KR101093625B1 - Non-volatile memory and virtual negative read operatin method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A non-volatile memory and a virtual negative read operation method of the same are provided to prevent a malfunction due to noise by determining whether a sensing node discharge unit is operated or not according to the voltage level of a sensing node. CONSTITUTION: In a non-volatile memory and a virtual negative read operation method of the same, a plurality of memory cells are serially connected to a cell string(200). A bit line(BL) is connected to the cell string. A connection part(210) electrically interlinks the bit line and the sensing node. A page buffer(220) senses the voltage of the sensing node. A discharge unit(230) discharges the voltage of the sensing node before sensing the voltage of the sensing node in a pager buffer. The discharge unit discharges the voltage of the sensing node.

Description

비휘발성 메모리 및 이의 버추얼 네가티브 리드 동작방법{NON-VOLATILE MEMORY AND VIRTUAL NEGATIVE READ OPERATIN METHOD OF THE SAME}Non-Volatile Memory and Virtual Negative Read Operation {NON-VOLATILE MEMORY AND VIRTUAL NEGATIVE READ OPERATIN METHOD OF THE SAME}

본 발명은 비휘발성 메모리 및 이의 버추얼 네가티드 리드(virtual negative read) 동작방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nonvolatile memory and its virtual negative read operation method.

메모리장치는 전원공급 차단시 데이터의 유지 여부에 따라 휘발성 메모리 장치와 비휘발성 메모리장치로 나누어진다. 휘발성 메모리장치는 전원공급 차단시 데이터가 소멸되는 메모리장치로서, 디램 및 에스램이 이에 속한다. 비휘발성 메모리장치는 전원공급이 차단되더라도 저장된 데이터가 그대로 유지되는 메모리장치로서, 플래쉬가 이에 속한다.The memory device is divided into a volatile memory device and a nonvolatile memory device according to whether data is maintained when the power supply is cut off. Volatile memory devices are memory devices in which data is destroyed when a power supply is cut off, and DRAM and SRAM are examples thereof. A nonvolatile memory device is a memory device in which stored data is retained even when a power supply is cut off, and a flash belongs to the nonvolatile memory device.

비휘발성 메모리는 플로팅 게이트를 포함하는 트랜지스터로 구성되는 메모리 셀의 문턱전압에 따라 데이터 값을 판별한다. 메모리 셀의 데이터를 판별하기 위해 사용되는 전압이 음전압인 경우(즉, 메모리 셀이 음전압으로 프로그램된 경우)에는 음전압을 기준으로 사용해서 리드 및 검증동작을 수행해야 하지만, 음전압은 비휘발성 메모리 칩 내에서 자체적으로 만들어 사용해야 하기에, 음전압의 사용은 많은 전류의 소모를 발생시킨다. 따라서 음전압을 사용하지 않고도, 음전압으로 프로그램된 메모리 셀의 데이터를 판독 가능하게 하는, 버추얼 네가티브 리드 동작이 사용되고 있다.
The nonvolatile memory determines a data value according to a threshold voltage of a memory cell composed of a transistor including a floating gate. If the voltage used to determine the data of a memory cell is a negative voltage (ie, the memory cell is programmed with a negative voltage), read and verify operations should be performed using the negative voltage as a reference, but the negative voltage is non- The use of negative voltages generates a great deal of current because they must be made and used in-house in volatile memory chips. Therefore, a virtual negative read operation is used, which makes it possible to read data of a memory cell programmed with a negative voltage without using a negative voltage.

도 1은 종래의 비휘발성 메모리의 구성도인데, 도 1과 함께 종래의 버추얼 네가티브 리드 동작에 대해 알아보기로 한다.FIG. 1 is a block diagram of a conventional nonvolatile memory. Referring to FIG. 1, a conventional virtual negative read operation will be described.

도 1에 도시된 바와 같이, 비휘발성 메모리는, 셀스트링(100), 프리차지부(101), 비트라인(BL), 연결부(110), 페이지버퍼(120), 디스차지부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the nonvolatile memory includes a cell string 100, a precharge unit 101, a bit line BL, a connection unit 110, a page buffer 120, and a discharge unit 130. Include.

버추얼 네가티브 리드 동작시에 먼저 비트라인(BL)이 프리차지 되는데, 프리치지 동작은 프리차지부(101)가 턴온되어 센싱노드(SO)의 전압을 높은 레벨로 만들고, 연결부(110)가 턴온되어 센싱노드(SO)의 전압이 비트라인(BL)으로 전달되는 과정으로 이루어진다. 버추얼 네가티브 리드 동작시 비트라인(BL)의 프리차지 레벨은 (노멀 리드 동작시의 프리차지 전압)+VNR(Virtual Negative read 바이어스의 절대값)이다. 이와 같이 노멀 리드 동작보다 높은 프리차지 전압의 인가는 연결부(110)에 인가되는 전압(PBSENSE)을 V1+VNR로 제어함으로써 이루어질 수 있다. 여기서 V1은 노멀 리드 동작시에 비트라인(BL)을 프리차지하기 위해 연결부(110)에 인가되는 전압의 레벨이다.In the virtual negative read operation, the bit line BL is first precharged. In the precharge operation, the precharge unit 101 is turned on to make the voltage of the sensing node SO at a high level, and the connection unit 110 is turned on. The voltage of the sensing node SO is transferred to the bit line BL. The precharge level of the bit line BL in the virtual negative read operation is (the precharge voltage in the normal read operation) + VNR (absolute value of the virtual negative read bias). As described above, the application of the precharge voltage higher than the normal read operation may be performed by controlling the voltage PBSENSE applied to the connection unit 110 to V1 + VNR. Here, V1 is the level of the voltage applied to the connection unit 110 to precharge the bit line BL during the normal read operation.

비트라인(BL)의 프리차지 이후에, 셀스트링(100)의 드레인 선택 라인(DSL)과 소스 선택 라인(SSL)에는 VCC+VNR전압이 인가되고, 선택이안된 워드라인들(UNSEL WL: 리드 대상이 아닌 워드라인들)에는 VPASS+VNR이 인가된다. 그리고 소스 라인(SL)에는 VNR이 인가되고, 선택된 워드라인(SEL WL: 리드 대상 워드라인)에는 0V가 인가된다. 즉, 버추얼 네가티브 리드 동작시에는 선택된 워드라인(SEL WL) 이외의 모든 라인에 노멀 리드 동작시보다 VNR만큼 높은 전압이 인가되어, 상대적으로 선택된 워드라인(SEL WL)에 -VNR의 전압이 인가된 것과 동일한 효과를 유발한다. 셀스트링(100)에 상기와 같은 전압들이 인가된 이후에는 선택된 워드라인(SEL_WL)에 대응되는 메모리 셀에 저장된 데이터에 따라 비트라인의 전압 레벨이 유지되거나, 하강한다.After the precharge of the bit line BL, a VCC + VNR voltage is applied to the drain select line DSL and the source select line SSL of the cell string 100, and unselected word lines UNSEL WL are read. VPASS + VNR is applied to word lines that are not targets. VNR is applied to the source line SL, and 0V is applied to the selected word line SEL WL. That is, in the virtual negative read operation, a voltage higher than VNR is applied to all lines other than the selected word line SEL WL, so that a voltage of -VNR is applied to the relatively selected word line SEL WL. Cause the same effect as After the voltages are applied to the cell string 100, the voltage level of the bit line is maintained or decreased according to data stored in the memory cell corresponding to the selected word line SEL_WL.

이후에, 연결부(110)가 턴온되어 비트라인(BL)과 센싱노드(SO) 사이에 전하 공유가 일어난다. 연결부(110)의 턴온시에 연결부에 인가되는 전압(PBSENSE) 레벨은 V2+VNR으로 제어된다. 여기서 V2는 노멀 리드 동작시에 비트라인(BL)의 전압 레벨을 센싱노드(SO)로 전달하기 위해 연결부(110)에 인가되는 전압 레벨이다.Afterwards, the connection unit 110 is turned on so that charge sharing occurs between the bit line BL and the sensing node SO. When the connection unit 110 is turned on, the voltage PBSENSE level applied to the connection unit is controlled by V2 + VNR. Here, V2 is a voltage level applied to the connection unit 110 to transfer the voltage level of the bit line BL to the sensing node SO during the normal read operation.

이제, 페이지버퍼(120)를 통해 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 센싱하여야 하는데, 버추얼 네가티브 리드 동작시에는 선택된 비트라인(BL)에 대응되는 메모리 셀의 데이터가 무엇이던지 간에 센싱노드(SO)의 전압레벨이 높은값을 가진다. 왜냐하면, 버추얼 네가티브 리드 동작시에는 선택된 워드라인(SEL WL)에 인가되는 전압 이외의 모든 전압이 기존의 전압+VNR의 레벨을 갖기 때문이다. 따라서 페이지버퍼(120)가 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 감지하기 이전에, 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 낮추어주는 동작이 필요하다. 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 낮추어주는 동작은 디스차지부(130)에 의해서 수행된다. 디스차지부(130)는 캐패시터(트랜지스터의 게이트 캡을 이용한 캐패시터)로 구성되며, 디스차지부(130)의 KICK 단자에는 전원전압(VCC)이 인가되어 있다가 접지전압이 인가되는데, 그 결과 센싱노드(SO)의 전압레벨이 떨어지게 된다.Now, the voltage level of the sensing node SO should be sensed through the page buffer 120. In the virtual negative read operation, the sensing node SO may be used regardless of the data of the memory cell corresponding to the selected bit line BL. Has a high voltage level. This is because, in the virtual negative read operation, all voltages other than the voltage applied to the selected word line SEL WL have the level of the existing voltage + VNR. Therefore, before the page buffer 120 senses the voltage level of the sensing node SO, an operation of lowering the voltage level of the sensing node SO is required. The operation of lowering the voltage level of the sensing node SO is performed by the discharge unit 130. The discharge unit 130 is composed of a capacitor (capacitor using the gate cap of the transistor), the power supply voltage (VCC) is applied to the KICK terminal of the discharge unit 130, the ground voltage is applied, as a result The voltage level of the node SO drops.

이제 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 노멀 리드 동작시만큼의 레벨로 떨어지면 페이지버퍼(120)의 SET 단자에 전원전압(VCC)이 인가되고, 그 결과 센싱노드(SO)의 전압 레벨에 따라 페이지버퍼(120)의 래치(121)에 데이터가 저장된다.
When the voltage level of the sensing node SO drops to the same level as in the normal read operation, the power supply voltage VCC is applied to the SET terminal of the page buffer 120, and as a result, the page according to the voltage level of the sensing node SO is applied. Data is stored in the latch 121 of the buffer 120.

상기한 종래기술에 따르면, 버추얼 네가티브 리드 동작시에 페이지 버퍼(120)의 센싱동작 전에 센싱노드(SO)의 전압을 강하시키기 위해 캐패시터(130)가 사용된다. 그런데, 캐패시터(130)를 사용하여 센싱노드(SO)의 전압을 떨어뜨리는 경우에는, 센싱노드(SO)의 전압 레벨에 따라 커플링 비율(coupling ratio)이 달라져 전압강하의 양에 차이가 있게 되고, 그 결과 다량의 센싱 노이즈(sensing noise)를 유발한다는 문제점이 있다.
According to the above-described prior art, the capacitor 130 is used to drop the voltage of the sensing node SO before the sensing operation of the page buffer 120 in the virtual negative read operation. However, when the voltage of the sensing node SO is dropped by using the capacitor 130, the coupling ratio is changed according to the voltage level of the sensing node SO, thereby causing a difference in the amount of voltage drop. As a result, there is a problem of causing a large amount of sensing noise.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 버추얼 네가티브 리드 동작시에, 센싱노드의 전압을 떨어뜨리는 과정에서 발생하는 센싱 노이즈를 제거하고자 하는데, 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is intended to remove sensing noise generated in a process of dropping a voltage of a sensing node during a virtual negative read operation.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 메모리는, 다수의 메모리 셀이 직렬로 연결되는 셀스트링; 상기 셀스트링에 연결된 비트라인; 상기 비트라인과 센싱노드를 전기적으로 연결하기 위한 연결부; 상기 센싱노드의 전압을 감지하기 위한 페이지버퍼; 및 상기 페이지버퍼의 상기 센싱노드 전압 감지동작 전에, 상기 센싱노드의 전압 레벨에 응답하여 상기 센싱노드의 전압을 디스차지하는 디스차지부를 포함한다.In order to achieve the above object, a nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, the cell string is a plurality of memory cells connected in series; A bit line coupled to the cell string; A connection unit for electrically connecting the bit line and the sensing node; A page buffer for sensing the voltage of the sensing node; And a discharge unit configured to discharge the voltage of the sensing node in response to a voltage level of the sensing node before the sensing node voltage sensing operation of the page buffer.

상기 디스차지부는 버추얼 네가티브 동작시에 활성화되는 것을 특징으로 할 수 있다.The discharge unit may be activated during a virtual negative operation.

상기 디스차지부는 상기 센싱노드의 전압이 높으면 상기 센싱노드를 논리 '로우'의 레벨로 디스차지하고, 상기 센싱노드의 전압이 낮으면 상기 센싱노드를 논리 '하이'의 레벨로 유지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.The discharge unit discharges the sensing node to a logic 'low' level when the voltage of the sensing node is high, and maintains the sensing node at a logic 'high' level when the voltage of the sensing node is low. Can be.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 메모리의 버추얼 네가티브 리드 동작방법은, 셀스트링에 연결된 비트라인이 버추얼 네가티브 리드 프리차지 전압으로 프리차지되는 단계; 상기 셀스트링에 버추얼 네가티브 바이어스가 인가되는 단계; 상기 셀스트링과 센싱노드가 차지 쉐어링되는 단계; 상기 센싱노드의 전압에 응답하여 상기 센싱노드가 디스차지되는 단계; 및 상기 센싱노드의 전압이 감지되는 단계를 포함한다.In addition, the virtual negative read operation method of the nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, the bit line connected to the cell string is precharged with a virtual negative read precharge voltage; Applying a virtual negative bias to the cellstring; Charge sharing of the cell string and the sensing node; Discharging the sensing node in response to the voltage of the sensing node; And sensing the voltage of the sensing node.

상기 디스차지하는 단계는 상기 센싱노드의 전압이 높으면 상기 센싱노드를 논리 '로우'레벨로 디스차지하고, 상기 센싱노드의 전압이 낮으면 상기 센싱노드를 논리 '하이'레벨로 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
The discharging may include discharging the sensing node to a logic 'low' level when the voltage of the sensing node is high, and maintaining the sensing node at a logic 'high' level when the voltage of the sensing node is low. have.

본 발명에 따르면, 센싱노드의 전압 레벨에 따라 센싱노드 디스차지부의 디스차지동작의 여부가 결정된다.According to the present invention, whether the discharge operation of the sensing node discharge unit is determined according to the voltage level of the sensing node.

따라서, 센싱노드의 전압 센싱 전에 센싱노드의 전압이 강하되는 과정에서 노이즈 등에 의한 오동작을 방지한다.
Therefore, a malfunction due to noise or the like is prevented in the process of dropping the voltage of the sensing node before sensing the voltage of the sensing node.

도 1은 종래의 비휘발성 메모리의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리의 일실시예 구성도.
1 is a block diagram of a conventional nonvolatile memory.
2 is a block diagram of an embodiment of a nonvolatile memory according to the present invention;

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an embodiment of a nonvolatile memory according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 비휘발성 메모리는, 다수의 메모리 셀이 직렬로 연결되는 셀스트링(200); 셀스트링(200)에 연결된 비트라인(BL); 비트라인(BL)과 센싱노드(SO)를 전기적으로 연결하기 위한 연결부(210); 프리차지 동작시에 센싱노드의 전압을 높이기 위한 프리차지부(201); 센싱노드(SO)의 전압을 감지하기 위한 페이지버퍼(220); 및 페이지버퍼(220)의 센싱노드(SO) 전압 감지동작 전에, 센싱노드(SO)의 전압 레벨에 응답하여 센싱노드(SO)의 전압을 디스차지하는 디스차지부(230)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the nonvolatile memory includes: a cell string 200 in which a plurality of memory cells are connected in series; A bit line BL connected to the cell string 200; A connection unit 210 for electrically connecting the bit line BL and the sensing node SO; A precharge unit 201 for increasing the voltage of the sensing node during the precharge operation; A page buffer 220 for sensing a voltage of the sensing node SO; And a discharge unit 230 for discharging the voltage of the sensing node SO in response to the voltage level of the sensing node SO before the sensing operation of the sensing voltage of the page buffer 220.

페이지버퍼(220)의 래치(221)는 센싱노드(SO)로부터 감지된 데이터를 저장하기 위한 구성이며, MTRAN_N신호를 인가받는 트랜지스터와 MTRAN 신호를 인가받는 트랜지스터는 래치(221)에 저장된 데이터를 센싱노드(SO) 또는 다른 페이지버퍼(도면에 미도시)로 전달하기 위한 트랜지스터이다. 또한, RST 신호를 인가받는 트랜지스터와 SET 신호를 인가받는 트랜지스터는 센싱노드(SO)의 전압에 따라 래치(221)에 데이터를 전달하기 위한 구성이다.The latch 221 of the page buffer 220 is configured to store data sensed by the sensing node SO, and a transistor to which the MTRAN_N signal is applied and a transistor to which the MTRAN signal is applied sense the data stored in the latch 221. It is a transistor for transferring to a node SO or another page buffer (not shown). In addition, the transistor receiving the RST signal and the transistor receiving the SET signal are configured to transfer data to the latch 221 according to the voltage of the sensing node SO.

디스차지부(230)는 버추얼 네가티브 리드 동작시 페이지버퍼(220)의 센싱동작 이전에 활성화되며, 센싱노드(SO)의 전압에 응답하여 센싱노드(SO)의 전압을 디스차지한다. 이러한 디스차지부(230)는 디스차지 활성화 신호(SOTRAN)에 응답하여 센싱노드(SO)의 전압을 제1노드(A)로 전달하는 제1트랜지스터(231); 제1노드(A)의 전압에 응답하여 제2노드(B)를 풀업 구동하는 제2트랜지스터(232); 제2노드(B)의 전압에 응답하여 센싱노드(SO)를 풀다운 구동하는 제3트랜지스터(234); 제2노드(B)에 연결된 캐패시터(233); 바이어스 전압(TTRAN)에 응답하여 센싱노드(SO)로부터 제3트랜지스터(234)로 전달되는 전류의 양을 조절하기 위한 제4트랜지스터(235); TSET 신호에 응답하여 제2노드(B)의 전압 레벨을 초기화하기 위한 제5트랜지스터(236)를 포함하여 구성될 수 있다.The discharge unit 230 is activated before the sensing operation of the page buffer 220 in the virtual negative read operation, and discharges the voltage of the sensing node SO in response to the voltage of the sensing node SO. The discharge unit 230 may include a first transistor 231 transferring a voltage of the sensing node SO to the first node A in response to the discharge activation signal SOTRAN; A second transistor 232 that pulls up the second node B in response to a voltage of the first node A; A third transistor 234 that pulls down the sensing node SO in response to the voltage of the second node B; A capacitor 233 connected to the second node B; A fourth transistor 235 for adjusting an amount of current transferred from the sensing node SO to the third transistor 234 in response to the bias voltage TTRAN; And a fifth transistor 236 for initializing the voltage level of the second node B in response to the TSET signal.

이제 각 단계를 나누어 본 발명에 따른 버추얼 네가티브 리드 동작에 대해 알아보기로 한다.Now, each step will be divided into a virtual negative read operation according to the present invention.

(1) 비트라인(BL) 프리차지 동작(1) Bit line BL precharge operation

먼저, 비트라인(BL)을 프리차지 하기 위해 프리차지 신호(PRE)가 활성화되고 프리차지부(201)가 턴온된다. 그러면, 센싱노드(SO)의 전압 레벨은 전원전압(VCC)의 레벨이 된다. 이후에 센싱노드(SO)의 전압을 비트라인(BL)으로 전달하기 위해 연결부(210)를 구성하는 트랜지스터의 게이트(PBSENSE)에 V1+VNR의 전압이 인가되고, 그 결과 비트라인(BL)이 프리차지 된다. 여기서 V1은 노멀 리드 동작시에 비트라인(BL)을 프리차지하기 위해 연결부(210)에 인가되는 전압의 레벨이며, VNR은 버추얼 네가티브 리드(Virtual Negative Read) 바이어스의 절대값이다. 연결부(210)를 구성하는 트랜지스터의 게이트(PBSENSE)에 V1+VNR의 전압이 인가되므로, 비트라인(BL)은 (노멀 리드 동작시의 프리차지 레벨)+VNR로 프리차지 된다. 일반적으로, 노멀 리드 동작시에 비트라인(BL)은 1.3V 정도의 레벨로 프리차지 되는데, 만약 VNR이 1V라면, 버추얼 네가티브 리드 동작시에 비트라인(BL)은 2.3V의 레벨로 프리차지 된다.
First, the precharge signal PRE is activated and the precharge unit 201 is turned on to precharge the bit line BL. Then, the voltage level of the sensing node SO becomes the level of the power supply voltage VCC. Thereafter, a voltage of V1 + VNR is applied to the gate PBSENSE of the transistor constituting the connection unit 210 to transfer the voltage of the sensing node SO to the bit line BL, and as a result, the bit line BL is closed. Precharged. Here, V1 is a level of a voltage applied to the connection unit 210 to precharge the bit line BL during the normal read operation, and VNR is an absolute value of the virtual negative read bias. Since the voltage of V1 + VNR is applied to the gate PBSENSE of the transistor constituting the connection unit 210, the bit line BL is precharged to (precharge level during normal read operation) + VNR. In general, the bit line BL is precharged to a level of about 1.3 V during the normal read operation. If VNR is 1 V, the bit line BL is precharged to a level of 2.3 V during the virtual negative read operation. .

(2) 셀스트링(200)에 버추얼 네가티브 바이어스 인가(2) Apply Virtual Negative Bias to Cellstring 200

비트라인(BL)이 프리차지된 이후에는 셀스트링(200)의 트랜지스터들에 각종 버추얼 네가티브 바이어스가 인가된다. 드레인 선택 라인(DSL)과 소스 선택 라인(SSL)에는 VCC+VNR의 전압이 인가되고, 선택이안된 워드라인들(UNSEL WL: 리드 대상이 아닌 워드라인들)에는 VPASS+VNR의 전압이 인가된다. 그리고 소스라인(SL)에는 VNR이 인가되고, 선택된 워드라인(SEL WL: 리드 대상 워드라인)에는 0V가 인가된다. 즉, 버추얼 네가티브 리드 동작시에는 선택된 워드라인(SEL WL) 이외의 모든 라인에 노멀 리드 동작시보다 VNR만큼 높은 전압이 인가되어 상대적으로 선택된 워드라인(SEL WL)에 -VNR의 전압이 인가된 것과 동일한 효과를 유발한다. 여기서 VPASS는 패스 전압으로 일반적으로 약 6.5V 정도의 레벨을 가진다. 셀스트링(200)에 상기와 같은 전압들이 인가되면, 선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 메모리 셀에 저장된 데이터에 따라 비트라인(BL)의 전압 레벨이 프리차지 레벨로 유지되거나, 프리차지 레벨로 유지되지 못하고 하강한다.
After the bit line BL is precharged, various virtual negative biases are applied to the transistors of the cell string 200. A voltage of VCC + VNR is applied to the drain select line DSL and the source select line SSL, and a voltage of VPASS + VNR is applied to unselected word lines UNSEL WL. . VNR is applied to the source line SL, and 0V is applied to the selected word line SEL WL. That is, a voltage higher than VNR is applied to all lines other than the selected word line SEL WL during the virtual negative read operation, and a voltage of −VNR is applied to the relatively selected word line SEL WL. Cause the same effect. Where VPASS is the pass voltage and typically has a level of about 6.5V. When the above voltages are applied to the cell string 200, the voltage level of the bit line BL is maintained at the precharge level or the precharge level according to the data stored in the memory cell corresponding to the selected word line SEL WL. It cannot be maintained and descends.

(3) 비트라인(BL)과 센싱노드(SO) 간의 차지 쉐어링(charge sharing)(3) Charge sharing between the bit line BL and the sensing node SO

상기 (2)의 동작 이후에, 연결부(210)의 PBSENSE단자에 V2+VNR의 전압이 인가되고, 그 결과 연결부(210)에 의해 비트라인(BL)과 센싱노드(SO)가 전기적으로 연결되어 비트라인(BL)과 센싱노드(SO) 사이에 차지 쉐어링이 이루어진다. 여기서 V2는 노멀 리드 동작시에 비트라인(BL)의 전압을 센싱노드(SO)로 전달하기 위해 PBSENSE 단자에 인가되는 전압의 레벨을 나타낸다.After the operation of (2), a voltage of V2 + VNR is applied to the PBSENSE terminal of the connection unit 210, and as a result, the bit line BL and the sensing node SO are electrically connected by the connection unit 210. Charge sharing is performed between the bit line BL and the sensing node SO. Here, V2 represents the level of the voltage applied to the PBSENSE terminal to transfer the voltage of the bit line BL to the sensing node SO during the normal read operation.

버추얼 네가티브 리드 동작시 비트라인(BL)의 프리차지 전압의 레벨이 2.3V이고, VNR이 1V라는 가정하에, 선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 메모리 셀이 턴온되는 경우에 센싱노드(SO)의 전압은 대략 1V 정도가 되고, 선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 메모리 셀이 턴온되지 않는 경우에 센싱노드(SO)의 전압은 대략 2.3V가 된다.
The sensing node SO when the memory cell corresponding to the selected word line SEL WL is turned on on the assumption that the precharge voltage level of the bit line BL is 2.3V and the VNR is 1V during the virtual negative read operation. Is approximately 1V, and when the memory cell corresponding to the selected word line SEL WL is not turned on, the voltage of the sensing node SO is approximately 2.3V.

(4) 디스차지부(230)에 의한 센싱노드(SO) 디스차지(4) The sensing node SO discharged by the discharge unit 230

상기 (3)의 동작 이후에 센싱노드(SO)는 약 1V 또는 약 2.3V의 레벨을 가지는데, 이는 모두 논리'하이'값으로 이러한 센싱노드(SO)의 전압 레벨로는 데이터를 구별하는 것이 불가능하다. 따라서 디스차지부(230)에 의한 센싱노드(SO)의 디스차지 동작이 이루어진다.After the operation of (3), the sensing node SO has a level of about 1V or about 2.3V, all of which are logical 'high' values, and the voltage level of the sensing node SO distinguishes data. impossible. Therefore, the discharge operation of the sensing node SO by the discharge unit 230 is performed.

디스차지부(230)의 동작은 디스차지 활성화신호(SOTRAN)의 활성화에 의해 개시된다. 디스차지 활성화신호(SOTRAN)가 '하이'레벨(센싱노드의 전압 레벨을 그대로 제1노드(A)로 전달할 정도의 레벨임)로 활성화되면, 제1트랜지스터(231)가 턴온되어 센싱노드(SO)의 전압 레벨은 제1노드(A)로 전달된다. 그리고, 제1노드(A)의 전압 레벨에 응답하여 제2트랜지스터(232)가 턴온되며, 결국 제2노드(B)의 전압 레벨은 (SO노드의 전압레벨)-Vth(제2트랜지스터의 문턱전압)의 레벨이 되고, 제2노드(B)의 전압 레벨은 캐패시터(233)에 의해 일정 시간 동안 유지된다. 그리고 제2노드(B)의 전압 레벨에 응답하여 제3트랜지스터(234)가 턴온 또는 턴오프되고 결국 센싱노드(SO)로부터 전하가 방전된다.Operation of the discharge unit 230 is initiated by activation of the discharge activation signal SOTRAN. When the discharge activation signal SOTRAN is activated at the 'high' level (which is enough to transfer the voltage level of the sensing node to the first node A), the first transistor 231 is turned on to sense the sensing node SO. Voltage level is transferred to the first node (A). Then, the second transistor 232 is turned on in response to the voltage level of the first node A. As a result, the voltage level of the second node B is (voltage level of the SO node)-Vth (threshold of the second transistor). Voltage), and the voltage level of the second node B is maintained by the capacitor 233 for a predetermined time. In response to the voltage level of the second node B, the third transistor 234 is turned on or off and eventually charges are discharged from the sensing node SO.

여기서 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 약 1V의 레벨이었던 경우(선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 셀트랜지스터가 턴온되었던 경우)에는 제3트랜지스터(234)가 턴온되지 못해 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 그대로 유지되지만, 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 약 2.3V의 레벨이었던 경우(선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 셀트랜지스터가 오프되었던 경우)에는 제3트랜지스터(234)가 턴온되어 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 낮은 레벨로 떨어진다. 바이어스 전압(TTRAN)을 인가받는 제4트랜지스터(234)는 바이어스 전압(TTRAN)에 응답하여 제3트랜지스터(234)가 센싱노드(SO)로부터 방전하는 전류의 양을 조절하는 역할을 수행한다.When the voltage level of the sensing node SO is about 1 V (when the cell transistor corresponding to the selected word line SEL WL is turned on), the third transistor 234 is not turned on and thus the sensing node SO is turned on. Although the voltage level of the signal is maintained as it is, when the voltage level of the sensing node (SO) is a level of about 2.3V (when the cell transistor corresponding to the selected word line (SEL WL) is turned off), the third transistor 234 is When turned on, the voltage level of the sensing node SO drops to a low level. The fourth transistor 234 to which the bias voltage TTRAN is applied serves to adjust the amount of current discharged from the sensing node SO by the third transistor 234 in response to the bias voltage TTRAN.

결과적으로, 선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 셀트랜지스터가 턴온되었던 경우(센싱노드의 전압 레벨이 상대적으로 낮은 경우)에는 디스차지부(230)가 동작하지 않아 센싱노드(SO)의 논리 레벨이 '하이'로 유지되지만, 선택된 워드라인(SEL WL)에 대응되는 셀트랜지스터가 오프되었던 경우(센싱노드의 전압 레벨이 상대적으로 높은 경우)에는 디스차지부(230)가 동작해 센싱노드(SO)의 논레 레벨이 '로우'로 떨어진다. 즉, 디스차지부(230)는 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 반대로 증폭하는 증폭기 역할을 수행한다고 볼 수도 있다.
As a result, when the cell transistor corresponding to the selected word line SEL WL is turned on (when the voltage level of the sensing node is relatively low), the discharge unit 230 does not operate and thus the logic level of the sensing node SO. Is kept high, but when the cell transistor corresponding to the selected word line SEL WL is turned off (when the voltage level of the sensing node is relatively high), the discharge unit 230 operates to sense the sensing node SO. ) 'S level is reduced to' low '. That is, the discharge unit 230 may be regarded as an amplifier for amplifying the voltage level of the sensing node SO in reverse.

(5) 페이지 버퍼(220)의 센싱노드(SO) 전압 감지(5) Sensing the sensing node (SO) voltage of the page buffer 220

(4)의 동작 이후에는 페이지 버퍼(220)가 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 감지한다. 페이지 버퍼(220)의 RST 단자에 전원전압(VCC)이 인가되어 RST 단자에 연결된 트랜지스터가 턴온되며, 트랜지스터(222)는 센싱노드(SO)의 전압 레벨에 따라 턴온/턴오프된다. 따라서 센싱노드(SO)의 논리 레벨에 따라 래치(221)에 실리는 데이터가 결정된다. 종래(도 1 참조)에는 페이지버퍼(120)가 센싱노드(SO)의 전압을 감지하는 경우에 SET단자에 전원전압(VCC)이 인가되었지만, 본 발명에서는 페이지버퍼(220)가 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 감지하는 경우에 RST단자에 전원전압(VCC)이 인가되는데, 이는 디스차지부(230)의 동작에 의해 센싱노드(SO)의 전압 레벨이 반대로 증폭되었기 때문이다.
After operation (4), the page buffer 220 detects the voltage level of the sensing node SO. The power supply voltage VCC is applied to the RST terminal of the page buffer 220 to turn on the transistor connected to the RST terminal, and the transistor 222 is turned on / off according to the voltage level of the sensing node SO. Therefore, data loaded on the latch 221 is determined according to the logic level of the sensing node SO. Conventionally (see FIG. 1), when the page buffer 120 senses the voltage of the sensing node SO, the power supply voltage VCC is applied to the SET terminal. However, in the present invention, the page buffer 220 is the sensing node SO. The power supply voltage VCC is applied to the RST terminal when the voltage level is detected, because the voltage level of the sensing node SO is amplified by the operation of the discharge unit 230.

상기와 같은 본 발명은 캐패시터를 사용하여 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 디스차지하지 않고, 센싱노드(SO)의 전압레벨에 따라 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 디스차지할 것인지/아닌지가 결정된다. 따라서 종래에 센싱노드(SO)의 전압 레벨을 디스차지하는 과정에서 발생하던 센싱노이즈(sensing noise) 및 이에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
As described above, the present invention does not discharge the voltage level of the sensing node SO using a capacitor, and determines whether or not to discharge the voltage level of the sensing node SO according to the voltage level of the sensing node SO. do. Therefore, it is possible to prevent the sensing noise and the malfunction caused by the conventional process of discharging the voltage level of the sensing node SO.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

특히, 본 발명에서의 리드 동작은 리드 명령에 의한 리드 동작뿐만이 아니라, 프로그램 과정 중에서 이루어지는 베리파이(verify) 동작(리드와 동일한 동작임)도 포함하는 것으로 해석되어야 함은 당연하다.
In particular, it should be understood that the read operation in the present invention should be interpreted to include not only a read operation by a read command but also a verify operation (which is the same operation as a read) performed during the program process.

200: 셀스트링 201: 프리차지부
210: 연결부 220: 페이지버퍼
230: 디스차지부
200: cell string 201: precharge part
210: connection portion 220: page buffer
230: discharge unit

Claims (10)

다수의 메모리 셀이 직렬로 연결되는 셀스트링;
상기 셀스트링에 연결된 비트라인;
상기 비트라인과 센싱노드를 전기적으로 연결하기 위한 연결부;
상기 센싱노드의 전압을 감지하기 위한 페이지버퍼; 및
상기 페이지버퍼의 상기 센싱노드의 전압 감지동작 전에, 상기 센싱노드의 전압 레벨에 응답하여 상기 센싱노드의 전압을 디스차지하는 디스차지부
를 포함하는 비휘발성 메모리.
A cell string in which a plurality of memory cells are connected in series;
A bit line coupled to the cell string;
A connection unit for electrically connecting the bit line and the sensing node;
A page buffer for sensing the voltage of the sensing node; And
The discharge unit discharges the voltage of the sensing node in response to the voltage level of the sensing node before the voltage sensing operation of the sensing node of the page buffer.
Non-volatile memory comprising a.
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 2 has been abandoned due to the setting registration fee. 제 1항에 있어서,
상기 디스차지부는
버추얼 네가티브 리드 동작시에 활성화되는
비휘발성 메모리.
The method of claim 1,
The discharge unit
Is activated during virtual negative lead operation.
Nonvolatile Memory.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 디스차지부는
상기 센싱노드의 전압이 높으면 상기 센싱노드를 논리 '로우'레벨로 디스차지하고,
상기 센싱노드의 전압이 낮으면 상기 센싱노드를 논리 '하이'레벨로 유지시키는
비휘발성 메모리.
The method of claim 1,
The discharge unit
When the voltage of the sensing node is high, the sensing node is discharged to a logic 'low' level,
If the voltage of the sensing node is low to maintain the sensing node at a logic 'high' level
Nonvolatile Memory.
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 was abandoned when the registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 디스차지부는
디스차지 활성화 신호에 응답하여 상기 센싱노드의 전압을 제1노드로 전달하는 제1트랜지스터;
상기 제1노드의 전압에 응답하여 제2노드를 풀업 구동하는 제2트랜지스터; 및
상기 제2노드의 전압에 응답하여 상기 센싱노드를 풀다운 구동하는 제3트랜지스터를 포함하는
비휘발성 메모리.
The method of claim 1,
The discharge unit
A first transistor transferring a voltage of the sensing node to a first node in response to a discharge activation signal;
A second transistor configured to pull-up a second node in response to the voltage of the first node; And
A third transistor configured to pull-down the sensing node in response to the voltage of the second node;
Nonvolatile Memory.
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 4항에 있어서,
상기 디스차지부는
상기 제2노드에 연결된 캐패시터를 더 포함하는
비휘발성 메모리.
The method of claim 4, wherein
The discharge unit
Further comprising a capacitor connected to the second node
Nonvolatile Memory.
청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 제 5항에 있어서,
상기 디스차지부는
바이어스 전압에 응답하여 상기 센싱노드로부터 상기 제3트랜지스터로 전달되는 전류의 양을 조절하기 위한 제4트랜지스터를 더 포함하는
비휘발성 메모리.
6. The method of claim 5,
The discharge unit
And a fourth transistor for adjusting an amount of current transferred from the sensing node to the third transistor in response to a bias voltage.
Nonvolatile Memory.
셀스트링에 연결된 비트라인이 버추얼 네가티브 리드 프리차지 전압으로 프리차지되는 단계;
상기 셀스트링에 버추얼 네가티브 바이어스가 인가되는 단계;
상기 셀스트링과 센싱노드가 차지 쉐어링되는 단계;
상기 센싱노드의 전압에 응답하여 상기 센싱노드가 디스차지되는 단계; 및
상기 센싱노드의 전압이 감지되는 단계
를 포함하는 비휘발성 메모리의 버추얼 네가티브 리드 동작방법.
A bit line connected to the cell string is precharged with a virtual negative lead precharge voltage;
Applying a virtual negative bias to the cellstring;
Charge sharing of the cell string and the sensing node;
Discharging the sensing node in response to the voltage of the sensing node; And
Sensing the voltage of the sensing node
Virtual negative read operation method of the nonvolatile memory comprising a.
청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 제 7항에 있어서,
상기 디스차지되는 단계는
상기 센싱노드의 전압이 높으면 상기 센싱노드를 논리 '로우'레벨로 디스차지하고,
상기 센싱노드의 전압이 낮으면 상기 센싱노드를 논리 '하이'레벨로 유지하는
비휘발성 메모리의 버추얼 네가티브 리드 동작방법.
The method of claim 7, wherein
The discharged step
When the voltage of the sensing node is high, the sensing node is discharged to a logic 'low' level,
If the voltage of the sensing node is low to maintain the sensing node at a logic 'high' level
Virtual negative read operation of nonvolatile memory.
청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 7항에 있어서,
상기 버추얼 네가티브 리드 프리차지 전압은
노멀 프리차지 전압+(네가티브 전압의 절대값)의 레벨인
비휘발성 메모리의 버추얼 네가티브 리드 동작방법.
The method of claim 7, wherein
The virtual negative lead precharge voltage is
Normal precharge voltage + (absolute value of negative voltage)
Virtual negative read operation of nonvolatile memory.
청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 9항에 있어서,
상기 셀스트링에 버추얼 네가티브 바이어스가 인가되는 단계에서
드레인 선택라인과 소스 선택라인에는 전원전압+(네가티브 전압의 절대값)이 인가되고,
선택되지 않은 워드라인들에는 노멀 패스전압+(네가티브 전압의 절대값)이 인가되고,
선택된 워드라인에는 접지전압이 인가되는
비휘발성 메모리의 버추얼 네가티브 리드 동작방법.
The method of claim 9,
In the step of applying a virtual negative bias to the cell string
Supply voltage + (absolute value of negative voltage) is applied to the drain select line and the source select line,
Normal pass voltage + (absolute value of negative voltage) is applied to unselected word lines.
Ground voltage is applied to the selected word line.
Virtual negative read operation of nonvolatile memory.
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