応する第1コマンドセットをシーケンサ14に送信する。ステップS14に戻り、シーケンサ14は、ワード線WL(i+1)に対応する第1書き込み動作を実行する。 In the string units SU0 to SU3, when the second write operation corresponding to the word line WLi is not completed (step S17_No), the controller 20 transmits the first command set corresponding to the word line WL (i + 1) to the sequencer 14. To do. Returning to step S14, the sequencer 14 executes the first write operation corresponding to the word line WL (i + 1).
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作が終了している場合(ステップS17_Yes)、コントローラ20は、変数iをインクリメントして変数i=i+1とする。また、コントローラ20は、ステップS12と同様に、選択ストリングユニットSU、すなわち変数jをシフトさせる(ステップS18)。次に、コントローラ20は、ワード線WLiの変数iがi=95であるか確認する(ステップS19)。すなわち、コントローラ20は、インクリメントされた変数iに対応するワード線WLiが終端のワード線WL95であるか確認する。 In the string units SU0 to SU3, when the second write operation corresponding to the word line WLi is finished (step S17_Yes), the controller 20 increments the variable i to make the variable i = i + 1. Further, the controller 20 shifts the selected string unit SU, that is, the variable j, similarly to step S12 (step S18). Next, the controller 20 checks whether the variable i of the word line WLi is i = 95 (step S19). That is, the controller 20 confirms whether the word line WLi corresponding to the incremented variable i is the terminal word line WL95.
i=95ではない場合(ステップS19_No)、コントローラ20は、シーケンサ14にワード線WL(i+1)に対応する第1コマンドセットを送信する。ステップS14に戻り、シーケンサ14は、ワード線WL(i+1)に対応する第1書き込み動作を実行する。 When i = 95 is not satisfied (step S19_No), the controller 20 transmits the first command set corresponding to the word line WL (i + 1) to the sequencer 14. Returning to step S14, the sequencer 14 executes the first write operation corresponding to the word line WL (i + 1).
i=95である場合(ステップS19_Yes)、コントローラ20は、シーケンサ14にワード線WLiに対応する第2コマンドセットを送信する。シーケンサ14は、コントローラ20の命令に基づいてワード線WLiに対応する第2書き込み動作を実行する(ステップS20)。 When i = 95 (step S19_Yes), the controller 20 transmits the second command set corresponding to the word line WLi to the sequencer 14. The sequencer 14 executes the second write operation corresponding to the word line WLi based on the command from the controller 20 (step S20).
コントローラ20は、ステップS20において、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作を実行した後、ステップS12と同様に、選択ストリングユニットSU、すなわち変数jをシフトさせる(ステップS21)。そして、コントローラ20は、ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに接続されたメモリセルグループMCGの第2書き込み動作が終了したか確認する(ステップS22)。 After executing the second write operation corresponding to the word line WLi in step S20, the controller 20 shifts the selected string unit SU, that is, the variable j, similarly to step S12 (step S21). Then, the controller 20 confirms whether the second write operation of the memory cell group MCG connected to the word line WLi is completed in the string units SU0 to SU3 (step S22).
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作が終了していない場合(ステップS22_No)、コントローラ20は、ワード線WLiに対応する第2コマンドセットをシーケンサ14に送信する。ステップS20に戻り、シーケンサ14は、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作を実行する。 In the string units SU0 to SU3, when the second write operation corresponding to the word line WLi is not completed (step S22_No), the controller 20 transmits the second command set corresponding to the word line WLi to the sequencer 14. Returning to step S20, the sequencer 14 executes the second write operation corresponding to the word line WLi.
ストリングユニットSU0〜SU3において、ワード線WLiに対応する第2書き込み動作が終了している場合(ステップS22_Yes)、コントローラ20は、そのブロックBLKにおける書き込み動作を終了させる。 In the string units SU0 to SU3, when the second write operation corresponding to the word line WLi has ended (step S22_Yes), the controller 20 ends the write operation in the block BLK.
次に、選択ストリングユニットSUのシフト動作について、説明する。 Next, the shift operation of the selected string unit SU will be described.
図10に示すように、まず、コントローラ20は、変数jをインクリメントしてj=j+1とする(ステップS30)。 As shown in FIG. 10, first, the controller 20 increments the variable j to j = j + 1 (step S30).
次に、コントローラ20は、変数j=4の場合(ステップS31_Yes)、変数j=0とする(ステップS32)。 Next, when the variable j = 4 (step S31_Yes), the controller 20 sets the variable j = 0 (step S32).
他方で、コントローラ20は、変数j=4ではない場合(ステップS31_No)、変数jを変更しない。すなわち、ステップS30で得られた変数j=j+1のままとする。 On the other hand, when the variable j is not 4 = 4 (step S31_No), the controller 20 does not change the variable j. That is, the variable j = j + 1 obtained in step S30 is maintained.
1.3.4 データの書き込み順序
次に、データの書き込み順序について、図11を用いて説明する。図11は、1つのブロックBLKにおけるストリングユニットSUの選択順序を示している。ワード線WLとストリングユニットSUとに対応する破線で上下2段に区切られた実線の四角枠は、1つのメモリセルグループMCGを示しており、四角枠の上段は、第2書き込み動作(参照符号“WRT2”)を示し、四角枠の下段は、第1書き込み動作(参照符号“WRT1”)を示している。
1.3.4 Data Write Order Next, the data write order will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the selection order of the string units SU in one block BLK. A solid square frame divided into two upper and lower lines by a broken line corresponding to the word line WL and the string unit SU indicates one memory cell group MCG, and an upper stage of the square frame indicates a second write operation (reference numeral). “WRT2”), and the lower part of the square frame indicates the first write operation (reference numeral “WRT1”).
図11に示すように、まず、シーケンサ14は、第1〜第4番目の動作として、ワード線WL0を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、第1書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 11, first, the sequencer 14 executes a first write operation that selects the word line WL0 and sequentially selects the string units SU0 to SU3 as the first to fourth operations.
次に、シーケンサ14は、第5及び第6番目の動作として、ストリングユニットSU0を選択して、ワード線WL1を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第2書き込み動作とを実行する。また、シーケンサ14は、第7〜第12番目の動作として、ストリングユニットSU1からSU3まで順に選択して、第5及び第6番目の動作と同じ手順で、ワード線WL1を選択した第1書き込み動作とワード線WL0を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。 Next, the sequencer 14 selects the string unit SU0 as the fifth and sixth operations, and executes the first write operation that selects the word line WL1 and the second write operation that selects the word line WL0. To do. In addition, the sequencer 14 sequentially selects the string units SU1 to SU3 as the seventh to twelfth operations, and selects the word line WL1 in the same procedure as the fifth and sixth operations. And the second write operation with the word line WL0 selected are executed alternately.
次に、シーケンサ14は、第13〜第20番目の動作として、第5〜第12番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL2を選択した第1書き込み動作とワード線WL1を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第13〜第20番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects, as the 13th to 20th operations, the first write operation that selects the word line WL2 for each string unit SU and the word line WL1 as in the 5th to 12th operations. The second write operation is executed alternately. In the thirteenth to twentieth operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
次に、シーケンサ14は、第5〜第12番目の動作と同様に、ワード線WL3及びWL2を選択した第21〜第28番目の動作を実行する。第21〜第28番目の動作では、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、及びSU1が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU1からSU2にシフトしている。 Next, the sequencer 14 executes the 21st to 28th operations in which the word lines WL3 and WL2 are selected, similarly to the 5th to 12th operations. In the 21st to 28th operations, the string units SU2, SU3, SU0, and SU1 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU1 to SU2.
次に、シーケンサ14は、第5〜第12番目の動作と同様に、ワード線WL4及びWL3を選択した第29〜第36番目の動作を実行する。第29〜第36番目の動作では、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、及びSU2が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU2からSU3にシフトしている。 Next, the sequencer 14 executes the 29th to 36th operations in which the word lines WL4 and WL3 are selected, similarly to the 5th to 12th operations. In the 29th to 36th operations, the string units SU3, SU0, SU1, and SU2 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU2 to SU3.
同様に、シーケンサ14は、ワード線WL5及びWL4を選択した第37〜44番目の動作では、最初にストリングユニットSU0を選択し、ワード線WL6及びWL5を選択した第45〜52番目の動作では、最初にストリングユニットSU1を選択し、ワード線WL7及びWL6を選択した第53〜60番目の動作では、最初にストリングユニットSU2を選択する。以降の処理も同様である。 Similarly, in the 37th to 44th operations in which the word lines WL5 and WL4 are selected, the sequencer 14 first selects the string unit SU0, and in the 45th to 52nd operations in which the word lines WL6 and WL5 are selected, In the 53rd to 60th operations in which the string unit SU1 is first selected and the word lines WL7 and WL6 are selected, the string unit SU2 is first selected. The same applies to the subsequent processing.
上記のように、シーケンサ14は、コントローラ20から送信されたアドレス情報ADD及びデータDATに基づいて、書き込み動作を実行する。 As described above, the sequencer 14 performs a write operation based on the address information ADD and data DAT transmitted from the controller 20.
すなわち、コントローラ20は、シーケンサ14に書き込み動作を実行させるにあたり、最初に第2書き込み動作が実行されるストリングユニットSUが、ワード線WL0からワード線WL95に向かってストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトするように、ページアドレスPAを指定している。換言すれば、コントローラ20は、シーケンサ14に書き込み動作を実行させるにあたり、最初に第1書き込み動作が実行されるストリングユニットSUが、ワード線WL1からワード線WL95に向かってストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトするように、ページアドレスPAを指定している。 That is, when the controller 20 causes the sequencer 14 to perform a write operation, the string unit SU that is first subjected to the second write operation is moved from the word line WL0 toward the word line WL95, and the string units SU0, SU1, SU2, SU3. The page address PA is designated so as to repeatedly shift in the order of. In other words, when the controller 20 causes the sequencer 14 to perform a write operation, the string unit SU that is first subjected to the first write operation is moved from the word line WL1 toward the word line WL95, and the string units SU0, SU1, SU2. , The page address PA is designated so as to repeatedly shift in the order of SU3.
従って、4つのストリングユニットSUに対応して、4本のワード線WL毎に、選択されるストリングユニットSUの周期が繰り返されている。以下、この周期に対応する4本のワード線WLのグループをワード線グループWGと表記する。図11の例では、最初に第2書き込み動作が実行されるストリングユニットSUの順番に着目して、4本のワード線WL0〜WL3をワード線グループWG0とし、4本のワード線WL4〜WL7をワード線グループWG1としている。以降のワード線WLも同様である。 Accordingly, the cycle of the selected string unit SU is repeated for every four word lines WL corresponding to the four string units SU. Hereinafter, a group of four word lines WL corresponding to this cycle is referred to as a word line group WG. In the example of FIG. 11, paying attention to the order of the string units SU in which the second write operation is first performed, the four word lines WL0 to WL3 are set as the word line group WG0, and the four word lines WL4 to WL7 are set. The word line group WG1 is used. The same applies to the subsequent word lines WL.
次に、1つのワード線グループWGにおける第2書き込み動作の順序について、図12を用いて説明する。 Next, the order of the second write operation in one word line group WG will be described with reference to FIG.
図12に示すように、あるワード線グループWGがワード線WLi〜WL(i+3)を含むとする。すると、ワード線WLiの場合、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+1)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU0からストリングユニットSU1にシフトして、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、SU0の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+2)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU1からストリングユニットSU2にシフトして、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、SU1の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+3)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU2からストリングユニットSU3にシフトして、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、SU2の順序で、第2書き込みが実行される。 As shown in FIG. 12, it is assumed that a certain word line group WG includes word lines WLi to WL (i + 3). Then, in the case of the word line WLi, the second writing is executed in the order of the string units SU0, SU1, SU2, SU3. In the case of the word line WL (i + 1), the first string unit SU is shifted from the string unit SU0 to the string unit SU1, and the second write is executed in the order of the string units SU1, SU2, SU3, SU0. In the case of the word line WL (i + 2), the first string unit SU is shifted from the string unit SU1 to the string unit SU2, and the second write is executed in the order of the string units SU2, SU3, SU0, SU1. In the case of the word line WL (i + 3), the first string unit SU is shifted from the string unit SU2 to the string unit SU3, and the second write is executed in the order of the string units SU3, SU0, SU1, and SU2.
1.3.5 プログラム動作時の各配線の電圧
次に、プログラム動作時の各配線の電圧の一例について、図13及び図14を用いて説明する。図13の例は、1回目のプログラムループにおけるプログラム動作を示している。図14の例は、データの書き込み順序(第1番目〜第28番目の動作)とこれに対応する選択ゲート線SGD0〜SGD3及びワード線WL0〜WL4の電圧を示している。なお、図14の例では、説明を簡略化するため、各書き込み動作の1回目のプログラム動作を示している。
1.3.5 Voltage of Each Wiring During Program Operation Next, an example of the voltage of each wiring during the program operation will be described with reference to FIGS. The example of FIG. 13 shows the program operation in the first program loop. The example of FIG. 14 shows the data write order (first to 28th operations) and the corresponding voltages of the select gate lines SGD0 to SGD3 and word lines WL0 to WL4. In the example of FIG. 14, the first program operation of each write operation is shown to simplify the description.
図13に示すように、時刻t1において、センスアンプ18は、ビット線BL(“1”)に電圧VBLを印加し、BLプリチャージを開始する。ロウデコーダ16は、選択ブロックBLKにおいて、選択ストリングユニットSUの選択ゲート線SGD(参照符号“選択SGD”)に電圧VSD1を印加する。電圧VSD1は、選択トランジスタST1をオン状態とさせる電圧である。他方で、ロウデコーダ16は、非選択ストリングユニットSUの選択ゲート線SGD(参照符号“非選択SGD”)に電圧VSSを印加して、対応する選択トランジスタST1をオフ状態とさせる。また、ロウデコーダ16は、選択ストリングユニットSUおよび非選択ストリングユニットSUの選択ゲート線SGSに電圧VSSを印加して、選択トランジスタST2をオフ状態とさせる。またソース線SLには、電圧VCELSRC(>VSS)が印加される。 As shown in FIG. 13, at time t1, the sense amplifier 18 applies the voltage VBL to the bit line BL (“1”) and starts BL precharge. The row decoder 16 applies the voltage VSD1 to the selection gate line SGD (reference numeral “selection SGD”) of the selection string unit SU in the selection block BLK. The voltage VSD1 is a voltage that turns on the selection transistor ST1. On the other hand, the row decoder 16 applies the voltage VSS to the selection gate line SGD (reference numeral “non-selection SGD”) of the non-selection string unit SU to turn off the corresponding selection transistor ST1. In addition, the row decoder 16 applies the voltage VSS to the selection gate line SGS of the selected string unit SU and the unselected string unit SU, thereby turning off the selection transistor ST2. A voltage VCELSRC (> VSS) is applied to the source line SL.
時刻t2において、ロウデコーダ16は、選択ストリングユニットSUの選択ゲート線SGDに電圧VSD2を印加する。電圧VSD2は、電圧VSD1及び電圧VBLよりも低い電圧で、電圧VSSを印加された選択トランジスタST1はオンさせるが、電圧VBLを印加された選択トランジスタST1はカットオフさせる電圧である。これにより、ビット線BL(“1”)に対応するNANDストリングNSのチャネルはフローティング状態となる。 At time t2, the row decoder 16 applies the voltage VSD2 to the selection gate line SGD of the selected string unit SU. The voltage VSD2 is a voltage lower than the voltage VSD1 and the voltage VBL, and the selection transistor ST1 to which the voltage VSS is applied is turned on, but the selection transistor ST1 to which the voltage VBL is applied is cut off. As a result, the channel of the NAND string NS corresponding to the bit line BL (“1”) is in a floating state.
時刻t3において、ロウデコーダ16は、選択ストリングユニットSUの各ワード線WLに電圧VPASSを印加する。電圧VPASSは、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧によらず、メモリセルトランジスタMTをオン状態にする電圧である。 At time t3, the row decoder 16 applies the voltage VPASS to each word line WL of the selected string unit SU. The voltage VPASS is a voltage that turns on the memory cell transistor MT regardless of the threshold voltage of the memory cell transistor MT.
時刻t4において、ロウデコーダ16は、選択ストリングユニットSUの選択ワード線WLに電圧VPGMを印加する。電圧VPGMは、電子を電荷蓄積層に注入するための高電圧である。 At time t4, the row decoder 16 applies the voltage VPGM to the selected word line WL of the selected string unit SU. The voltage VPGM is a high voltage for injecting electrons into the charge storage layer.
ビット線BL(“0”)に対応するNANDストリングNSでは、選択トランジスタST1がオン状態となっているため、選択ワード線WLに接続されたメモリセルトランジスタMTのチャネル電位はVSSとなる。よって、制御ゲートとチャネルとの間の電位差(VPGM−VSS)が大きくなる。その結果、電子が電荷蓄積層に注入されて、ビット線BL(“0”)に対応するメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇される。 In the NAND string NS corresponding to the bit line BL (“0”), since the selection transistor ST1 is in the on state, the channel potential of the memory cell transistor MT connected to the selected word line WL is VSS. Therefore, the potential difference (VPGM-VSS) between the control gate and the channel is increased. As a result, electrons are injected into the charge storage layer, and the threshold voltage of the memory cell transistor MT corresponding to the bit line BL (“0”) is increased.
ビット線BL(“1”)に対応するNANDストリングNSでは、選択トランジスタST1がカットオフ状態となっているため、選択ワード線WLに接続されたメモリセルトランジスタMTのチャネルは電気的にフローティングとなる。すると、ワード線WL等との容量カップリングにより、チャネル電位は上昇する。よって、制御ゲートとチャネルとの間の電位差は、ビット線BL(“0”)に対応するメモリセルトランジスタMTよりも小さくなる。その結果、電子が電荷蓄積層にほとんど注入されず、ビット線BL(“1”)に対応するメモリセルトランジスタMTの閾値電圧は維持される(閾値分布レベルがより高い分布に遷移するほどには閾値電圧は変動しない)。 In the NAND string NS corresponding to the bit line BL (“1”), the selection transistor ST1 is cut off, so that the channel of the memory cell transistor MT connected to the selection word line WL is electrically floating. . Then, the channel potential rises due to capacitive coupling with the word line WL or the like. Therefore, the potential difference between the control gate and the channel is smaller than that of the memory cell transistor MT corresponding to the bit line BL (“0”). As a result, almost no electrons are injected into the charge storage layer, and the threshold voltage of the memory cell transistor MT corresponding to the bit line BL (“1”) is maintained (the threshold voltage distribution level is changed to a higher distribution) The threshold voltage does not fluctuate).
時刻t5において、ロウデコーダ16は、ワード線WLに電圧VSSを印加する。 At time t5, the row decoder 16 applies the voltage VSS to the word line WL.
時刻t6において、リカバリ処理が実行され、プログラム動作は終了する。 At time t6, the recovery process is executed and the program operation ends.
次に、データの書き込み順序とこれに対応する選択ゲート線SGD0〜SGD3及びワード線WL0〜WL4の電圧について説明する。 Next, the data write order and the corresponding voltages of the select gate lines SGD0 to SGD3 and the word lines WL0 to WL4 will be described.
図14に示すように、まず第1番目の動作におけるプログラム動作では、選択ゲート線SGD0及びワード線WL0が選択される。選択ゲート線SGD0には電圧VSD(電圧VSD1及びVSD2)が印加され、選択ワード線WL0には電圧VPGM(及び電圧VPASS)が印加され、非選択ワード線WL1〜WL3には電圧VPASSが印加される。 As shown in FIG. 14, in the first program operation, the selection gate line SGD0 and the word line WL0 are selected. A voltage VSD (voltages VSD1 and VSD2) is applied to the selected gate line SGD0, a voltage VPGM (and voltage VPASS) is applied to the selected word line WL0, and a voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL1 to WL3. .
同様に、第2〜第4番目の動作では、ワード線WL0が選択され、更に選択ゲート線SGD1〜SGD3が順に選択される。より具体的には、第2番目の動作では、選択ゲート線SGD1に電圧VSDが印加され、第3番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、第4番目の動作では、選択ゲート線SGD3に電圧VSDが印加される。そして第2〜第4番目の動作では、選択ワード線WL0には電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL1〜WL3には電圧VPASSが印加される。 Similarly, in the second to fourth operations, the word line WL0 is selected, and the selection gate lines SGD1 to SGD3 are sequentially selected. More specifically, the voltage VSD is applied to the selection gate line SGD1 in the second operation, the voltage VSD is applied to the selection gate line SGD2 in the third operation, and the selection is performed in the fourth operation. The voltage VSD is applied to the gate line SGD3. In the second to fourth operations, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL0, and the voltage VPASS is applied to the non-selected word lines WL1 to WL3.
次に、第5及び第6番目の動作では、選択ゲート線SGD0が選択され、ワード線WL1及びWL0が順に選択される。より具体的には、第5番目の動作では、選択ゲート線SGD0に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第6番目の動作では、選択ゲート線SGD0に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL0に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL1〜WL3に電圧VPASSが印加される。 Next, in the fifth and sixth operations, the selection gate line SGD0 is selected, and the word lines WL1 and WL0 are sequentially selected. More specifically, in the fifth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD0, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. Is done. In the sixth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD0, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL0, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL1 to WL3.
次に、第7〜第12番目の動作では、第5及び第6番目の書き込み動作と同じ手順で、選択ゲート線SGD1〜SGD3が順に選択される。より具体的には、第7番目の動作では、選択ゲート線SGD1に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第8番目の動作では、選択ゲート線SGD1に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL0に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL1〜WL3に電圧VPASSが印加される。第9番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第10番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL0に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL1〜WL3に電圧VPASSが印加される。第11番目の動作では、選択ゲート線SGD3に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第12番目の動作では、選択ゲート線SGD3に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL0に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL1〜WL3に電圧VPASSが印加される。 Next, in the seventh to twelfth operations, the selection gate lines SGD1 to SGD3 are sequentially selected in the same procedure as the fifth and sixth write operations. More specifically, in the seventh operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD1, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. Is done. In the eighth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD1, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL0, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL1 to WL3. In the ninth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. In the tenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL0, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL1 to WL3. In the eleventh operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD3, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. In the twelfth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD3, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL0, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL1 to WL3.
第13〜第20番目の動作では、第13及び14番目の動作で選択ゲート線SGD1が選択され、第15及び第16番目の動作で選択ゲート線SGD2が選択され、第17及び第18番目の動作で選択ゲート線SGD3が選択され、第19及び第20番目の動作で選択ゲート線SGD0が選択される。また、第13、第15、第17、及び第19番目の動作では、ワード線WL2が選択され、第14、第16、第18、及び第20番目の動作では、ワード線WL1が選択される。より具体的には、第13番目の動作では、選択ゲート線SGD1に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL2に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL1、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第14番目の動作では、選択ゲート線SGD1に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第15番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL2に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL1、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第16番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第17番目の動作では、選択ゲート線SGD3に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL2に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL1、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第18番目の動作では、選択ゲート線SGD3に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第19番目の動作では、選択ゲート線SGD0に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL2に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL1、及びWL3に電圧VPASSが印加される。第20番目の動作では、選択ゲート線SGD0に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL1に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL2、及びWL3に電圧VPASSが印加される。 In the thirteenth to twentieth operations, the selection gate line SGD1 is selected in the thirteenth and fourteenth operations, the selection gate line SGD2 is selected in the fifteenth and sixteenth operations, and the seventeenth and eighteenth operations. The selection gate line SGD3 is selected by the operation, and the selection gate line SGD0 is selected by the nineteenth and twentieth operations. In the thirteenth, fifteenth, seventeenth, and nineteenth operations, the word line WL2 is selected, and in the fourteenth, sixteenth, eighteenth, and twentieth operations, the word line WL1 is selected. . More specifically, in the thirteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD1, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL2, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL1, and WL3. Is done. In the fourteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD1, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. In the fifteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL2, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL1, and WL3. In the sixteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. In the seventeenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD3, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL2, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL1, and WL3. In the eighteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD3, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3. In the nineteenth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD0, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL2, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL1, and WL3. In the twentieth operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD0, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL1, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL2, and WL3.
第21〜第28番目の動作では、第21及び22番目の動作で選択ゲート線SGD2が選択され、第23及び第24番目の動作で選択ゲート線SGD3が選択され、第25及び第26番目の動作で選択ゲート線SGD0が選択され、第27及び第28番目の動作で選択ゲート線SGD1が選択される。また、第21、第22、第23、及び第25番目の動作ではワード線WL3が選択され、第22、第24、第26、及び第28番目の動作ではワード線WL2が選択される。より具体的には、第21番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL3に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0〜WL2に電圧VPASSが印加される。第22番目の動作では、選択ゲート線SGD2に電圧VSDが印加され、選択ワード線WL2に電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WL0、WL1、及びWL3に電圧VPASSが印加される。以降も同様の手順により、選択された選択ゲート線SGDに電圧VSDが印加され、選択ワード線WLに電圧VPGMが印加され、非選択ワード線WLに電圧VPASSが印加される。 In the 21st to 28th operations, the selection gate line SGD2 is selected in the 21st and 22nd operations, the selection gate line SGD3 is selected in the 23rd and 24th operations, and the 25th and 26th operations are selected. The selection gate line SGD0 is selected by the operation, and the selection gate line SGD1 is selected by the 27th and 28th operations. In the twenty-first, twenty-second, twenty-third, and twenty-fifth operations, the word line WL3 is selected, and in the twenty-second, twenty-fourth, twenty-sixth, and twenty-eighth operations, the word line WL2 is selected. More specifically, in the 21st operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL3, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0 to WL2. In the twenty-second operation, the voltage VSD is applied to the selected gate line SGD2, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL2, and the voltage VPASS is applied to the unselected word lines WL0, WL1, and WL3. Thereafter, in the same procedure, the voltage VSD is applied to the selected selection gate line SGD, the voltage VPGM is applied to the selected word line WL, and the voltage VPASS is applied to the unselected word line WL.
1.3.6 第1及び第2書き込み動作における選択ワード線の電圧
次に、第1及び第2書き込み動作における選択ワード線WLの電圧の一例について説明する。図15は、第1及び第2書き込み動作において、選択ワード線WLに印加される電圧を示している。
1.3.6 Voltage of Selected Word Line in First and Second Write Operations Next, an example of the voltage of the selected word line WL in the first and second write operations will be described. FIG. 15 shows voltages applied to the selected word line WL in the first and second write operations.
図15に示すように、第1コマンドセット受信後、第1書き込み期間tProg1において、まず、ロウデコーダ16は、選択ワード線WLに対して電圧Vpgm1を印加する。電圧Vpgm1は、第1書き込み動作におけるプログラム電圧VPGMである。選択ワード線WLに電圧Vpgm1が印加されると、選択ワード線WLに接続された“0”プログラム対象のメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇し、“1”プログラム対象のメモリセルトランジスタMTの閾値電圧はほとんど上昇しない。次に、ロウデコーダ16は、電圧Vvfyを印加する。電圧Vvfyはベリファイ電圧であり、例えば、図5に示す電圧VM1である。 As shown in FIG. 15, after receiving the first command set, in the first write period tProg1, first, the row decoder 16 applies the voltage Vpgm1 to the selected word line WL. The voltage Vpgm1 is the program voltage VPGM in the first write operation. When the voltage Vpgm1 is applied to the selected word line WL, the threshold voltage of the “0” programmed memory cell transistor MT connected to the selected word line WL rises, and the “1” programmed memory cell transistor MT threshold The voltage hardly rises. Next, the row decoder 16 applies the voltage Vvfy. The voltage Vvfy is a verify voltage, for example, the voltage VM1 shown in FIG.
上述したプログラム電圧とベリファイ電圧とを印加する動作が、1回のプログラムループに相当する。そして、このようなプログラムループが、プログラム電圧の値をΔVpgm1ずつ増加させて繰り返される。各プログラムループで印加される電圧Vvfyの値は、第1書き込み動作の進行に伴って、例えば電圧VM2又はVM3に変更される。なお、1回のプログラムループで複数種類のベリファイ電圧が使用されてもよい。シーケンサ14は、例えば、電圧VMFによるベリファイにパスすると、第1書き込み動作を終了して、レディビジー信号RBnを“H”レベルにする。 The above-described operation of applying the program voltage and the verify voltage corresponds to one program loop. Such a program loop is repeated by increasing the value of the program voltage by ΔVpgm1. The value of the voltage Vvfy applied in each program loop is changed to, for example, the voltage VM2 or VM3 with the progress of the first write operation. A plurality of types of verify voltages may be used in one program loop. For example, when the sequencer 14 passes verification by the voltage VMF, the sequencer 14 ends the first write operation and sets the ready / busy signal RBn to the “H” level.
次に、第2コマンドセット受信後、第2書き込み期間tProg2において、ロウデコーダ16は、第1書き込み期間tProg1と同様に、選択ワード線WLに対して電圧Vpgm2を印加する。電圧Vpgm2は、第2書き込み動作におけるプログラム電圧VPGMである。次に、ロウデコーダ16は、電圧Vvfyを印加する。例えば、ロウデコーダ16は、電圧Vvfyとして、選択ワード線WLに図6に示す電圧V1を印加する。このようなプログラムループが、ベリファイをパスするまで、プログラム電圧の値をΔVpgm2ずつ増加させて繰り返される。電圧Vpgm2は電圧Vpgm1より小さく、ΔVpgm2はΔVpgm1より小さい。このように第2書き込み動作は、第1書き込み動作より小さいプログラム電圧とΔVpgmとを使用して、メモリセルトランジスタMTの閾値電圧を細かく制御する。このため、第2書き込み期間tProg2は、第1書き込み期間tProg1よりも長くなる傾向がある。 Next, after receiving the second command set, in the second write period tProg2, the row decoder 16 applies the voltage Vpgm2 to the selected word line WL as in the first write period tProg1. The voltage Vpgm2 is the program voltage VPGM in the second write operation. Next, the row decoder 16 applies the voltage Vvfy. For example, the row decoder 16 applies the voltage V1 shown in FIG. 6 to the selected word line WL as the voltage Vvfy. Such a program loop is repeated by increasing the value of the program voltage by ΔVpgm2 until the verify is passed. The voltage Vpgm2 is smaller than the voltage Vpgm1, and ΔVpgm2 is smaller than ΔVpgm1. As described above, in the second write operation, the threshold voltage of the memory cell transistor MT is finely controlled by using a program voltage smaller than the first write operation and ΔVpgm. For this reason, the second writing period tProg2 tends to be longer than the first writing period tProg1.
1.4 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、半導体記憶装置の信頼性を向上できる。本効果につき詳述する。
1.4 Effects According to this Embodiment With the configuration according to this embodiment, the reliability of the semiconductor memory device can be improved. This effect will be described in detail.
データ書き込み済みのメモリセルトランジスタMTの閾値電圧は、隣接するメモリセルトランジスタMTへの書き込み動作、あるいは他のストリングユニットSUへの書き込み動作の際のディスターブ(disturb)により、変動する場合がある。 The threshold voltage of the memory cell transistor MT to which data has been written may vary due to disturbance during a write operation to an adjacent memory cell transistor MT or a write operation to another string unit SU.
これに対し、本実施形態に係る構成であれば、複数ビットの書き込み動作を2回に分けて、まず、ワード線WLiに接続されたメモリセルトランジスタMTに第1書き込み動作を実行し、ワード線WL(i+1)に接続されたメモリセルトランジスタMTに第1書き込み動作を実行した後、ワード線WLiに接続されたメモリセルトランジスタMTに第2書き込み動作を実行することができる。これにより、ワード線WLiに接続されたメモリセルトランジスタMTは、隣接するワード線WL(i+1)に接続されたメモリセルトランジスタMTへの第1書き込み動作によるディスターブを受けても、その後の第2書き込み動作により、精密に書き込まれるため、ディスターブの影響を抑制できる。 On the other hand, in the configuration according to the present embodiment, the multi-bit write operation is divided into two times, and first, the first write operation is performed on the memory cell transistors MT connected to the word line WLi. After the first write operation is performed on the memory cell transistor MT connected to WL (i + 1), the second write operation can be performed on the memory cell transistor MT connected to the word line WLi. As a result, even if the memory cell transistor MT connected to the word line WLi receives a disturbance due to the first write operation to the memory cell transistor MT connected to the adjacent word line WL (i + 1), the subsequent second write Since the operation is precisely written, the influence of disturbance can be suppressed.
また、“0”レベル(消去レベル)のデータの閾値電圧に着目すると、第1書き込み動作が実行されたメモリセルトランジスタMTの“M0”レベルのデータの閾値電圧は、“1”プログラムの影響により、“1”レベルには達していないが第1書き込み動作が実行されていないメモリセルトランジスタMTの“ER”レベルのデータの閾値電圧よりもわずかに増加している。このため、第1書き込み動作が実行されたメモリセルトランジスタMTは、第1書き込み動作が実行されていないメモリセルトランジスタMTよりも、他のストリングユニットSUからのディスターブにより、“0”レベルのフェイルビット、すなわち、“0”レベルから“1”レベルへのシフトが発生しやすくなる。データの書き込み順序と他のストリングユニットSUの第2書き込み動作からのディスターブとの関係を、図16に示す。図16は、ワード線WL0及びWL1におけるストリングユニットSUの選択順序を示しており、選択順序は図11と同じである。 Focusing on the threshold voltage of “0” level (erase level) data, the threshold voltage of “M0” level data of the memory cell transistor MT on which the first write operation has been executed is influenced by the “1” program. The threshold voltage of the “ER” level data of the memory cell transistor MT that has not reached the “1” level but is not performing the first write operation is slightly increased. For this reason, the memory cell transistor MT in which the first write operation is performed has a fail bit of “0” level due to disturbance from other string units SU than the memory cell transistor MT in which the first write operation is not performed. That is, a shift from the “0” level to the “1” level is likely to occur. FIG. 16 shows the relationship between the data write order and the disturbance from the second write operation of the other string unit SU. FIG. 16 shows the selection order of the string units SU on the word lines WL0 and WL1, and the selection order is the same as FIG.
図16に示すように、ストリングユニットSU0のワード線WL1に接続されたメモリセルグループMCGに着目すると、第1書き込み動作が実行された後(第5番目)に、ワード線WL1を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第2書き込み動作とがストリングユニットSU1、SU2、及びSU3の順に実行される。従って、ストリングユニットSU0のワード線WL1に接続されたメモリセルグループMCGは、ワード線WL0を選択した他のストリングユニットSUの第2書き込み動作によりディスターブの影響を3回受ける。同様に、ストリングユニットSU1のワード線WL1に接続されたメモリセルグループMCGは、ディスターブの影響を2回受ける。ストリングユニットSU2のワード線WL1に接続されたメモリセルグループMCGは、ディスターブの影響を1回受ける。ストリングユニットSU3のワード線WL1に接続されたメモリセルグループMCGは、ディスターブの影響を0回受ける。このように、ワード線WL(i+1)において、第1書き込み動作を実行するストリングユニットSUの選択順序により、換言すれば、ワード線WLiにおいて、第2書き込み動作を実行するストリングユニットSUの選択順序により、ディスターブによる閾値電圧の変動量が異なる。ディスターブを受ける回数が多いほど、閾値電圧の上昇は大きくなるため、フェイルビット数が増加する傾向にある。 As shown in FIG. 16, when focusing on the memory cell group MCG connected to the word line WL1 of the string unit SU0, after the first write operation is executed (fifth), the first word line WL1 is selected. The write operation and the second write operation in which the word line WL0 is selected are executed in the order of the string units SU1, SU2, and SU3. Accordingly, the memory cell group MCG connected to the word line WL1 of the string unit SU0 is affected three times by the disturb by the second write operation of the other string unit SU that has selected the word line WL0. Similarly, the memory cell group MCG connected to the word line WL1 of the string unit SU1 is affected twice by the disturbance. The memory cell group MCG connected to the word line WL1 of the string unit SU2 is affected once by the disturb. The memory cell group MCG connected to the word line WL1 of the string unit SU3 is affected zero times by the disturbance. Thus, according to the selection order of the string units SU that perform the first write operation on the word line WL (i + 1), in other words, according to the selection order of the string units SU that execute the second write operation on the word line WLi. The amount of fluctuation of the threshold voltage due to disturbance is different. As the number of times of disturbance is increased, the threshold voltage rises, and therefore the number of fail bits tends to increase.
例えば、各ワード線WLにおいて、第1書き込み動作及び第2書き込み動作を実行するストリングユニットSUがストリングユニットSU0、SU1、SU2、及びSU3の順に選択される場合、ストリングユニットSU0に“0”レベルのフェイルビットが集中する。ECC処理により救済できないほどにフェイルビットが増加すると、誤読み出しとなり、データ読み出しの信頼性が劣化する。 For example, in each word line WL, when the string unit SU that performs the first write operation and the second write operation is selected in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3, the string unit SU0 has a “0” level. Fail bits are concentrated. If the number of fail bits increases to such an extent that it cannot be relieved by the ECC processing, erroneous reading occurs, and the reliability of data reading deteriorates.
これに対し、本実施形態に係る構成であれば、ワード線WL毎に、第1及び第2書き込み動作を実行するストリングユニットSUの選択順序をシフトさせることができる。これにより、他のストリングユニットSUから受けるディスターブの回数を平準化できる。具体例を図17に示す。図17は、図11で説明したデータの書き込み順序において、メモリセルグループMCG毎に、1つ下の番号のワード線WLが接続された他のストリングユニットSUのメモリセルグループMCGにおける第2書き込み動作により受けるディスターブの回数を示している。 On the other hand, with the configuration according to the present embodiment, the selection order of the string units SU that execute the first and second write operations can be shifted for each word line WL. As a result, the number of disturbances received from other string units SU can be leveled. A specific example is shown in FIG. FIG. 17 shows the second write operation in the memory cell group MCG of another string unit SU to which the next lower word line WL is connected for each memory cell group MCG in the data write sequence described in FIG. Indicates the number of disturbances received.
図17に示すように、ワード線WL1〜WL4に着目すると、第1及び第2書き込み動作を実行するストリングユニットSUの選択順序をシフトさせることにより、ディスターブを受ける回数は、ストリングユニットSUによらず6回となり、ディスターブの影響が平準化されていることが分かる。他のワード線WLも同様である。 As shown in FIG. 17, focusing on the word lines WL1 to WL4, by shifting the selection order of the string units SU that execute the first and second write operations, the number of times of disturbance is not affected by the string units SU. 6 times, it can be seen that the influence of disturbance is leveled. The same applies to the other word lines WL.
これより、各ストリングユニットSUにおける“0”レベルのデータのフェイルビット数を平準化できる。従って、ECC処理によりフェイルビットの救済ができる可能性が高くなり、誤読み出しを抑制できる。従って、半導体記憶装置の信頼性を向上できる。 Thus, the number of fail bits of “0” level data in each string unit SU can be leveled. Accordingly, there is a high possibility that the fail bit can be relieved by the ECC processing, and erroneous reading can be suppressed. Therefore, the reliability of the semiconductor memory device can be improved.
2.第2実施形態
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態とは異なるストリングユニットSUの選択順序について、3つの例を説明する。以下、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, three examples of the selection order of string units SU different from the first embodiment will be described. Only differences from the first embodiment will be described below.
2.1 第1例
まず、第2実施形態の第1例について、図18を用いて説明する。
2.1 First Example First, a first example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
図18に示すように、あるワード線グループWGがワード線WLi〜WL(i+3)を含むとする。すると、ワード線WLiの場合、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+1)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU0からストリングユニットSU3にシフトして、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、SU2の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+2)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU3からストリングユニットSU2にシフトして、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、SU1の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+3)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU2からストリングユニットSU1にシフトして、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、SU0の順序で、第2書き込みが実行される。 As shown in FIG. 18, it is assumed that a certain word line group WG includes word lines WLi to WL (i + 3). Then, in the case of the word line WLi, the second writing is executed in the order of the string units SU0, SU1, SU2, SU3. In the case of the word line WL (i + 1), the first string unit SU is shifted from the string unit SU0 to the string unit SU3, and the second write is executed in the order of the string units SU3, SU0, SU1, SU2. In the case of the word line WL (i + 2), the first string unit SU is shifted from the string unit SU3 to the string unit SU2, and the second write is executed in the order of the string units SU2, SU3, SU0, SU1. In the case of the word line WL (i + 3), the first string unit SU is shifted from the string unit SU2 to the string unit SU1, and the second write is executed in the order of the string units SU1, SU2, SU3, SU0.
2.2 第2例
次に、第2実施形態の第2例について、図19を用いて説明する。
2.2 Second Example Next, a second example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
図19に示すように、あるワード線グループWGがワード線WLi〜WL(i+3)を含むとする。すると、ワード線WLiの場合、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+1)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU0からストリングユニットSU2にシフトして、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、SU1の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+2)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU2からストリングユニットSU3にシフトして、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、SU2の順序で、第2書き込みが実行される。ワード線WL(i+3)の場合、最初のストリングユニットSUがストリングユニットSU3からストリングユニットSU1にシフトして、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、SU0の順序で、第2書き込みが実行される。 As shown in FIG. 19, it is assumed that a certain word line group WG includes word lines WLi to WL (i + 3). Then, in the case of the word line WLi, the second writing is executed in the order of the string units SU0, SU1, SU2, SU3. In the case of the word line WL (i + 1), the first string unit SU is shifted from the string unit SU0 to the string unit SU2, and the second writing is executed in the order of the string units SU2, SU3, SU0, SU1. In the case of the word line WL (i + 2), the first string unit SU is shifted from the string unit SU2 to the string unit SU3, and the second writing is executed in the order of the string units SU3, SU0, SU1, and SU2. In the case of the word line WL (i + 3), the first string unit SU is shifted from the string unit SU3 to the string unit SU1, and the second write is executed in the order of the string units SU1, SU2, SU3, SU0.
2.3 第3例
次に、第2実施形態の第3例について、図20を用いて説明する。第3例では、複数のストリングユニットSUの選択順序を組み合わせて用いる場合について説明する。
2.3 Third Example Next, a third example of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the third example, a case where a combination of selection orders of a plurality of string units SU is used will be described.
図20に示すように、あるワード線グループWGj(jは任意の整数)には、第1例で説明したストリングユニットSUの選択順序を適用し、ワード線グループWG(j+1)には、第2例で説明したストリングユニットSUの選択順序を適用する。 As shown in FIG. 20, the selection order of the string units SU described in the first example is applied to a certain word line group WGj (j is an arbitrary integer), and the second order is applied to the word line group WG (j + 1). The selection order of the string units SU described in the example is applied.
なお、複数のストリングユニットSUの選択順序の組み合わせは、任意に変更できる。例えば、第1実施形態で説明したストリングユニットSUの選択順序と、第1例で説明したストリングユニットSUの選択順序を組み合わせてもよい。 The combination of the selection order of the plurality of string units SU can be arbitrarily changed. For example, the selection order of the string units SU described in the first embodiment may be combined with the selection order of the string units SU described in the first example.
2.4 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
2.4 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment provides the same effects as those of the first embodiment.
なお、ストリングユニットSUの選択順序は、第1及び第2実施形態に限定されない。1つのワード線グループWGにおいて、各ストリングユニットSUがそれぞれ1番目と2番目と3番目と4番目に1度ずつ選択される順序であれば、任意に設定可能である。 Note that the selection order of the string units SU is not limited to the first and second embodiments. In one word line group WG, any string unit SU can be arbitrarily set as long as it is selected in the order of the first, second, third and fourth times.
また、各ストリングユニットSUの選択順序をワード線グループWG単位で変更するのではなく、全てのワード線(例えば、ワード線WL0〜WL95)に対する書き込みを通じて、各ストリングユニットSUが選択される回数が平準化されるようにしてもよい。 Further, the selection order of each string unit SU is not changed in units of word line groups WG, but the number of times each string unit SU is selected through writing to all word lines (for example, word lines WL0 to WL95) is equalized. It may be made to be.
3.第3実施形態
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、1つのブロックBLKを下位ブロックBLKと上位ブロックBLKに分割して使用する場合のデータの読み出し順序について説明する。以下、第1及び第2実施形態と異なる点についてのみ説明する。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a data reading order when one block BLK is divided into a lower block BLK and an upper block BLK for use will be described. Only differences from the first and second embodiments will be described below.
3.1 データの書き込み順序
データの書き込み順序について、図21を用いて説明する。本実施形態では、ワード線WL0〜WL47に接続されたメモリセルトランジスタMTの集まりを下位ブロックBLKと呼び、ワード線WL48〜95に接続されたメモリセルトランジスタMTの集まりを上位ブロックBLKと呼ぶ。コントローラ20は、下位ブロックBLK及び上位ブロックBLKにおけるデータの書き込み動作をそれぞれ独立して管理する。
3.1 Data Write Order The data write order will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a group of memory cell transistors MT connected to the word lines WL0 to WL47 is referred to as a lower block BLK, and a group of memory cell transistors MT connected to the word lines WL48 to 95 is referred to as an upper block BLK. The controller 20 independently manages data write operations in the lower block BLK and the upper block BLK.
図21に示すように、下位ブロックBLKにデータを書き込む場合、シーケンサ14は、ワード線WL47からワード線WL0に向かってデータを書き込む。 As shown in FIG. 21, when writing data to the lower block BLK, the sequencer 14 writes data from the word line WL47 toward the word line WL0.
より具体的には、シーケンサ14は、下位ブロックBLKにおける第1〜第4番目の動作として、ワード線WL47を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、第1書き込み動作を実行する。 More specifically, the sequencer 14 executes a first write operation in which the word line WL47 is selected and the string units SU0 to SU3 are sequentially selected as the first to fourth operations in the lower block BLK.
次に、シーケンサ14は、第5及び第6番目の動作として、ストリングユニットSU0を選択して、ワード線WL46を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL47を選択した第2書き込み動作とを実行する。また、シーケンサ14は、第7〜第12番目の動作として、ストリングユニットSU1からSU3まで順に選択して、第5及び第6番目の動作と同じ手順で、ワード線WL46を選択した第1書き込み動作とワード線WL47を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。 Next, the sequencer 14 selects the string unit SU0 as the fifth and sixth operations, and executes the first write operation that selects the word line WL46 and the second write operation that selects the word line WL47. To do. The sequencer 14 selects the string units SU1 to SU3 in order as the seventh to twelfth operations, and selects the word line WL46 in the same procedure as the fifth and sixth operations. And the second write operation in which the word line WL47 is selected are executed alternately.
次に、シーケンサ14は、第13〜第20番目の動作として、第5〜第12番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL45を選択した第1書き込み動作とワード線WL46を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第13〜第20番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects the first write operation and the word line WL46 that select the word line WL45 for each string unit SU as the 13th to 20th operations, as in the 5th to 12th operations. The second write operation is executed alternately. In the thirteenth to twentieth operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
次に、シーケンサ14は、第5〜第12番目の動作と同様に、ワード線WL44及びWL45を選択した第21〜第28番目の動作を実行する。第21〜第28番目の動作では、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、及びSU1が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU1からSU2にシフトしている。 Next, the sequencer 14 executes the 21st to 28th operations in which the word lines WL44 and WL45 are selected, similarly to the 5th to 12th operations. In the 21st to 28th operations, the string units SU2, SU3, SU0, and SU1 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU1 to SU2.
次に、シーケンサ14は、第5〜第12番目の動作と同様に、ワード線WL43及びWL43を選択した第29〜第36番目の動作を実行する。第29〜第36番目の動作では、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、及びSU2が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU2からSU3にシフトしている。 Next, the sequencer 14 executes the 29th to 36th operations in which the word lines WL43 and WL43 are selected, similarly to the 5th to 12th operations. In the 29th to 36th operations, the string units SU3, SU0, SU1, and SU2 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU2 to SU3.
同様に、シーケンサ14は、ワード線WL42及びWL43を選択した第37〜44番目の動作では、最初にストリングユニットSU0を選択し、ワード線WL41及びWL42を選択した第45〜52番目の動作では、最初にストリングユニットSU1を選択する。以降の処理も同様である。 Similarly, in the 37th to 44th operations in which the word lines WL42 and WL43 are selected, the sequencer 14 first selects the string unit SU0, and in the 45th to 52nd operations in which the word lines WL41 and WL42 are selected, First, the string unit SU1 is selected. The same applies to the subsequent processing.
上記のように、シーケンサ14は、コントローラ20から送信されたアドレス情報ADD及びデータDATに基づいて、書き込み動作を実行する。 As described above, the sequencer 14 performs a write operation based on the address information ADD and data DAT transmitted from the controller 20.
すなわち、コントローラ20は、シーケンサ14に書き込み動作を実行させるにあたり、最初に第2書き込み動作が実行されるストリングユニットSUが、ワード線WL47からワード線WL0に向かってストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトするように、ページアドレスPAを指定している。換言すれば、コントローラ20は、シーケンサ14に書き込み動作を実行させるにあたり、最初に第1書き込み動作が実行されるストリングユニットSUが、ワード線WL46からワード線WL0に向かってストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトするように、ページアドレスPAを指定している。 That is, when the controller 20 causes the sequencer 14 to perform a write operation, the string unit SU that is first subjected to the second write operation is moved from the word line WL47 toward the word line WL0, and the string units SU0, SU1, SU2, SU3. The page address PA is designated so as to repeatedly shift in the order of. In other words, when the controller 20 causes the sequencer 14 to perform a write operation, the string unit SU that is first subjected to the first write operation is the string units SU0, SU1, SU2 from the word line WL46 toward the word line WL0. , The page address PA is designated so as to repeatedly shift in the order of SU3.
また、シーケンサ14は、上位ブロックBLKにデータを書き込む場合、ワード線WL48からワード線WL95に向かってデータを書き込む。データの書き込み順序は、第1実施形態の図11と同じであり、図21のワード線WL48が図11のワード線WL0に相当する。 Further, when writing data to the upper block BLK, the sequencer 14 writes data from the word line WL48 toward the word line WL95. The data writing order is the same as in FIG. 11 of the first embodiment, and the word line WL48 in FIG. 21 corresponds to the word line WL0 in FIG.
3.2 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
3.2 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
なお、下位ブロックBLK及び上位ブロックBLKにおいて、第2実施形態で説明したストリングユニットSUの選択順序を適用してもよい。 Note that the selection order of the string units SU described in the second embodiment may be applied to the lower block BLK and the upper block BLK.
4.第4実施形態
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、第1実施形態と異なる第1及び第2書き込み動作について説明する。以下、第1乃至第3実施形態と異なる点についてのみ説明する。
4). Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, first and second write operations different from the first embodiment will be described. Only differences from the first to third embodiments will be described below.
4.1 メモリセルトランジスタMTの閾値分布
まず、メモリセルトランジスタMTの閾値分布について、図22を用いて説明する。本実施形態では、第1実施形態と異なるコーディングを適用した場合について説明する。
4.1 Threshold Distribution of Memory Cell Transistor MT First, the threshold distribution of the memory cell transistor MT will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a case where coding different from that of the first embodiment is applied will be described.
図22に示すように、各レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTに対して、“Lowerビット/Middleビット/Upperビット/Topビット”に以下に示すようにデータを割り付ける。 As shown in FIG. 22, data is allocated to “Lower bit / Middle bit / Upper bit / Top bit” as shown below for the memory cell transistors MT included in each level.
“0”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1111”データを保持する。“1”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1110”データを保持する。“2”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1100”データを保持する。“3”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1101”データを保持する。“4”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1001”データを保持する。“5”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1000”データを保持する。“6”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1010”データを保持する。“7”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“1011”データを保持する。“8”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0011”データを保持する。“9”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0010”データを保持する。“A”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0000”データを保持する。“B”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0001”データを保持する。“C”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0101”データを保持する。“D”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0100”データを保持する。“E”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0110”データを保持する。“F”レベルに含まれるメモリセルトランジスタMTは、“0111”データを保持する。 The memory cell transistor MT included in the “0” level holds “1111” data. The memory cell transistor MT included in the “1” level holds “1110” data. The memory cell transistor MT included in the “2” level holds “1100” data. The memory cell transistor MT included in the “3” level holds “1101” data. The memory cell transistor MT included in the “4” level holds “1001” data. The memory cell transistor MT included in the “5” level holds “1000” data. The memory cell transistor MT included in the “6” level holds “1010” data. The memory cell transistor MT included in the “7” level holds “1011” data. The memory cell transistor MT included in the “8” level holds “0011” data. The memory cell transistor MT included in the “9” level holds “0010” data. The memory cell transistor MT included in the “A” level holds “0000” data. The memory cell transistor MT included in the “B” level holds “0001” data. The memory cell transistor MT included in the “C” level holds “0101” data. The memory cell transistor MT included in the “D” level holds “0100” data. The memory cell transistor MT included in the “E” level holds “0110” data. The memory cell transistor MT included in the “F” level holds “0111” data.
このように割り付けられたデータを読み出す場合、Lowerビットは、読み出し動作8Rによって確定する。Middleビットは、読み出し動作4R及びCRによって確定する。Upperビットは、読み出し動作2R、6R、AR、及びERによって確定する。Topビットは、読み出し動作1R、3R、5R、7R、9R、BR、DR、及びFRによって確定する。つまりLowerビット、Middleビット、Upperビット、及びTopビットの値はそれぞれ、1回、2回、4回、及び8回の読み出し動作によって確定する。以下では、このデータの割り付けのことを“1−2−4−8コード”と呼ぶ。 When reading the data allocated in this way, the Lower bit is determined by the read operation 8R. The Middle bit is determined by the read operation 4R and CR. The Upper bit is determined by the read operations 2R, 6R, AR, and ER. The Top bit is determined by the read operations 1R, 3R, 5R, 7R, 9R, BR, DR, and FR. That is, the values of the Lower bit, the Middle bit, the Upper bit, and the Top bit are determined by the read operation once, twice, four times, and eight times, respectively. Hereinafter, this data allocation is referred to as “1-2-4-8 code”.
4.2 第1及び第2書き込み動作
次に、本実施形態の書き込み動作について説明する。本実施形態では、4ページデータの書き込み動作を、Lowerページ及びMiddleページを書き込む第1書き込み動作と、Upperページ及びTopページを書き込む第2書き込み動作との2回に分けて実行する。
4.2 First and Second Write Operations Next, the write operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, the 4-page data write operation is executed in two steps: a first write operation for writing a Lower page and a Middle page, and a second write operation for writing an Upper page and a Top page.
まず、第1書き込み動作について、図23を用いて説明する。 First, the first write operation will be described with reference to FIG.
図23に示すように、まず、シーケンサ14は、コントローラ20から入力されたLowerページデータ及びMiddleページデータに基づいて、第1書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 23, first, the sequencer 14 executes a first write operation based on the Lower page data and the Middle page data input from the controller 20.
より具体的には、シーケンサ14は、電圧VM1、VM2、及びVM3をベリファイ電圧として使用する。電圧VM1は、“10”(“Lowerビット/Upperビット”)データを書き込む場合に使用され、電圧V1以上且つ電圧V5未満である。電圧VM2は、“00”データを書き込む場合に使用されるベリファイ電圧であり、電圧V5以上且つ電圧V9未満である。電圧VM3は、“01”データを書き込む場合に使用されるベリファイ電圧であり、電圧V9以上且つ電圧VD未満である。 More specifically, the sequencer 14 uses the voltages VM1, VM2, and VM3 as verify voltages. The voltage VM1 is used when writing “10” (“Lower bit / Upper bit”) data, and is equal to or higher than the voltage V1 and lower than the voltage V5. The voltage VM2 is a verify voltage used when writing “00” data, and is equal to or higher than the voltage V5 and lower than the voltage V9. The voltage VM3 is a verify voltage used when writing “01” data, and is equal to or higher than the voltage V9 and lower than the voltage VD.
第1書き込み動作が実行されると、書き込むデータに基づいてメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇し、4つの閾値分布が形成される。図23に示す“M0”レベルは、“11”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“M1”レベルは、“10”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“M2”レベルは、“00”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“M3”レベルは、“01”データが書き込まれる複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。 When the first write operation is executed, the threshold voltage of the memory cell transistor MT rises based on the write data, and four threshold distributions are formed. The “M0” level shown in FIG. 23 is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “11” data is written. The “M1” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “10” data is written. The “M2” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “00” data is written. The “M3” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT into which “01” data is written.
“M0”レベルにおける閾値電圧は電圧V1未満である。“M1”レベルにおける閾値電圧は、電圧VM1以上且つ電圧V5未満である。“M2”レベルにおける閾値電圧は、電圧VM2以上且つ電圧V9未満である。“M3”レベルにおける閾値電圧は、電圧VM3以上且つ電圧VD未満である。 The threshold voltage at the “M0” level is less than the voltage V1. The threshold voltage at the “M1” level is equal to or higher than the voltage VM1 and lower than the voltage V5. The threshold voltage at the “M2” level is equal to or higher than the voltage VM2 and lower than the voltage V9. The threshold voltage at the “M3” level is equal to or higher than the voltage VM3 and lower than the voltage VD.
次に、第2書き込み動作について、図24を用いて説明する。 Next, the second write operation will be described with reference to FIG.
図24に示すように、まず、シーケンサ14は、メモリセルアレイ11から読み出されたLowerページデータ及びMiddleページデータのデータ、すなわち“11”データ、“10”データ、“00”データ、及び“01”データ、並びにコントローラ20から入力されたUpperページデータ及びTopページデータに基づいて、第2書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 24, first, the sequencer 14 reads data of Lower page data and Middle page data read from the memory cell array 11, that is, “11” data, “10” data, “00” data, and “01”. The second write operation is executed based on the data and the upper page data and top page data input from the controller 20.
第2書き込み動作では、例えば、“M0”レベルの閾値分布から“0”レベル、“1”レベル、“2”レベル、及び“3”レベルの閾値分布が形成される。“M1”レベルの閾値分布から“4”レベル、“5”レベル、“6”レベル、及び“7”レベルの閾値分布が形成される。“M2”レベルの閾値分布から“8”レベル、“9”レベル、“A”レベル、及び“B”レベルの閾値分布が形成される。“M3”レベルの閾値分布から“C”レベル、“D”レベル、“E”レベル、及び“F”レベルの閾値分布が形成される。 In the second write operation, for example, “0” level, “1” level, “2” level, and “3” level threshold distributions are formed from the “M0” level threshold distribution. A threshold distribution of “4” level, “5” level, “6” level, and “7” level is formed from the threshold distribution of “M1” level. A threshold distribution of “8” level, “9” level, “A” level, and “B” level is formed from the threshold distribution of “M2” level. The threshold distribution of “C” level, “D” level, “E” level, and “F” level is formed from the threshold distribution of “M3” level.
4.3 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
4.3 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment provides the same effects as those of the first embodiment.
5.第5実施形態
次に、第5実施形態について説明する。第5実施形態では、4ページデータを3回の書き込み動作により書き込む場合について説明する。以下、第1乃至第4実施形態と異なる点についてのみ説明する。
5. Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a case where 4-page data is written by three writing operations will be described. Only differences from the first to fourth embodiments will be described below.
5.1 第1乃至第3書き込み動作
まず、本実施形態の書き込み動作について説明する。本実施形態では、4ページデータの書き込みを、“8”レベル、“9”レベル、“A”レベル、“B”レベル、“C”レベル、“D”レベル、“E”レベル、及び“F”レベルに書き込むメモリセルトランジスタMTに対して“8”レベルよりも低いレベルに一旦書き込む第1書き込み動作と、第1実施形態で説明した粗い書き込み動作(第1実施形態における第1書き込み動作)を行う第2書き込み動作と、第1実施形態で説明した精密な書き込み動作(第1実施形態における第2書き込み動作)を行う第3書き込み動作との3回目に分けて実行する。
5.1 First to Third Write Operations First, the write operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, four page data is written by “8” level, “9” level, “A” level, “B” level, “C” level, “D” level, “E” level, and “F”. The first write operation for temporarily writing to a level lower than the “8” level and the rough write operation (first write operation in the first embodiment) described in the first embodiment for the memory cell transistor MT to be written to the “level”. The second write operation to be performed and the third write operation to perform the precise write operation described in the first embodiment (the second write operation in the first embodiment) are divided into three times.
まず、第1書き込み動作について、図25を用いて説明する。図25は、第1書き込み動作によるメモリセルトランジスタMTの閾値分布の変化を示している。 First, the first write operation will be described with reference to FIG. FIG. 25 shows changes in the threshold distribution of the memory cell transistor MT due to the first write operation.
図25に示すように、シーケンサ14は、コントローラ20から入力されたLMデータに基づいて、第1書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 25, the sequencer 14 executes the first write operation based on the LM data input from the controller 20.
より具体的には、コントローラ20は、“1111”データ、“0111”データ、“0101”データ、“0001”データ、“1001”データ、“1000”データ、“0000”データ、及び“0100”データを“0”データとし、“0110”データ、“0010”データ、“0011”データ、“1011”データ、“1010”データ、“1110”データ、“1100”データ、及び“1101”データを“1”データとするLMデータを作成し、半導体記憶装置10に送信する。なお、4ページデータが、1−2−4−8コードの場合、コントローラ20は、Lowerページデータを送信してもよい。 More specifically, the controller 20 includes “1111” data, “0111” data, “0101” data, “0001” data, “1001” data, “1000” data, “0000” data, and “0100” data. Is “0” data, and “0110” data, “0010” data, “0011” data, “1011” data, “1010” data, “1110” data, “1100” data, and “1101” data are “1”. “LM data as data is created and transmitted to the semiconductor memory device 10. Note that when the 4-page data is a 1-2-4-8 code, the controller 20 may transmit the Lower page data.
第1書き込み動作において、シーケンサ14は、電圧VLMをベリファイ電圧として使用する。電圧VLMは、例えば、電圧V5以上電圧VM8未満である。 In the first write operation, the sequencer 14 uses the voltage VLM as the verify voltage. The voltage VLM is, for example, not less than the voltage V5 and less than the voltage VM8.
第1書き込み動作が実行されると、書き込むデータに基づいてメモリセルトランジスタMTの閾値電圧が上昇し、2個の閾値分布が形成される。図26に示す“LM0”レベルは、“1”データに対応する複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。“LM1”レベルは、“0”データに対応する複数のメモリセルトランジスタMTによって形成される。 When the first write operation is executed, the threshold voltage of the memory cell transistor MT rises based on the write data, and two threshold distributions are formed. The “LM0” level shown in FIG. 26 is formed by a plurality of memory cell transistors MT corresponding to “1” data. The “LM1” level is formed by a plurality of memory cell transistors MT corresponding to “0” data.
“LM0”レベルにおける閾値電圧は電圧V1未満である。“LM1”レベルにおける閾値電圧は、電圧VLM以上且つ電圧V8未満である。 The threshold voltage at the “LM0” level is less than the voltage V1. The threshold voltage at the “LM1” level is equal to or higher than the voltage VLM and lower than the voltage V8.
次に、第2書き込み動作について、図26を用いて説明する。図26は、第2書き込み動作によるメモリセルトランジスタMTの閾値分布の変化を示している。 Next, the second write operation will be described with reference to FIG. FIG. 26 shows a change in the threshold distribution of the memory cell transistor MT due to the second write operation.
図26に示すように、第2書き込み動作は、第1実施形態で説明した粗い書き込み動作(第1実施形態の第1書き込み動作)と同じである。第1実施形態と異なる点は、第1実施形態では、“ER”レベルの閾値分布から各レベルの閾値分布が形成される。これに対して、本実施形態では、例えば、“LM0”レベルの閾値分布から“M0”レベル、“M1”レベル、“M2”レベル、“M3”レベル、“M4”レベル、“M5”レベル、“M6”レベル、及び“M7”レベルの閾値分布が形成され、“LM1”レベルの閾値分布から“M8”レベル、“M9”レベル、“MA”レベル、“MB”レベル、“MC”レベル、“MD”レベル、“ME”レベル、及び“MF”レベルの閾値分布が形成される。 As shown in FIG. 26, the second write operation is the same as the coarse write operation described in the first embodiment (the first write operation of the first embodiment). The difference from the first embodiment is that in the first embodiment, the threshold distribution of each level is formed from the threshold distribution of the “ER” level. On the other hand, in the present embodiment, for example, from the threshold distribution of “LM0” level, “M0” level, “M1” level, “M2” level, “M3” level, “M4” level, “M5” level, “M6” level and “M7” level threshold distributions are formed. From the “LM1” level threshold distribution, “M8” level, “M9” level, “MA” level, “MB” level, “MC” level, Threshold distributions of “MD” level, “ME” level, and “MF” level are formed.
次に、第3書き込み動作について、図27を用いて説明する。図27は、第3書き込み動作によるメモリセルトランジスタMTの閾値分布の変化を示している。 Next, the third write operation will be described with reference to FIG. FIG. 27 shows changes in the threshold distribution of the memory cell transistor MT due to the third write operation.
図27に示すように、第3書き込み動作は、第1実施形態で説明した精密な書き込み動作(第1実施形態の第2書き込み動作)と同じである。 As shown in FIG. 27, the third write operation is the same as the precise write operation (second write operation of the first embodiment) described in the first embodiment.
5.2 データの書き込み順序
次に、データの書き込み順序について、図28を用いて説明する。図28は、1つのブロックBLKにおけるストリングユニットSUの選択順序を示している。ワード線WLとストリングユニットSUに対応する破線で区切られた上中下3段の実線の四角枠は、1つのメモリセルグループMCGを示しており、四角枠の上段は、第3書き込み動作(参照符号“WRT3”)を示し、四角枠の中断は、第2書き込み動作(参照符号“WRT2”)を示し、四角枠の下段は、第1書き込み動作(参照符号“WRT1”)を示している。
5.2 Data Write Order Next, the data write order will be described with reference to FIG. FIG. 28 shows the selection order of string units SU in one block BLK. The solid square boxes in the upper, middle, and lower three levels separated by the broken line corresponding to the word line WL and the string unit SU indicate one memory cell group MCG, and the upper stage of the square frame indicates the third write operation (see Symbol “WRT3”) indicates that the interruption of the square frame indicates the second writing operation (reference symbol “WRT2”), and the lower part of the square frame indicates the first writing operation (reference symbol “WRT1”).
図28に示すように、シーケンサ14は、第1〜第4番目の動作として、ワード線WL0を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、第1書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 28, the sequencer 14 performs the first write operation in which the word line WL0 is selected and the string units SU0 to SU3 are sequentially selected as the first to fourth operations.
次に、シーケンサ14は、第5〜第9番目の動作として、ストリングユニットSU0を選択して、ワード線WL1を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL2を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL1を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第3書き込み動作とを実行する。 Next, as the fifth to ninth operations, the sequencer 14 selects the string unit SU0, selects the word line WL1, the second write operation selects the word line WL0, A first write operation in which the line WL2 is selected, a second write operation in which the word line WL1 is selected, and a third write operation in which the word line WL0 is selected are executed.
次に、シーケンサ14は、第10〜第24番目の動作として、ストリングユニットSU1からSU3までを順に選択して、第5〜第9番目の動作と同じ手順で、ワード線WL1を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL2を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL1を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL0を選択した第3書き込み動作とを繰り返し実行する。つまり、ワード線WL0に着目すると、最初に第3書き込みが実行されるストリングユニットSUとして、ストリングユニットSU0が選択される。 Next, the sequencer 14 selects the string units SU1 to SU3 in order as the 10th to 24th operations, and selects the word line WL1 in the same procedure as the 5th to 9th operations. Write operation, second write operation selecting word line WL0, first write operation selecting word line WL2, second write operation selecting word line WL1, and third write operation selecting word line WL0 And repeatedly. That is, when focusing on the word line WL0, the string unit SU0 is selected as the string unit SU on which the third write is executed first.
次に、シーケンサ14は、第25〜第27番目の動作として、ストリングユニットSU1を選択して、ワード線WL3を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL2を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL1を選択した第3書き込み動作とを実行する。 Next, the sequencer 14 selects the string unit SU1, selects the word line WL3, the second write operation selects the word line WL2, and the word operations as the 25th to 27th operations, The third write operation with the line WL1 selected is executed.
次に、シーケンサ14は、第28〜36番目の動作として、ストリングユニットSU2、SU3、及びSU0を順に選択して、第25〜第27番目の動作と同じ手順で、ワード線WL3を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL2を選択した第2書き込み動作と、ワード線WL1を選択した第3書き込み動作とを繰り返し実行する。つまり、ワード線WL1では、最初に第3書き込み動作が選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 sequentially selects the string units SU2, SU3, and SU0 as the 28th to 36th operations, and selects the word line WL3 in the same procedure as the 25th to 27th operations. One write operation, a second write operation in which the word line WL2 is selected, and a third write operation in which the word line WL1 is selected are repeatedly executed. That is, in the word line WL1, the string unit SU that is initially selected for the third write operation is shifted from SU0 to SU1.
次に、シーケンサ14は、第25〜第36番目の動作と同様に、ワード線WL4、WL3、及びWL2を選択して第37〜第48番目の動作を実行する。第37〜第48番目の動作では、ストリングユニットSU2、SU3、SU0、及びSU1が順に選択される。つまり、ワード線WL2では、最初に第3書き込み動作が選択されるストリングユニットSUが、SU1からSU2にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects the word lines WL4, WL3, and WL2 and executes the 37th to 48th operations as in the 25th to 36th operations. In the 37th to 48th operations, the string units SU2, SU3, SU0, and SU1 are selected in order. That is, in the word line WL2, the string unit SU that is initially selected for the third write operation is shifted from SU1 to SU2.
次に、シーケンサ14は、第25〜第36番目の動作と同様に、ワード線WL5、WL4、及びWL3を選択して第49〜第60番目の動作を実行する。第49〜第60番目の動作では、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、及びSU2が順に選択される。つまり、ワード線WL3では、最初に第3書き込み動作が選択されるストリングユニットSUが、SU2からSU3にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects the word lines WL5, WL4, and WL3 and executes the 49th to 60th operations as in the 25th to 36th operations. In the 49th to 60th operations, the string units SU3, SU0, SU1, and SU2 are selected in order. That is, in the word line WL3, the string unit SU that is initially selected for the third write operation is shifted from SU2 to SU3.
次に、シーケンサ14は、第25〜第36番目の動作と同様に、ワード線WL6、WL5、及びWL4を選択して第61〜第72番目の動作を実行する。第61〜第71番目の動作では、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、及びSU3が順に選択される。つまり、ワード線WL4では、最初に第3書き込み動作が選択されるストリングユニットSUが、SU3からSU0にシフトしている。以降の処理も同様である。 Next, the sequencer 14 selects the word lines WL6, WL5, and WL4 and executes the 61st to 72nd operations as in the 25th to 36th operations. In the 61st to 71st operations, the string units SU0, SU1, SU2, and SU3 are selected in order. That is, in the word line WL4, the string unit SU that is initially selected for the third write operation is shifted from SU3 to SU0. The same applies to the subsequent processing.
すなわち、シーケンサ14は、ワード線WL0からワード線WL95に向かって、最初に第3書き込み動作を実行するストリングユニットSUを、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトさせている。換言すれば、シーケンサ14は、ワード線WL2からワード線WL95に向かって、最初に第2書き込み動作を実行するストリングユニットSUを、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトさせている。または、ワード線WL3からワード線WL95に向かって、最初に第1書き込み動作を実行するストリングユニットSUを、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトさせている。 That is, the sequencer 14 repeatedly shifts the string unit SU that first executes the third write operation from the word line WL0 toward the word line WL95 in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3. In other words, the sequencer 14 repeatedly shifts the string unit SU that first executes the second write operation from the word line WL2 toward the word line WL95 in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3. Alternatively, the string unit SU that first executes the first write operation from the word line WL3 toward the word line WL95 is repeatedly shifted in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3.
従って、第1実施形態の図11と同様に、4つのストリングユニットSUに対応して、4本のワード線WL毎に、選択されるストリングユニットSUの周期が繰り返されている。図28の例では、最初に第3書き込み動作が実行されるストリングユニットSUの順番に着目して、4本のワード線WL0〜WL3をワード線グループWG0としている。以降のワード線WLも同様である。 Therefore, similarly to FIG. 11 of the first embodiment, the cycle of the selected string unit SU is repeated for every four word lines WL corresponding to the four string units SU. In the example of FIG. 28, focusing on the order of the string units SU on which the third write operation is first executed, the four word lines WL0 to WL3 are set as the word line group WG0. The same applies to the subsequent word lines WL.
5.3 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
5.3 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment provides the same effects as those of the first embodiment.
なお、本実施形態において、ストリングユニットSUの選択順序として、第2及び第3実施形態を適用してもよい。 In the present embodiment, the second and third embodiments may be applied as the selection order of the string units SU.
更に、メモリセルトランジスタMTが3ビットのデータを保持するTLCに対応している場合には、本実施形態における第1書き込み動作、第2書き込み動作、第3書き込み動作を、それぞれ、Lowerページの書き込み動作、Middleページの書き込み動作、Upperページの書き込み動作に対応させて、いわゆる「ページ・バイ・ページ」の書き込みをしてもよい。この場合でも、第1書き込み動作、第2書き込み動作、第3書き込み動作は、図28に示す順番で実行される。すなわち、ワード線WL0からワード線WL95に向かって、最初にUpperページの書き込み動作(第3書き込み動作)を実行するストリングユニットSUは、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に、繰り返しシフトされる。換言すれば、ワード線WL2からワード線WL95に向かって、最初にMiddleページの書き込み動作(第2書き込み動作)を実行するストリングユニットSUは、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に、繰り返しシフトされる。または、ワード線WL3からワード線WL95に向かって、最初にLowerページの書き込み動作(第1書き込み動作)を実行するストリングユニットSUは、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、SU3の順に繰り返しシフトされる。 Further, when the memory cell transistor MT is compatible with TLC that holds 3-bit data, the first write operation, the second write operation, and the third write operation in the present embodiment are performed on the lower page write, respectively. The so-called “page-by-page” writing may be performed in correspondence with the operation, the Middle page writing operation, and the Upper page writing operation. Even in this case, the first write operation, the second write operation, and the third write operation are executed in the order shown in FIG. That is, the string unit SU that first executes the Upper page write operation (third write operation) from the word line WL0 toward the word line WL95 is repeatedly shifted in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3. . In other words, the string unit SU that first performs the Middle page write operation (second write operation) from the word line WL2 toward the word line WL95 is repeatedly shifted in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3. Is done. Alternatively, the string unit SU that first executes the lower page write operation (first write operation) from the word line WL3 toward the word line WL95 is repeatedly shifted in the order of the string units SU0, SU1, SU2, and SU3.
6.第6実施形態
次に、第6実施形態について説明する。第1実施形態と異なる点は、第6実施形態では、NANDストリングNSに含まれるメモリセルトランジスタMT0からMT95のうち、両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0及びMT95が1ビットのデータを保持するSLC(single level cell)に対応し、それ以外のメモリセルトランジスタMT1からMT94がQLCに対応する点である。以下、第1乃至第5実施形態と異なる点についてのみ説明する。
6). Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be described. The difference from the first embodiment is that in the sixth embodiment, among the memory cell transistors MT0 to MT95 included in the NAND string NS, the memory cell transistors MT0 and MT95 arranged at both ends hold 1-bit data. (Single level cell), and the other memory cell transistors MT1 to MT94 correspond to QLC. Only differences from the first to fifth embodiments will be described below.
6.1 データの書き込み順序
データの書き込み順序について、図29を用いて説明する。図29は、1つのブロックBLKにおけるストリングユニットSUの選択順序を示している。ワード線WLとストリングユニットSUに対応する実線の四角枠は、1つのメモリセルグループMCGを示している。ワード線WL0及びWL95に接続されたメモリセルグループMCGは、1ページデータを保持可能であるため、1回の書き込み動作によりデータが書き込まれる。ワード線WL1〜WL94に接続されたメモリセルグループMCGは2回の書き込み動作によりデータが書き込まれる。このため、メモリセルグループMCGを表す四角枠は破線により上下に区切られており、上段が第2書き込み動作を示し、下段が第1書き込み動作を示している。なお、図29の例では、説明を簡略化するため、ブロックBLKにおいて最後に書き込まれるデータの書き込み番号をk(k=760)で表す。
6.1 Data Write Order The data write order will be described with reference to FIG. FIG. 29 shows the selection order of string units SU in one block BLK. A solid square frame corresponding to the word line WL and the string unit SU indicates one memory cell group MCG. Since the memory cell group MCG connected to the word lines WL0 and WL95 can hold one page data, data is written by one write operation. Data is written in the memory cell group MCG connected to the word lines WL1 to WL94 by two write operations. For this reason, the square frames representing the memory cell groups MCG are divided vertically by a broken line, the upper stage shows the second write operation, and the lower stage shows the first write operation. In the example of FIG. 29, the write number of the data written last in the block BLK is represented by k (k = 760) for simplification of description.
図29に示すように、シーケンサ14は、第1〜第4番目の動作として、ワード線WL0を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、1ページデータの書き込み動作を実行する。 As shown in FIG. 29, the sequencer 14 performs a one-page data write operation in which the word line WL0 is selected and the string units SU0 to SU3 are sequentially selected as the first to fourth operations.
次に、シーケンサ14は、第5〜第8番目の動作として、ワード線WL0を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、第1書き込み動作を実行する。 Next, the sequencer 14 executes a first write operation that selects the word line WL0 and sequentially selects the string units SU0 to SU3 as the fifth to eighth operations.
次に、シーケンサ14は、第9及び第10番目の動作として、ストリングユニットSU0を選択して、ワード線WL2を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL1を選択した第2書き込み動作とを実行する。また、シーケンサ14は、第11〜第16番目の動作として、ストリングユニットSU1からSU3まで順に選択して、第9及び第10番目の動作と同じ手順で、ワード線WL2を選択した第1書き込み動作とワード線WL1を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。 Next, the sequencer 14 selects the string unit SU0 as the ninth and tenth operations, and executes the first write operation that selects the word line WL2 and the second write operation that selects the word line WL1. To do. Further, the sequencer 14 sequentially selects the string units SU1 to SU3 as the 11th to 16th operations, and selects the word line WL2 in the same procedure as the 9th and 10th operations. And the second write operation in which the word line WL1 is selected are alternately executed.
次に、シーケンサ14は、第17〜第24番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL3を選択した第1書き込み動作とワード線WL2を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第17〜第24番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects, as the 17th to 24th operations, the first write operation that selects the word line WL3 for each string unit SU and the word line WL2, as in the 9th to 16th operations. The second write operation is executed alternately. In the 17th to 24th operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
以降、シーケンサ14は、最初に選択されるストリングユニットSUをシフトさせながら、書き込み動作を実行する。 Thereafter, the sequencer 14 performs the write operation while shifting the first selected string unit SU.
そして、シーケンサ14は、第(k−23)〜第(k−16)番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL93を選択した第1書き込み動作とワード線WL92を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−23)〜第(k−16)番目の動作では、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、及びSU2が順に選択される。 Then, the sequencer 14 selects the word line WL93 for each string unit SU as the (k-23) to (k-16) th operations, as in the ninth to 16th operations. The operation and the second write operation in which the word line WL92 is selected are alternately executed. In the (k-23) to (k-16) th operations, the string units SU3, SU0, SU1, and SU2 are selected in order.
次に、シーケンサ14は、第(k−15)〜第(k−8)番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL94を選択した第1書き込み動作とワード線WL93を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−15)〜第(k−8)番目の動作では、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、及びSU3が順に選択される。 Next, the sequencer 14 selects the word line WL94 for each string unit SU as the (k-15) th to (k-8) th operations, as in the ninth to sixteenth operations. The write operation and the second write operation with the word line WL93 selected are executed alternately. In the (k-15) to (k-8) th operations, the string units SU0, SU1, SU2, and SU3 are selected in order.
次に、シーケンサ14は、第(k−7)〜第k番目の動作として、ストリングユニットSU毎にワード線WL95を選択した1ページデータの書き込み動作とワード線WL94を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−7)〜第k番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 performs, as (k-7) to k-th operations, a one-page data write operation in which the word line WL95 is selected for each string unit SU and a second write operation in which the word line WL94 is selected. Execute alternately. In the (k-7) to k-th operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
6.2 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。
6.2 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment provides the same effects as those of the first embodiment.
更に、本実施形態に係る構成であれば、NANDストリングNSの両端に位置するメモリセルトランジスタMT0及びMT95が1ビットのデータ書き込みに対応することにより、これらのメモリセルトランジスタMTにおける誤読み出しを抑制し、読み出し動作の信頼性を向上できる。 Furthermore, with the configuration according to the present embodiment, the memory cell transistors MT0 and MT95 located at both ends of the NAND string NS support 1-bit data writing, thereby suppressing erroneous reading in these memory cell transistors MT. The reliability of the read operation can be improved.
なお、第6実施形態では、NANDストリングNSの両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0及びMT95がSLCであり、それ以外のメモリセルトランジスタMT1からMT94がQLCである例を示したが、これに限定されない。NANDストリングNSの両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0及びMT95がそれぞれ保持することのできるデータのビット数が、それ以外のメモリセルトランジスタMT1からMT94がそれぞれ保持することのできるデータのビット数よりも、小さく抑えられていればよい。例えば、メモリセルトランジスタMT1からMT94がQLCであれば、メモリセルトランジスタMT0及びMT95は、SLCでなくとも、MLCまたはTLCであってもよい。 In the sixth embodiment, the memory cell transistors MT0 and MT95 arranged at both ends of the NAND string NS are SLC, and the other memory cell transistors MT1 to MT94 are QLC. However, the present invention is not limited to this. Not. The number of data bits that can be held by the memory cell transistors MT0 and MT95 arranged at both ends of the NAND string NS is larger than the number of data bits that can be held by the other memory cell transistors MT1 to MT94. As long as it is kept small. For example, if the memory cell transistors MT1 to MT94 are QLC, the memory cell transistors MT0 and MT95 may be MLC or TLC, not SLC.
更に、本実施形態において、第2乃至第5実施形態を適用してもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the second to fifth embodiments may be applied.
7.第7実施形態
次に、第7実施形態について説明する。第7実施形態では、第3実施形態において、上位ブロックBLKと下位ブロックBLKの各々において両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0、MT47、MT48、及びMT95がSLCである場合について説明する。以下、第1乃至第6実施形態と異なる点についてのみ説明する。
7). Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment will be described. In the seventh embodiment, the case where the memory cell transistors MT0, MT47, MT48, and MT95 arranged at both ends in each of the upper block BLK and the lower block BLK in the third embodiment are SLC will be described. Only differences from the first to sixth embodiments will be described below.
7.1 データの書き込み順序
データの書き込み順序について、図30を用いて説明する。図30の例では、説明を簡略化するため、上位ブロックBLK及びブロックBLKにおいて最後に書き込まれるデータの書き込み番号をk(k=376)で表す。
7.1 Data Write Order The data write order will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 30, the write number of the data written last in the upper block BLK and the block BLK is represented by k (k = 376) to simplify the description.
図30に示すように、下位ブロックBLKにデータを書き込む場合、シーケンサ14は、ワード線WL47からワード線WL0に向かってデータを書き込む。 As shown in FIG. 30, when writing data to the lower block BLK, the sequencer 14 writes data from the word line WL47 toward the word line WL0.
より具体的には、シーケンサ14は、第1〜第4番目の動作として、ワード線WL47を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、1ページデータの書き込み動作を実行する。 More specifically, the sequencer 14 executes a one-page data write operation in which the word line WL47 is selected and the string units SU0 to SU3 are sequentially selected as the first to fourth operations.
次に、シーケンサ14は、第5〜第8番目の動作として、ワード線WL46を選択し且つストリングユニットSU0〜SU3を順に選択した、第1書き込み動作を実行する。 Next, the sequencer 14 executes the first write operation in which the word line WL46 is selected and the string units SU0 to SU3 are sequentially selected as the fifth to eighth operations.
次に、シーケンサ14は、第9及び第10番目の動作として、ストリングユニットSU0を選択して、ワード線WL45を選択した第1書き込み動作と、ワード線WL46を選択した第2書き込み動作とを実行する。また、シーケンサ14は、第11〜第16番目の動作として、ストリングユニットSU1からSU3まで順に選択して、第9及び第10番目の動作と同じ手順で、ワード線WL45を選択した第1書き込み動作とワード線WL46を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。 Next, the sequencer 14 selects the string unit SU0 as the ninth and tenth operations, and executes the first write operation that selects the word line WL45 and the second write operation that selects the word line WL46. To do. In addition, the sequencer 14 selects the string units SU1 to SU3 in order as the 11th to 16th operations, and selects the word line WL45 in the same procedure as the 9th and 10th operations. And the second write operation with the word line WL46 selected are executed alternately.
次に、シーケンサ14は、第17〜第24番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL44を選択した第1書き込み動作とワード線WL45を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第17〜第24番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 selects, as the 17th to 24th operations, the first write operation in which the word line WL44 is selected for each string unit SU and the word line WL45, as in the 9th to 16th operations. The second write operation is executed alternately. In the 17th to 24th operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
以降、シーケンサ14は、最初に選択されるストリングユニットSUをシフトさせながら、書き込み動作を実行する。 Thereafter, the sequencer 14 performs the write operation while shifting the first selected string unit SU.
そして、シーケンサ14は、第(k−23)〜第(k−16)番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL2を選択した第1書き込み動作とワード線WL3を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−23)〜第(k−16)番目の動作では、ストリングユニットSU3、SU0、SU1、及びSU2が順に選択される。 Then, the sequencer 14 performs the first write operation by selecting the word line WL2 for each string unit SU as the (k-23) th to (k-16) th operations, as in the ninth to sixteenth operations. The operation and the second write operation in which the word line WL3 is selected are alternately executed. In the (k-23) to (k-16) th operations, the string units SU3, SU0, SU1, and SU2 are selected in order.
次に、シーケンサ14は、第(k−15)〜第(k−8)番目の動作として、第9〜第16番目の動作と同様に、ストリングユニットSU毎にワード線WL1を選択した第1書き込み動作とワード線WL2を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−15)〜第(k−8)番目の動作では、ストリングユニットSU0、SU1、SU2、及びSU3が順に選択される。 Next, the sequencer 14 selects the word line WL1 for each string unit SU as the (k-15) th to (k-8) th operations, as in the ninth to sixteenth operations. The write operation and the second write operation in which the word line WL2 is selected are alternately executed. In the (k-15) to (k-8) th operations, the string units SU0, SU1, SU2, and SU3 are selected in order.
次に、シーケンサ14は、第(k−7)〜第k番目の動作として、ストリングユニットSU毎にワード線WL0を選択した1ページデータの書き込み動作とワード線WL1を選択した第2書き込み動作とを交互に実行する。第(k−7)〜第k番目の動作では、ストリングユニットSU1、SU2、SU3、及びSU0が順に選択される。つまり、最初に選択されるストリングユニットSUが、SU0からSU1にシフトしている。 Next, the sequencer 14 performs, as (k-7) to k-th operations, a one-page data write operation in which the word line WL0 is selected for each string unit SU and a second write operation in which the word line WL1 is selected. Execute alternately. In the (k-7) to k-th operations, the string units SU1, SU2, SU3, and SU0 are selected in order. That is, the string unit SU selected first is shifted from SU0 to SU1.
また、シーケンサ14は、上位ブロックBLKにデータを書き込む場合、ワード線WL48からワード線WL95に向かってデータを書き込む。データの書き込み順序は、第6実施形態の図29と同じであり、図30のワード線WL48が図29のワード線WL0に相当する。 Further, when writing data to the upper block BLK, the sequencer 14 writes data from the word line WL48 toward the word line WL95. The data write order is the same as that in FIG. 29 of the sixth embodiment, and the word line WL48 in FIG. 30 corresponds to the word line WL0 in FIG.
7.2 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、第1及び第6実施形態と同様の効果が得られる。
7.2 Effects according to the present embodiment The configuration according to the present embodiment provides the same effects as those of the first and sixth embodiments.
なお、第7実施形態では、上位ブロックBLK及び下位ブロックBLKの各々の両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0、MT47、MT48、及びMT95がSLCであり、それ以外のメモリセルトランジスタMT1からMT46及びMT49からMT94がQLCである例を示したが、これに限定されない。上位ブロックBLK及び下位ブロックBLKの各々の両端に配置されたメモリセルトランジスタMT0、MT47、MT48、及びMT95がそれぞれ保持することのできるデータのビット数が、それ以外のメモリセルトランジスタMT1からMT46及びMT49からMT94がそれぞれ保持することのできるデータのビット数よりも、小さく抑えられていればよい。例えば、メモリセルトランジスタMT1からMT46及びMT49からMT94がQLCであれば、メモリセルトランジスタMT0、MT47、MT48、及びMT95は、SLCでなくとも、MLCまたはTLCであってもよい。 In the seventh embodiment, the memory cell transistors MT0, MT47, MT48, and MT95 arranged at both ends of the upper block BLK and the lower block BLK are SLC, and the other memory cell transistors MT1 to MT46 and MT49 are arranged. However, the present invention is not limited to this. The number of bits of data that can be held by the memory cell transistors MT0, MT47, MT48, and MT95 arranged at both ends of each of the upper block BLK and the lower block BLK are the other memory cell transistors MT1 to MT46 and MT49. To MT94 need only be kept smaller than the number of bits of data that can be held respectively. For example, if the memory cell transistors MT1 to MT46 and MT49 to MT94 are QLC, the memory cell transistors MT0, MT47, MT48, and MT95 may be MLC or TLC, not SLC.
8.変形例
上記実施形態に係る半導体記憶装置は、第1乃至第3メモリセル(MT0~MT2)及び第1選択トランジスタ(ST1)を有する第1メモリストリング(NS)を含む第1メモリユニット(SU0)と、第4乃至第6メモリセル(MT0~MT2)及び第2選択トランジスタ(ST1)を有する第2メモリストリング(NS)を含む第2メモリユニット(SU1)と、第7乃至第9メモリセル(MT0~MT2)及び第3選択トランジスタ(ST1)を有する第3メモリストリング(NS)を含む第3メモリユニット(SU2)と、第1、第4、及び第7メモリセル(MT0)のゲートに接続された第1ワード線(WL0)と、第2、第5、及び第8メモリセル(MT1)のゲートに接続された第2ワード線(WL1)と、第3、第6、及び第9メモリセル(MT2)のゲートに接続された第3ワード線(WL2)と、第1乃至第3選択トランジスタにそれぞれ接続された第1乃至第3選択ゲート線(SGD0~SGD2)と、第1乃至第3ワード線及び第1乃至第3選択ゲート線に接続されたロウデコーダ(16)とを含む。第1乃至第9メモリセルは、複数ビットのデータをそれぞれ保持可能であり、複数ビットのデータの書き込み動作は、第1書き込み動作と第2書き込み動作とを含む。書き込み動作において、第1ワード線に接続された第1、第4、及び第7メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第1メモリセルが最初に選択され、第2ワード線に接続された第2、第5、及び第8メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第5メモリセルが最初に選択され、第3ワード線に接続された第3、第6、及び第9メモリセルのいずれかに第2書き込み動作を実行する場合、第9メモリセルが最初に選択される。
8). Modification The semiconductor memory device according to the above embodiment includes a first memory unit (SU0) including a first memory string (NS) having first to third memory cells (MT0 to MT2) and a first selection transistor (ST1). A second memory unit (SU1) including a second memory string (NS) having fourth to sixth memory cells (MT0 to MT2) and a second selection transistor (ST1), and seventh to ninth memory cells ( MT0 to MT2) and a third memory unit (SU2) including a third memory string (NS) having a third select transistor (ST1) and connected to the gates of the first, fourth and seventh memory cells (MT0). First word line WL0, the second word line WL1 connected to the gates of the second, fifth, and eighth memory cells MT1, and the third, sixth, and ninth memories. A third word line (WL2) connected to the gate of the cell (MT2) and a first node connected to the first to third selection transistors, respectively. To the third selection gate lines (SGD0 to SGD2) and the first to third word lines and the row decoder (16) connected to the first to third selection gate lines. The first to ninth memory cells can each hold a plurality of bits of data, and the writing operation of the plurality of bits of data includes a first writing operation and a second writing operation. In the write operation, when the second write operation is performed on any of the first, fourth, and seventh memory cells connected to the first word line, the first memory cell is selected first, and the second word line When the second write operation is performed on any one of the second, fifth, and eighth memory cells connected to the fifth memory cell, the fifth memory cell is selected first, and the third, second, and third memory cells connected to the third word line are selected. When performing the second write operation on any of the sixth and ninth memory cells, the ninth memory cell is selected first.
上記実施形態を適用することにより、信頼性を向上できる半導体記憶装置を提供できる。 By applying the embodiment, a semiconductor memory device that can improve reliability can be provided.
なお、実施形態は上記説明した形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 In addition, embodiment is not limited to the form demonstrated above, A various deformation | transformation is possible.
例えば、上記実施形態において、NAND型フラッシュメモリは、メモリセルトランジスタMTが半導体基板上に二次元に配置された平面NAND型フラッシュメモリでもよく、メモリセルトランジスタMTが半導体基板上に積層された三次元積層型NAND型フラッシュメモリであってもよい。 For example, in the above embodiment, the NAND flash memory may be a planar NAND flash memory in which the memory cell transistors MT are two-dimensionally arranged on the semiconductor substrate, and the three-dimensional that the memory cell transistors MT are stacked on the semiconductor substrate. A stacked NAND flash memory may be used.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…メモリシステム、10…半導体記憶装置、11…メモリセルアレイ、12…コマンドレジスタ、13…アドレスレジスタ、14…シーケンサ、15…ドライバ回路、16…ロウデコーダ、17…データレジスタ、18…センスアンプ、20…コントローラ、21…ホストインターフェイス回路、22…内蔵メモリ、23…プロセッサ、24…バッファメモリ、25…ECC回路、26…NANDインターフェイス回路、30…ホスト機器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory system, 10 ... Semiconductor memory device, 11 ... Memory cell array, 12 ... Command register, 13 ... Address register, 14 ... Sequencer, 15 ... Driver circuit, 16 ... Row decoder, 17 ... Data register, 18 ... Sense amplifier, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Controller, 21 ... Host interface circuit, 22 ... Built-in memory, 23 ... Processor, 24 ... Buffer memory, 25 ... ECC circuit, 26 ... NAND interface circuit, 30 ... Host apparatus.
Claims (5)
第4乃至第6メモリセル及び第2選択トランジスタを有する第2メモリストリングを含む第2メモリユニットと、
第7乃至第9メモリセル及び第3選択トランジスタを有する第3メモリストリングを含む第3メモリユニットと、
前記第1、第4、及び第7メモリセルのゲートに接続された第1ワード線と、
前記第2、第5、及び第8メモリセルのゲートに接続された第2ワード線と、
前記第3、第6、及び第9メモリセルのゲートに接続された第3ワード線と、
前記第1乃至第3選択トランジスタにそれぞれ接続された第1乃至第3選択ゲート線と、
前記第1乃至第3ワード線及び前記第1乃至第3選択ゲート線に接続されたロウデコーダと
を備え、
前記第1乃至第9メモリセルは、複数ビットのデータをそれぞれ保持可能であり、
前記複数ビットのデータの書き込み動作は、第1書き込み動作と第2書き込み動作とを含み、
前記書き込み動作において、前記第1ワード線に接続された前記第1、第4、及び第7メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第1メモリセルが最初に選択され、前記第2ワード線に接続された前記第2、第5、及び第8メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第5メモリセルが最初に選択され、前記第3ワード線に接続された前記第3、第6、及び第9メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第9メモリセルが最初に選択される
半導体記憶装置。 A first memory unit including a first memory string having first to third memory cells and a first select transistor;
A second memory unit including a second memory string having fourth to sixth memory cells and a second select transistor;
A third memory unit including a third memory string having seventh to ninth memory cells and a third select transistor;
A first word line connected to the gates of the first, fourth and seventh memory cells;
A second word line connected to the gates of the second, fifth and eighth memory cells;
A third word line connected to the gates of the third, sixth and ninth memory cells;
First to third selection gate lines respectively connected to the first to third selection transistors;
A row decoder connected to the first to third word lines and the first to third selection gate lines;
Each of the first to ninth memory cells can hold a plurality of bits of data,
The multi-bit data write operation includes a first write operation and a second write operation,
In the write operation, when the second write operation is performed on any of the first, fourth, and seventh memory cells connected to the first word line, the first memory cell is selected first. When performing the second write operation on any one of the second, fifth, and eighth memory cells connected to the second word line, the fifth memory cell is selected first, and the third memory cell is selected. When performing the second write operation on any of the third, sixth, and ninth memory cells connected to a word line, the ninth memory cell is selected first. Semiconductor memory device.
請求項1記載の半導体記憶装置。 In the write operation, the first, fourth, and seventh memory cells connected to the first word line are arranged in the order of the first memory cell, the fourth memory cell, and the seventh memory cell. The second, fifth, and eighth memory cells connected to the second word line after two write operations are performed in the order of the fifth memory cell, the eighth memory cell, and the second memory cell. The third, sixth, and ninth memory cells that have performed the second write operation and are connected to the third word line are the ninth memory cell, the third memory cell, and the sixth memory cell. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second write operation is executed in the order of.
前記第6メモリセルへの前記第1書き込み動作及び前記第5メモリセルへの前記第2書き込み動作が順に実行される
請求項1または2記載の半導体記憶装置。 The first write operation to the second memory cell and the second write operation to the first memory cell are sequentially performed;
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first write operation to the sixth memory cell and the second write operation to the fifth memory cell are sequentially performed.
前記半導体記憶装置は、
第1乃至第3メモリセル及び第1選択トランジスタを有する第1メモリストリングを含む第1メモリユニットと、
第4乃至第6メモリセル及び第2選択トランジスタを有する第2メモリストリングを含む第2メモリユニットと、
第7乃至第9メモリセル及び第3選択トランジスタを有する第3メモリストリングを含む第3メモリユニットと、
前記第1、第4、及び第7メモリセルのゲートに接続された第1ワード線と、
前記第2、第5、及び第8メモリセルのゲートに接続された第2ワード線と、
前記第3、第6、及び第9メモリセルのゲートに接続された第3ワード線と、
前記第1乃至第3選択トランジスタにそれぞれ接続された第1乃至第3選択ゲート線と、
前記第1乃至第3ワード線及び前記第1乃至第3選択ゲート線に接続されたロウデコーダと
を備え、
前記第1乃至第9メモリセルは、複数ビットのデータをそれぞれ保持可能であり、
前記複数ビットのデータの書き込み動作は、第1書き込み動作と第2書き込み動作とを含み、
前記コントローラは、前記半導体記憶装置における書き込み動作において、前記第1ワード線に接続された前記第1、第4、及び第7メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第1メモリセルを最初に選択し、前記第2ワード線に接続された前記第2、第5、及び第8メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第5メモリセルを最初に選択し、前記第3ワード線に接続された前記第3、第6、及び第9メモリセルのいずれかに前記第2書き込み動作を実行する場合、前記第9メモリセルを最初に選択し、書き込むように前記半導体記憶装置に指示する
メモリシステム。 A memory system comprising a semiconductor memory device and a controller,
The semiconductor memory device
A first memory unit including a first memory string having first to third memory cells and a first select transistor;
A second memory unit including a second memory string having fourth to sixth memory cells and a second select transistor;
A third memory unit including a third memory string having seventh to ninth memory cells and a third select transistor;
A first word line connected to the gates of the first, fourth and seventh memory cells;
A second word line connected to the gates of the second, fifth and eighth memory cells;
A third word line connected to the gates of the third, sixth and ninth memory cells;
First to third selection gate lines respectively connected to the first to third selection transistors;
A row decoder connected to the first to third word lines and the first to third selection gate lines;
Each of the first to ninth memory cells can hold a plurality of bits of data,
The multi-bit data write operation includes a first write operation and a second write operation,
When the controller performs the second write operation on any one of the first, fourth, and seventh memory cells connected to the first word line in the write operation in the semiconductor memory device, When selecting one memory cell first and performing the second write operation on any of the second, fifth, and eighth memory cells connected to the second word line, the fifth memory cell When first selecting and performing the second write operation on any of the third, sixth, and ninth memory cells connected to the third word line, the ninth memory cell is selected first. Instructing the semiconductor storage device to write a memory system.
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