JP7119238B2 - メモリデバイスをプログラミングする方法および関連のメモリデバイス - Google Patents
メモリデバイスをプログラミングする方法および関連のメモリデバイス Download PDFInfo
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- Semiconductor Memories (AREA)
Description
20 制御回路構成
22 状態マシン
24 オンチップアドレスデコーダ
26 電力制御モジュール
30A、30B 読出し/書込み回路
40A、40B 行デコーダ
50A、50B 列デコーダ
60 コントローラ
70 メモリチップ
82、84 信号線
100 平面型メモリデバイス
500 チャネル積層メモリデバイス
BDT 下部ダミートランジスタ
BLOCK1~BLOCKI ブロック
BL1~BLM ビット線
BSG 下部選択ゲート
BSGL 下部選択ゲート線
CG1、CG2、CG3、CG4、CG_DT、CG_DB コントロールゲート
CH、CH1、CH2 チャネル
DMX1~DMX2、DMY1~DMY2 ダミーストレージエリア
FG1、FG2、FG3、FG4、FG_DT、FG_DB フローティングゲート
GND 接地レベル
ST1~ST4 ストレージトランジスタ
TDT 上部ダミートランジスタ
TSG 上部選択ゲート
TSGL 上部選択ゲート線
T1~T6 期間
VON1、VON2、VON3、VON4、VON5 ターンオン電圧
VVF1~VVFN 閾値電圧
VPASS パス電圧
VPGM プログラム電圧
VPP1~VPPN ゲート電圧
VPRE プリチャージ電圧
Vverify 検証電圧
WL1、WL2、WL3、WL4、TDWL、BDWL、WL1~WLN ワード線
Claims (16)
- 複数のメモリセル、複数のワード線、複数のビット線、複数の上部選択ゲート、および下部選択ゲートを含むメモリデバイスをプログラミングする方法であって、
前記複数のメモリセルに対して第1のプログラムステップを実行する段階と、
前記第1のプログラムステップを実行した後、前記複数のメモリセルに対して第1の検証ステップを実行する段階と、
前記第1の検証ステップを実行した後、前記複数のメモリセルに対して準備ステップを、
前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第1の時点において、前記複数のワード線のうちの選択されたワード線および選択されていないワード線を非アクティブ化すること、ならびに
前記準備ステップ中の第2の時点において、前記複数の上部選択ゲートのうちの選択された上部選択ゲートおよび選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行する段階と、
前記準備ステップを実行した後、前記複数のメモリセルのうちの前記第1の検証ステップに不合格の1つまたは多数のメモリセルに対して第2のプログラムステップを実行する段階と
を含む方法。 - 前記複数のメモリセルに対して前記準備ステップを実行する段階が、
前記準備ステップ中、前記複数のビット線のうちの選択されたビット線および選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスする段階、
前記準備ステップの第1の期間中、および前記第1の期間に続く前記準備ステップの第2の期間中、前記選択された上部選択ゲートを第1のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中および前記第2の期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを第2のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第2の期間に続く前記準備ステップの第3の期間中、前記選択された上部選択ゲートおよび前記選択されていない上部選択ゲートを接地電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中、前記選択されたワード線を第3のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中、前記選択されていないワード線を第4のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記選択されたワード線および前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスする段階、ならびに
前記準備ステップ中、前記下部選択ゲートを前記接地電圧でバイアスする段階
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のメモリセルに対して前記第1の検証ステップを実行する段階が、
前記第1の検証ステップのプリチャージ期間中、前記複数のビット線のうちの選択されたビット線および選択されていないビット線を非アクティブ化する段階、
前記第1の検証ステップの前記プリチャージ期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記選択されていない上部選択ゲート、前記選択されたワード線、前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化する段階、
前記プリチャージ期間に続く前記第1のプログラムステップの読出し期間中、前記選択されたビット線および前記選択されていないビット線を検証電圧でバイアスする段階、
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記選択されたワード線、前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化する段階、ならびに
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化する段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のメモリセルに対して前記第1のプログラムステップを実行する段階が、
前記選択されたワード線をパス電圧まで、次いで、プログラム電圧までランピングする段階、
前記選択されていないワード線を前記パス電圧でバイアスする段階、
前記複数のビット線のうちの選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスする段階、
前記選択された上部選択ゲートをアクティブ化する段階、ならびに
前記複数のビット線のうちの選択されたビット線、前記選択されていない上部選択ゲート、および前記下部選択ゲートを非アクティブ化する段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 下部選択ゲート、選択されたビット線、および第1の群のワード線に関連する第1のチャネル、前記第1のチャネルに積み重ねられており、選択された上部選択ゲート、前記選択されたビット線、および第2の群のワード線に関連する第2のチャネル、ならびに前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとの間に配設される中間ダミー層を含むメモリデバイスをプログラミングする方法であって、
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して第1のプログラムステップを実行する段階と、
前記第1のプログラムステップを実行した後、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して第1の検証ステップを実行する段階と、
前記第1の検証ステップを実行した後、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して準備ステップを、
前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第1の時点において、前記中間ダミー層および前記第1の群のワード線のうちの選択されていないワード線を非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第2の時点において、前記第2の群のワード線のうちの選択されていないワード線を非アクティブ化すること、
前記第2の時点において、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの選択されたワード線を非アクティブ化すること、ならびに
前記準備ステップ中の、前記第2の時点よりも後に生じる第3の時点において、前記選択された上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行する段階と、
前記準備ステップを実行した後、前記第1の検証ステップに不合格の前記第1のチャネルの中の、または前記第2のチャネルの中の1つもしくは多数のメモリセルに対して第2のプログラムステップを実行する段階と
を含む方法。 - 前記第1のチャネルまたは前記第2のチャネルに対して前記準備ステップを実行する段階が、
前記準備ステップ中、前記選択されたビット線および選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスする段階、
前記準備ステップの第1の期間中および前記第1の期間に続く前記準備ステップの第2の期間中、前記選択された上部選択ゲートを第1のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中および前記第2の期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを第2のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第2の期間に続く前記準備ステップの第3の期間中、前記選択された上部選択ゲートおよび前記選択されていない上部選択ゲートを接地電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線を第3のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中、前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を第4のターンオン電圧でバイアスする段階、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、および前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスする段階、
前記第1の期間中、前記第1の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線のレベルを前記第4のターンオン電圧から前記接地レベルまで低減する段階、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記第1の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスする段階、ならびに
前記準備ステップ中、前記下部選択ゲートを前記接地電圧でバイアスする段階
をさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して前記第1の検証ステップを実行する段階が、
前記第1の検証ステップのプリチャージ期間中、前記選択されたビット線および選択されていないビット線を非アクティブ化する段階、
前記第1の検証ステップの前記プリチャージ期間中、前記選択された上部選択ゲート、選択されていない上部選択ゲート、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、前記第1の群のワード線のうちのおよび前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線、ならびに前記下部選択ゲートをアクティブ化する段階、
前記プリチャージ期間に続く前記第1のプログラムステップの読出し期間中、前記選択されたビット線および前記選択されていないビット線を検証電圧でバイアスする段階、
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化する段階、ならびに
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化する段階
を含む、請求項5に記載の方法。 - 前記複数のメモリセルに対して前記第1のプログラムステップを実行する段階が、
前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線をパス電圧まで、次いで、プログラム電圧までランピングする段階、
前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記パス電圧でバイアスする段階、
選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスする段階、
前記選択された上部選択ゲートをアクティブ化する段階、ならびに
前記選択されたビット線、前記選択されていない上部選択ゲート、および前記下部選択ゲートを非アクティブ化する段階
を含む、請求項5に記載の方法。 - 複数のメモリセル、
複数のワード線、
前記複数のメモリセルの上に前記複数のワード線に対して直角をなす方向に延びる複数のビット線、
ビット線コンタクトを介して、前記複数のメモリセルを前記複数のビット線に接続するように構成されている複数の上部選択ゲート、
前記複数のメモリセルをソース線に接続するように構成されている下部選択ゲート、および
制御ユニット
を備えるメモリデバイスであって、前記制御ユニットは、
前記複数のメモリセルに対して第1のプログラムステップを実行し、
前記第1のプログラムステップを実行した後、前記複数のメモリセルに対して第1の検証ステップを実行し、
前記第1の検証ステップを実行した後、前記複数のメモリセルに対して準備ステップを
前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第1の時点において、前記複数のワード線のうちので選択されたワード線および選択されていないワード線を非アクティブ化すること、ならびに
前記準備ステップ中の第2の時点において、前記複数の上部選択ゲートの中で選択された上部選択ゲートおよび選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行し、
前記準備ステップを実行した後、前記複数のメモリセルのうちの前記第1の検証ステップに不合格の1つまたは多数のメモリセルに対して第2のプログラムステップを実行する
ように構成されている、メモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記複数のメモリセルに対して前記準備ステップを
前記準備ステップ中、前記複数のビット線のうちの選択されたビット線および選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスすること、
前記準備ステップの第1の期間中、および前記第1の期間に続く前記準備ステップの第2の期間中、前記選択された上部選択ゲートを第1のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中および前記第2の期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを第2のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第2の期間に続く前記準備ステップの第3の期間中、前記選択された上部選択ゲートおよび前記選択されていない上部選択ゲートを接地電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中、前記選択されたワード線を第3のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中、前記選択されていないワード線を第4のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記選択されたワード線および前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスすること、ならびに
前記準備ステップ中、前記下部選択ゲートを前記接地電圧でバイアスすること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項9に記載のメモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記複数のメモリセルに対して前記第1の検証ステップを
前記第1の検証ステップのプリチャージ期間中、前記複数のビット線のうちの選択されたビット線および選択されていないビット線を非アクティブ化すること、
前記第1の検証ステップの前記プリチャージ期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記選択されていない上部選択層、前記選択されたワード線、前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化すること、
前記プリチャージ期間に続く前記第1のプログラムステップの読出し期間中、前記選択されたビット線および前記選択されていないビット線を検証電圧でバイアスすること、
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記選択されたワード線、前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化すること、ならびに
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項9に記載のメモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記複数のメモリセルに対して前記第1のプログラムステップを
前記選択されたワード線をパス電圧まで、次いで、プログラム電圧までランピングすること、
前記選択されていないワード線を前記パス電圧でバイアスすること、
前記複数のビット線のうちの選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスすること、
前記選択された上部選択ゲートをアクティブ化すること、ならびに
前記複数のビット線のうちの選択されたビット線、前記選択されていない上部選択ゲート、および前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項9に記載のメモリデバイス。 - 下部選択ゲート、選択されたビット線、および第1の群のワード線に関連する第1のチャネル、
前記第1のチャネルに積み重ねられており、選択された上部選択ゲート、前記選択されたビット線、および第2の群のワード線に関連する第2のチャネル、
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとの間に配設される中間ダミー層、ならびに
制御ユニット
を備えるメモリデバイスであって、前記制御ユニットは、
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して第1のプログラムステップを実行し、
前記第1のプログラムステップを実行した後、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して第1の検証ステップを実行し、
前記第1の検証ステップを実行した後、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して準備ステップを
前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第1の時点において、前記中間ダミー層および前記第1の群のワード線のうちの選択されていないワード線を非アクティブ化すること、
前記準備ステップ中の第2の時点において、前記第2の群のワード線のうちの選択されていないワード線を非アクティブ化すること、
前記第2の時点において、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの選択されたワード線を非アクティブ化すること、ならびに
前記準備ステップ中、前記第2の時点よりも後に生じる第3の時点において、前記選択された上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行し、
前記準備ステップを実行した後、前記第1の検証ステップに不合格の前記第1のチャネルの中の、または前記第2のチャネルの中の1つもしくは多数のメモリセルに対して第2のプログラムステップを実行する
ように構成されている、メモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して前記準備ステップを、
前記準備ステップ中、前記選択されたビット線および選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスすること、
前記準備ステップの第1の期間中および前記第1の期間に続く前記準備ステップの第2の期間中、前記選択された上部選択ゲートを第1のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中および前記第2の期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを第2のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第2の期間に続く前記準備ステップの第3の期間中、前記選択された上部選択ゲートおよび前記選択されていない上部選択ゲートを接地電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線を第3のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中、前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を第4のターンオン電圧でバイアスすること、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、および前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスすること、
前記第1の期間中、前記第1の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線のレベルを前記第4のターンオン電圧から前記接地レベルまで低減すること、
前記第2の期間中および前記第3の期間中、前記第1の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記接地電圧でバイアスすること、ならびに
前記準備ステップ中、前記下部選択ゲートを前記接地電圧でバイアスすること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項13に記載のメモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して前記第1の検証ステップを
前記第1の検証ステップのプリチャージ期間中、前記選択されたビット線および選択されていないビット線を非アクティブ化すること、
前記第1の検証ステップの前記プリチャージ期間中、前記選択された上部選択ゲート、選択されていない上部選択ゲート、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、前記第1の群のワード線のうちのおよび前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線、ならびに前記下部選択ゲートをアクティブ化すること、
前記プリチャージ期間に続く前記第1のプログラムステップの読出し期間中、前記選択されたビット線および前記選択されていないビット線を検証電圧でバイアスすること、
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択された上部選択ゲート、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線、前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線、および前記下部選択ゲートをアクティブ化すること、ならびに
前記第1の検証ステップの前記読出し期間中、前記選択されていない上部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項13に記載のメモリデバイス。 - 前記制御ユニットが、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルに対して前記第1のプログラムステップを
前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されたワード線をパス電圧まで、次いで、プログラム電圧までランピングすること、
前記第1の群のワード線のうちのまたは前記第2の群のワード線のうちの前記選択されていないワード線を前記パス電圧でバイアスすること、
選択されていないビット線をプリチャージ電圧でバイアスすること、
前記選択された上部選択ゲートをアクティブ化すること、ならびに
前記選択されたビット線、前記選択されていない上部選択ゲート、および前記下部選択ゲートを非アクティブ化すること
によって実行するようにさらに構成されている、請求項13に記載のメモリデバイス。
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