JP4950299B2 - Reducing program disturb in non-volatile memory using multiple boost modes - Google Patents

Reducing program disturb in non-volatile memory using multiple boost modes Download PDF

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Description

本発明は、不揮発性メモリに関する。   The present invention relates to a nonvolatile memory.

半導体メモリは、様々な電子装置に使用されることが一般的になってきている。例えば、不揮発性半導体メモリは、携帯電話、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント、モバイルコンピュータ、非モバイルコンピュータ及び他の装置の中に使用されている。電気的消去・プログラム可能型読取専用メモリ(EEPROM)と、フラッシュメモリは、最も普及している不揮発性半導体メモリの1つである。EEPROMの一種であるフラッシュメモリを用いると、メモリアレイ全体のコンテンツ、あるいはメモリの一部のコンテンツは、従来のフル機能のEEPROMと対照的に1つのステップで消去できる。   Semiconductor memories are becoming more commonly used in various electronic devices. For example, non-volatile semiconductor memory is used in cell phones, digital cameras, personal digital assistants, mobile computers, non-mobile computers and other devices. Electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) and flash memory are one of the most popular non-volatile semiconductor memories. Using flash memory, a type of EEPROM, the contents of the entire memory array, or a portion of the contents of the memory, can be erased in one step as opposed to a conventional full-function EEPROM.

従来のEEPROMとフラッシュメモリは両方とも、半導体基板内のチャネル領域上に配置され、そのチャネル領域から絶縁されたフローティングゲートを利用している。フローティングゲートは、ソース領域とドレイン領域の間に配置されている。制御ゲートは、フローティングゲート上に配置されており、そのフローティングゲートから絶縁されている。このように形成されたトランジスタの閾値電圧(VTH)は、フローティングゲート上に保持される電荷量によって制御される。つまり、そのソースとドレインの間の導通を可能にするためにトランジスタをオンにする前に制御ゲートに印加しなければならない電圧の最小量は、そのフローティングゲート上の電荷レベルにより制御される。 Both conventional EEPROM and flash memory utilize a floating gate that is disposed over a channel region in a semiconductor substrate and insulated from the channel region. The floating gate is disposed between the source region and the drain region. The control gate is disposed on the floating gate and is insulated from the floating gate. The threshold voltage (V TH ) of the transistor formed in this way is controlled by the amount of charge held on the floating gate. That is, the minimum amount of voltage that must be applied to the control gate before turning on the transistor to allow conduction between its source and drain is controlled by the charge level on the floating gate.

いくつかのEEPROM及びフラッシュメモリ素子は2つの範囲の電荷を記憶するために使用されるフローティングゲートを有するため、記憶素子は2つの状態、例えば消去状態とプログラム状態の間でプログラミング/消去できる。各記憶素子が1ビットのデータを記憶できるため、このようなフラッシュメモリ素子はバイナリフラッシュメモリ素子と呼ばれることもある。   Since some EEPROM and flash memory devices have floating gates that are used to store two ranges of charge, the storage device can be programmed / erased between two states, for example, an erase state and a program state. Such a flash memory device is sometimes called a binary flash memory device because each storage device can store 1 bit of data.

マルチ状態(マルチレベルとも呼ばれる)フラッシュメモリ素子は、複数の別個の許可/有効プログラム閾値電圧範囲を識別することによって実現される。各閾値電圧範囲は、メモリ素子内で符号化されるデータビットのセットの所定値に相当する。例えば、素子が4つの閾値電圧範囲に相当する4つの孤立した電荷バンドの1つに格納できるときに、各記憶素子は2ビットのデータを記憶できる。   A multi-state (also called multi-level) flash memory device is implemented by identifying a plurality of distinct allowed / valid program threshold voltage ranges. Each threshold voltage range corresponds to a predetermined value of a set of data bits encoded in the memory element. For example, each storage element can store 2 bits of data when the element can be stored in one of four isolated charge bands corresponding to four threshold voltage ranges.

通常、プログラム動作中に制御ゲートに印加されるプログラム電圧VPGMは、経時的に増大する一連のパルスとして印加される。1つの考えられる手法では、パルスの大きさは、各連続パルスとともに例えば0.2から0.4V等の所定のステップサイズずつ増加される。VPGMはフラッシュメモリ素子の制御ゲートに印加できる。プログラムパルスの間の期間では、検証動作が実行される。すなわち、平行してプログラミングされている素子のグループの各素子のプログラミングレベルが、連続するプログラミングパルス間で読み取られ、素子がプログラミングされる検証レベル以上であるか否かが判断される。マルチ状態フラッシュメモリ素子のアレイの場合、検証ステップが素子の各状態について実行され、素子がそのデータに関する検証レベルに到達したか否かが判断される場合もある。例えば、4つの状態でデータを記憶できるマルチ状態記憶素子は、3つの比較点について検証動作を実行する必要がある。 Normally, the program voltage VPGM applied to the control gate during a program operation is applied as a series of pulses that increase over time. In one possible approach, the pulse magnitude is increased with each successive pulse by a predetermined step size, such as 0.2 to 0.4V. VPGM can be applied to the control gate of the flash memory device. In a period between program pulses, a verification operation is performed. That is, the programming level of each element in the group of elements that are programmed in parallel is read between successive programming pulses to determine whether the element is greater than or equal to the verification level at which it is programmed. In the case of an array of multi-state flash memory elements, a verification step may be performed for each state of the element to determine whether the element has reached a verification level for its data. For example, a multi-state storage element that can store data in four states needs to perform verification operations on three comparison points.

さらに、EEPROM又はNANDストリングのNANDフラッシュメモリ素子等のフラッシュメモリ素子をプログラミングするときには、通常、VPGMが制御ゲートに印加され、ビットラインが接地され、セル又はメモリ素子(例えば、記憶素子等)のチャネルからの電子をフローティングゲートの中に注入させる。電子がフローティングゲートに蓄積すると、フローティングゲートは負に帯電し、記憶素子の閾値電圧が上昇して、記憶素子がプログラム状態にあると見なされるようになる。このようなプログラミングについての詳細は、米国特許第6,859,397号「Source Side Self Boosting Technique For Non-Volatile Memory」及び2005年2月3日に公開された米国特許公報第2005/0024939号「Detecting Over Programmed Memory」に記載され、両出願はその全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。 Further, when programming a flash memory device, such as an EEPROM or NAND string NAND flash memory device, typically VPGM is applied to the control gate, the bit line is grounded, and the cell or memory device (eg, storage device, etc.) Electrons from the channel are injected into the floating gate. When electrons accumulate in the floating gate, the floating gate becomes negatively charged and the threshold voltage of the storage element rises so that the storage element is considered to be in the programmed state. Details of such programming are described in US Pat. No. 6,859,397 “Source Side Self Boosting Technique For Non-Volatile Memory” and US Patent Publication No. 2005/0024939 published on Feb. 3, 2005. Detecting Over Programmed Memory, both applications are hereby incorporated by reference in their entirety.

しかしながら、不揮発性記憶素子が互いに近接であるために、プログラミング中に種々の形態のプログラム妨害が生じる。さらに、この問題は、NAND技術がさらにスケーリングされるのに伴い悪化すると予想されている。未選択の不揮発性記憶素子の閾値電圧が、他の不揮発性記憶素子のプログラミングのためにシフトすると、プログラム妨害が発生する。種々のプログラム妨害のメカニズムは、NANDフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置に使用できる操作ウィンドウを制限する。ブースト手法は、0V等の低電位にプログラミングされる記憶素子を含むNANDストリングのチャネル領域を接続する一方で、高電位にプログラミングされるのを阻止されるNANDストリングのチャネル領域をブーストすることによってこの問題に対処しようと試みる。しかしながら、既存のブーストモードは、複数の失敗メカニズムに適切に対処できない。   However, because of the proximity of the non-volatile storage elements, various forms of program disturb occur during programming. Furthermore, this problem is expected to worsen as NAND technology is further scaled. Program disturb occurs when the threshold voltage of an unselected non-volatile storage element shifts due to programming of other non-volatile storage elements. Various program disturb mechanisms limit the operating window that can be used for non-volatile storage devices such as NAND flash memory. The boost approach connects this channel region of a NAND string that includes storage elements that are programmed to a low potential, such as 0V, while boosting the channel region of the NAND string that is prevented from being programmed to a high potential. Try to deal with the problem. However, existing boost modes cannot adequately handle multiple failure mechanisms.

本発明は、プログラム妨害を低減する不揮発性記憶装置を動作させる方法を提供することによって、前記及び他の問題に対処する。   The present invention addresses these and other problems by providing a method of operating a non-volatile storage device that reduces program disturb.

一実施形態においては、不揮発性記憶装置を動作させる方法は、不揮発性記憶素子のセット内の記憶素子をプログラミングするステップを有し、この場合において、不揮発性記憶素子の上記セットは複数のワードラインと通信し、上記記憶素子は選択ワードラインと通信する。この方法は、プログラミングするステップ中に、未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップをさらに有する。電圧の第1のセットは、少なくとも部分的に、電圧の第2のセットと異なる。例えば、上記プログラミングするステップは、選択ワードラインにパルス列を印加するステップを有する場合があり、この場合、ブーストモード切り替え基準は、パルス列のうちの特定振幅のプログラムパルスが選択ワードラインに印加されたとき、あるいは、パルス列のうちの特定の数のプログラムパルスが選択ワードラインに印加されたときに、トリガされる。   In one embodiment, a method of operating a non-volatile storage device includes programming a storage element in a set of non-volatile storage elements, wherein the set of non-volatile storage elements includes a plurality of word lines. And the storage element communicates with the selected word line. The method applies a first set of voltages to unselected word lines during the programming step and applies a first set of voltages to unselected word lines based on boost mode switching criteria. And further switching from applying to a second set of voltages. The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages. For example, the programming step may include applying a pulse train to a selected word line, in which case the boost mode switching criterion is when a program pulse of a specific amplitude in the pulse train is applied to the selected word line. Alternatively, it is triggered when a certain number of program pulses in the pulse train are applied to the selected word line.

別の実施形態では、不揮発性記憶装置を操作する方法は、不揮発性記憶素子のセット内の記憶素子のプログラミングが行われる第1のプログラミング段階中に第1のブーストモードを実施し、記憶素子のプログラミングが続行する第2のプログラミング段階中に第2のブーストモードを実施することを含む。記憶素子の閾値電圧は、第1プログラミング段階中に第1のレベルから第2のレベルに増加され、第2のプログラミング段階中に第2のレベルから第3のレベルに増加される。さらに、第1のプログラミング段階は、マルチパスプログラミング技法の第1のパスを含むことがあり、第2のプログラミング段階はマルチパスプログラミング技法の第2のパスを含むことがある。   In another embodiment, a method of operating a non-volatile storage device implements a first boost mode during a first programming phase in which programming of a storage element in a set of non-volatile storage elements occurs, Performing a second boost mode during a second programming phase in which programming continues. The threshold voltage of the storage element is increased from the first level to the second level during the first programming phase and from the second level to the third level during the second programming phase. Further, the first programming stage may include a first pass of a multi-pass programming technique, and the second programming stage may include a second pass of a multi-pass programming technique.

1つの手法では、第1のプログラミング段階で、パルス列中のパルスの第1のサブセットが記憶素子に印加され、第2のプログラミング段階で、パルス列中のパルスの第2のサブセットが記憶素子に印加される。   In one approach, in a first programming phase, a first subset of pulses in the pulse train is applied to the storage elements, and in a second programming phase, a second subset of pulses in the pulse train is applied to the storage elements. The

別の手法では、第1のプログラミング段階で、第1のパルス列が記憶素子に印加され、第2のプログラミング段階で、第2のパルス列が記憶素子に印加される。   In another approach, a first pulse train is applied to the storage element in a first programming phase, and a second pulse train is applied to the storage element in a second programming phase.

別の実施形態では、不揮発性記憶装置を動作させる方法は、不揮発性記憶素子のセット内の記憶素子をプログラミングするステップを有しており、この場合、不揮発性記憶素子のセットは複数のワードラインと通信する。上記プログラミングするステップは、上記記憶素子と通信する選択ワードラインにパルス列を印加するステップを含む。上記方法は、上記パルス列中のプログラムパルスの第1のサブセットが選択ワードラインに印加されると、未選択の不揮発性記憶素子に対して第1のブーストモードを実施し、上記パルス列中のプログラムパルスの第2のサブセットが選択ワードラインに印加されると、未選択の不揮発性記憶素子に対して第1のブーストモードから第2のブーストモードへの切り替えを実施することを含む。   In another embodiment, a method of operating a non-volatile storage device includes programming a storage element in a set of non-volatile storage elements, where the set of non-volatile storage elements includes a plurality of word lines. Communicate with. The programming step includes applying a pulse train to a selected word line in communication with the storage element. The method implements a first boost mode for unselected non-volatile storage elements when a first subset of program pulses in the pulse train is applied to a selected word line, and the program pulses in the pulse train Switching to the selected boosted word line includes performing a switch from the first boost mode to the second boost mode for the non-selected non-volatile storage elements.

不揮発性記憶素子のセットが多数のNANDストリング中に存在しており、その多数のNANDストリングは上記記憶素子が存在する選択NANDストリングを有していてもよい。この場合、第1のブーストモード及び第2のブーストモードが未選択NANDストリングのチャネルをブーストする。さらに、1つの手法では、第1のブーストモードがNANDストリングのドレイン側のチャネルの一部からNANDストリングのソース側のチャネルの一部を分離せずにチャネルをブーストし、第2のブーストモードがNANDストリングのドレイン側のチャネルの一部からNANDストリングのソース側のチャネルの一部を分離してもよい。   A set of non-volatile storage elements may be present in a number of NAND strings, and the number of NAND strings may have a selected NAND string in which the storage elements are present. In this case, the first boost mode and the second boost mode boost the channel of the unselected NAND string. Further, in one approach, the first boost mode boosts the channel without separating the portion of the NAND string source side channel from the portion of the NAND string drain side channel, and the second boost mode A part of the channel on the source side of the NAND string may be separated from a part of the channel on the drain side of the NAND string.

NANDストリングの平面図。The top view of a NAND string. 図1のNANDストリングの等価回路図。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the NAND string of FIG. 1. NANDフラッシュ記憶素子のアレイのブロック図。1 is a block diagram of an array of NAND flash storage elements. FIG. ブーストモード決定プロセスを示す概念図。The conceptual diagram which shows the boost mode determination process. プログラミング中にブーストモードを切り替えるプロセスを示す。Fig. 4 illustrates the process of switching boost mode during programming. 複数のワードラインを介して実現されるセルフブーストモードを示す。Fig. 4 shows a self-boost mode realized via a plurality of word lines. 複数のワードラインを介して実現されるローカルセルフブーストモードを示す。Fig. 4 shows a local self-boost mode realized via a plurality of word lines. 複数のワードラインを介して実現される消去領域セルフブーストモードを示す。Fig. 5 shows an erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. 複数のワードラインを介して実現される第1修正消去領域セルフブーストモードを示す。The first modified erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines is shown. 複数のワードラインを介して実現される第2修正消去領域セルフブーストモードを示す。FIG. 10 shows a second modified erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. FIG. 複数のワードラインを介して実現される第3修正消去領域セルフブーストモードを示す。FIG. 10 shows a third modified erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. FIG. 複数のワードラインを介して実現される第4修正消去領域セルフブーストモードを示す。FIG. 10 shows a fourth modified erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. FIG. 複数のワードラインを介して実現される第5修正消去領域セルフブーストモードを示す。FIG. 10 shows a fifth modified erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. FIG. ビットライン禁止電圧を設定することによる粗/密プログラミングの達成方法示す時系列を示す。FIG. 6 shows a timeline illustrating how to achieve coarse / fine programming by setting the bit line inhibit voltage. プログラミング領域と消去領域を示す未選択NANDストリングの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of an unselected NAND string showing a programming area and an erasing area. NANDフラッシュ記憶素子のアレイのブロック図。1 is a block diagram of an array of NAND flash storage elements. FIG. 単一の行/列復号部と読み出し/書き込み回路を使用する不揮発性メモリシステムのブロック図。1 is a block diagram of a non-volatile memory system that uses a single row / column decoder and read / write circuitry. FIG. 二重の行/列復号部と読み出し/書き込み回路を使用する不揮発性メモリシステムのブロック図。1 is a block diagram of a non-volatile memory system that uses dual row / column decoders and read / write circuits. FIG. 検知ブロックの一実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows one Embodiment of a detection block. 全てのビットラインメモリアーキテクチャ、又は、奇数−偶数メモリアーキテクチャのためのブロックへのメモリアレイの編成の例を示す。An example of the organization of a memory array into blocks for all bit line memory architectures or odd-even memory architectures is shown. 閾値電圧分布のセットの例を示す。An example of a set of threshold voltage distributions is shown. 閾値電圧分布のセットの例を示す。An example of a set of threshold voltage distributions is shown. 種々の閾値電圧分布を示し、不揮発性メモリをプログラミングするためのプロセスを説明する。Various threshold voltage distributions are shown and a process for programming non-volatile memory is described. 種々の閾値電圧分布を示し、不揮発性メモリをプログラミングするためのプロセスを説明する。Various threshold voltage distributions are shown and a process for programming non-volatile memory is described. 種々の閾値電圧分布を示し、不揮発性メモリをプログラミングするためのプロセスを説明する。Various threshold voltage distributions are shown and a process for programming non-volatile memory is described. 粗/密プログラミングプロセスを示す。Figure 2 illustrates a coarse / fine programming process. 不揮発性メモリをプログラミングするプロセスの一実施形態を説明するフローチャート。6 is a flowchart describing one embodiment of a process for programming non-volatile memory. プログラミング中に不揮発性記憶素子の制御ゲートに印加されるパルス列の例、及び、パルス列中に発生するブーストモードの切り替えを示す。An example of a pulse train applied to a control gate of a nonvolatile memory element during programming and boost mode switching that occurs during the pulse train are shown. プログラミング中に不揮発性記憶素子の制御ゲートに印加されるパルス列の例、及び、パルス列の間で発生するブーストモードの切り替えを示す。2 shows an example of a pulse train applied to a control gate of a nonvolatile memory element during programming, and boost mode switching that occurs between the pulse trains.

本発明は、プログラム妨害を削減する不揮発性記憶システム及び方法を提供する。   The present invention provides a non-volatile storage system and method that reduces program disturb.

本発明の実施に適したメモリシステムの一例は、NANDフラッシュメモリ構造を用いる。そのNANDフラッシュメモリ構造は2つの選択ゲートの間に直接に接続された複数のトランジスタを含んでいる。直列に接続されたトランジスタと選択ゲートは、NANDストリングと呼ばれる。図1は1つのNANDストリングを示す平面図である。図2は、その等価回路である。図1と図2に示すNANDストリングは、第1選択ゲート120と第2選択ゲート122の間に挟まれているとともに直列に接続されている4つのトランジスタ100、102、104及び106を有する。選択ゲート120は、ビットライン126のNANDストリングの接続をゲート制御する。選択ゲート122は、ソースライン128へのNANDストリングの接続をゲート制御する。選択ゲート120は、制御ゲート120CGに適切な電圧を印加することで制御される。選択ゲート122は、制御ゲート122CGに適切な電圧を印加することで制御される。トランジスタ100、102、104、及び106のそれぞれは制御ゲートとフローティングゲートを有している。トランジスタ100は、制御ゲート100CGとフローティングゲート100FGを有している。トランジスタ102は、制御ゲート102CGとフローティングゲート102FGを有している。トランジスタ104は、制御ゲート104CGとフローティングゲート104FGを有している。トランジスタ106は、制御ゲート106CGとフローティングゲート106FGを有している。制御ゲート100CGは、ワードラインWL3に接続されており(またはワードラインWL3であり)、制御ゲート102CGはワードラインWL2に接続されており、制御ゲート104CGはワードラインWL1に接続されており、制御ゲート106CGはワードラインWL0に接続されている。一実施形態では、トランジスタ100、102、104及び106はそれぞれが記憶素子であり、メモリセルとも呼ばれる。他の実施形態では、記憶素子は複数のトランジスタを有してよい、あるいは図1または図2に示されているものと異なっていてもよい。選択ゲート120は選択ラインSGDに接続されている。選択ゲート122は選択ラインSGSに接続されている。   One example of a memory system suitable for implementing the present invention uses a NAND flash memory structure. The NAND flash memory structure includes a plurality of transistors connected directly between two select gates. The transistors and select gates connected in series are called NAND strings. FIG. 1 is a plan view showing one NAND string. FIG. 2 is an equivalent circuit thereof. The NAND string shown in FIGS. 1 and 2 includes four transistors 100, 102, 104, and 106 that are sandwiched between a first selection gate 120 and a second selection gate 122 and connected in series. Select gate 120 gates the NAND string connection of bit line 126. Select gate 122 gates the connection of the NAND string to source line 128. The selection gate 120 is controlled by applying an appropriate voltage to the control gate 120CG. The selection gate 122 is controlled by applying an appropriate voltage to the control gate 122CG. Each of the transistors 100, 102, 104, and 106 has a control gate and a floating gate. The transistor 100 has a control gate 100CG and a floating gate 100FG. The transistor 102 includes a control gate 102CG and a floating gate 102FG. The transistor 104 has a control gate 104CG and a floating gate 104FG. The transistor 106 includes a control gate 106CG and a floating gate 106FG. The control gate 100CG is connected to the word line WL3 (or the word line WL3), the control gate 102CG is connected to the word line WL2, the control gate 104CG is connected to the word line WL1, and the control gate 106CG is connected to the word line WL0. In one embodiment, transistors 100, 102, 104, and 106 are each storage elements and are also referred to as memory cells. In other embodiments, the storage element may comprise a plurality of transistors or may be different from that shown in FIG. 1 or FIG. The selection gate 120 is connected to the selection line SGD. The selection gate 122 is connected to the selection line SGS.

図3は、3つのNANDストリングを描く回路図である。NAND構造を使用するフラッシュメモリシステムの典型的なアーキテクチャは、いくつかのNANDストリングを含む。例えば、3つのNANDストリング、320、340及び360が、さらに多くのNANDストリングを有するメモリアレイ内に示される。各NANDストリングが、2つの選択ゲートと4個の記憶素子を有している。簡単にするために4つの記憶素子が描かれているが、最近のNANDストリングは、例えば最高32個又は64個の記憶素子を有する場合がある。   FIG. 3 is a circuit diagram depicting three NAND strings. A typical architecture of a flash memory system that uses a NAND structure includes several NAND strings. For example, three NAND strings, 320, 340, and 360 are shown in a memory array having more NAND strings. Each NAND string has two select gates and four storage elements. Although four storage elements are depicted for simplicity, modern NAND strings may have up to 32 or 64 storage elements, for example.

例えば、NANDストリング320は選択ゲート322と327と記憶素子323〜326を有し、NANDストリング340は選択ゲート342と347と記憶素子343〜346を有し、NANDストリング360は選択ゲート362と367と記憶素子363〜366を有する。各NANDストリングは、その選択ゲート(例えば、選択ゲート327、347、又は367)によってソースラインに接続されている。選択ラインSGSは、ソース側選択ゲートを制御するために使用される。種々のNANDストリング320、340及び360は、選択ゲート322、342、362等の選択トランジスタによって各ビットライン321、341、及び361に接続されている。これらの選択トランジスタは、ドレイン選択ラインSGDによって制御される。他の実施形態では、選択ラインは必ずしもNANDストリング間で共通とされている必要はない。すなわち、異なるNANDストリングには異なる選択ラインを接続できる。ワードラインWL3は、記憶素子323、343及び363のための制御ゲートに接続される。ワードラインWL2は、記憶素子324、344及び364のための制御ゲートに接続される。ワードラインWL1は、記憶素子325、345、及び365のための制御ゲートに接続される。ワードラインWL0は、記憶素子326、346、及び366のための制御ゲートに接続される。つまり、各ビットラインと各NANDストリングは、記憶素子のアレイまたはセットの列を含む。ワードライン(WL3、WL2、WL1及びWL0)は、アレイ又はセットの行を含む。各ワードラインは、行において各記憶素子の制御ゲートを接続している。または、制御ゲートはワードライン自体によって提供されてもよい。例えば、ワードラインWL2は、記憶素子324、344、及び364に制御ゲートを提供する。実際には、1つのワードラインに数千の記憶素子がある場合がある。   For example, the NAND string 320 includes selection gates 322 and 327 and storage elements 323 to 326, the NAND string 340 includes selection gates 342 and 347 and storage elements 343 to 346, and the NAND string 360 includes selection gates 362 and 367. The memory elements 363 to 366 are included. Each NAND string is connected to the source line by its select gate (eg, select gate 327, 347, or 367). The selection line SGS is used to control the source side selection gate. The various NAND strings 320, 340 and 360 are connected to each bit line 321, 341 and 361 by a select transistor such as select gates 322, 342 and 362. These selection transistors are controlled by a drain selection line SGD. In other embodiments, the select line need not be common between NAND strings. That is, different select lines can be connected to different NAND strings. Word line WL3 is connected to a control gate for storage elements 323, 343 and 363. Word line WL2 is connected to a control gate for storage elements 324, 344 and 364. Word line WL1 is connected to a control gate for storage elements 325, 345, and 365. Word line WL0 is connected to a control gate for storage elements 326, 346, and 366. That is, each bit line and each NAND string includes a column of an array or set of storage elements. The word lines (WL3, WL2, WL1 and WL0) include an array or set of rows. Each word line connects the control gates of each storage element in a row. Alternatively, the control gate may be provided by the word line itself. For example, word line WL2 provides a control gate for storage elements 324, 344, and 364. In practice, there may be thousands of storage elements per word line.

各記憶素子はデータを記憶できる。例えば、1ビットのデジタルデータを記憶するときは、記憶素子の考えられる閾値電圧(VTH)の範囲は、ローカルデータ「1」と「0」に割り当てられる2つの範囲に分割される。NANDタイプのフラッシュメモリの一例では、VTHは、記憶素子が消去された後に負となり、論理「1」として定義される。プログラム動作後のVTHは正であり、論理「0」として定義される。VTHが負であり、読み出しが試行されると、記憶素子がオンして論理「1」が記憶されていることが示される。VTHが正であり、読み出し動作が試行されると、記憶素子はオンにならず、論理「0」が記憶されていることが示される。また、記憶素子は、例えば複数ビットのデジタルデータ等の複数のレベルの情報も記憶できる。このケースでは、VTH値の範囲はデータレベルの数に分割される。例えば、4つのレベルの情報が記憶されている場合には、データ値「11」、「10」、「01」、及び「00」に割り当てられる4つのVTH範囲がある。NANDタイプのメモリの一例では、消去動作後のVTHは負となり、「11」として定義される。正のVTH値は「10」、「01」及び「00」の状態のために使用される。記憶素子にプログラミングされるデータと、素子の閾値電圧範囲との特定の関係は、記憶素子のために採用されるデータ符号化方式に依存する。例えば、両出願の全体を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第6,222,762号及び米国特許出願公報第2004/0255090号が、マルチ状態フラッシュ記憶素子のための多様なデータ符号化方式を説明している。 Each storage element can store data. For example, when storing 1-bit digital data, the possible threshold voltage (V TH ) range of the storage element is divided into two ranges assigned to local data “1” and “0”. In one example of a NAND type flash memory, V TH becomes negative after the storage element is erased and is defined as a logic “1”. V TH after the program operation is positive and is defined as logic “0”. If V TH is negative and a read is attempted, the storage element is turned on indicating that a logic “1” is stored. If V TH is positive and a read operation is attempted, the storage element does not turn on, indicating that a logic “0” is stored. The storage element can also store information at a plurality of levels such as digital data of a plurality of bits. In this case, the range of VTH values is divided into the number of data levels. For example, if four levels of information are stored, there are four V TH ranges assigned to data values “11”, “10”, “01”, and “00”. In an example of a NAND type memory, V TH after the erase operation is negative and is defined as “11”. Positive VTH values are used for the "10", "01" and "00" states. The specific relationship between the data programmed into the storage element and the threshold voltage range of the element depends on the data encoding scheme employed for the storage element. For example, US Pat. No. 6,222,762 and US Patent Application Publication No. 2004/0255090, which are incorporated herein by reference in their entirety, describe various data codes for multi-state flash storage elements. Explains the conversion method.

NANDタイプのフラッシュメモリ及びその動作の関連性のある例は、それぞれが参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許番号第5,386,422号、第5,522,580号、第5,570,315号、第5,774,397号、第6,046,935号、第6,456,528号、及び第6,522,580号に示されている。   Relevant examples of NAND type flash memory and its operation are described in US Pat. Nos. 5,386,422, 5,522,580, 5, respectively, each incorporated herein by reference. 570,315, 5,774,397, 6,046,935, 6,456,528, and 6,522,580.

フラッシュ記憶素子をプログラミングするときには、プログラム電圧が記憶素子の制御ゲートに印加されるとともに、記憶素子に関連するビットラインが接地される。チャネルからの電子はフローティングゲートに注入される。電子がフローティングゲートに蓄積すると、フローティングゲートは負に帯電し、記憶素子のVTHが上昇する。プログラム中の記憶素子の制御ゲートにプログラム電圧を印加するために、そのプログラム電圧は適切なワードライン上に印加される。上述したように、各NANDストリング中の1つの記憶素子は同じワードラインを共有している。例えば、図3の記憶素子324をプログラミングするときには、プログラム電圧は記憶素子344と364の制御ゲートにも印加される。 When programming a flash storage element, a program voltage is applied to the control gate of the storage element and the bit line associated with the storage element is grounded. Electrons from the channel are injected into the floating gate. When electrons accumulate in the floating gate, the floating gate becomes negatively charged, V TH of the storage element is raised. In order to apply a program voltage to the control gate of the storage element being programmed, the program voltage is applied on the appropriate word line. As described above, one storage element in each NAND string shares the same word line. For example, when programming the storage element 324 of FIG. 3, the program voltage is also applied to the control gates of the storage elements 344 and 364.

しかしながら、他のNANDストリングのプログラミング中に、禁止されているNANDストリングにおいてプログラム妨害が発生することがあり、場合によってはプログラミング中のNANDストリング自体で発生することがある。例えば、NANDストリング320が禁止されており(例えば、NANDストリングが、現在プログラミング中の記憶素子を含まない未選択NANDストリングであり)、NANDストリング340がプログラミング中である(例えば、NANDストリングが、現在プログラミング中の記憶素子を含む選択NANDストリングである)場合には、プログラム妨害がNANDストリング320で発生することがある。例えば、通過電圧VPASSが低い場合には、禁止されたNANDストリングのチャネルが十分にブーストされておらず、未選択NANDストリングの選択ワードラインが意図せずプログラミングされる場合がある。別の生じうるケースでは、ブーストされた電圧がゲート誘発ドレインリーク(GIDL)や他の漏洩メカニズムにより引き下げられる場合があり、同じ問題が生じる。他の影響として、記憶素子間の容量結合のためにプログラムされた記憶素子に蓄積された電荷のシフト等の問題もある。 However, while other NAND strings are being programmed, program disturb may occur in the prohibited NAND strings, and in some cases may occur in the NAND string itself being programmed. For example, NAND string 320 is prohibited (eg, the NAND string is an unselected NAND string that does not include the currently programmed storage element) and NAND string 340 is being programmed (eg, the NAND string is currently In the case of a select NAND string that includes a storage element being programmed, program disturb may occur in the NAND string 320. For example, if the pass voltage V PASS is low, the channel of the forbidden NAND string may not be sufficiently boosted and the selected word line of the unselected NAND string may be programmed unintentionally. In another possible case, the boosted voltage may be pulled down by gate induced drain leakage (GIDL) or other leakage mechanisms, causing the same problem. Other effects include problems such as a shift in charge stored in programmed storage elements for capacitive coupling between the storage elements.

図4は、ブーストモード決定プロセスを示す概念図である。最初に言及したように、プログラム妨害は不揮発性記憶システムにおいて重要な問題として残っている。未選択の不揮発性記憶素子の閾値電圧が他の不揮発性記憶素子のプログラミングのためにシフトされると、プログラム妨害が発生する。プログラム妨害は、まだプログラムされていない消去状態の記憶素子だけではなく、以前にプログラムされた記憶素子で発生することがある。種々のプログラム妨害メカニズムは、NANDフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置のための使用可能な操作ウィンドウを制限する。例えば、ブースト技法は、0V等の低電位にプログラミングされる記憶素子を含むNANDストリングのチャネル領域を接続する一方で、禁止されたNANDストリングのチャネル領域を高電位にブーストすることによってこの問題に対処しようとする。しかしながら、既存のブーストモードは、複数の失敗メカニズムに最適に対処することはできない。すなわち、既存のブーストモードは特定のプログラム妨害失敗メカニズムには効果的に対処できるが、他の失敗メカニズムに対しては効果的ではない場合がある。通常、最良の操作ウィンドウを与えるために、ブーストモードの妥協又は最適化が行われる。ここでは、より適切にブーストを最適化するためにプログラミング中にさまざまなブーストモードを使用することを提案する。例えば、1つの手法では、初期プログラミング中に1つのブーストモードが使用され、単一のページ又はワードラインのプログラミングの終盤で第2のブーストモードが使用して、プログラム妨害に対する全体的な余裕を改善する。   FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a boost mode determination process. As first mentioned, program disturb remains an important problem in non-volatile storage systems. Program disturb occurs when the threshold voltage of an unselected non-volatile storage element is shifted to program other non-volatile storage elements. Program disturb can occur with previously programmed storage elements as well as erased storage elements that have not yet been programmed. Various program disturb mechanisms limit the usable operating window for non-volatile storage devices such as NAND flash memory. For example, the boost technique addresses this problem by connecting the channel region of a NAND string that includes storage elements that are programmed to a low potential, such as 0V, while boosting the channel region of the prohibited NAND string to a high potential. try to. However, existing boost modes cannot optimally deal with multiple failure mechanisms. That is, existing boost modes can effectively deal with certain program disturb failure mechanisms, but may not be effective against other failure mechanisms. Typically, boost mode compromises or optimizations are made to give the best operating window. Here we propose to use various boost modes during programming in order to optimize the boost more appropriately. For example, in one approach, one boost mode is used during initial programming and a second boost mode is used at the end of single page or wordline programming to improve overall margin for program disturb. To do.

どのブーストモードを使用するのか、及び、あるブーストモードから別のブーストムードにいつ切り替えるのかを決定するために多様な基準を使用することができる。一例として、ブロック400、405、及び、410で示される3つの異なるブーストモードを、ブーストモード決定プロセス(ブロック415)で選択することができる。ブーストモードは、例えば、後述されるように、セルフブースト(SB)、ローカルセルフブースト(LSB)、消去領域セルフブースト(EASB)、及び、修正消去領域セルフブースト(REASB)を含む。一旦決定がされると、例えば、選択されたブーストモードに対応する未選択ワードラインに電圧のセットが印加されることによって、第2のブーストモードが適用される(ブロック420)。ブーストモード切替決定プロセス(ブロック415)によって、例えば、1つ又は複数のブーストモード切替基準(ブロック425)を使用できる。これらの基準は、プログラムパルス番号(ブロック430)、プログラムパルス振幅(ブロック435)、プログラムパス番号(ブロック440)、選択ワードラインの位置(ブロック445)、粗/密プログラミングモードステータス(ブロック450)、記憶素子がプログラム状態に達するか否か(ブロック455)、及び、メモリ素子で経験されるプログラムサイクル数(ブロック460)を含むことがある。   Various criteria can be used to determine which boost mode to use and when to switch from one boost mode to another. As an example, three different boost modes, indicated by blocks 400, 405, and 410, can be selected in the boost mode determination process (block 415). The boost mode includes, for example, self-boost (SB), local self-boost (LSB), erase area self-boost (EASB), and corrected erase area self-boost (REASB), as will be described later. Once the determination is made, the second boost mode is applied (block 420), for example, by applying a set of voltages to unselected word lines corresponding to the selected boost mode. The boost mode switching decision process (block 415) may use, for example, one or more boost mode switching criteria (block 425). These criteria are: program pulse number (block 430), program pulse amplitude (block 435), program pass number (block 440), selected word line position (block 445), coarse / fine programming mode status (block 450), It may include whether the storage element reaches a programmed state (block 455) and the number of program cycles experienced by the memory element (block 460).

プログラムパス番号は、例えば、マルチパスプログラミングプロセスの第1のパスが進行中であるのか、あるいは、第2のパスが進行中であるのかを示す場合がある。記憶素子がプログラム状態に達するか否かに関する基準は、例えば、ブロック又はアレイ等の記憶素子グループの中の第1の記憶素子、又は、記憶素子の一部がいつ検証状態に達するのかを検出することにより実現される。別のブーストモードへの切り替えは、検証状態に到達すると行われる場合がある。メモリ素子によって経験されるプログラムサイクル数に関する基準は、例えば、プログラムサイクル数を追跡調査し、それに基づき切り替え点を調整することにより実現できる。記憶素子は、追加のプログラミングサイクルを経験するにつれてより速くプログラムする傾向があるため、例えば、切り替え点がパルス列中に発生する場合は、切り替え点は、メモリ素子が比較的多くのサイクルを経験した後にパルス列中で比較的早く発生することがある。ブーストモード切り替え基準は後に詳述される。   The program pass number may indicate, for example, whether a first pass of a multi-pass programming process is in progress or a second pass is in progress. The criteria for whether or not a storage element reaches a programmed state, for example, detects when a first storage element or part of a storage element in a storage element group such as a block or an array reaches a verification state Is realized. Switching to another boost mode may occur when the verification state is reached. The criteria for the number of program cycles experienced by the memory element can be realized, for example, by tracking the number of program cycles and adjusting the switch point based on that. Because storage elements tend to program faster as they experience additional programming cycles, for example, if a switching point occurs during a pulse train, the switching point is after the memory element has experienced a relatively large number of cycles. It may occur relatively early in the pulse train. The boost mode switching criteria will be described in detail later.

図5は、プログラミング中にブーストモードを切り替えるプロセスを示す。上述した概念図は、フローチャートの観点からさらに理解できる。ステップ500でプログラミングが開始し、ステップ510で第1のブーストモードが適用される。決定ステップ520では、切り替え基準が満たされると、第2のブーストモードへの切り替えが行われ(ステップ530)、プログラミングが完了する(ステップ550)まで続行する(ステップ540)。切り替え基準が決定ステップ520で満たされない場合、第1のブーストモードが適用され続け、プログラミングが続行する(ステップ525)。一般的には、ブーストモードは、記憶素子のセットと通信しているワードラインに適切な電圧を印加するようにメモリ素子の1つ又は複数の制御回路を構成することによって実現される。   FIG. 5 shows the process of switching boost mode during programming. The conceptual diagram described above can be further understood from the viewpoint of a flowchart. Programming begins at step 500 and a first boost mode is applied at step 510. In decision step 520, when the switching criteria are met, switching to the second boost mode is performed (step 530) and continues until programming is complete (step 550) (step 540). If the switching criteria are not met at decision step 520, the first boost mode continues to be applied and programming continues (step 525). In general, boost mode is achieved by configuring one or more control circuits of a memory element to apply an appropriate voltage to a word line that is in communication with a set of storage elements.

ブーストモードを切り替える決定は、多くの要因に基づくことがある。一般的には、現在のプログラミング方式、及び、記憶素子とNANDストリングの現在の状態に最適であるブーストモードを実現することが望ましい。例えば、SB又はLSB等の非EASBブーストモードは、VPGMが低いときに初期のプログラムパルスに対し相対的に効果的となり、REASBを含むEASBブーストモードは、VPGMが高いときにより高いプログラムパルスに対し相対的に効果的となる場合がある。このケースでは、非EASBモードからEASBモードへの切り替えは、VPGMの振幅に基づいて行うことができる。さらに、失敗モードは、プログラムパルス振幅に加えて、多くのプログラムパルスに反応してよい。このケースでは、非EASBモードからEASBモードへの切り替えは、(多くの場合、代わりにVPGMと相関する)プログラムパルス数に基づいて行うことができる。さらに、特定のブーストモードが、他のワードラインの中の選択されたワードラインの位置に基づいてさらに有利である場合がある。一般的には、既定の不揮発性記憶装置の特性に応じて、操作ウィンドウは、十分に低い失敗率である複数のブーストモードを使用して定義できる。 The decision to switch boost mode may be based on many factors. In general, it is desirable to implement a boost mode that is optimal for the current programming scheme and the current state of the storage elements and NAND strings. For example, a non-EASB boost mode, such as SB or LSB, is relatively effective with respect to the initial program pulse when V PGM is low, and an EASB boost mode including REASB has a higher program pulse when V PGM is high. It may be relatively effective. In this case, switching from the non-EASB mode to the EASB mode can be performed based on the amplitude of V PGM. Further, the failure mode may react to many program pulses in addition to the program pulse amplitude. In this case, switching from the non-EASB mode to the EASB mode can be performed (often correlates with V PGM instead) based on the number of program pulses. Furthermore, certain boost modes may be further advantageous based on the position of the selected word line among other word lines. In general, depending on the characteristics of a given non-volatile storage device, the operating window can be defined using multiple boost modes with a sufficiently low failure rate.

図6は、複数のワードラインを介して実現されるセルフブーストモードを示す。言及したように、プログラム妨害に対抗するために種々のタイプのブーストモードが開発されている。選択ワードライン上の記憶素子のプログラミング中に、ブーストモードは、現在プログラミングされていない記憶素子と通信している未選択ワードラインに電圧のセットを印加することによって実現される。プログラミング中の記憶素子は選択されたNANDストリングと関連付けられている一方で、他の記憶素子は未選択NANDストリングと関連付けられている。一般的には、プログラム妨害は、未選択NANDストリングの記憶素子に関係するが、同じNANDストリングの中の他の記憶素子について発生する場合もある。   FIG. 6 shows a self-boost mode realized via a plurality of word lines. As mentioned, various types of boost modes have been developed to combat program disturb. During programming of the storage elements on the selected word line, the boost mode is achieved by applying a set of voltages to unselected word lines that are in communication with storage elements that are not currently programmed. The storage element being programmed is associated with the selected NAND string, while the other storage elements are associated with the unselected NAND string. In general, program disturb is related to storage elements of unselected NAND strings, but may occur for other storage elements in the same NAND string.

1つの手法では、セルフブーストモードは、NANDストリングの中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン600によって示される。この例では、8本のワードライン(例えば、WL0からWL7とラベルされた制御ライン)、SGSとラベルされた1本のソース側選択ゲート制御ライン、及び、SGDとラベルされた1本のドレイン側選択ゲート制御ラインがある。制御ラインに印加される電圧のセットも示される。WL4は、例として選択されたワードラインとして示される。通常、プログラミングは、NANDストリングのソース側からドレイン側に、一度に1ワードライン進む。印加される電圧は、ソース側選択ゲート制御ラインSGSに印加されるVSGS、未選択ワードラインWL0からWL3およびWL5からWL7のそれぞれに印加される通過電圧VPASS、選択されたワードラインWL4に印加されるプログラム電圧VPGM、及び、ドレイン側選択ゲート制御ラインSGDを介して印加されるVSGDを含む。通常、ソース側選択ゲートがオフとなるようにVSGSは0Vである。0〜1V等の対応する低ビットライン電圧VBLが印加されるので、選択NANDストリングのためにドレイン側選択ゲートがオンとなるように、VSGDは約2.5Vである。1.5〜3V等の対応するより高いVGLが印加されるため、未選択NANDストリングのためにドレイン側選択ゲートはオフとなる。 In one approach, the self-boost mode is indicated by an exemplary word line 600 that communicates with a set of storage elements arranged in a NAND string. In this example, eight word lines (eg, control lines labeled WL0 to WL7), one source side select gate control line labeled SGS, and one drain side labeled SGD. There is a select gate control line. A set of voltages applied to the control line is also shown. WL4 is shown as a word line selected as an example. Typically, programming proceeds one word line at a time from the source side to the drain side of the NAND string. The applied voltage includes V SGS applied to the source side select gate control line SGS, pass voltage V PASS applied to each of the unselected word lines WL0 to WL3 and WL5 to WL7, and applied to the selected word line WL4. And a program voltage V PGM to be applied, and V SGD applied via the drain side select gate control line SGD. Normally, V SGS is 0V so that the source side select gate is turned off. Since corresponding low bit line voltage V BL such 0~1V is applied, as the drain-side select gate for the selected NAND string are turned on, V SGD is about 2.5V. Since the high V GL is applied from a corresponding such 1.5~3V, the drain side select gate for the unselected NAND strings are turned off.

さらに、VPASSは約7〜10Vであり、VPGMは約12〜20Vから変化する場合がある。1つのプログラミング方式では、プログラム電圧のパルス列が選択ワードラインに印加される。図23及び図24も参照。パルス列中の各連続プログラムパルスの振幅は、通常は1パルス毎に約0.3〜0.5Vずつステップ状に増加する。さらに、選択された記憶素子が目標プログラミング状態に到達したかどうかを検証するために、検証パルスがプログラムパルス間で印加される。各プログラムパルスが固定された振幅を有する場合がある、あるいは、変化する振幅を有する場合があることにも注意されたい。例えば、いくつかのプログラミング方式は、傾斜又は階段状に変化する振幅のパルスを印加する。任意のタイプのプログラムパルスを使用できる。 Further, V PASS is about 7~10V, V PGM may change from about 12~20V. In one programming scheme, a pulse train of program voltages is applied to the selected word line. See also FIG. 23 and FIG. The amplitude of each continuous program pulse in the pulse train usually increases stepwise by about 0.3 to 0.5 V per pulse. Further, verification pulses are applied between program pulses to verify whether the selected storage element has reached the target programming state. Note also that each program pulse may have a fixed amplitude or may have a varying amplitude. For example, some programming schemes apply pulses with amplitudes that vary in a slope or step. Any type of program pulse can be used.

プログラミングされたワードラインがWL4であり、及び、プログラミングが各NANDストリングのソース側からドレイン側に進行するのであれば、WL0からWL3の記憶素子はすでにプログラミングされており、WL5からWL7の記憶素子は、WL4上の記憶素子がプログラムされているときに消去されている。未選択ワードライン上の通過電圧は、未選択NANDストリングと関連付けられたチャネルに結合し、記憶素子のトンネル酸化物全体で電圧を引き下げることによってプログラム妨害を低減する傾向がある電圧をチャネル内に発生させる。   If the programmed word line is WL4 and programming proceeds from the source side to the drain side of each NAND string, the storage elements WL0 to WL3 are already programmed and the storage elements WL5 to WL7 are , WL4 is erased when it is programmed. The pass voltage on the unselected word lines couples to the channel associated with the unselected NAND string and generates a voltage in the channel that tends to reduce program disturb by lowering the voltage across the tunnel oxide of the storage element Let

図7は、複数のワードラインを介して実現されるローカルセルフブースト(LSB)モードを示す。1つの手法では、ローカルセルフブーストモードは、NANDストリングに配列された記憶素子のセットと通信する例示のワードライン700によって示される。ローカルセルフブーストは、選択されたワードラインに隣接しているワードラインが、VPASSよりむしろ0V又は0Vに近い別の電圧である分離電圧VISOを受け取るという点で図6のセルフブーストモードとは異なる。残りの未選択ワードラインは、VPASSにある。ローカルセルフブーストは、禁止されている記憶素子のチャネルから既にプログラミングされた記憶素子のチャネルを分離することによってプログラム妨害を低減しようと試みる。LSBモードは、VPGMが低い場合には効果的であるが、LSBモードの不利な点は、チャネルの一部が未選択ワードラインの下の他のチャネル領域から分離されるため、VPGMが高いときに、選択されたワードラインの下のブーストされたチャネル電圧が非常に高くなる場合があるという点である。従って、ブースト電圧はおもに高プログラミング電圧VPGMによって決定される。高ブーストのため、バンド間トンネリング又は0Vにバイアスされるワードラインの近くのゲート誘発ドレインリーク(GIDL)が発生する場合がある。チャネルブーストの量は、後述するように、消去領域セルフブースト(EASB)モード又は修正EASB(REASB)モードを使用することにより、さらに低い値に制限できる。 FIG. 7 shows a local self-boost (LSB) mode implemented via multiple word lines. In one approach, the local self-boost mode is illustrated by the example word line 700 communicating with a set of storage elements arranged in a NAND string. Local self-boost is different from the self-boost mode of FIG. 6 in that the word line adjacent to the selected word line receives the isolation voltage V ISO , which is another voltage close to 0V or close to 0V rather than V PASS . Different. The remaining unselected word lines are at VPASS . Local self-boost attempts to reduce program disturb by separating the already programmed storage element channel from the prohibited storage element channel. The LSB mode is effective when V PGM is low, but the disadvantage of the LSB mode is that because V PGM is isolated from other channel regions below the unselected word lines, part of the channel is isolated. When high, the boosted channel voltage below the selected word line can be very high. Therefore, the boost voltage is mainly determined by the high programming voltage VPGM . Due to the high boost, inter-band tunneling or gate induced drain leakage (GIDL) near the word line biased to 0V may occur. The amount of channel boost can be limited to a lower value by using erase region self-boost (EASB) mode or modified EASB (REASB) mode, as described below.

図8は、複数のワードラインを介して実現される消去領域セルフブーストモードを示す。1つの手法では、EASBモードは、NANDストリングに配列されている記憶素子のセットと通信する例示のワードライン800によって示される。EASBは、ソース側隣接ワードラインWL3だけが分離電圧とされ、つまり、VISO=0Vとされて未選択NANDストリングのソース側とドレイン側でのブーストされたチャネルが分離されるという例外はあるが、LSBに似ている。選択されたワードラインの下のチャネル領域と選択された記憶素子のドレイン側のチャネル領域が接続され、VPGMの代わりに未選択ワードラインに主に印加されるVPASSによってチャネルブーストが決定されるようになる(図13も参照)。ドレイン側隣接ワードラインWL5はVPASSにある。VPASSが低すぎる場合は、チャネル内でのブーストは、プログラム妨害を阻止するには不十分である。しかしながら、VPASSが高すぎる場合は、(ビットライン上の0Vの)選択されたNANDストリングの未選択ワードラインがプログラミングされるか、あるいは、GIDLに起因するプログラム妨害が発生する可能性がある。 FIG. 8 shows an erase region self-boost mode realized via a plurality of word lines. In one approach, the EASB mode is illustrated by an exemplary word line 800 that communicates with a set of storage elements arranged in a NAND string. In EASB, there is an exception that only the source side adjacent word line WL3 is set as the isolation voltage, that is, V ISO = 0V and the boosted channel on the source side and drain side of the unselected NAND string is isolated. , Similar to LSB. The channel region on the drain side of the memory element is selected and the channel region below the selected word line is connected, the channel boosting is determined mainly by the applied V PASS to unselected word lines instead of V PGM (See also FIG. 13). The drain side adjacent word line WL5 is at VPASS . If VPASS is too low, boosting in the channel is not sufficient to prevent program disturb. However, if V PASS is too high, the unselected word line of the selected NAND string (of 0V on the bit line) may be programmed or program disturb due to GIDL may occur.

図9は、複数のワードラインを介して実現される第1の修正消去領域セルフブーストモードを示す。1つの手法では、第1REASBモードが、NANDストリングの中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン900によって示される。REASBはEASBに似ているが、WL3等の隣接する分離ワードラインに2.5V等の小さな分離電圧VISOを印加する。 FIG. 9 shows a first modified erase region self-boost mode implemented via a plurality of word lines. In one approach, the first REASB mode is illustrated by an exemplary word line 900 that communicates with a set of storage elements arranged in a NAND string. REASB is similar to EASB, but a small isolation voltage V ISO such as 2.5V is applied to an adjacent isolation word line such as WL3.

図10は、複数のワードラインを介して実現される第2の修正消去領域セルフブーストモードを示す。1つの手法では、第2のREASBモードは、NANDストリングの中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン1000によって示される。このケースでは、VISOは、選択されたワードラインWL4のソース側にあるWL2やWL3等の複数のワードラインに印加される。同じVISO値又は異なるVISO値を使用できる。例えば、VISOは、WL3で4V、WL2で2.5Vというように漸次的に減少してもよい。多様な他の手法も使用できる。例えば、VISOが3本の隣接するワードライン(例えば、WL1〜WL3)に印加される場合には、最後のワードライン(WL1)が最低のVISOを受け、WL2とWL3が共通のVISOを受けてもよい。 FIG. 10 shows a second modified erase region self-boost mode implemented via a plurality of word lines. In one approach, the second REASB mode is illustrated by the example word line 1000 communicating with a set of storage elements arranged in a NAND string. In this case, V ISO is applied to a plurality of word lines such as WL2 and WL3 on the source side of the selected word line WL4. The same V ISO value or different V ISO values can be used. For example, V ISO may gradually decrease, such as 4V at WL3 and 2.5V at WL2. A variety of other techniques can also be used. For example, if V ISO is applied to three adjacent word lines (eg, WL1-WL3), the last word line (WL1) receives the lowest V ISO and WL2 and WL3 are common V ISO. You may receive.

図11aは、複数のワードラインを介して実現される第3の修正消去領域セルフブーストモードを示す。1つの方式では、第3のREASBモードが、NANDストリングの中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン1100によって示される。この場合、VPGMが比較的低い値を有するときには、VPGM−LOWで表される比較的低い通過電圧が一端または両端のワードライン(例えば、WL0とWL7等)に印加される一方で、他の未選択ワードラインには一般的な高いVpassが印加される。例えば、VPGMが12〜20Vで変化する場合、VPGM−LOWは12〜16Vの範囲を表す。このブーストモードは、端部ワードラインに影響を及ぼすプログラム妨害メカニズムに対処できる。具体的には、同じ値のVPASSが端部ワードラインを含む未選択のワードラインの全てに印加されると、端部ワードラインと関連する記憶素子への電子注入が低速であるために、漏れ、つまり、GIDLが選択ゲート上で発生することがある。示されているブーストモードがこの問題に対処できる。 FIG. 11a shows a third modified erase region self-boost mode implemented via a plurality of word lines. In one scheme, a third REASB mode is indicated by an example word line 1100 that communicates with a set of storage elements arranged in a NAND string. In this case, when VPGM has a relatively low value, a relatively low passing voltage represented by VPGM -LOW is applied to one or both word lines (for example, WL0 and WL7), while the other A general high V pass is applied to the unselected word lines. For example, when V PGM changes from 12 to 20V, V PGM-LOW represents a range of 12 to 16V. This boost mode can deal with program disturb mechanisms that affect the end word lines. Specifically, when the same value of V PASS is applied to all of the unselected word lines including the end word line, the electron injection into the storage element associated with the end word line is slow, Leakage, i.e. GIDL, may occur on the selection gate. The boost mode shown can address this problem.

さらに、VPGMが、例えば16〜20Vの範囲内等のVPGM−HIGHで表されるより高い範囲にあるときには、図11bに示されるように、端部ワードライン上の通過電圧が、例えばVPASS等の他の未選択ワードラインのレベルまで再度引き上げられる。あるいは、端部ワードラインの通過電圧が、VPASS未満であるがVPASS−LOWより高い中間レベルVPASS−INTに引き上げられる。 Further, when V PGM is in a higher range represented by V PGM-HIGH , such as in the range of 16-20V, for example, as shown in FIG. It is raised again to the level of another unselected word line such as PASS . Alternatively, pass voltage of the end word lines, but less than V PASS pulled V PASS-LOW higher intermediate level V PASS-INT.

図11bは、複数のワードラインを介して実現される第4の修正消去領域セルフブーストモードを示す。1つの手法では、第4のREASBモードは、NANDストリング中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン1150によって示される。ここでは、選択されたワードラインWL4上のVPGMがVPGM−HIGHで表される高い値の範囲にあるときに、端部ワードラインWL0、WL7上の通過電圧が、例えばVPASS等の他の未選択ワードラインのレベルまで再度引き上げられる。 FIG. 11b shows a fourth modified erase region self-boost mode implemented via a plurality of word lines. In one approach, the fourth REASB mode is indicated by an example word line 1150 communicating with a set of storage elements arranged in a NAND string. Here, another when in a range of high value V PGM on the word line WL4 selected is represented by V PGM-HIGH, the pass voltage on the end word lines WL0, WL7, for example V PASS etc. It is raised again to the level of the unselected word line.

さらに、選択されたワードラインの位置に基づいて、別のブーストモードが実現されてよい。例えば、ブーストモード切り替えがパルス列中に発生するとき、切り替えが、選択されたワードライン上の相対位置に基づくパルス列中での位置で発生することがある。1つの手法では、選択されたワードラインの位置が未選択NANDストリングのドレイン側に比較的近いときには、SB又はLSBからEASB又はREASBへの切り替えがパルス列中の比較的後半で発生する。   Furthermore, another boost mode may be implemented based on the position of the selected word line. For example, when boost mode switching occurs during a pulse train, the switching may occur at a position in the pulse train that is based on a relative position on a selected word line. In one approach, when the position of the selected word line is relatively close to the drain side of the unselected NAND string, switching from SB or LSB to EASB or REASB occurs relatively late in the pulse train.

図11cは、複数のワードラインを介して実現される第5の修正消去領域セルフブーストモードを示す。1つの手法では、第5のREASBモードは、NANDストリングの中に配列される記憶素子のセットと通信する例示のワードライン1170によって示される。このブーストモードは、図11aのブーストモードに類似しているが、VPGMがVPGM−LOWで表される低い範囲内にあるときに、VPASS−LOWで表される低いVPASSが未選択ワードラインのそれぞれに使用される。VPGMがVPGM−HIGHで表される高い範囲に達したときに、このモードの後に図11bのブーストモードが続く場合がある。多様な他の組み合わせが使用されてもよい。例えば、VPGMに関わらず、端部ワードライン以外の未選択ワードラインに対するVPASSが、端部ワードラインに対するVPASSより高い場合がある。さらに、ブーストモードの変更をトリガするVPGMの2つ以上の範囲がある場合がある。 FIG. 11c shows a fifth modified erase region self-boost mode implemented via multiple word lines. In one approach, the fifth REASB mode is indicated by an exemplary word line 1170 communicating with a set of storage elements arranged in a NAND string. This boost mode is similar to the boost mode of FIG. 11a, but when V PGM is within the low range represented by V PGM-LOW , the low V PASS represented by V PASS-LOW is not selected. Used for each of the word lines. When V PGM reaches high range represented by V PGM-HIGH, there is a case where the boost mode of Figure 11b after this mode continues. A variety of other combinations may be used. For example, regardless of VPGM , V PASS for unselected word lines other than the end word lines may be higher than V PASS for the end word lines. In addition, there may be more than one range of VPGM that triggers a boost mode change.

図12は、粗/密プログラミングが、ビットライン禁止電圧を設定することでどのようにして達成されるのかを示すタイムラインを示している。言及したように、ブーストモードの切り替えは、粗/密プログラミング状態に基づいて実行される場合がある。粗/密プログラミングは、最初の粗プログラミングの間には迅速に、次の密プログラミングの間にはより低速で、記憶素子の閾値電圧(VTH)が所望のレベルまで上昇するのを可能とする。このために、低検証レベルVと高検証レベルVが、所定のプログラミング状態に対してそれぞれ使用される。特に、粗プログラミングは電圧閾値がV以下であるときに発生し、密プログラミングは電圧閾値がVとVの間にあるときに発生する。粗/密プログラミングによれば、プログラミング後の記憶素子に緊密な電圧分布が提供される。図21dも参照されたい。 FIG. 12 shows a timeline showing how coarse / fine programming is achieved by setting the bitline inhibit voltage. As mentioned, boost mode switching may be performed based on the coarse / fine programming state. Coarse / fine programming allows the threshold voltage (V TH ) of the storage element to rise to a desired level quickly during the first coarse programming and slower during the next fine programming. . For this purpose, a low verification level V L and a high verification level V H are respectively used for a given programming state. In particular, coarse programming occurs when the voltage threshold is below V L, fine programming occurs when the voltage threshold is between V L and V H. Coarse / fine programming provides a tight voltage distribution to the programmed memory element. See also FIG. 21d.

曲線1200は記憶素子のVTHの経時的な変化を示し、曲線1250は記憶素子と関連するビットラインに印加されるビットライン電圧(VBL)を示す。記憶素子のプログラミングはビットライン禁止電圧VPARTIAL INHIBITを提供することによって低速化することが可能であり、VPARTIAL INHIBITは印加されたプログラミング電圧パルスの影響を打ち消す。VTHがVを超えると、追加のプログラミング及び検証からロックアウトされる禁止モードに記憶素子を移行させるために、VFULL INHIBITがビットラインに印加される。異なる状態の粗/密プログラミングを可能にするために、異なるV値及びV値を、状態A、B及びC等のマルチ状態記憶素子の異なる状態に関連付けることができる。禁止電圧はプログラミングを低速化し、これによって、プログラミングされる電圧閾値レベルの正確な制御が可能となる。1つの手法では、通常は0.5〜1.0VであるVPARTIAL INHIBITが酸化物中の電場を低下させ、プログラミング中にNANDストリングにパスされる。このためには、選択ゲート電圧がこの電圧をパスする程度に十分に高いことが必要とされる(通常は2.5V)。さらに、VPGMパルス列で低下されるステップサイズも、密プログラミングモードを提供するために使用できる。これは、ビットライン上の禁止電圧を用いても、あるいは、用いなくても実行できる。 Curve 1200 shows the change in V TH of the storage element over time, and curve 1250 shows the bit line voltage (V BL ) applied to the bit line associated with the storage element. Programming of the storage element is capable to slow by providing a bit line inhibit voltage V PARTIAL INHIBIT, V PARTIAL INHIBIT cancels the effect of the applied programming voltage pulses. When V TH exceeds V H , V FULL INHIBIT is applied to the bit line to transition the storage element to an inhibit mode that is locked out of additional programming and verification. Different VL and VH values can be associated with different states of the multi-state storage element, such as states A, B, and C, to allow different states of coarse / fine programming. The forbidden voltage slows down programming, which allows precise control of the programmed voltage threshold level. In one approach, V PARTIAL INHIBIT , typically 0.5-1.0 V, reduces the electric field in the oxide and is passed to the NAND string during programming. This requires that the select gate voltage be high enough to pass this voltage (usually 2.5V). In addition, step sizes that are reduced with a VPGM pulse train can also be used to provide a fine programming mode. This can be done with or without the forbidden voltage on the bit line.

従って、1つの手法では、いくつかの記憶素子(例えば1又は複数)が下限検証レベルに達したと判断されると、粗プログラミングモードから密プログラミングモードに切り替えられることによって、粗/密プログラミングをプログラムパルスの単一のパルス列を選択されたワードラインに印加するときに使用できる。さらに、粗/密プログラミングはマルチパスプログラミング方式で使用できる。マルチパスプログラミング方式では、粗プログラミングを使用する第1のパスで、記憶素子が最終プログラム状態に近い中間プログラム状態にプログラミングされ、密プログラミングを使用する第2のパスで、記憶素子が中間プログラム状態から最終プログラム状態へプログラミングされる。マルチパスプログラミングは、VPGMのさまざまな範囲を利用できる。例えば、VPGMの範囲は、粗プログラミングが使用される第1のパスでは例えば12〜20Vに狭められ、密プログラミングが使用される第2のパスでは14〜20Vとすることができる。 Thus, one approach is to program coarse / fine programming by switching from coarse programming mode to fine programming mode when it is determined that several storage elements (eg, one or more) have reached a lower verification level. It can be used when a single pulse train of pulses is applied to a selected word line. Furthermore, coarse / fine programming can be used in a multi-pass programming scheme. In the multi-pass programming scheme, the storage element is programmed to an intermediate program state close to the final program state in the first pass using coarse programming, and the storage element is moved from the intermediate program state in the second pass using fine programming. Programmed to final program state. Multi-pass programming can utilize various ranges of VPGM . For example, the range of V PGM, in the first pass coarse programming is used narrowed in example 12~20V, in the second pass fine programming is used can be 14~20V.

図13は、未選択NANDストリングの断面図を示し、図8に示されるようなEASB又は図9に示されるようなREASBによるプログラム領域と消去領域を示す。図は簡略化されており、縮尺どおりではない。NANDストリング1300は、基板1390上に形成された、ソース側選択ゲート1306と、ドレイン側選択ゲート1324と、8個の記憶素子1308、1310、1312、1314、1316、1318、1320及び1322とを有している。構成部分は、基板のpウェル領域上のnウェル領域上に形成できる。Vdd(ビットライン)の電位を有するビットライン1326に加えて、VSOURCEの電位を有するソース供給ライン1304が設けられている。プログラミング中に、VPGMが選択されたワードラインに印加され、この場合、記憶素子1316と関連するWL4に印加される。さらに、記憶素子の制御ゲートはワードラインの一部として提供されてもよい。例えば、WL0、WL1、WL2、WL3、WL4、WL5、WL6及びWL7は、それぞれ記憶素子1308、1310、1312、1314、1316、1318、1320及び1322の制御ゲートを介して伸びていてもよい。VISOは、選択されたワードラインのソース側ワードライン(分離ワードラインと呼ばれているWL3)に印加される。VPASSは、NANDストリング1300と関連する残りのワードラインに印加される。VSGSは選択ゲート1306に印加され、VSGDは選択ゲート1324に印加される。 FIG. 13 shows a cross-sectional view of an unselected NAND string, and shows a program area and an erase area by EASB as shown in FIG. 8 or REASB as shown in FIG. The diagram is simplified and not to scale. The NAND string 1300 includes a source-side selection gate 1306, a drain-side selection gate 1324, and eight storage elements 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318, 1320, and 1322 formed on the substrate 1390. is doing. The component can be formed on the n-well region on the p-well region of the substrate. In addition to a bit line 1326 having a potential of Vdd (bit line), a source supply line 1304 having a potential of V SOURCE is provided. During programming, V PGM is applied to the selected word line, in this case applied to WL4 associated with storage element 1316. Furthermore, the control gate of the storage element may be provided as part of the word line. For example, WL0, WL1, WL2, WL3, WL4, WL5, WL6 and WL7 may extend through the control gates of storage elements 1308, 1310, 1312, 1314, 1316, 1318, 1320 and 1322, respectively. V ISO is applied to the source-side word line of the selected word line (WL3 called an isolation word line). V PASS is applied to the remaining word lines associated with NAND string 1300. V SGS is applied to select gate 1306 and V SGD is applied to select gate 1324.

NANDストリング1300に沿った記憶素子のプログラミングが記憶素子1308から記憶素子1322に進行すると仮定すると、他のNANDストリングの中でWL4と関連する記憶素子がプログラミングされているときに、記憶素子1308から1314はすでにプログラミングされており、記憶素子1318から1322はまだプログラミングされていない。NANDストリング1300が禁止されているときには、記憶素子1316がプログラミングされていなことに留意されたい。従って、記憶素子1308〜1314の全て又はいくつかは記憶素子のフローティングゲート中にプログラミングされて保持されている電子を有しており、記憶素子1318から1322はプログラミングモードに応じて消去、あるいは、部分的にプログラミングされ得る。例えば、記憶素子1318〜1322は、2ステッププログラミング技法の第1のステップで前もってプログラミングされている可能性がある。   Assuming that programming of storage elements along NAND string 1300 proceeds from storage element 1308 to storage element 1322, storage elements 1308 to 1314 are stored when the storage element associated with WL4 is being programmed in other NAND strings. Has already been programmed and storage elements 1318 to 1322 have not yet been programmed. Note that storage element 1316 is not programmed when NAND string 1300 is disabled. Accordingly, all or some of the storage elements 1308-1314 have electrons that are programmed and held in the floating gates of the storage elements, and the storage elements 1318-1322 are erased or partially depending on the programming mode. Can be programmed automatically. For example, storage elements 1318-1322 may have been previously programmed with the first step of a two-step programming technique.

さらに、EASBブーストモード又はREASBブーストモードを用いると、十分に低い分離電圧VISOが、選択されたワードラインのソース側の隣接ワードラインに印加され、基板内のプログラミングされたチャネル領域と消去されたチャネル領域を分離する。すなわち、未選択NANDストリングのソース側又はプログラミング側の基板のチャネルの一部(例えば、領域1350等)が、未選択NANDストリングのドレイン側又はプログラムされていない側のチャネルの一部(例えば、領域1360等)から分離される。チャネル領域1350は、WL0〜WL2へのVPASSの印加によりブーストされ、一方、チャネル領域1360は、WL4へのVPGM及びWL5〜WL7へのVPASSの印加によってブーストされる。VPGMが優勢であるため、消去領域1360はプログラミングされた領域1350よりも相対的に高いブーストを経験する。 Furthermore, when using the EASB boost mode or the REASB boost mode, a sufficiently low isolation voltage V ISO is applied to the adjacent word line on the source side of the selected word line and erased with the programmed channel region in the substrate. Separate channel regions. That is, a portion of the source-side or programming-side substrate channel (eg, region 1350) of the unselected NAND string is a portion of the unselected NAND string drain side or non-programmed channel (eg, region). 1360). Channel region 1350 is boosted by applying V PASS to WL0-WL2, while channel region 1360 is boosted by applying V PGM to WL4 and V PASS to WL5-WL7. Because V PGM is dominant, erase region 1360 experiences a relatively higher boost than programmed region 1350.

図14は、図1および2に示したようなNAND記憶素子のアレイ1400の一例を示している。各列に沿って、ビットライン1406はNANDストリング1450のドレイン選択ゲートのドレイン端子1426に接続している。NANDストリングの各行に沿って、ソースライン1404はNANDストリングのソース選択ゲートのすべてのソース端子1428に接続できる。メモリシステムの一部としてのNANDアーキテクチャアレイ及びその動作の一例は、米国特許第5,570,315号、第5,774,397号、及び第6,046,935号に記載されている。   FIG. 14 shows an example of an array 1400 of NAND storage elements as shown in FIGS. Along each column, the bit line 1406 is connected to the drain terminal 1426 of the drain select gate of the NAND string 1450. Along each row of NAND strings, source line 1404 can be connected to all source terminals 1428 of the NAND string source select gates. An example of a NAND architecture array and its operation as part of a memory system is described in US Pat. Nos. 5,570,315, 5,774,397, and 6,046,935.

記憶素子のアレイは、記憶素子の多数のブロックに分割される。フラッシュEEPROMシステムでは一般的なように、ブロックは消去のユニットである。つまり、各ブロックは、共に消去される最小数の記憶素子を有する。各ブロックは、一般に複数のページに分割される。ページはプログラミングの単位である。一実施形態では、個々のページはセグメントに分割され、セグメントは基本プログラミング動作として一度に書き込まれる最小数の記憶素子を有することができる。一般に、記憶素子の1行に1ページ以上のデータを記憶する。1ページは1つ以上のセクタを記憶できる。1つのセクタは、ユーザデータとオーバヘッドデータを有する。オーバヘッドデータは一般に、そのセクタのユーザデータから計算された誤り訂正符号(ECC)を有する。制御部(後に説明)の一部は、データがアレイ内にプログラムされるときにECCを計算し、さらにデータがアレイから読み出されるときにそれをチェックする。また、ECC及び/又は他のオーバヘッドデータは、それらが関連するユーザデータ以外の異なるページもしくは異なるブロックにさえ記憶される。   The array of storage elements is divided into a number of blocks of storage elements. As is common in flash EEPROM systems, a block is an erase unit. That is, each block has a minimum number of storage elements that are erased together. Each block is generally divided into a plurality of pages. A page is a unit of programming. In one embodiment, individual pages are divided into segments, which can have a minimum number of storage elements that are written at one time as a basic programming operation. Generally, data of one page or more is stored in one row of the storage element. A page can store one or more sectors. One sector has user data and overhead data. Overhead data typically has an error correction code (ECC) calculated from the user data for that sector. Some of the controls (discussed below) calculate an ECC when data is programmed into the array and check it as data is read from the array. Also, ECC and / or other overhead data is stored on different pages or even different blocks other than the user data with which they are associated.

ユーザデータのセクタは一般に512バイトであり、磁気ディスクドライブ内のセクタのサイズに対応する。オーバヘッドデータは一般に、追加の16〜20バイトである。多数のページがブロックを構成し、それは8ページから、例えば最大32、64,128またはそれ以上のページのいずれであってもよい。いくつかの実施形態では、NANDストリングの列はブロックを含む。   The sector of user data is generally 512 bytes and corresponds to the size of the sector in the magnetic disk drive. Overhead data is typically an additional 16-20 bytes. Multiple pages make up a block, which can be any of 8 pages up to, for example, 32, 64, 128 or more. In some embodiments, a string of NAND strings includes blocks.

一実施形態では、メモリ記憶素子は、十分な期間に亘ってp−ウェルが消去電圧(例えば20V)に上昇され、ソースラインとビットラインがフローティングしている間に、選択されたブロックのワードラインを接地させることによって消去される。容量結合のために、未選択ワードライン、ビットライン、選択ライン、及び、c−ソースも消去電圧のかなりの部分まで引き上げられる。従って、強力な電界が選択された記憶素子のトンネル酸化物層に印加され、ファウラーノルドハイムトンネル機構によってフローティングゲートの電子が基板側に放出されるにつれて選択された記憶素子のデータが消去される。電子がフローティングゲートからp−ウェル領域に移されるのにしたがって、選択された記憶素子の閾値電圧は引き下げられる。消去は、メモリアレイ全体、個々のブロック、又は、他の記憶素子の単位で実行できる。   In one embodiment, the memory storage element has a word line of a selected block while the p-well is raised to an erase voltage (eg, 20V) for a sufficient period of time and the source and bit lines are floating. Is erased by grounding. Due to capacitive coupling, the unselected word lines, bit lines, selected lines, and c-source are also raised to a significant portion of the erase voltage. Accordingly, a strong electric field is applied to the tunnel oxide layer of the selected storage element, and the data of the selected storage element is erased as electrons of the floating gate are emitted to the substrate side by the Fowler-Nordheim tunneling mechanism. As electrons are transferred from the floating gate to the p-well region, the threshold voltage of the selected storage element is lowered. Erasing can be performed on the entire memory array, individual blocks, or other units of storage elements.

図15は、単一の行/列復号部及び読み出し/書き込み回路を使用する不揮発性メモリシステムのブロック図である。図は、本発明の一実施形態に従って記憶素子のページを同時に読み取り、プログラミングするための読み出し/書き込み回路を有するメモリ素子1596を示す。メモリ装置1596は、1つ以上のメモリダイ1598を有する。メモリダイ1598は、2次元のアレイの記憶素子1400、制御回路1510、及び読み出し/書き込み回路1565を有する。いくつかの実施形態では、記憶素子のアレイは3次元であり得る。メモリアレイ1400は行復号部1530を介してワードラインによって、及び列復号部1560を介してビットラインによってアドレスできる。読み出し/書き込み回路1565は複数の検出ブロック1500を有しており、1ページの記憶素子を並列に読み出し又はプログラムすることができる。一般に、制御部1550は、1つ以上のメモリダイ1598のように同じメモリ装置1596(例えば、取り外し可能なストレージカード)内に含まれる。コマンド及びデータは、ライン1520を介してホストと制御部1550の間、及びライン1518を介して制御部と1つ以上のメモリダイ1598の間で送られる。   FIG. 15 is a block diagram of a non-volatile memory system using a single row / column decoder and read / write circuit. The figure shows a memory element 1596 having read / write circuitry for simultaneously reading and programming a page of storage elements in accordance with one embodiment of the present invention. Memory device 1596 includes one or more memory dies 1598. The memory die 1598 includes a two-dimensional array of storage elements 1400, a control circuit 1510, and a read / write circuit 1565. In some embodiments, the array of storage elements can be three dimensional. The memory array 1400 can be addressed by word lines via row decoder 1530 and by bit lines via column decoder 1560. The read / write circuit 1565 includes a plurality of detection blocks 1500 and can read or program one page of storage elements in parallel. In general, the controller 1550 is included in the same memory device 1596 (eg, a removable storage card) as one or more memory dies 1598. Commands and data are sent between the host and controller 1550 via line 1520 and between the controller and one or more memory dies 1598 via line 1518.

制御回路1510は、読み出し/書き込み回路1565と協調して、メモリアレイ1400上でメモリ動作を実行する。制御回路1510は、状態マシン1512、オンチップアドレス復号部1514及び電力制御モジュール1516を有している。状態マシン1512は、メモリ動作のチップレベル制御を提供する。オンチップアドレス復号部1514は、ホスト又はメモリ制御部によって用いられるとともに、復号部1530及び1560によって用いられるハードウェアアドレスの間のアドレスインタフェースを提供する。電力制御モジュール1516は、メモリ動作中にワードライン及びビットラインに供給される電力及び電圧を制御する。   The control circuit 1510 executes a memory operation on the memory array 1400 in cooperation with the read / write circuit 1565. The control circuit 1510 includes a state machine 1512, an on-chip address decoding unit 1514, and a power control module 1516. The state machine 1512 provides chip level control of memory operations. The on-chip address decoder 1514 is used by the host or memory controller and provides an address interface between the hardware addresses used by the decoders 1530 and 1560. The power control module 1516 controls the power and voltage supplied to the word lines and bit lines during memory operation.

いくつかの実装形態では、図15の構成要素のいくつかを結合することができる。多様な設計では、記憶素子アレイ1400以外の構成要素の1つまたは複数を(単独でまたは組み合わせて)1つの管理回路と見なすことができる。例えば、一つ以上の管理回路は、制御回路1510、状態マシン1512、復号部1514/1560、電力制御1516、検出ブロック1500、読み出し/書き込み回路1565、制御部1550等の内の1つ、または組み合わせを有してよい。   In some implementations, some of the components of FIG. 15 can be combined. In various designs, one or more of the components other than the storage element array 1400 may be considered (single or combined) as a single management circuit. For example, the one or more management circuits include one or a combination of a control circuit 1510, a state machine 1512, a decoding unit 1514/1560, a power control 1516, a detection block 1500, a read / write circuit 1565, a control unit 1550, and the like. May be included.

図16は、二重行/列復号部及び読み出し/書き込み回路を使用する不揮発性メモリシステムのブロック図である。ここでは、図15に図示されるメモリ素子1596の別の配列が示される。様々な周辺回路によるメモリアレイ1400に対するアクセスは、アレイの両側で対称様式に実現され、その結果各側のアクセスラインと回路網の密度は半分に低減される。従って、行復号部は行復号部1530Aと1530Bに分割され、列復号部は列復号部1560Aと1560Bに分割されている。同様に、読み出し/書き込み回路は、アレイ1400の底部からビットラインに接続する読み出し/書き込み回路1565Aと、アレイ1400の上部からビットラインに接続する読み出し/書き込み回路1565Bに分割されている。この方法により、読み出し/書き込みモジュールの密度は本質的に二分の一に低減される。図16の装置は、図15の装置で上述したような制御部を有することもできる。   FIG. 16 is a block diagram of a non-volatile memory system using a double row / column decoder and a read / write circuit. Here, another arrangement of the memory elements 1596 illustrated in FIG. 15 is shown. Access to the memory array 1400 by various peripheral circuits is implemented in a symmetric fashion on both sides of the array, so that the density of access lines and circuitry on each side is reduced by half. Therefore, the row decoding unit is divided into row decoding units 1530A and 1530B, and the column decoding unit is divided into column decoding units 1560A and 1560B. Similarly, the read / write circuit is divided into a read / write circuit 1565A connected to the bit line from the bottom of the array 1400 and a read / write circuit 1565B connected to the bit line from the top of the array 1400. By this method, the density of the read / write module is essentially reduced by a factor of two. The apparatus of FIG. 16 can also have a control unit as described above for the apparatus of FIG.

図17は、検出ブロックの一実施形態を示すブロック図である。個々の検出ブロック1500は、検出モジュール1580と呼ばれるコア部と共通部1590とに分割される。一実施形態では、各ビットラインの別個の検出モジュール1580と、複数の検出モジュール1580の集合の1つの共通部1590があってもよい。一例では、検出ブロックは、1つの共通部1590と8つの検出モジュール1580を有することができる。グループ内の各検出モジュールは、データバス1572を介して関連する共通部と通信できる。さらなる詳細としては、米国特許出願公開第2006/0140007号、「Non-Volatile Memory & Method with Shared Processing for an Aggregate on Sense Amplifiers」、公開日2006年6月29日を参照する。その全体は参照することにより本明細書に組み込まれる。   FIG. 17 is a block diagram illustrating an embodiment of a detection block. Each detection block 1500 is divided into a core part called a detection module 1580 and a common part 1590. In one embodiment, there may be a separate detection module 1580 for each bit line and one common portion 1590 of the set of multiple detection modules 1580. In one example, the detection block may have one common part 1590 and eight detection modules 1580. Each detection module in the group can communicate with an associated common part via a data bus 1572. For further details, see US Patent Application Publication No. 2006/0140007, “Non-Volatile Memory & Method with Shared Processing for an Aggregate on Sense Amplifiers”, published June 29, 2006. The entirety of which is incorporated herein by reference.

検出モジュール1580は検出回路1570を有しており、検出回路1570は接続されたビットライン内の伝導電流が所定の閾値レベルより高いか低いかを判定する。検出モジュール1580はさらにビットラインラッチ1582を有しており、ビットラインラッチ1582は接続されたビットライン上の電圧条件を設定するために用いられる。例えば、ビットラインラッチ1582内にラッチされる所定の状態によって、接続されたビットラインはプログラム禁止を指定する状態(例えば、Vdd)とされる。   The detection module 1580 includes a detection circuit 1570, which determines whether the conduction current in the connected bit line is higher or lower than a predetermined threshold level. The detection module 1580 further includes a bit line latch 1582, which is used to set a voltage condition on the connected bit line. For example, according to a predetermined state latched in the bit line latch 1582, the connected bit line is set to a state (for example, Vdd) designating program prohibition.

共通部1590は、プロセッサ1592、1セットのデータラッチ1594、及び1セットのデータラッチ1594とデータバス1520の間を接続するI/Oインタフェース1596を有する。プロセッサ1592は計算を実行する。例えば、その機能の1つは、検出された記憶素子内に記憶されているデータを判定し、判定したデータを1セットのデータラッチ内に記憶することである。1セットのデータラッチ1594は、読み出し動作中に、プロセッサ1592によって判定されたデータビットを記憶するために用いられる。それは、プログラム動作中に、データバス1520から取り込まれたデータビットを記憶するためにも用いられる。取り込まれたデータビットは、メモリ内にプログラムする予定の書き込みデータを表す。I/Oインタフェース1596は、データラッチ1594とデータバス1520の間のインタフェースを提供する。   The common unit 1590 includes a processor 1592, a set of data latches 1594, and an I / O interface 1596 that connects between the set of data latches 1594 and the data bus 1520. The processor 1592 performs the calculation. For example, one of its functions is to determine the data stored in the detected storage element and store the determined data in a set of data latches. A set of data latches 1594 is used to store data bits determined by the processor 1592 during a read operation. It is also used to store data bits captured from the data bus 1520 during program operations. The captured data bits represent the write data that is to be programmed into the memory. The I / O interface 1596 provides an interface between the data latch 1594 and the data bus 1520.

読み出し又は検出中には、システムの動作は状態マシン1512の制御下にあり、状態マシン1512はアドレスされた記憶素子への異なる制御ゲート電圧の供給を制御する。メモリによってサポートされた様々なメモリ状態に対応する様々な既定制御ゲート電圧のステップを進む際に、検出モジュール1580はこれらの電圧の1つに移動し、バス1572を介して検出モジュール1580からプロセッサ1592に出力が提供される。その時点で、プロセッサ1592は、検出モジュールの移動イベントと、状態マシンから入力ライン1593を介して印加された制御ゲート電圧についての情報を考慮することによって得られたメモリ状態を決定する。それから、メモリ状態に対するバイナリ符号化を計算し、得られたデータビットをデータラッチ1594に記憶する。コア部の別の実施形態では、ビットラインラッチ1582は、検出モジュール1580の出力をラッチするラッチ、及び、上記のようなビットラインラッチの両方としてダブルデューティを提供する。   During reading or detection, the operation of the system is under the control of state machine 1512, which controls the supply of different control gate voltages to the addressed storage element. In going through the various default control gate voltage steps corresponding to the various memory states supported by the memory, the detection module 1580 moves to one of these voltages and from the detection module 1580 to the processor 1592 via the bus 1572. Output is provided. At that point, the processor 1592 determines the memory state obtained by considering information about the detection module move event and the control gate voltage applied via the input line 1593 from the state machine. A binary encoding for the memory state is then calculated and the resulting data bits are stored in the data latch 1594. In another embodiment of the core portion, the bit line latch 1582 provides double duty as both a latch that latches the output of the detection module 1580 and a bit line latch as described above.

当然のことながら、いくつかの実装形態では複数のプロセッサ1592を有することができる。一実施形態では、各プロセッサ1592は出力ライン(図7には示されていない)を有し、各出力ラインは共にワイヤードOR接続される。いくつかの実施形態では、出力ラインは、ワイヤードORラインに接続する前に反転される。ワイヤードORを受け取る状態マシンはプログラムされる全てのビットがいつ所望のレベルに到達するかを決定できる。したがって、この構成はプログラミング処理がいつ完了するかについてのプログラム検証処理中の素早い決定を可能にする。例えば、各ビットがその所望のレベルに到達すると、そのビット用の論理0がワイヤードORラインに送られる(又はデータ1を反転させる)。全てのビットがデータ0を出力する(又はデータ1を反転させる)と、状態マシンはプログラミング処理を終了することを認識する。各プロセッサが8つの検出モジュールと通信するので、状態マシンはワイヤードORラインを8回読み出す必要があるか、あるいは関連するビットラインの結果を蓄積するために論理がプロセッサ1592に追加され、状態マシンがワイヤードORラインを一度だけ読み出せばいいようにする。同様に、論理レベルを正しく選ぶことにより、グローバル状態マシンは、第1のビットがいつその状態を変更し、相応してアルゴリズムを変更するのかを検出できる。   Of course, some implementations may have multiple processors 1592. In one embodiment, each processor 1592 has an output line (not shown in FIG. 7), and each output line is wired-ORed together. In some embodiments, the output line is inverted before connecting to the wired OR line. A state machine that receives the wired OR can determine when all the bits being programmed reach the desired level. This configuration thus allows a quick decision during the program verification process as to when the programming process is complete. For example, as each bit reaches its desired level, a logical 0 for that bit is sent to the wired OR line (or invert data 1). When all bits output data 0 (or invert data 1), the state machine recognizes that it will finish the programming process. As each processor communicates with eight detection modules, the state machine needs to read the wired OR line eight times, or logic is added to the processor 1592 to accumulate the associated bit line results, and the state machine Read the wired OR line only once. Similarly, by choosing the logic level correctly, the global state machine can detect when the first bit changes its state and changes the algorithm accordingly.

プログラム又は検証中に、プログラムされるデータはデータバス1520から1セットのデータラッチ1594内に記憶される。状態マシンの制御下のプログラム動作は、アドレスされる記憶素子の制御ゲートに印加される一連のプログラミング電圧パルスを有する。各プログラミングパルスに続いてリードバック(検証)が実行され、記憶素子が所望のメモリ状態にプログラムされたかどうかを判定する。プロセッサ1592は、所望のメモリ状態に対するリードバックメモリ状態を監視する。その2つが一致する場合、プロセッサ1592はビットラインラッチ1582を設定し、プログラム禁止を指定する状態にビットラインを設定する。これにより、たとえプログラミングパルスがその制御ゲートに現れても、ビットラインに接続した記憶素子がさらにプログラムされないようにする。他の実施形態では、プロセッサが最初にビットラインラッチ1582をロードし、検出回路が検証処理中に禁止値にそれを設定する。   During programming or verification, the data to be programmed is stored from the data bus 1520 into a set of data latches 1594. A program operation under the control of the state machine has a series of programming voltage pulses applied to the control gate of the addressed storage element. Each programming pulse is followed by a readback (verification) to determine if the storage element has been programmed to the desired memory state. The processor 1592 monitors the readback memory state for the desired memory state. If the two match, the processor 1592 sets the bit line latch 1582 and sets the bit line to a state designating program prohibition. This prevents further storage elements connected to the bit line from being programmed even if a programming pulse appears at the control gate. In other embodiments, the processor first loads the bit line latch 1582 and the detection circuit sets it to a prohibited value during the verification process.

データラッチスタック1594は、検出モジュールに対応するデータラッチのスタックを有する。一実施形態では、検出モジュール1580毎に3つのデータラッチが存在する。いくつかの実装形態では、(必須ではないが)データラッチはシフトレジスタとして実装され、内部に記憶されたパラレルデータをデータバス1520のシリアルデータに変換したり、その逆を行ったりする。好適実施形態では、m個の記憶素子の読み出し/書き込みブロックに対応する全てのデータラッチを共にリンクさせてブロックシフトレジスタを形成し、シリアル転送によってデータのブロックを入力または出力できるようにする。特に、r個の読み出し/書き込みモジュールのバンクを調整し、そのセットのデータラッチが読み出し/書き込みブロックの全体のシフトレジスタの一部であっても、そのセットのデータラッチのそれぞれが順にデータバスの内外にデータをシフトできるようにする。   The data latch stack 1594 has a stack of data latches corresponding to the detection module. In one embodiment, there are three data latches per detection module 1580. In some implementations (although not required), the data latch is implemented as a shift register that converts the internally stored parallel data to serial data on the data bus 1520 and vice versa. In the preferred embodiment, all data latches corresponding to the read / write blocks of m storage elements are linked together to form a block shift register so that a block of data can be input or output by serial transfer. In particular, even if the banks of r read / write modules are adjusted and the set of data latches are part of the overall shift register of the read / write block, each of the data latches of the set is in turn connected to the data bus. Allow data to be shifted in and out.

不揮発性記憶装置の多様な実施形態の構造及び/または動作についての追加情報は、(1)米国特許出願公開第2004/0057287号、「Non-Volatile Memory And Method With Reduced Source Line Bias Errors」、公開日2004年3月25日、(2)米国特許出願公開第2004/0109357号、「Non-Volatile Memory And Method with Improved Sensing」、公開日2004年6月10日、(3)米国特許出願第11/015,199号、「Improved Memory Sensing Circuit And Method For Low Voltage Operation」、出願日2004年12月16日、(4)米国特許出願第11/099,133号、「Compensating for Coupling During Read Operations of Non-Volatile Memory」、出願日2005年4月5日、及び(5)米国特許出願第11/321,953号、「Reference Sense Amplifier For Non-Volatile Memory」、出願日2005年12月28日に記載されている。これらの特許文書の5つの全ては、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。   Additional information on the structure and / or operation of various embodiments of non-volatile storage can be found in (1) US Patent Application Publication No. 2004/0057287, “Non-Volatile Memory And Method With Reduced Source Line Bias Errors”, published. March 25, 2004, (2) US Patent Application Publication No. 2004/0109357, “Non-Volatile Memory And Method with Improved Sensing”, Publication Date June 10, 2004, (3) US Patent Application No. 11 / 015, 199, “Improved Memory Sensing Circuit And Method For Low Voltage Operation”, filing date December 16, 2004, (4) US Patent Application No. 11 / 099,133, “Compensating for Coupling During Read Operations of Non-Volatile Memory ", filing date April 5, 2005, and (5) US Patent Application No. 11 / 321,953," Reference Sense Amplifier For Non-Volatile Memory ", filing Dated December 28, 2005. All five of these patent documents are incorporated herein by reference in their entirety.

図18は、全ビットラインメモリアーキテクチャのために、又は、奇数−偶数メモリアーキテクチャのために、メモリアレイをブロックに編成する例を示す。記憶素子アレイ1400の例示的な構造が説明される。一例として、1024個のブロックに分割されるNANDフラッシュEEPROMが説明される。各ブロックに記憶されているデータは同時に消去できる。一実施形態では、ブロックは、同時に消去される記憶素子の最小単位である。この例では、各ブロックに、ビットラインBL0、BL1...BL8511に対応する8,512の列が存在する。全ビットライン(ABL)アーキテクチャ(アーキテクチャ1810)と呼ばれる一実施形態では、ブロックの全ビットラインが、読み出し動作及びプログラム動作中に同時に選択される。共通のワードラインに沿っており、任意のビットラインに接続されている記憶素子は、同時にプログラミングされる。   FIG. 18 shows an example of organizing a memory array into blocks for an all bit line memory architecture or for an odd-even memory architecture. An exemplary structure of the storage element array 1400 is described. As an example, a NAND flash EEPROM is described that is divided into 1024 blocks. Data stored in each block can be erased simultaneously. In one embodiment, a block is the smallest unit of storage elements that are simultaneously erased. In this example, each block has bit lines BL0, BL1,. . . There are 8,512 columns corresponding to BL8511. In one embodiment, referred to as an all bit line (ABL) architecture (architecture 1810), all bit lines of a block are selected simultaneously during read and program operations. Storage elements along a common word line and connected to any bit line are programmed simultaneously.

示される例では、4個の記憶素子が直列で接続されていることによって、NANDストリングが形成されている。4個の記憶素子が各NANDストリングに含まれて示されているが、4個より多い、又は、4個未満を使用することもできる(例えば、16、32,64、又は別の数)。NANDストリングの1つの端子は、(選択ゲートドレインラインSGDに接続される)ドレイン選択ゲートを介して対応するビットラインに接続され、別の端子が(ゲートソースラインSGSを選択するために接続される)ソース選択ゲートを介してc−ソースに接続されている。   In the example shown, a NAND string is formed by connecting four storage elements in series. Although four storage elements are shown included in each NAND string, more or less than four can be used (eg, 16, 32, 64, or another number). One terminal of the NAND string is connected to the corresponding bit line via a drain select gate (connected to the select gate drain line SGD), and another terminal (connected to select the gate source line SGS). ) Connected to the c-source via a source select gate.

奇数−偶数アーキテクチャ(アーキテクチャ1800)と呼ばれる別の実施形態では、ビットラインは偶数ビットライン(BLe)と奇数ビットライン(BLo)に分割される。奇数/偶数ビットラインアーキテクチャでは、共通ワードラインに沿っており、奇数ビットラインに接続されている記憶素子はあるタイミングでプログラミングされ、共通ワードラインに沿っており、偶数ビットラインに接続されている記憶素子は別のタイミングでプログラミングされる。データは、同時に、種々のブロック中にプログラミングされ、種々のブロックから読み出される。この例では、各ブロックに、偶数列と奇数列に分割される8,512の列がある。この例では、4個の記憶素子が直列で接続されていることによって、NANDストリングを形成している。4個の記憶素子は各NANDストリングに含まれるとして示されているが、4個より多い又は少ない記憶素子を使用できる。   In another embodiment, referred to as an odd-even architecture (architecture 1800), the bit lines are divided into even bit lines (BLe) and odd bit lines (BLo). In an odd / even bit line architecture, storage elements that are along a common word line and connected to the odd bit line are programmed at a certain timing and are stored along the common word line and connected to the even bit line. Elements are programmed at different times. Data is simultaneously programmed into and read from the various blocks. In this example, each block has 8,512 columns that are divided into even and odd columns. In this example, a NAND string is formed by connecting four storage elements in series. Although four storage elements are shown as included in each NAND string, more or less than four storage elements can be used.

読み出し動作及びプログラミング動作の1つの構成の間に、4,256個の記憶素子が同時に選択される。選択された記憶素子は、同じワードラインと同じ種類のビットライン(例えば、偶数又は奇数)を有する。従って、1論理ページを形成する532バイトのデータを同時に読み出し、あるいは、プログラミングすることが可能であり、1ブロックのメモリが少なくとも8論理ページ(それぞれ奇数ページと偶数ページがある4ワードライン)を記憶できる。4個のマルチ状態記憶素子の場合、各記憶素子が2ビットのデータを記憶し、これらの2ビットのそれぞれが別のページに記憶されると、1ブロックは16の論理ページを記憶する。他のサイズのブロック及びページも使用できる。   During one configuration of read and programming operations, 4,256 storage elements are selected simultaneously. The selected storage element has the same word line and the same type of bit line (eg, even or odd). Therefore, 532 bytes of data forming one logical page can be read or programmed simultaneously, and one block of memory stores at least 8 logical pages (4 word lines with odd and even pages, respectively). it can. In the case of four multi-state storage elements, each storage element stores 2 bits of data, and if each of these 2 bits is stored on a separate page, one block stores 16 logical pages. Other sized blocks and pages can also be used.

ABLアーキテクチャ又は奇数−偶数アーキテクチャの何れかの場合は、p−ウェルを消去電圧(例えば20V)に上昇させ、選択されたブロックのワードラインを接地することによって、記憶素子を消去できる。ソースライン及びビットラインはフローティングされる。消去は、メモリアレイ全体、別々のブロック、又はメモリ素子の一部である記憶素子の別の単位で実行できる。電子は、記憶素子のフローティングゲートからp−ウェル領域に移され、記憶素子のVTHが負となる。 In either the ABL architecture or the odd-even architecture, the storage element can be erased by raising the p-well to an erase voltage (eg, 20V) and grounding the word line of the selected block. The source line and bit line are floated. Erasing can be performed on the entire memory array, separate blocks, or another unit of storage elements that are part of a memory element. Electrons from the floating gates of the storage elements transferred into p- well region, V TH of the storage elements becomes negative.

読み出し動作及び検証動作では、選択ゲート(SGDとSGS)が2.5〜4.5Vの範囲の電圧に接続され、未選択ワードライン(例えば、WL2が選択されたワードラインであるときにWL0、WL1、及びWL3)は読み出し通過電圧VREAD(通常、4.5から6Vの範囲の電圧)に上昇され、トランジスタを通過ゲートとして動作させる。選択されたワードラインWL2はある電圧に接続され、その電圧のレベルは、関係する記憶素子のVTHがこのようなレベルを超えているのか、あるいは下回っているのかを決定するために、読み出し動作及び検証動作ごとに指定される。例えば、2レベルの記憶素子に対する読み出し動作では、選択されたワードラインWL2は接地されて、VTHが0Vより高いか否かが検出される。2レベル記憶素子の検証動作では、選択されたワードラインWL2が例えば0.8Vに接続されて、VTHが少なくとも0.8Vに到達したかどうかが検証される。ソース及びp−ウェルは0Vにある。偶数ビットライン(BLe)であると仮定される選択されたビットラインは、例えば0.7Vのレベルに事前充電される。VTHがワードライン上の読み出しレベル又は検証レベルより高い場合は、対象の記憶素子と関連するビットライン(BLe)の電位レベルは、非導電性記憶素子のために高いレベルに維持される。他方、VTHが読み出しレベル又は検証レベルより低い場合は、導電性記憶素子がビットラインを放電するために、対象のビットライン(BLe)の電位レベルは、例えば0.5V未満等の低いレベルに減少する。これによって、記憶素子の状態が、ビットラインに接続された電圧コンパレータセンス増幅器によって検出される。 In read and verify operations, the select gates (SGD and SGS) are connected to a voltage in the range of 2.5-4.5V and WL0, when WL2 is the selected word line (eg WL2 WL1 and WL3) are raised to the read pass voltage V READ (usually in the range of 4.5 to 6V), causing the transistors to operate as pass gates. The selected word line WL2 is connected to a voltage, and the level of that voltage is read to determine whether the VTH of the associated storage element is above or below such level. And specified for each verification operation. For example, in a read operation for a two level storage element, the selected word line WL2 is grounded, whether V TH is higher than 0V is detected. The validation operation of the two-level storage element, is connected to the selected word line WL2 for example 0.8V, V TH is whether reaches at least 0.8V is verified. The source and p-well are at 0V. A selected bit line that is assumed to be an even bit line (BLe) is precharged to a level of, for example, 0.7V. If V TH is higher than the read or verify level on the word line, the potential level of the bit line (BLe) associated with the target storage element is maintained at a high level for the non-conductive storage element. On the other hand, when V TH is lower than the read level or the verification level, the conductive memory element discharges the bit line, so that the potential level of the target bit line (BLe) is set to a low level such as less than 0.5V. Decrease. Thereby, the state of the storage element is detected by the voltage comparator sense amplifier connected to the bit line.

前述される消去動作、読み出し動作、及び、検証動作は、従来既知の技法に従って実行される。従って、説明されている詳細の多くは、当業者によって変更されることがある。従来既知の他の消去技法、読み出し技法、及び検証技法も使用できる。   The erase operation, read operation, and verify operation described above are performed according to conventionally known techniques. Accordingly, many of the details described can be changed by one skilled in the art. Other conventionally known erase, read and verify techniques can also be used.

図19は、閾値電圧分布の例示のセットを示す。記憶素子アレイの例示のVTH分布は、各記憶素子が2ビットのデータを記憶するケースに対して提供されている。第1の閾値電圧分布Eは、消去された記憶素子に対して提供される。プログラミングされた記憶素子の3つの閾値電圧分布、A、B及びCも示されている。一実施形態では、E分布の閾値電圧は負であり、A分布、B分布及びC分布の閾値電圧は正である。 FIG. 19 shows an exemplary set of threshold voltage distributions. An exemplary VTH distribution of the storage element array is provided for the case where each storage element stores 2 bits of data. A first threshold voltage distribution E is provided for erased storage elements. Three threshold voltage distributions, A, B, and C of the programmed storage element are also shown. In one embodiment, the threshold voltage for the E distribution is negative and the threshold voltages for the A, B, and C distributions are positive.

それぞれの閾値電圧範囲は、データビットのセットの所定値に対応する。記憶素子にプログラミングされたデータと記憶素子の閾値電圧レベルの特定の関係は、記憶素子のために採用されるデータ符号化方式に依存する。例えば、両方ともその全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、2004年12月16日に公開された米国特許第6,222,762号及び米国特許出願公報第2004/0255090号は、マルチ状態フラッシュメモリ素子の多様なデータ符号化方式を説明する。一実施形態では、フローティングゲートの閾値電圧が誤ってその近傍の物理状態にシフトすると、1ビットだけが影響を受けるように、データ値がグレーコード割り当てを使用して閾値電圧範囲に割り当てられる。一例は、閾値電圧範囲E(状態E)に「11」を、閾値電圧範囲A(状態A)に「10」を、閾値電圧範囲B(状態B)に「00」を、及び閾値電圧範囲C(状態C)に「01」を割り当てる。しかしながら、他の実施形態では、グレーコードは使用されない。4つの状態が示されているが、本発明は、4つの状態より多い又は少ない構造を含む他のマルチ状態構造と使用することもできる。   Each threshold voltage range corresponds to a predetermined value of a set of data bits. The specific relationship between the data programmed into the storage element and the threshold voltage level of the storage element depends on the data encoding scheme employed for the storage element. For example, U.S. Pat. No. 6,222,762 and U.S. Patent Application Publication No. 2004/0255090, both published herein on December 16, 2004, are incorporated herein by reference in their entirety. Various data encoding methods of the state flash memory device will be described. In one embodiment, if the threshold voltage of the floating gate is erroneously shifted to its neighboring physical state, the data value is assigned to the threshold voltage range using gray code assignment so that only one bit is affected. An example is “11” for the threshold voltage range E (state E), “10” for the threshold voltage range A (state A), “00” for the threshold voltage range B (state B), and the threshold voltage range C. “01” is assigned to (state C). However, in other embodiments, gray codes are not used. Although four states are shown, the present invention can also be used with other multi-state structures that include more or less than four states.

読み出し参照電圧Vra、Vrb、及びVrcは、記憶素子からデータを読み出すために提供されている。既定の記憶素子の閾値電圧がVra、Vrb及びVrcを上回っているのか、あるいは下回っているのかをテストすることによって、システムは、記憶素子の状態、例えばプログラミング状態を判定することができる。   Read reference voltages Vra, Vrb, and Vrc are provided for reading data from the storage element. By testing whether the threshold voltage of a given storage element is above or below Vra, Vrb and Vrc, the system can determine the state of the storage element, eg, the programming state.

さらに、3つの検証基準電圧Vva、Vvb及びVvcが提供される。記憶素子を状態Aにプログラミングするとき、システムは、それらの記憶素子がVva以上の閾値電圧を有するかどうかをテストする。記憶素子を状態Bにプログラミングするとき、システムは、記憶素子がVvb以上の閾値電圧を有するかどうかをテストする。記憶素子を状態Cにプログラミングするとき、システムは、記憶素子がVvc以上の閾値電圧を有するかどうかをテストする。   In addition, three verification reference voltages Vva, Vvb and Vvc are provided. When programming storage elements to state A, the system tests whether those storage elements have a threshold voltage greater than or equal to Vva. When programming the storage element to state B, the system tests whether the storage element has a threshold voltage greater than or equal to Vvb. When programming the storage element to state C, the system tests whether the storage element has a threshold voltage greater than or equal to Vvc.

フルシーケンスプログラミングとして知られている一実施形態においては、記憶素子は、消去状態Eからプログラミング状態A、B又はCの何れかに直接的にプログラミングされる。例えば、まず、プログラミングされる記憶素子の集合中の全ての記憶素子が消去状態Eとなるように、集合が消去される場合がある。次に、図23の制御ゲート電圧シーケンスに示されるような一連のプログラミングパルスが、記憶素子を状態A、B又はCに直接的にプログラミングするために使用される。いくつかの記憶素子は状態Eから状態Aにプログラミングされ、他の記憶素子は状態Eから状態Bに、及び/又は、状態Eから状態Cにプログラミングされる。WLn上で状態Eから状態Cにプログラミングするときは、WLn下のフローティングゲートでの電荷量の変化が、状態Eを状態Aにあるいは状態Eを状態Bにプログラミングするときの電圧の変化に比較して極めて大きいため、WLn−1下の隣接フローティングゲートへの寄生結合の量は最大となる。状態Eから状態Bにプログラミングするときは、隣接フローティングゲートへの結合の量は少なくなるが、依然として大きい。状態Eから状態Aにプログラミングするときは、結合の量はさらに少なくなる。結果的に、後でWLn−1の各状態を読み出すために必要とされる補正量は、WLn上の隣接記憶素子の状態に応じて変化する。   In one embodiment, known as full sequence programming, the storage element is programmed directly from the erase state E to any of the programming states A, B, or C. For example, the set may first be erased such that all storage elements in the set of programmed storage elements are in erased state E. Next, a series of programming pulses as shown in the control gate voltage sequence of FIG. 23 is used to program the storage element directly into state A, B or C. Some storage elements are programmed from state E to state A, and other storage elements are programmed from state E to state B and / or from state E to state C. When programming from state E to state C on WLn, the change in charge at the floating gate under WLn is compared to the change in voltage when programming state E to state A or state E to state B. The amount of parasitic coupling to the adjacent floating gate under WLn-1 is maximized. When programming from state E to state B, the amount of coupling to the adjacent floating gate is reduced but still large. When programming from state E to state A, the amount of coupling is even smaller. As a result, the correction amount required to read each state of WLn−1 later varies depending on the state of the adjacent storage element on WLn.

図20は、2つの異なるページ(下側ページと上側ページ)に対してデータを記憶するマルチ状態記憶素子をプログラムする二経路技術の一例を示している。状態E(11)、状態A(10)、状態B(00)及び状態C(01)の4つの状態が示されている。状態Eの場合、両方のページが「1」を記憶する。状態Aの場合、下側ページが「0」を記憶し、上側ページが「1」を記憶する。状態Bの場合、両方のページが「0」を記憶する。状態Cの場合、下側ページが「1」を記憶し、上側ページが「0」を記憶する。なお、各状態に対して特定のビットパターンが割り当てられているが、異なるビットパターンを割り当てることも可能であることに注意する。   FIG. 20 shows an example of a two-pass technique for programming a multi-state storage element that stores data for two different pages (a lower page and an upper page). Four states, state E (11), state A (10), state B (00), and state C (01) are shown. In state E, both pages store “1”. In the state A, the lower page stores “0” and the upper page stores “1”. In state B, both pages store “0”. In the state C, the lower page stores “1” and the upper page stores “0”. Note that although a specific bit pattern is assigned to each state, a different bit pattern can be assigned.

第1プログラミング経路では、記憶素子の閾値電圧レベルは下側の論理ページにプログラムされるビットに従って設定される。そのビットが論理「1」であれば、以前に消去された結果として適切な状態にあるので閾値電圧は変更されない。しかし、プログラムされるビットが論理「0」であれば、矢印1100で示したように、記憶素子の閾値レベルは状態Aになるように増大される。これによって、第1プログラミング経路を終了する。 In the first programming path, the threshold voltage level of the storage element is set according to the bits programmed into the lower logical page. If the bit is a logic “1”, the threshold voltage is not changed because it is in the proper state as a result of being previously erased. However, if the bit being programmed is a logic “0”, the threshold level of the storage element is increased to state A as indicated by arrow 1100. This ends the first programming path.

第2プログラミング経路では、記憶素子の閾値電圧レベルは上側論理ページ内にプログラムされるビットに従って設定される。上側論理ページビットが論理「1」を記憶する場合、記憶素子は下側ページビットのプログラミングに依存する状態E又はAの一方であり、どちらも上側ページビットは「1」を保持するのでプログラミングは生じない。上側ページビットが論理「0」となる場合、閾値電圧はシフトされる。第1経路によって記憶素子が消去状態Eに留まっていれば第2段階で記憶素子をプログラムし、矢印2020で示したように閾値電圧が状態C内になるように増大させる。第1プログラミング経路の結果として記憶素子が状態A内にプログラムされれば、記憶素子はさらに第2経路でプログラムされ、矢印2010で示したように閾値電圧が状態B内になるように増大させる。第2経路の結果は、下側ページ用のデータを変更することなく、上側ページの論理「0」を記憶するように指定した状態に記憶素子をプログラムすることである。図19および20の両方において、隣接するワードライン上でフローティングゲートへの結合量は最終状態に依存する。   In the second programming path, the threshold voltage level of the storage element is set according to the bit programmed in the upper logical page. If the upper logical page bit stores a logic “1”, the storage element is in one of states E or A depending on the programming of the lower page bit, both of which are programmed because the upper page bit holds “1”. Does not occur. If the upper page bit is a logic “0”, the threshold voltage is shifted. If the memory element remains in the erased state E by the first path, the memory element is programmed in the second stage, and the threshold voltage is increased so as to be within state C as indicated by arrow 2020. If the storage element is programmed in state A as a result of the first programming path, the storage element is further programmed in the second path, increasing the threshold voltage to be in state B as indicated by arrow 2010. The result of the second path is to program the storage element to the state specified to store the logic “0” of the upper page without changing the data for the lower page. In both FIGS. 19 and 20, the amount of coupling to the floating gate on the adjacent word line depends on the final state.

一実施形態では、全ページを充填するのに十分なデータが書き込まれた場合、システムは全シーケンス書き込みを実行するように設定される。十分ではないデータが全ページに書き込まれた場合、プログラミング処理は受け取ったデータを用いて下側ページプログラミングを実行できる。次のデータを受け取ったとき、システムは上側ページをプログラミングする。さらに別の実施形態では、システムは下側ページをプログラムするモードで書き込みを開始し、ワードラインの記憶素子の全体(又は大部分)を充填するために次の十分なデータを受け取った場合、全シーケンスプログラミングモードに変換する。このような実施形態のさらなる詳細は、米国特許出願公開第2006/0126390号、「Pipelined Programming of Non-Volatile Memories Using Early Data」、公開日2006年6月15日に開示されている。その全体は参照することによって本明細書に組み込まれる。   In one embodiment, if enough data is written to fill an entire page, the system is set to perform a full sequence write. If insufficient data has been written to all pages, the programming process can perform lower page programming with the received data. When the next data is received, the system programs the upper page. In yet another embodiment, if the system starts writing in a mode that programs the lower page and receives the next sufficient data to fill all (or most) of the word line storage elements, Convert to sequence programming mode. Further details of such an embodiment are disclosed in US Patent Application Publication No. 2006/0126390, “Pipelined Programming of Non-Volatile Memories Using Early Data”, published June 15, 2006. The entirety of which is incorporated herein by reference.

図21a−cは、前のページの隣接記憶素子に書き込んだ後で、特定のページに対してその特定の記憶素子を書き込むことによって、その特定の記憶素子に対するフローティングゲート間結合の影響を低減する不揮発性メモリをプログラムする別の方法を開示している。実装形態の一例では、不揮発性記憶素子は、4つのデータ状態を用いて記憶素子毎に2ビットのデータを記憶する。例えば、状態Eが消去状態であり、状態A、B及びCがプログラム状態であると仮定する。状態Eはデータ11を記憶している。状態Aはデータ01を記憶している。状態Bはデータ10を記憶している。状態Cはデータ00を記憶している。両方のビットは隣接する状態A及びBの間で変化するので、これは非グレイ符号化の一例である。データの物理的データ状態への他の符号化を用いることもできる。各記憶素子は2ページ分のデータを記憶する。参照のために、これらのページのデータは上側ページ及び下側ページと呼ばれるが、他のラベルを与えることもできる。状態Aを参照すると、上側ページはビット0を記憶し、下側ページはビット1を記憶している。状態Bを参照すると、上側ページはビット1を記憶し、下側ページはビット0を記憶している。状態Cを参照すると、両方のページがビットデータ0を記憶している。   21a-c reduce the effect of coupling between floating gates on a particular storage element by writing that particular storage element to a particular page after writing to the adjacent storage element of the previous page. Another method of programming non-volatile memory is disclosed. In one example of implementation, the non-volatile storage element stores two bits of data for each storage element using four data states. For example, assume that state E is an erased state and states A, B, and C are programmed states. State E stores data 11. The state A stores data 01. State B stores data 10. State C stores data 00. This is an example of non-Gray coding since both bits change between adjacent states A and B. Other encodings of the data into the physical data state can also be used. Each storage element stores two pages of data. For reference purposes, the data on these pages is called the upper page and the lower page, but other labels can be given. Referring to state A, the upper page stores bit 0 and the lower page stores bit 1. Referring to state B, the upper page stores bit 1 and the lower page stores bit 0. Referring to state C, both pages store bit data 0.

プログラミング処理は、2つのステップの処理である。第1ステップでは、下側ページをプログラムする。下側ページがデータ1のままである場合、記憶素子状態は状態Eに留まる。データが0にプログラムされる場合、記憶素子の閾値電圧は上昇し、記憶素子は状態B’にプログラムされる。従って、図21aは、状態Eから状態B’への記憶素子のプログラミングを示している。状態B’は暫定的状態Bであり、従って、検証点はVvb’として示され、Vvbより低い。   The programming process is a two step process. In the first step, the lower page is programmed. If the lower page remains data 1, the storage element state remains in state E. If the data is programmed to 0, the threshold voltage of the storage element increases and the storage element is programmed to state B '. Thus, FIG. 21a shows the programming of the storage element from state E to state B '. State B 'is provisional state B, so the verification point is shown as Vvb' and is lower than Vvb.

一実施形態では、状態Eから状態B’に記憶素子をプログラムした後、NANDストリング内の隣接記憶素子(WLn+1)をその下側ページに対してプログラムする。例えば、図2を見直すと、記憶素子106用の下側ページをプログラムした後、記憶素子104の下側ページをプログラムする。記憶素子104をプログラムした後、記憶素子104が状態Eから状態B’に上昇した閾値電圧を有していた場合、フローティングゲート間結合の影響は記憶素子106の見かけの閾値電圧を上昇させる。これは、図21bの閾値電圧分布2150に示したように状態B’の閾値電圧分布を拡大する影響を有する。閾値電圧分布のこの見かけの拡大は、上側ページをプログラムする際に修正される。   In one embodiment, after programming the storage element from state E to state B ', the adjacent storage element (WLn + 1) in the NAND string is programmed to its lower page. For example, reviewing FIG. 2, after programming the lower page for storage element 106, the lower page of storage element 104 is programmed. If the storage element 104 has a threshold voltage that has increased from state E to state B ′ after programming the storage element 104, the effect of the coupling between the floating gates increases the apparent threshold voltage of the storage element 106. This has the effect of expanding the threshold voltage distribution in state B 'as shown by the threshold voltage distribution 2150 in FIG. 21b. This apparent expansion of the threshold voltage distribution is corrected when programming the upper page.

図21cは、上側ページをプログラムする処理を示している。記憶素子が消去状態Eであって上側ページが1に留まる場合、記憶素子は状態Eに留まる。記憶素子が状態Eであり、その上側ページデータが0にプログラムされる場合、記憶素子の閾値電圧は上昇し、記憶素子は状態Aになる。記憶素子が中間の閾値電圧分布2150であって上側ページデータが1に留まる場合、記憶素子は最終状態Bにプログラムされる。記憶素子が中間の閾値電圧分布2150であって上側ページデータがデータ0になる場合、記憶素子の閾値電圧は上昇し、記憶素子は状態Cになる。隣接記憶素子の上側ページプログラミングだけが所定の記憶素子の見かけの閾値電圧に影響を与えるので、図21a−cで示した処理はフローティングゲート間結合影響を低減する。別の状態符号化の一例は、上側ページデータが1であるとき分布2150から状態Cに移動することであり、上側ページデータが0であるとき状態Bに移動することである。   FIG. 21c shows the process of programming the upper page. If the storage element is in erased state E and the upper page remains at 1, the storage element remains in state E. If the storage element is in state E and its upper page data is programmed to 0, the threshold voltage of the storage element increases and the storage element goes to state A. If the storage element has an intermediate threshold voltage distribution 2150 and the upper page data remains at 1, the storage element is programmed to the final state B. When the storage element has an intermediate threshold voltage distribution 2150 and the upper page data becomes data 0, the threshold voltage of the storage element increases and the storage element enters state C. Since only the upper page programming of an adjacent storage element affects the apparent threshold voltage of a given storage element, the process shown in FIGS. 21a-c reduces the coupling effect between floating gates. Another example of state encoding is to move from distribution 2150 to state C when upper page data is 1, and to move to state B when upper page data is 0.

図21a−cは4つのデータ状態と2つのページデータに対する一例を提供するが、開示された概念は4つの状態より多い、又は少ない状態、及び2つのページとは異なるページを備えた他の実装形態に適用することもできる。   Although FIGS. 21a-c provide an example for four data states and two page data, the disclosed concept is more or less than four states and other implementations with different pages than the two pages It can also be applied to forms.

図21dは、粗/密プログラミングプロセスを説明する。図12に関連して前述したように、記憶素子は、最初に、粗モードによって目標プログラム状態に向かって迅速に移動され、次に、密モードによって目標プログラム状態により正確にゆっくりと移動されて、プログラミングされる。密プログラミングモードは、例えば、VPGMパルス列でステップサイズを小さくすること、及び/又は、選択されたNANDストリングのビットラインに禁止電圧を印加することを含む場合がある。さらに、粗/密プログラミングでは、1パスプログラミング又はマルチパスプログラミングが行われることがある。1パス粗/密プログラミングでは、図23に示されるように、VPGMパルス列中で粗プログラミングから密プログラミングへの切り替えが行われる。対照的に、マルチパス粗/密プログラミングでは、例えば、粗プログラミングが第1のパスの間に使用され、密プログラミングが第2のパスの間に使用される。粗プログラミングから密プログラミングへの切り替えは、例えば、図24に示されるように、完全なVPGMパルス列の間で行われる。VPGMパルス列では、追加的、または、代替的に、第2のパス又は他の追加プログラミングパスでより低い値の範囲を使用してもよい。マルチパス粗/密プログラミングは、通常は、例えば複数のパルス列を使用する等、複数のパスで目標プログラム状態に記憶素子をプログラミングすることを含む特殊なタイプのマルチパスプログラミングと見なされてよい。 FIG. 21d illustrates the coarse / fine programming process. As described above in connection with FIG. 12, the storage element is first moved quickly toward the target program state by the coarse mode, and then moved precisely and slowly by the target program state by the fine mode, To be programmed. The fine programming mode may include, for example, reducing the step size with a VPGM pulse train and / or applying a forbidden voltage to the bit line of the selected NAND string. Further, in coarse / fine programming, one-pass programming or multi-pass programming may be performed. In one-pass coarse / fine programming, as shown in FIG. 23, switching from coarse programming to fine programming is performed in the VPGM pulse train. In contrast, in multi-pass coarse / fine programming, for example, coarse programming is used during the first pass and fine programming is used during the second pass. The switching from coarse programming to fine programming is performed between complete VPGM pulse trains, for example, as shown in FIG. In the V PGM pulse train, additional or alternatively, a lower value range may be used in the second pass or other additional programming passes. Multi-pass coarse / fine programming may be considered a special type of multi-pass programming that typically involves programming a storage element to a target program state in multiple passes, such as using multiple pulse trains.

例えば、記憶素子は消去状態、つまり状態Eから目標プログラム状態A、B又はCにプログラムされてよい。1つの手法では、粗プログラミングは、それぞれVva、Vvb又はVvcの関連検証レベルを有する中間状態A’、B’又はC’に記憶素子をプログラミングするために使用される。下付き文字「L」は、検証レベルが目標状態以下であるより低い状態と関連していることを示す。後に、密プログラミングが、中間状態から、それぞれVva、Vvb又はVvcの関連検証レベルを有する状態A、B又はCに記憶素子をプログラミングするために使用される。下付き文字「H」は、検証レベルが、最終の目標状態であるより高い状態に関連していることを示す。従って、プログラミングされた記憶素子の閾値電圧は、第1のプログラミング段階の間に第1のレベル(例えば状態A)から第2のレベル(例えば、Vva、Vvb又はVvc)に、第2のプログラミング段階の間に第2のレベルから第3のレベル(例えば、Vva、Vvb又はVvc)に増加される。 For example, the storage element may be programmed from an erased state, ie, state E, to a target program state A, B, or C. In one approach, coarse programming is used to program a storage element into an intermediate state A ′, B ′, or C ′ having an associated verification level of Vva L , Vvb L, or Vvc L , respectively. The subscript “L” indicates that the verification level is associated with a lower state that is below the target state. Later, fine programming is used to program the storage element from the intermediate state to state A, B or C with an associated verification level of Vva H , Vvb H or Vvc H , respectively. The subscript “H” indicates that the verification level is associated with a higher state that is the final target state. Accordingly, the threshold voltage of the programmed storage element is changed from a first level (eg, state A) to a second level (eg, Vva L , Vvb L, or Vvc L ) during the first programming phase. Is increased from the second level to the third level (eg, Vva H , Vvb H or Vvc H ) during the programming phase.

図22は、不揮発性メモリをプログラミングする方法の一実施形態を説明するフローチャートである。1つの実装形態では、記憶素子はプログラミングの前に(ブロック又は他の単位で)消去される。ステップ2200では、「データロード」コマンドが制御部によって発行され、入力が制御回路網1510によって受け取られる。ステップ2205では、ページアドレスを指定するアドレスデータが制御部又はホストから復号部1514に入力される。ステップ2210では、アドレス指定されたページに対する1ページのプログラムデータが、プログラミングのためにデータバッファに入力される。そのデータは、ラッチの適切なセットにラッチされる。ステップ2215では、「プログラム」コマンドが、制御部によって状態マシン1512に発行される。   FIG. 22 is a flowchart describing one embodiment of a method for programming non-volatile memory. In one implementation, the storage element is erased (in blocks or other units) prior to programming. In step 2200, a “load data” command is issued by the controller and the input is received by the control circuitry 1510. In step 2205, address data specifying a page address is input from the control unit or host to the decoding unit 1514. In step 2210, a page of program data for the addressed page is input to a data buffer for programming. That data is latched into the appropriate set of latches. In step 2215, a “program” command is issued to state machine 1512 by the controller.

「プログラム」コマンドによってトリガされることによって、ステップ2210でラッチされたデータは、適切な選択ワードラインに印加される図23のパルス列2300のステップされるプログラムパルス2305、2310、2315、2320、2325、2330、2335、2340、2345、2350...を使用することによって、状態マシン1512によって制御される選択された記憶素子にプログラミングされる。ステップ2220では、プログラム電圧VPGMが開始パルス(例えば12V又は他の値)に初期化され、状態マシン1512によって維持されるプログラムカウンタ(PC)がゼロに初期化される。ステップ2225では、初期ブーストモードが適用され、ステップ2330では、第1のパルスVPGMが選択されたワードラインに印加され、選択されたワードラインと関連する記憶素子のプログラミングが開始される。論理「0」が特定のデータラッチに記憶されて、対応する記憶素子がプログラミングされるべきことが示されている場合には、対応するビットラインが接地される。他方、論理「1」が特定のラッチに記憶されて、対応する記憶素子がその現在のデータ状態に留まるべきことが示されている場合には、プログラミングを禁止するために対応するビットラインがVddに接続される。 By being triggered by the “program” command, the data latched in step 2210 is applied to the appropriate selected word line and the stepped program pulses 2305, 2310, 2315, 2320, 2325, FIG. 2330, 2335, 2340, 2345, 2350. . . Is used to program selected storage elements controlled by state machine 1512. In step 2220, the program voltage V PGM is initialized to a start pulse (eg, 12V or other value) and a program counter (PC) maintained by the state machine 1512 is initialized to zero. In step 2225, an initial boost mode is applied, and in step 2330, a first pulse VPGM is applied to the selected word line and programming of the storage element associated with the selected word line is initiated. If a logic “0” is stored in a particular data latch to indicate that the corresponding storage element is to be programmed, the corresponding bit line is grounded. On the other hand, if a logic “1” is stored in a particular latch, indicating that the corresponding storage element should remain in its current data state, the corresponding bit line is Vdd to inhibit programming. Connected to.

ステップ2235では、選択された記憶素子の状態が検証される。選択された記憶素子の目標閾値電圧が適切なレベルに達したことが検出されると、対応するデータラッチに記憶されているデータが論理「1」に変更される。閾値電圧が適切なレベルに到達していないことが検出されると、対応するデータラッチに記憶されているデータは変更されない。このようにして、対応するデータラッチに論理「1」が記憶されているビットラインは、プログラミングされる必要がなくなる。データラッチの全てが論理「1」を記憶すると、状態マシンは(前述されたワイヤードOR型機構を介して)全ての選択された記憶素子がプログラミングされていることを知る。ステップ2240では、データラッチの全てが論理「1」を記憶しているかどうかに関してチェックが行われる。データラッチの全てが論理「1」を記憶している場合には、全ての選択された記憶素子がプログラミングされて検証されたため、プログラミングプロセスは成功により完了する。ステップ2245で「合格」のステータスが報告される。   In step 2235, the state of the selected storage element is verified. When it is detected that the target threshold voltage of the selected storage element has reached an appropriate level, the data stored in the corresponding data latch is changed to logic “1”. If it is detected that the threshold voltage has not reached an appropriate level, the data stored in the corresponding data latch is not changed. In this way, bit lines that have a logic “1” stored in the corresponding data latch need not be programmed. When all of the data latches store a logic “1”, the state machine knows (via the wired OR type mechanism described above) that all selected storage elements are programmed. In step 2240, a check is made as to whether all of the data latches are storing logic "1". If all of the data latches are storing logic “1”, then the programming process is completed with success because all selected storage elements have been programmed and verified. At step 2245, a “pass” status is reported.

ステップ2240で、データラッチの全てが論理「1」を記憶しているわけではないと判定されると、プログラミングプロセスは続行する。ステップ2250では、プログラムカウンタPCが、プログラム制限値PCmaxに対してチェックされる。プログラム制限値の一例は20である。ただし、他の数も使用できる。プログラムカウンタPCがPCmax未満ではない場合、プログラムプロセスは失敗となり、「失敗」の状態がステップ2255で報告される。プログラムカウンタPCがPCmax未満である場合には、VPGMがステップサイズだけ増加され、ステップ2260でプログラムカウンタPCがインクリメントされる。ステップ2265では、ブーストモード切り替え基準が満たされるかどうかに関する決定が下される(例えば、図4を参照)。このような基準が満たされると、ステップ2270でブーストモードが切り替えられ、プロセスがステップ2230にループバックし、次のパルスVPGMが印加される。ブーストモード切り替え基準がステップ2265で満たされない場合は、プロセスはステップ2230にループバックし、ブーストモードを変更せずに次のVPGMパルスが印加される。 If, at step 2240, it is determined that not all of the data latches are storing logic “1” s, the programming process continues. In step 2250, the program counter PC is checked against the program limit value PCmax. An example of the program limit value is 20. However, other numbers can be used. If the program counter PC is not less than PCmax, the program process fails and a “failed” status is reported at step 2255. If the program counter PC is less than PCmax is, V PGM is increased by the step size, the program counter PC is incremented at step 2260. At step 2265, a determination is made as to whether the boost mode switching criteria are met (see, eg, FIG. 4). If such criteria are met, the boost mode is switched at step 2270, the process loops back to step 2230, and the next pulse V PGM is applied. If the boost mode switching criteria is not met at step 2265, the process loops back to step 2230 and the next VPGM pulse is applied without changing the boost mode.

図23は、プログラミング中に不揮発性記憶素子の制御ゲートに印加されるパルス列2300、及び、パルス列中で行われるブーストモードの切り替えを例示する。パルス列2300は、プログラミングに選択されたワードラインに印加される一連のプログラムパルス2305、2310、2315、2320、2325、2330、2335、2340、2345、2350...を含んでいる。一実施形態においては、プログラミングパルスは、12Vで開始し、20Vという最大値に到達するまで連続プログラミングパルス毎に例えば0.5Vずつ増加する電圧VPGMを有する。プログラムパルス間には検証パルスがある。例えば、検証パルスセット2306は、3個の検証パルスを含む。いくつかの実施形態では、例えばデータが状態A、B及びCにプログラミングされる状態ごとに、検証パルスがある。他の実施形態では、さらに多く又はさらに少ない検証パルスがある。各セットの検証パルスは、例えば、Vva、Vvb及びVvc(図20)、Vvb’(図21a)、Vva、Vvb及びVvc、又は、Vva、Vvb及びVvc(図21d)という振幅を有する場合がある。 FIG. 23 illustrates the pulse train 2300 applied to the control gate of the non-volatile storage element during programming and the boost mode switching performed in the pulse train. The pulse train 2300 is a series of program pulses 2305, 2310, 2315, 2320, 2325, 2330, 2335, 2340, 2345, 2350,... Applied to the word line selected for programming. . . Is included. In one embodiment, the programming pulse has a voltage V PGM that starts at 12V and increases by, for example, 0.5V for each successive programming pulse until a maximum value of 20V is reached. There is a verification pulse between program pulses. For example, the verification pulse set 2306 includes three verification pulses. In some embodiments, for example, for each state where data is programmed into states A, B, and C, there is a verify pulse. In other embodiments, there are more or fewer verify pulses. Each set of verification pulses is, for example, Vva, Vvb and Vvc (FIG. 20), Vvb ′ (FIG. 21a), Vva L , Vvb L and Vvc L , or Vva H , Vvb H and Vvc H (FIG. 21d). May have an amplitude.

ブーストモードの切り替えは、プログラムパルス2335を印加する前に行われるように示されている。切り替えの前には第1のブーストモードが適用され、切り替え後には第2のブーストモードが適用される。言及したように、ブーストモードを実現するためにワードラインに印加される電圧は、例えばプログラムパルス印加時等、プログラミング発生時に印加される。実際には、ブーストモードのブースト電圧は、各プログラムパルスのわずかに前に初期化し、各プログラムパルス後に削除される。従って、例えば、プログラムパルス間に生じる検証プロセス中に、ブースト電圧は印加されない。代わりに、通常はブースト電圧未満である読み出し電圧が、未選択ワードラインに印加される。読み出し電圧は、現在プログラミングされている記憶素子の閾値電圧が検証レベルと比較されているときに、NANDストリングの中の既にプログラミングされた記憶素子を維持するのに十分な振幅を有する。   The switching of the boost mode is shown to take place before the program pulse 2335 is applied. The first boost mode is applied before switching, and the second boost mode is applied after switching. As mentioned, the voltage applied to the word line to realize the boost mode is applied when programming occurs, such as when a program pulse is applied. In practice, the boost voltage in boost mode is initialized slightly before each program pulse and deleted after each program pulse. Thus, for example, no boost voltage is applied during the verification process that occurs between program pulses. Instead, a read voltage, usually less than the boost voltage, is applied to the unselected word lines. The read voltage has sufficient amplitude to maintain the already programmed storage elements in the NAND string when the threshold voltage of the currently programmed storage element is compared to the verify level.

従って1つの手法では、第1のプログラミング段階で、パルス列2300の中のプログラムパルス(例えば、パルス2305、2310、2315、2320、2325、及び2300)の第1のサブセットが1又は複数の記憶素子に印加され、第2のプログラミング段階で、パルス列のパルス(例えば、パルス2335、2340、2345、2350)の第2のサブセットが1又は複数の記憶素子に印加される。従って、各プログラミングパスは複数のプログラミング段階を含む。   Thus, in one approach, a first subset of program pulses (eg, pulses 2305, 2310, 2315, 2320, 2325, and 2300) in pulse train 2300 are transferred to one or more storage elements during a first programming phase. Applied, in a second programming phase, a second subset of pulses of a pulse train (eg, pulses 2335, 2340, 2345, 2350) is applied to one or more storage elements. Thus, each programming pass includes multiple programming steps.

図24は、プログラミング中に不揮発性記憶素子の制御ゲートに印加されるパルス列、及び、パルス列の間で発生するブーストモードの切り替えを例示する。特に、ブーストモードの切り替えは、パルス列2400と2450の間で発生するとして示される。切り替えの前の第1のパルス列2400中において、第1ブーストモードが適用される。一方、切り替え後の第2のパルス列2450中の間において、第2のブーストモードが適用される。例えば、パルス列2400はマルチパスプログラミングプロセスの第1のパスの間に印加され、パルス列2450がこのプログラミングプロセスの第2のパスの間に印加される。従って、1つの手法では、第1のプログラミング段階で、第1のパルス列(例えば、パルス列2400)が選択されたワードライン上の1又は複数の記憶素子に印加され、第2のプログラミング段階で、第2のパルス列(例えば、パルス列2450)が1又は複数の記憶素子に印加される。従って、各プログラミングパスは、プログラミング段階と同期する。   FIG. 24 illustrates the pulse train applied to the control gate of the non-volatile storage element during programming and the boost mode switching that occurs between the pulse trains. In particular, the switching of boost mode is shown as occurring between pulse trains 2400 and 2450. In the first pulse train 2400 before switching, the first boost mode is applied. On the other hand, the second boost mode is applied during the second pulse train 2450 after switching. For example, pulse train 2400 is applied during the first pass of the multi-pass programming process, and pulse train 2450 is applied during the second pass of the programming process. Thus, in one approach, in a first programming phase, a first pulse train (eg, pulse train 2400) is applied to one or more storage elements on a selected word line and in a second programming phase, Two pulse trains (eg, pulse train 2450) are applied to one or more storage elements. Thus, each programming pass is synchronized with the programming phase.

本発明の前記の詳細な説明は図解及び説明のために提示された。網羅的となる、あるいは、本発明を開示されている正確な形式に制限することは意図されていない。前記教示を鑑みて多くの変型及び変更が可能である。説明された実施形態は、本発明及びその実際的な応用を最もよく説明し、それにより当業者が多様な実施形態において、及び意図されている特定の使用に適するように多様な変型を用いて本発明を最もよく活用できるようにするために選択された。本発明の範囲がここに添付される請求項により定められることが意図される。   The foregoing detailed description of the invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. Many variations and modifications are possible in light of the above teaching. The described embodiments best describe the invention and its practical application, so that those skilled in the art will be able to use the various embodiments and various modifications to suit the particular use intended. It was chosen to make the best use of the present invention. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto.

Claims (8)

NAND型不揮発性記憶装置を動作させる方法であって、
不揮発性記憶素子のセットが複数のワードラインと通信し、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する不揮発性記憶装置において、前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミングするステップ中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップを有し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、前記複数のワードラインの中の前記選択ワードラインの位置に基づいていることを特徴とする方法。
A method of operating a NAND nonvolatile memory device,
In a non-volatile storage device, wherein a set of non-volatile storage elements communicates with a plurality of word lines and at least one storage element of the set of non-volatile storage elements communicates with a selected word line of the plurality of word lines Programming the at least one storage element;
During the programming step, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the voltage of the unselected word lines is determined based on a boost mode switching criterion. Switching from applying a first set to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The method of claim 1, wherein the boost mode switching criterion is based on a position of the selected word line among the plurality of word lines.
NAND型不揮発性記憶装置を動作させる方法であって、
不揮発性記憶素子のセットが複数のワードラインと通信し、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する不揮発性記憶装置において、前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミングするステップ中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップを有し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記プログラミングが、前記切り替えるステップの前に行われる粗プログラミングと、前記切り替えるステップの後に行われる密プログラミングを有していることを特徴とする方法。
A method of operating a NAND nonvolatile memory device,
In a non-volatile storage device, wherein a set of non-volatile storage elements communicates with a plurality of word lines and at least one storage element of the set of non-volatile storage elements communicates with a selected word line of the plurality of word lines Programming the at least one storage element;
During the programming step, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the voltage of the unselected word lines is determined based on a boost mode switching criterion. Switching from applying a first set to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The method characterized in that the programming comprises coarse programming performed before the switching step and fine programming performed after the switching step.
NAND型不揮発性記憶装置を動作させる方法であって、
不揮発性記憶素子のセットが複数のワードラインと通信し、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する不揮発性記憶装置において、前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミングするステップ中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップを有し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの他の記憶素子がいつ特定のプログラミング状態に到達するのかに基づいていることを特徴とする方法。
A method of operating a NAND nonvolatile memory device,
In a non-volatile storage device, wherein a set of non-volatile storage elements communicates with a plurality of word lines and at least one storage element of the set of non-volatile storage elements communicates with a selected word line of the plurality of word lines Programming the at least one storage element;
During the programming step, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the voltage of the unselected word lines is determined based on a boost mode switching criterion. Switching from applying a first set to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The method wherein the boost mode switching criteria is based on when at least one other storage element of the set of non-volatile storage elements reaches a particular programming state.
NAND型不揮発性記憶装置を動作させる方法であって、
不揮発性記憶素子のセットが複数のワードラインと通信し、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する不揮発性記憶装置において、前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミングするステップ中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップを有し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、不揮発性記憶素子の前記セットによって経験されるプログラミングサイクル数に基づいていることを特徴とする方法。
A method of operating a NAND nonvolatile memory device,
In a non-volatile storage device, wherein a set of non-volatile storage elements communicates with a plurality of word lines and at least one storage element of the set of non-volatile storage elements communicates with a selected word line of the plurality of word lines Programming the at least one storage element;
During the programming step, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the voltage of the unselected word lines is determined based on a boost mode switching criterion. Switching from applying a first set to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The method wherein the boost mode switching criteria is based on the number of programming cycles experienced by the set of non-volatile storage elements.
NAND型不揮発性記憶システムであって、
不揮発性記憶素子のセットと、
不揮発性記憶素子のセットと通信する複数のワードラインであって、少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する複数のワードラインと、
不揮発性記憶素子の前記セットと通信する1つ又は複数の制御回路を有しており、
前記1つ又は複数の制御回路が、
前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミング中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップ
を実行し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、前記複数のワードラインの中の前記選択ワードラインの位置に基づいていることを特徴とするNAND型不揮発性記憶システム。
A NAND-type non-volatile storage system,
A set of non-volatile storage elements;
A plurality of word lines in communication with a set of non-volatile storage elements, wherein at least one storage element communicates with a selected word line of the plurality of word lines;
Having one or more control circuits in communication with the set of non-volatile storage elements;
The one or more control circuits are
Programming the at least one storage element;
During the programming, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the first voltage of unselected word lines is applied based on a boost mode switching criterion. Performing a step of switching from applying a set of voltages to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The NAND-type nonvolatile memory system, wherein the boost mode switching reference is based on a position of the selected word line among the plurality of word lines.
NAND型不揮発性記憶システムであって、
不揮発性記憶素子のセットと、
不揮発性記憶素子のセットと通信する複数のワードラインであって、少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する複数のワードラインと、
不揮発性記憶素子の前記セットと通信する1つ又は複数の制御回路を有しており、
前記1つ又は複数の制御回路が、
前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミング中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップ
を実行し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記プログラミングが、前記切り替えるステップの前に行われる粗プログラミングと、前記切り替えるステップの後に行われる密プログラミングを有していることを特徴とするNAND型不揮発性記憶システム。
A NAND-type non-volatile storage system,
A set of non-volatile storage elements;
A plurality of word lines in communication with a set of non-volatile storage elements, wherein at least one storage element communicates with a selected word line of the plurality of word lines;
Having one or more control circuits in communication with the set of non-volatile storage elements;
The one or more control circuits are
Programming the at least one storage element;
During the programming, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the first voltage of unselected word lines is applied based on a boost mode switching criterion. Performing a step of switching from applying a set of voltages to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The NAND-type nonvolatile memory system, wherein the programming includes coarse programming performed before the switching step and dense programming performed after the switching step.
NAND型不揮発性記憶システムであって、
不揮発性記憶素子のセットと、
不揮発性記憶素子のセットと通信する複数のワードラインであって、少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する複数のワードラインと、
不揮発性記憶素子の前記セットと通信する1つ又は複数の制御回路を有しており、
前記1つ又は複数の制御回路が、
前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミング中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップ
を実行し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、不揮発性記憶素子の前記セットのうちの少なくとも1つの他の記憶素子がいつ特定のプログラミング状態に到達するのかに基づいていることを特徴とするNAND型不揮発性記憶システム。
A NAND-type non-volatile storage system,
A set of non-volatile storage elements;
A plurality of word lines in communication with a set of non-volatile storage elements, wherein at least one storage element communicates with a selected word line of the plurality of word lines;
Having one or more control circuits in communication with the set of non-volatile storage elements;
The one or more control circuits are
Programming the at least one storage element;
During the programming, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the first voltage of unselected word lines is applied based on a boost mode switching criterion. Performing a step of switching from applying a set of voltages to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
The NAND nonvolatile storage system, wherein the boost mode switching criteria is based on when at least one other storage element of the set of nonvolatile storage elements reaches a particular programming state.
NAND型不揮発性記憶システムであって、
不揮発性記憶素子のセットと、
不揮発性記憶素子のセットと通信する複数のワードラインであって、少なくとも1つの記憶素子が前記複数のワードラインのうちの選択ワードラインと通信する複数のワードラインと、
不揮発性記憶素子の前記セットと通信する1つ又は複数の制御回路を有しており、
前記1つ又は複数の制御回路が、
前記少なくとも1つの記憶素子をプログラミングするステップと、
前記プログラミング中に、前記複数のワードラインのうちの未選択ワードラインに対して電圧の第1のセットを印加し、ブーストモード切り替え基準に基づいて、未選択ワードラインに対して電圧の前記第1のセットの印加から電圧の第2のセットの印加に切り替えるステップ
を実行し、
電圧の前記第1のセットが少なくとも部分的に電圧の前記第2のセットと異なり、
前記ブーストモード切り替え基準が、不揮発性記憶素子の前記セットによって経験されるプログラミングサイクルの数に基づいていることを特徴とするNAND型不揮発性記憶システム。
A NAND-type non-volatile storage system,
A set of non-volatile storage elements;
A plurality of word lines in communication with a set of non-volatile storage elements, wherein at least one storage element communicates with a selected word line of the plurality of word lines;
Having one or more control circuits in communication with the set of non-volatile storage elements;
The one or more control circuits are
Programming the at least one storage element;
During the programming, a first set of voltages is applied to unselected word lines of the plurality of word lines, and the first voltage of unselected word lines is applied based on a boost mode switching criterion. Performing a step of switching from applying a set of voltages to applying a second set of voltages;
The first set of voltages is at least partially different from the second set of voltages;
A NAND nonvolatile memory system, wherein the boost mode switching criterion is based on the number of programming cycles experienced by the set of nonvolatile memory elements.
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