KR101034917B1 - Operating method of nonvolatile memory device - Google Patents

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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

PURPOSE: An operating method of a nonvolatile memory device is provided to prevent disturbance in program operation by controlling a voltage applied to each word line. CONSTITUTION: In an operating method of a nonvolatile memory device, a ground voltage is applied to a source selection line(SSL). A source selection transistor(SST) is turned off. A power source voltage(VCC) is applied to a drain select line(DSL). The power source voltage is applied to a drain voltage terminal(Vp). A first voltage(Vpass2) is applied to a first word line. A second voltage(Vpass3) is applied to a second word line. A third voltage(Vpass4) is applied to a third memory cell. A program voltage is applied to the selected word line.

Description

불휘발성 메모리 장치의 동작 방법 {Operating method of nonvolatile memory device}Operating method of nonvolatile memory device

본 발명은 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것으로서, 특히 프로그램 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of operating a nonvolatile memory device, and more particularly, to a program operating method.

최근 들어 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하고, 일정 주기로 데이터를 재작성해야하는 리프레시(refresh) 기능이 필요 없는 불휘발성 메모리 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, there is an increasing demand for a nonvolatile memory device that can be electrically programmed and erased and that does not require a refresh function to rewrite data at regular intervals.

불휘발성 메모리 장치에서는 메모리 셀에 데이터를 기입하기 위한 프로그램 동작, 메모리 셀에 저장된 데이터를 리드(read)하기 위한 리드 동작, 메모리 셀에 저장된 데이터를 소거하기 위한 소거 동작 등이 실시된다.In the nonvolatile memory device, a program operation for writing data into a memory cell, a read operation for reading data stored in the memory cell, an erase operation for erasing data stored in the memory cell, and the like are performed.

프로그램 동작에서 셀프 부스팅이란 선택되지 않은 메모리 셀이 포함된 스트링 내의 채널 영역에서 발생하는 것으로서, 비트라인에 전원전압(Vcc)을 인가하고 소스 선택 라인에는 접지전압을 인가하여 소스 선택 트랜지스터를 턴오프시킨 상태 에서, 워드라인들에 패스전압과 프로그램전압을 인가하여 선택되지 않은 셀 스트링에서 전압이 상승한다. 이러한 셀프 부스팅에 의해 프로그램 전압과 채널간의 전위차가 감소되도록 하여 선택되지 않은 메모리 셀이 프로그램되는 것을 방지하는 방법이다.In the program operation, self-boosting occurs in a channel region in a string including an unselected memory cell. The self-boost is turned off by applying a power supply voltage (Vcc) to a bit line and applying a ground voltage to a source select line. In the state, the voltage is raised in the unselected cell string by applying the pass voltage and the program voltage to the word lines. This self-boosting reduces the potential difference between the program voltage and the channel to prevent programming of unselected memory cells.

그러나, 셀프 부스팅 시에, 소스 선택 트랜지스터의 정션 영역과 채널 영역 간의 큰 전압 차이로 인하여 핫 캐리어가 발생하고, 이러한 핫 캐리어로 인하여 소스 선택 트랜지스터가 포함된 스트링 내의 소스 선택 트랜지스터에 인접한 메모리 셀에 대하여 HCI(Hot Carrier Injection) 현상이 발생하여 해당 메모리 셀의 문턱전압이 상승하는 문제점이 발생한다. However, during self-boosting, a hot carrier occurs due to a large voltage difference between the junction region and the channel region of the source select transistor, which causes carrier cells adjacent to the source select transistor in the string including the source select transistor. A hot carrier injection (HCI) phenomenon occurs, causing a threshold voltage of the corresponding memory cell to rise.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로그램 시에 디스터번스를 방지할 수 있는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method of operating a nonvolatile memory device capable of preventing disturbance during programming.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 직렬로 연결된 다수의 메모리 셀들, 메모리 셀과 비트라인 사이에 연결된 드레인 선택 트랜지스터, 메모리 셀과 공통 소스 라인 사이에 연결된 소스 선택 트랜지스터를 포함하는 메모리 셀 어레이가 제공되는 단계, 상기 메모리 셀들의 채널 영역을 프리차지시키는 단계, 상기 소스 선택 트랜지스터에 인접한 제1메모리 셀에 연결되는 제1워드라인에 패스전압보다 낮은 제1전압을 인가하고, 상기 제1메모리 셀에 인접한 제2 메모리 셀에 연결되는 제2워드라인에 상기 제1전압보다 낮은 제2전압을 인가하고, 나머지 워드라인에 상기 패스전압을 인가하는 단계 및 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 이때, 제1전압은 4V 내지 7V의 전압 범위 내에서 설정될 수 있고, 제2전압은 0V 내지 3V의 전압 범위 내에서 설정될 수 있고, 패스전압은 8V 내지 10V의 전압 범위 내에서 설정될 수 있다.The present invention provides a memory cell array including a plurality of memory cells connected in series, a drain select transistor connected between the memory cell and the bit line, and a source select transistor connected between the memory cell and the common source line. Precharging a channel region of the memory cells, applying a first voltage lower than a pass voltage to a first word line connected to a first memory cell adjacent to the source select transistor, and applying a first voltage to the first memory cell. Applying a second voltage lower than the first voltage to a second word line connected to an adjacent second memory cell, applying the pass voltage to the remaining word lines, and applying a program voltage to the selected word line. do. In this case, the first voltage may be set within a voltage range of 4V to 7V, the second voltage may be set within a voltage range of 0V to 3V, and the pass voltage may be set within a voltage range of 8V to 10V. have.

상기 메모리 셀들의 채널 영역을 프리차지시키는 단계는, 상기 소스 선택 트랜지스터의 게이트에 연결되는 소스 선택 라인에 접지전압을 인가하고, 상기 드레 인 선택 트랜지스터의 게이트에 연결되는 드레인 선택 라인에 전원전압을 인가하는 단계 및 상기 드레인 선택 트랜지스터를 통하여 프로그램될 메모리 셀에 연결되는 비트라인에 접지전압을 인가하고, 상기 드레인 선택 트랜지스터를 통하여 프로그램 금지될 메모리 셀에 연결되는 비트라인에 전원전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. Precharging the channel region of the memory cells may include applying a ground voltage to a source select line connected to the gate of the source select transistor and a power supply voltage to a drain select line connected to the gate of the drain select transistor. And applying a ground voltage to a bit line connected to the memory cell to be programmed through the drain select transistor, and applying a power supply voltage to a bit line connected to the memory cell to be prohibited through the drain select transistor. can do.

상기 제2전압은 상기 제2메모리 셀의 채널이 오프되도록 하는 전압일 수 있다. 상기 제2메모리 셀에 인접한 제3메모리 셀에 연결되는 제3워드라인에 상기 제1전압보다 낮고 상기 제2전압보다 높은 제3전압을 인가할 수 있다. 이때, 상기 제3전압은 4.5V 내지 5.5V의 전압 범위 내에서 설정될 수 있다. The second voltage may be a voltage for turning off a channel of the second memory cell. A third voltage lower than the first voltage and higher than the second voltage may be applied to a third word line connected to a third memory cell adjacent to the second memory cell. In this case, the third voltage may be set within a voltage range of 4.5V to 5.5V.

본 발명에 의하면 각 워드라인에 인가되는 전압을 조절하여 프로그램 동작시에 발생할 수 있는 디스터번스 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 특히, 소스 선택 트랜지스터에 인접한 메모리 셀에서 HCI(Hot carrier injection)에 의해 문턱전압이 상승하여 발생하는 페일을 방지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the voltage applied to each word line may be adjusted to prevent the disturbance phenomenon that may occur during a program operation. In particular, the memory cell adjacent to the source select transistor has an effect of preventing the failure caused by the threshold voltage is increased by hot carrier injection (HCI).

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가 지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 일반적인 불휘발성 메모리 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a general nonvolatile memory device.

불휘발성 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(102), X-디코더(104), Y-디코더(106), 페이지 버퍼부(108), 고전압 발생부(110), 제어부(112), IO 버퍼부(114)를 포함한다.The nonvolatile memory device 100 includes a memory cell array 102, an X-decoder 104, a Y-decoder 106, a page buffer unit 108, a high voltage generator 110, a controller 112, and an IO buffer. Part 114 is included.

메모리 셀 어레이(102)는 다수의 메모리 블록을 포함한다. 예를 들어, 메모리 셀 어레이(102)는 1024개의 메모리 블록을 포함할 수 있다. The memory cell array 102 includes a plurality of memory blocks. For example, the memory cell array 102 may include 1024 memory blocks.

제어부(112)는 불휘발성 메모리 장치(100)의 전반적인 제어를 하며, IO 버퍼부(114)를 통해 송수신되는 신호에 따라 프로그램 명령 신호, 소거 명령 신호 또는 독출 명령 신호 등을 발생시킨다. 예를 들어, 제어부(112)에 대하여 칩 인에이블 신호(/CE)가 인에이블되고, 라이트 인에이블 신호(/WE)가 토글되면, 이에 응답하여 제어부(112)가 IO 버퍼부(114)를 통하여 수신되는 명령어 신호를 수신하고, 그 명령어에 따라 프로그램 명령, 소거 명령 또는 독출 명령 등을 발생시킨다. 또한, 제어부(112)는 커맨드 래치 인에이블(Command Latch Enable, CLE) 신호에 따라 커맨드 신호를 송출하고, 어드레스 래치 인에이블(Address Latch Enable, ALE) 신호에 따라 어드레스 신호를 송출한다. The controller 112 performs overall control of the nonvolatile memory device 100, and generates a program command signal, an erase command signal, a read command signal, and the like according to a signal transmitted and received through the IO buffer unit 114. For example, when the chip enable signal / CE is enabled for the controller 112 and the write enable signal / WE is toggled, the controller 112 may respond to the IO buffer unit 114 in response thereto. Receives a command signal received through the command signal, and generates a program command, an erase command, a read command, and the like according to the command. In addition, the control unit 112 transmits a command signal according to a command latch enable (CLE) signal, and transmits an address signal according to an address latch enable (ALE) signal.

고전압 발생부(110)는 제어부(112)의 프로그램 명령, 소거 명령 또는 독출 명령에 응답하여 바이어스 전압들을 발생시키고, 이를 X-디코더(104) 등에 공급한 다. The high voltage generator 110 generates bias voltages in response to a program command, an erase command, or a read command of the controller 112, and supplies the bias voltages to the X-decoder 104.

X-디코더(104)는 제어부(112)에서 생성된 로우 어드레스 신호(RADD)에 응답하여, 고전압 발생부(110)로부터 공급받은 바이어스 전압들을 메모리 셀 어레이(102)의 블록들 중 하나에 공급한다. The X-decoder 104 supplies the bias voltages supplied from the high voltage generator 110 to one of the blocks of the memory cell array 102 in response to the row address signal RADD generated by the controller 112. .

Y-디코더(106)는 컬럼 어드레스 신호(CADD)에 응답하여, 페이지 버퍼부(108)에 포함된 다수의 페이지 버퍼 중에서 특정 페이지 버퍼를 선택하는 역할을 한다. 또한, Y-디코더(106)는 독출동작시에 페이지 버퍼부(108)에 저장된 데이터를 IO 버퍼부(114)를 통해 출력하는 역할을 한다.The Y-decoder 106 selects a specific page buffer from among a plurality of page buffers included in the page buffer unit 108 in response to the column address signal CADD. In addition, the Y-decoder 106 outputs the data stored in the page buffer unit 108 through the IO buffer unit 114 during a read operation.

페이지 버퍼부(108)는 제어부(112)의 제어에 따라 IO 버퍼부(114) 및 Y-디코더(106)를 통하여 수신되는 데이터 신호를 저장하여 메모리 셀 어레이(102)의 블록들에 의해 공유되는 비트 라인들에 출력하는 복수의 페이지 버퍼들을 포함한다. 또한 각 페이지 버퍼들은 제어부(112)로부터 독출 동작 명령을 수신하면, 이에 따라 메모리 셀 어레이(102)로부터 독출한 데이터를 저장하였다가 Y-디코더(106) 및 IO 버퍼부(114)를 통해 외부로 출력시킨다. The page buffer unit 108 stores data signals received through the IO buffer unit 114 and the Y-decoder 106 under the control of the control unit 112 and is shared by the blocks of the memory cell array 102. A plurality of page buffers are output to the bit lines. In addition, when each page buffer receives a read operation command from the controller 112, the page buffers store data read from the memory cell array 102 and then externally through the Y-decoder 106 and the IO buffer unit 114. Output it.

도 2는 일반적인 메모리 셀 어레이의 구조를 도시한 도면이다.2 illustrates a structure of a general memory cell array.

도 2를 참조하면, 메모리 셀 어레이는 다수의 메모리 셀 블록을 포함하나, 편의상 하나의 메모리 셀 블록이 도시되어 있다. Referring to FIG. 2, a memory cell array includes a plurality of memory cell blocks, but one memory cell block is shown for convenience.

메모리 셀 어레이는 다수의 메모리 셀 블록을 포함하며, 메모리 셀 블록은 각각의 비트라인(BL)에 연결된 다수의 스트링들이 공통 소스라인(CSL)에 병렬로 연 결되어 구성된다. 스트링은 데이터가 저장되는 메모리 셀(MC0~MCn)들과, 비트라인과 메모리 셀 사이에 접속된 드레인 선택 트랜지스터(DST)와, 메모리 셀과 공통 소스라인(CSL) 사이에 접속된 소스 선택 트랜지스터(SST)를 포함하여 이루어진다. 드레인 선택 트랜지스터(DST)들의 게이트가 연결되어 드레인 선택 라인(DSL)이 되고, 소스 선택 트랜지스터(SST)들의 게이트가 연결되어 소스 선택 라인(SSL)이 되고, 서로 다른 스트링에 포함된 메모리 셀들의 게이트가 연결되어 각각의 워드라인(WL0~WLn)이 된다. 도 2에서 보는 바와 같이, 각 워드라인을 페이지(Page)라고 한다. 또한, 이븐(Even) 비트라인(BLe)과 오드(Odd) 비트라인(BLo)이 교대로 셀 스트링들에 각각 연결되어 있다. The memory cell array includes a plurality of memory cell blocks, and a plurality of strings connected to each bit line BL are connected in parallel to a common source line CSL. The string includes memory cells MC0 to MCn in which data is stored, a drain select transistor DST connected between the bit line and the memory cell, and a source select transistor connected between the memory cell and the common source line CSL. SST). Gates of the drain select transistors DST are connected to form a drain select line DSL, gates of the source select transistors SST are connected to form a source select line SSL, and gates of memory cells included in different strings. Are connected to each word line WL0 to WLn. As shown in FIG. 2, each word line is called a page. In addition, the even bit line BLe and the odd bit line BLO are alternately connected to the cell strings, respectively.

도 3은 일반적인 메모리 셀 스트링의 단면도이다. 도 3의 실시예에서는 32개의 메모리 셀(MC0~MC31)이 포함된 실시예이며, 프로그램 동작이 실시될 때 프로그램 전압이 인가되더라도 문턱전압이 변하지 않아야 하는 프로그램 금지 셀을 포함하는 메모리 셀 스트링에 바이어스 전압이 인가되는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 도 3에서 메모리 셀(MC0~MC31)은 플로팅 게이트(FG0~FG31), 컨트롤 게이트(CG0~CG31), 유전체막(미도시) 및 터널 산화막(미도시)을 포함하여 이루어진다. 3 is a cross-sectional view of a typical memory cell string. 3 illustrates an embodiment in which 32 memory cells MC0 to MC31 are included, and a bias is applied to a memory cell string including a program inhibit cell in which a threshold voltage does not change even when a program voltage is applied when a program operation is performed. A case where a voltage is applied will be described. In FIG. 3, the memory cells MC0 to MC31 include floating gates FG0 to FG31, control gates CG0 to CG31, a dielectric film (not shown), and a tunnel oxide film (not shown).

도 3을 참조하면, 소스 선택 트랜지스터(SST)에 연결되는 소스 선택 라인(SSL)에 접지전압을 인가하여 소스 선택 트랜지스터(SST)를 턴 오프시킨다. 드레인 선택 트랜지스터에 연결되는 드레인 선택 라인(DSL)에는 전원전압(VCC)을 인가 하고, 드레인 선택 트랜지스터의 드레인에 연결되는 드레인 전압단(VD)에 비트라인을 통해 전원전압(VCC)을 인가한다. Referring to FIG. 3, a ground voltage is applied to the source select line SSL connected to the source select transistor SST to turn off the source select transistor SST. The power supply voltage VCC is applied to the drain select line DSL connected to the drain select transistor, and the power supply voltage VCC is applied to the drain voltage terminal V D connected to the drain of the drain select transistor through a bit line. .

전체 워드라인에 패스전압(Vpass1)이 인가되고, 이에 따라 메모리 셀(MC0~MC31), 소스 선택 트랜지스터(SST), 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함하는 웰 영역에 채널 영역이 형성된다. 그리고, 선택된 워드라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. 즉, 선택된 워드라인에 연결된 메모리 셀(MC4)에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. The pass voltage Vpass1 is applied to all word lines, thereby forming a channel region in the well region including the memory cells MC0 to MC31, the source select transistor SST, and the drain select transistor DST. The program voltage Vpgm is applied to the selected word line. That is, the program voltage Vpgm is applied to the memory cell MC4 connected to the selected word line.

이때, 전체 워드라인에 패스전압(Vpass1)이 인가됨에 따라, 메모리 셀(MC0~MC31)의 채널 영역은 커플링 현상에 의해 일정크기의 전압으로 부스팅된다. 그래서, 선택된 워드라인에 연결된 메모리 셀(MC4)에 비교적 고전압인 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되더라도 채널 전위와의 차이가 크지 않기 때문에 전하 터널링이 발생하지 않게 된다. 따라서 선택된 워드라인에 연결된 메모리 셀(MC4)의 문턱전압이 변하는 것을 방지할 수 있다. At this time, as the pass voltage Vpass1 is applied to all word lines, the channel region of the memory cells MC0 to MC31 is boosted to a voltage of a predetermined size by a coupling phenomenon. Thus, even when a relatively high voltage program voltage Vpgm is applied to the memory cell MC4 connected to the selected word line, charge tunneling does not occur because the difference between the channel potential is not large. Accordingly, it is possible to prevent the threshold voltage of the memory cell MC4 connected to the selected word line from changing.

이때, 소스 선택 트랜지스터(SST)는 오프상태이고 채널이 형성되어 있지 않은 상태이다. 즉, 소스 선택 트랜지스터(SST)의 채널 영역과 접합영역의 계면(A)에서는 채널 영역 간의 전압 차이에 의하여 핫 캐리어가 발생하는 GIDL(Gate Induced Drain Leakage) 현상이 일어난다. 이에 따라, 핫 캐리어가 소스 선택 트랜지스터(SST)에 인접한 제1메모리 셀(MC1)의 플로팅 게이트(FG0)로 주입되고, 제1메모리 셀(MC1)의 문턱전압이 상승하여 페일(Fail)이 발생하게 된다. At this time, the source select transistor SST is in an off state and no channel is formed. That is, in the interface A between the channel region and the junction region of the source select transistor SST, a gate induced drain leakage (GIDL) phenomenon occurs in which hot carrier occurs due to a voltage difference between the channel regions. Accordingly, the hot carrier is injected into the floating gate FG0 of the first memory cell MC1 adjacent to the source select transistor SST, and the threshold voltage of the first memory cell MC1 increases to cause a fail. Done.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 방법을 설명하기 위한 메모리 셀 스트링의 단면도이다. 도 4의 실시예에서는 32개의 메모리 셀(MC0~MC31)이 포함된 실시예이며, 프로그램 동작이 실시될 때 프로그램 금지 셀을 포함하는 메모리 셀 스트링에 바이어스 전압이 인가되는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 도 4에서 메모리 셀(MC0~MC31)은 플로팅 게이트(FG0~FG31)와 컨트롤 게이트(CG0~CG31)를 포함하여 이루어진다. 4 is a cross-sectional view of a memory cell string for explaining an operating method according to an exemplary embodiment. 4 illustrates an example in which 32 memory cells MC0 to MC31 are included, and a bias voltage is applied to a memory cell string including a program inhibiting cell when a program operation is performed. . In FIG. 4, the memory cells MC0 to MC31 include floating gates FG0 to FG31 and control gates CG0 to CG31.

도 4를 참조하면, 소스 선택 트랜지스터(SST)에 연결되는 소스 선택 라인(SSL)에 접지전압을 인가하여 소스 선택 트랜지스터(SST)를 턴 오프시킨다. 드레인 선택 트랜지스터에 연결되는 드레인 선택 라인(DSL)에는 전원전압(VCC)을 인가하고, 드레인 선택 트랜지스터의 드레인에 연결되는 드레인 전압단(VD)에 전원전압(VCC)을 인가한다. Referring to FIG. 4, a ground voltage is applied to the source select line SSL connected to the source select transistor SST to turn off the source select transistor SST. The power supply voltage VCC is applied to the drain select line DSL connected to the drain select transistor, and the power supply voltage VCC is applied to the drain voltage terminal V D connected to the drain of the drain select transistor.

소스 선택 트랜지스터(SST)에 인접한 제1메모리 셀(MC0)에 연결되는 제1워드라인에 제1전압(Vpass2)을 인가하고, 제1메모리 셀(MC0)에 인접한 제2 메모리 셀(MC1)에 연결되는 제2워드라인에 제2전압(Vpass3)을 인가하고, 제2메모리 셀(MC1)에 인접한 제3 메모리 셀(MC2)에 제3전압(Vpass4)을 인가하고, 나머지 메모리 셀에 패스전압(Vpass1)을 인가한다. 그리고, 선택된 워드라인에 프로그램 전압(Vpgm)을 인가한다. 즉, 선택된 워드라인에 연결된 메모리 셀(MC4)에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. The first voltage Vpass2 is applied to a first word line connected to the first memory cell MC0 adjacent to the source select transistor SST, and is applied to the second memory cell MC1 adjacent to the first memory cell MC0. The second voltage Vpass3 is applied to the second word line to be connected, the third voltage Vpass4 is applied to the third memory cell MC2 adjacent to the second memory cell MC1, and the pass voltage is applied to the remaining memory cells. Apply (Vpass1). The program voltage Vpgm is applied to the selected word line. That is, the program voltage Vpgm is applied to the memory cell MC4 connected to the selected word line.

이때, 제2전압(Vpass3)은 제2메모리 셀(MC1)의 채널이 오프되도록 하는 전압이다. 따라서, 본 발명에서는 제2메모리 셀(MC1)을 기준으로 제1채널(채널1)과 제2채널(채널2)의 2개의 채널이 형성된다. 그리고, 패스전압(Vpass1) 보다 낮은 제1전압(Vpass2)을 제1워드라인에 인가하여 채널 부스팅이 발생하더라도 제2채널(채널2)의 전위가 제1채널(채널1)의 전위보다 낮아지도록 한다. 따라서, 본 발명에서는 소스 선택 트랜지스터(SST)와 제1워드라인(WL1)의 전위차가 크기 않기 때문에 소스 선택 트랜지스터(SST)에서 GIDL 현상이 발생하지 않고, 이에 따라 제1메모리 셀(MC0)의 플로팅 게이트(FG0)에 전하가 주입되는 것을 방지할 수 있다. In this case, the second voltage Vpass3 is a voltage for turning off the channel of the second memory cell MC1. Therefore, in the present invention, two channels, a first channel (channel 1) and a second channel (channel 2), are formed on the basis of the second memory cell MC1. The first voltage Vpass2 lower than the pass voltage Vpass1 is applied to the first word line so that the potential of the second channel (channel 2) is lower than that of the first channel (channel 1) even when channel boosting occurs. do. Therefore, in the present invention, since the potential difference between the source select transistor SST and the first word line WL1 is not large, the GIDL phenomenon does not occur in the source select transistor SST. Accordingly, the first memory cell MC0 is floated. Injecting charge into the gate FG0 can be prevented.

한편, 제3메모리 셀(MC2)에서도 제1메모리 셀(MC0)의 경우와 마찬가지로, 채널이 오프되어 있는 인접한 제2메모리 셀(MC1)로부터 HCI 현상에 의한 전하가 주입될 수 있다. 따라서, 제3메모리 셀(MC2)에 연결되는 제3워드라인에 제3전압(Vpass4)을 인가하여 제3메모리 셀(MC2)의 플로팅 게이트(FG2)에 전하가 주입되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에서 제3전압(Vpass4)은 패스전압(Vpass1)보다 낮고 제2전압(Vpass3)보다 높은 전압인 것이 바람직하다. 이처럼 제3워드라인에는 패스전압(Vpass1)보다 낮은 전압인 제3전압(Vpass4)이 인가되기 때문에, 제3전압과 제1채널(채널1)간의 전압차가 상대적으로 작다. 따라서, 제3메모리 셀(MC2)의 플로팅 게이트 영역(FG2)에 핫 캐리어가 주입되는 현상을 방지할 수 있다. On the other hand, similarly to the case of the first memory cell MC0, the third memory cell MC2 may be charged with an HCI phenomenon from the adjacent second memory cell MC1 with the channel turned off. Therefore, the third voltage Vpass4 may be applied to the third word line connected to the third memory cell MC2 to prevent the charge from being injected into the floating gate FG2 of the third memory cell MC2. In the present invention, the third voltage Vpass4 is preferably lower than the pass voltage Vpass1 and higher than the second voltage Vpass3. As such, since the third voltage Vpass4 that is lower than the pass voltage Vpass1 is applied to the third word line, the voltage difference between the third voltage and the first channel (channel 1) is relatively small. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon in which hot carriers are injected into the floating gate region FG2 of the third memory cell MC2.

이제 구체적인 바이어스 전압이 인가된 타이밍도를 참조하여 본 발명의 동작 방법을 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 바이어스의 타이밍도이다.Now, a method of operating the present invention will be described with reference to a timing diagram to which a specific bias voltage is applied. 5 is a timing diagram of a voltage bias according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, T1구간에서 각 워드라인에 전압이 인가되기 시작하고, T2구간에서 각 워드라인 별로 다른 전압이 인가된다. 즉, 패스 전압(Vpass1)은 9V, 제1전압(Vpass2)은 7V, 제2전압(Vpass3)은 3V, 제3전압(Vpass4)은 5V이다. T3구간에서는 선택된 워드라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. 프로그램 전압(Vpgm)은 23V이다. 도 5의 실시예에서 설정된 바이어스 전압값은 일 실시예에 불과하며, 실시예에 따라 다양하게 바이어스 전압값을 설정하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 패스 전압(Vpass1)은 8V 내지 10V의 전압범위 내에서 설정될 수 있고, 제1전압(Vpass2)은 4V 내지 7V의 전압범위 내에서 설정될 수 있고, 제2전압(Vpass3)은 0V 내지 3V의 전압범위 내에서 설정될 수 있고, 제3전압(Vpass4)은 4.5V 내지 5.5V의 전압범위 내에서 설정될 수 있다. Referring to FIG. 5, a voltage is applied to each word line in a T1 section, and a different voltage is applied to each word line in a T2 section. That is, the pass voltage Vpass1 is 9V, the first voltage Vpass2 is 7V, the second voltage Vpass3 is 3V, and the third voltage Vpass4 is 5V. In the T3 section, the program voltage Vpgm is applied to the selected word line. The program voltage Vpgm is 23V. The bias voltage value set in the embodiment of FIG. 5 is just one embodiment, and may be implemented by variously setting the bias voltage value according to the embodiment. For example, the pass voltage Vpass1 may be set within a voltage range of 8V to 10V, the first voltage Vpass2 may be set within a voltage range of 4V to 7V, and the second voltage Vpass3 may be set. The third voltage Vpass4 may be set within a voltage range of 0V to 3V, and the third voltage Vpass4 may be set within a voltage range of 4.5V to 5.5V.

이처럼, 제1메모리 셀(MC0)에 연결된 제1워드라인에는 패스전압(Vpass1)인 9V보다 낮은 전압인 7V의 제1전압(Vpass2)가 인가되어 상대적으로 낮은 채널 전위를 갖게 되고, 따라서 소스 선택 트랜지스터(SST)의 정션영역에서 발생할 수 있는 GIDL 현상을 방지할 수 있다. 또한, 제2메모리 셀(MC1)에 연결된 제2워드라인에는 제2메모리 셀(MC1)의 채널을 오프시킬 수 있는 전압인 3V의 제2전압이 인가된다. 그리고, 제3메모리 셀(MC2)에 연결된 제3워드라인에는 패스 전압(Vpass1)보다 낮고 제2전압(Vpass3)보다 높은 5V의 제3전압(Vpass4)이 인가되어 채널 영역의 전위가 낮아지도록 하여 제3메모리 셀(MC2)의 플로팅 게이트(FG2)에 전하가 주입되어 문턱전압이 상승하는 것을 방지한다. As such, the first word line connected to the first memory cell MC0 is applied with a first voltage Vpass2 of 7V, which is lower than 9V, which is a pass voltage Vpass1, and thus has a relatively low channel potential. The GIDL phenomenon that may occur in the junction region of the transistor SST can be prevented. In addition, a second voltage of 3 V, which is a voltage for turning off a channel of the second memory cell MC1, is applied to the second word line connected to the second memory cell MC1. In addition, a third voltage Vpass4 of 5V lower than the pass voltage Vpass1 and higher than the second voltage Vpass3 is applied to the third word line connected to the third memory cell MC2 to lower the potential of the channel region. Charge is injected into the floating gate FG2 of the third memory cell MC2 to prevent the threshold voltage from rising.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실 시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.While the invention has been described using some preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the rights set forth in the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a memory cell array according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 메모리 셀 스트링의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a memory cell string.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 스트링의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a memory cell string in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 바이어스의 타이밍도이다.5 is a timing diagram of a voltage bias according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

102 메모리 셀 어레이 104 X-디코더102 Memory Cell Array 104 X-Decoder

106 Y-디코더 108 페이지 버퍼106 Y-decoder 108 page buffer

110 고전압 발생부 112 제어부110 High voltage generator 112 Control unit

114 IO 버퍼부 100 불휘발성 메모리 장치114 IO buffer unit 100 Nonvolatile memory device

Claims (10)

직렬로 연결된 다수의 메모리 셀들, 메모리 셀과 비트라인 사이에 연결된 드레인 선택 트랜지스터, 메모리 셀과 공통 소스 라인 사이에 연결된 소스 선택 트랜지스터를 포함하는 메모리 셀 어레이가 제공되는 단계;Providing a memory cell array comprising a plurality of memory cells connected in series, a drain select transistor connected between the memory cell and the bit line, and a source select transistor connected between the memory cell and the common source line; 상기 메모리 셀들의 채널 영역을 프리차지시키는 단계;Precharging a channel region of the memory cells; 상기 소스 선택 트랜지스터에 인접한 제1메모리 셀에 연결되는 제1워드라인에 패스전압보다 낮은 제1전압을 인가하고, 상기 제1메모리 셀에 인접한 제2 메모리 셀에 연결되는 제2워드라인에 상기 제1전압보다 낮은 제2전압을 인가하고, 나머지 워드라인에 상기 패스전압을 인가하는 단계; 및A first voltage lower than a pass voltage is applied to a first word line connected to a first memory cell adjacent to the source select transistor, and the second word line is connected to a second word cell connected to a second memory cell adjacent to the first memory cell. Applying a second voltage lower than one voltage and applying the pass voltage to the remaining word lines; And 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하는 단계Applying a program voltage to the selected word line 를 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.Method of operating a nonvolatile memory device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메모리 셀들의 채널 영역을 프리차지시키는 단계는,Precharging the channel region of the memory cells, 상기 소스 선택 트랜지스터의 게이트에 연결되는 소스 선택 라인에 접지전압을 인가하고, 상기 드레인 선택 트랜지스터의 게이트에 연결되는 드레인 선택 라인에 전원전압을 인가하는 단계; 및Applying a ground voltage to a source select line connected to the gate of the source select transistor and applying a power supply voltage to a drain select line connected to the gate of the drain select transistor; And 상기 드레인 선택 트랜지스터를 통하여 프로그램될 메모리 셀에 연결되는 비트라인에 접지전압을 인가하고, 상기 드레인 선택 트랜지스터를 통하여 프로그램 금지될 메모리 셀에 연결되는 비트라인에 전원전압을 인가하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.Applying a ground voltage to a bit line connected to the memory cell to be programmed through the drain select transistor, and applying a power supply voltage to the bit line connected to the memory cell to be prohibited through the drain select transistor; How the memory device works. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2전압은 상기 제2메모리 셀의 채널이 오프되도록 하는 전압인 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And wherein the second voltage is a voltage at which a channel of the second memory cell is turned off. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2메모리 셀에 인접한 제3메모리 셀에 연결되는 제3워드라인에 상기 제1전압보다 낮고 상기 제2전압보다 높은 제3전압을 인가하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And applying a third voltage lower than the first voltage and higher than the second voltage to a third word line connected to a third memory cell adjacent to the second memory cell. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1전압은 4V 내지 7V의 전압 범위 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And the first voltage is set within a voltage range of 4V to 7V. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2전압은 0V 내지 3V의 전압 범위 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And the second voltage is set within a voltage range of 0V to 3V. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패스전압은 8V 내지 10V의 전압 범위 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And the pass voltage is set within a voltage range of 8V to 10V. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제3전압은 4.5V 내지 5.5V의 전압 범위 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And the third voltage is set within a voltage range of 4.5V to 5.5V. 직렬로 연결된 다수의 메모리 셀들, 메모리 셀과 비트라인 사이에 연결된 드레인 선택 트랜지스터, 메모리 셀과 공통 소스 라인 사이에 연결된 소스 선택 트랜지스터로 구성되는 셀 스트링들이 포함되는 메모리 셀 어레이가 제공되는 단계;Providing a memory cell array including a cell string comprising a plurality of memory cells connected in series, a drain select transistor connected between the memory cell and the bit line, and a source select transistor connected between the memory cell and the common source line; 상기 메모리 셀들 중, 상기 소스 선택 트랜지스터로부터 5번째 떨어진 메모리 셀들에 대한 프로그램 명령이 입력되는 단계;Inputting a program command for memory cells fifth from the source select transistor among the memory cells; 상기 메모리 셀들의 채널 영역을 프리차지시키는 단계; 및Precharging a channel region of the memory cells; And 상기 소스 선택 트랜지스터에 인접한 제 1 내지 제 4 메모리 셀에 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 워드라인에 각각 제 1 내지 제 4 패스전압을 인가하고, 상기 프로그램을 위해 선택되는 메모리 셀에 연결되는 제5 워드라인에 프로그램 전압을 인가한 후, 나머지 메모리 셀에 연결되는 워드라인들에 상기 제 4 패스전압을 인가하여 프로그램을 수행하는 단계A fifth to fourth pass voltage applied to first to fourth word lines respectively connected to first to fourth memory cells adjacent to the source select transistor, and a fifth to a memory cell selected for the program. Applying a program voltage to a word line, and then applying the fourth pass voltage to word lines connected to the remaining memory cells to perform a program 를 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.Method of operating a nonvolatile memory device comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 패스전압은 상기 제 2 패스전압보다 높은 전압이고, The first pass voltage is a voltage higher than the second pass voltage, 상기 제 3 패스전압은 상기 제 2 패스전압보다 높은 전압이고,The third pass voltage is higher than the second pass voltage, 상기 제 1 패스전압은 상기 제 3 패스전압보다 높은 전압이며,The first pass voltage is higher than the third pass voltage, 상기 제 4 패스전압은 상기 제 1 패스전압보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.And the fourth pass voltage is higher than the first pass voltage.
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