KR101674070B1 - Method of program operation for non-volatile memory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메모리 셀들의 프로그램 동작을 수행하는 단계, 메모리 셀들 중, 소거 상태를 유지할 메모리 셀들의 제1 검증동작을 수행하는 단계, 소거 상태를 유지할 셀들 이외의 나머지 메모리 셀들의 제2 검증동작을 수행하는 단계를 포함하며, 제1 검증동작에 사용되는 제1 검증전압은 제2 검증동작에 사용되는 제2 검증전압보다 낮으며, 제2 검증전압의 변화에 관계없이 일정한 레벨로 유지되는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법으로 이루어진다. The method includes performing a program operation of memory cells, performing a first verify operation of the memory cells to maintain the erase state among the memory cells, performing a second verify operation of remaining memory cells other than the cells to be erased, Wherein the first verify voltage used in the first verify operation is lower than the second verify voltage used in the second verify operation and is maintained at a constant level regardless of the change in the second verify voltage, And a program operation method of the device.
Description
본 발명은 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법에 관한 것으로, 특히 프로그램 검증 동작시 소스 바운싱(source bouncing) 현상으로 인한 검증 동작의 신뢰도 저하를 방지하기 위한 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a program operation method of a nonvolatile memory device, and more particularly, to a program operation method of a nonvolatile memory device for preventing a reliability degradation of a verify operation due to a source bouncing phenomenon during a program verify operation.
불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작은 프로그램 구간과 검증구간을 포함한다. 프로그램 구간에서는 선택된 메모리 셀의 문턱전압을 증가시키며, 검증구간에서는 선택된 메모리 셀의 문턱전압이 기준전압만큼 증가했는지를 판단한다. 구체적으로 다음의 도면들을 참조하여 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하도록 한다. The program operation of the nonvolatile memory element includes a program section and a verify section. In the program period, the threshold voltage of the selected memory cell is increased. In the verify period, it is determined whether the threshold voltage of the selected memory cell has increased by the reference voltage. The program operation of the nonvolatile memory device will be described in detail with reference to the following drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 종래 기술에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 검증 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 3은 종래 기술에 따른 문턱전압을 설명하기 위한 그래프이다. 1 is a view for explaining a programming operation of a nonvolatile memory element according to the related art. 2 is a timing chart for explaining a program verify operation of a nonvolatile memory device according to the prior art. 3 is a graph for explaining a threshold voltage according to the related art.
도 1을 참조하면, 불휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 1, the structure of a nonvolatile memory device will now be described.
블휘발성 메모리 소자는 데이터가 저장되는 메모리 셀 어레이(14)를 포함하며, 메모리 셀 어레이(14)와 워드라인들(WL0~WLn)로 연결되고 워드라인들(WL0~WLn)에 인가되는 전압을 조절하는 X 디코더(12) 및 메모리 셀 어레이(14)와 비트라인들(BL)로 연결되고 비트라인들(BL)에 인가되는 전압을 조절하는 페이지 버퍼(16)를 포함한다. The volatile memory device includes a
이 중에서 메모리 셀 어레이(14)를 구체적으로 설명하면, 메모리 셀 어레이(14)는 다수개의 스트링들(ST1~ST4)을 포함한다. 각각의 스트링은 서로 동일한 구조로 이루어지며, 이 중에서 제1 스트링(ST1)을 예를 들어 설명하도록 한다. 제1 스트링(ST1)은 직렬로 연결된 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST), 메모리 셀들(F0~Fn) 및 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)를 포함한다. 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)의 드레인(drain)은 비트라인(BL)과 연결되고, 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)의 소스(source)는 공통 소스 라인(CSL)과 연결된다. 서로 다른 스트링들에 포함된 드레인 셀렉트 트랜지스터들(DST)이 연결되어 드레인 셀렉트 라인(DSL)을 이룬다. 서로 다른 스트링들에 포함된 메모리 셀들(F0~Fn)이 각각 연결되어 다수개의 워드라인들(WL0~WLn)을 이룬다. 또한, 서로 다른 스트링들에 포함된 소스 셀렉트 트랜지스터들(SST)이 연결되어 소스 셀렉트 라인(SSL)을 이룬다. The
불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하면 다음과 같다. The programming operation of the nonvolatile memory device will now be described.
불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작은 프로그램 구간 및 프로그램 검증 구간을 포함한다. 프로그램 구간에서는, 선택된 메모리 셀과 연결된 선택된 비트라인에 접지전압(예컨데, 0V)을 인가하고, 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하여 선택된 메모리 셀의 문턱전압을 상승시킨다. 프로그램 검증 구간에서는, 워드라인에 프로그램 전압을 인가한 후, 선택된 메모리 셀의 문턱전압을 검증하여 선택된 메모리 셀의 프로그램 여부를 판단할 수 있다. The program operation of the nonvolatile memory element includes a program section and a program verify section. In the program period, a ground voltage (for example, 0 V) is applied to the selected bit line connected to the selected memory cell, and the program voltage is applied to the selected word line to raise the threshold voltage of the selected memory cell. In the program verify period, after the program voltage is applied to the word line, the threshold voltage of the selected memory cell is verified to judge whether or not the selected memory cell is programmed.
프로그램 검증 구간에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The program verification section will be described in detail as follows.
제1 워드라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들(F1)에 프로그램 동작을 수행하는 경우, 제1 내지 제4 스트링(ST1~ST4)에 포함된 메모리 셀을 각각 제1 메모리 셀(A), 제2 메모리 셀(B), 제3 메모리 셀(C) 및 제4 메모리 셀(D)이라고 한다. 이때, 프로그램 구간 이후에 제1 메모리 셀(A)은 문턱전압이 기준전압보다 높아진 셀이고, 제2 메모리 셀(B)은 소거 상태를 유지할 셀이고, 제3 메모리 셀(C)은 문턱전압이 기준전압보다 낮은 셀이고, 제4 메모리 셀(D)은 소거 상태를 유지할 셀인 경우에 대하여 설명하도록 한다. The memory cells included in the first to fourth strings ST1 to ST4 are referred to as the first memory cell A and the second memory cell MC when the program operation is performed on the memory cells F1 connected to the first word line WL1, The memory cell B, the third memory cell C and the fourth memory cell D, respectively. At this time, after the program period, the first memory cell A is a cell whose threshold voltage is higher than the reference voltage, the second memory cell B is a cell which is to be in an erase state, and the third memory cell C is a cell whose threshold voltage is And the fourth memory cell D is a cell which will maintain the erase state.
프로그램 검증 동작은 모든 비트라인(BL)을 프리차지(pre-charge)한 후에, 선택된 메모리 셀들의 문턱전압에 따른 각각의 비트라인(BL) 전압레벨의 변화를 감지하여 수행할 수 있다. 검증 동작 시, 선택된 워드라인에는 검증 전압을 인가하고, 나머지 워드라인들에는 검증 패스전압을 인가한다. 검증 동작은, 예를 들면 상술한 바와 같이, 제1 메모리 셀(A)은 문턱전압이 기준전압보다 높으므로 제1 메모리 셀(A)의 하부에 채널(channel)이 형성되지 않는다. 따라서, 제1 스트링(ST1)의 비트라인(BL)에 인가된 프리차지 전압 레벨은 그대로 유지된다. 제2 메모리 셀(B)은 소거 상태를 유지할 셀이므로 문턱전압이 기준전압보다 낮으므로 채널이 형성된다. 이에 따라, 제2 스트링(ST2)의 모든 메모리 셀들(F0~Fn)의 하부에 채널이 형성되어 전류 패스가 형성되므로, 비트라인(BL)과 공통 소스 라인(CSL)이 전기적으로 연결되어 제2 스트링(ST2)과 연결된 비트라인(BL)의 전압은 감소한다. 제3 메모리 셀(C)은 프로그램될 셀이지만, 문턱전압이 기준전압보다 낮으므로 채널이 형성되고, 이에 따라 비트라인(BL)의 전압 레벨이 감소한다. 제4 메모리 셀(D)은 소거될 셀이므로 채널이 형성되고, 이에 따라 비트라인(BL)의 전압 레벨이 감소한다. The program verify operation may be performed by pre-charging all the bit lines BL, and then detecting a change in the voltage level of each bit line BL according to the threshold voltage of the selected memory cells. During the verify operation, the verify voltage is applied to the selected word line and the verify pass voltage is applied to the remaining word lines. For example, as described above, since the threshold voltage of the first memory cell A is higher than the reference voltage, a channel is not formed under the first memory cell A in the verify operation. Therefore, the precharge voltage level applied to the bit line BL of the first string ST1 is maintained as it is. Since the second memory cell B is a cell to maintain the erase state, a channel is formed because the threshold voltage is lower than the reference voltage. Accordingly, since a channel is formed under all the memory cells F0 to Fn of the second string ST2 to form a current path, the bit line BL and the common source line CSL are electrically connected to each other, The voltage of the bit line BL connected to the string ST2 decreases. The third memory cell C is a cell to be programmed, but a channel is formed because the threshold voltage is lower than the reference voltage, and thus the voltage level of the bit line BL decreases. Since the fourth memory cell D is a cell to be erased, a channel is formed, and thus the voltage level of the bit line BL decreases.
특히, 프로그램될 셀들 중에서 문턱전압이 기준전압보다 낮은 제3 메모리 셀(C)과 같은 셀들의 경우, 페이지 버퍼(16)는 평가구간(도 2 참조)에서 비트라인(BL)의 전압 레벨이 감소하는 것을 감지하여 이를 프로그램 안 된 셀로 판단한다. 예를 들면, 프로그램 검증 동작 시, 평가구간에서는 선택된 워드라인(Sel. WL)에 검증전압(Vf)을 인가한다. 검증전압(Vf)의 레벨에 따라 기준전압(Vv')이 달라질 수 있다. 비트라인(BL)의 전압 레벨 변화를 평가하는 평가구간에서는 프로그램 동작이 완료된 셀들(34), 프로그램이 안 된 셀들(도 3의 34') 뿐만 아니라, 소거 상태를 유지할 셀들(도 3의 32)도 함께 평가된다. 이에 따라, 선택된 셀의 하부에 채널이 형성된 각각의 스트링들의 활성영역을 통해 비트라인(BL)으로부터 전달된 프리차지 전압이 공통 소스 라인(CSL)에 동시에 인가된다. 이처럼, 공통 소스 라인(CSL)에 다수의 스트링들로부터 전압이 동시에 전달되면 공통 소스 라인(CSL)의 저항이 급격히 증가할 수 있다. 이러한 경우, 제3 메모리 셀(C)과 같이 프로그램 안 된 셀들과 연결된 비트라인(BL)의 전압이 충분히 감소되지 않을 수 있다. 이로 인해, 페이지 버퍼(16)는 프로그램 안 된 셀을 프로그램 완료 셀로 판단할 수 있다.In particular, among cells to be programmed, in the case of cells such as the third memory cell C having a threshold voltage lower than the reference voltage, the
또한, 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)보다 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)와 인접한 셀들 일수록 해당 스트링 내에서 프로그램 동작이 완료될 셀들의 개수가 증가한다. 즉, 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)보다 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)와 인접한 셀들일수록, 프로그램 동작 시 소스 바운싱(source bouncing) 현상이 더욱 빈번히 발생하게 되어 검증동작의 기준전압(Vv') 레벨이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 프로그램 검증 동작이 레벨이 낮아진 기준전압(Vv')에 따라 수행되어 프로그램이 완료되지 않은 메모리 셀들(도 3의 34')을 프로그램 완료된 셀(도 3의 34)로 판단할 수 있다. In addition, the number of cells in which the program operation is completed in the corresponding string increases as the cells adjacent to the drain select transistor DST than the source select transistor SST. That is, as the cells closer to the drain select transistor DST than the source select transistor SST, the source bouncing phenomenon occurs more frequently during the program operation, and the reference voltage Vv 'level of the verify operation can be lowered . Thus, the program verify operation can be performed according to the lowered reference voltage Vv 'to judge the memory cells whose program is not completed (34' in FIG. 3) as the programmed cells (34 in FIG. 3).
이러한 경우, 후속 실시하는 독출 동작시, 독출 기준전압(Vr)보다 낮은 레벨의 셀로 판단되어 독출되므로 신뢰도가 저하될 수 있다.
In this case, in a subsequent read operation, since the cell is read and determined as a cell lower in level than the read reference voltage Vr, the reliability may be lowered.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 프로그램 검증 동작시, 선택된 워드라인에 인가되는 검증 전압을 인가하기 이전에 검증전압보다 낮은 레벨의 전압을 인가함으로써 소거될 셀들을 우선적으로 평가하여, 선택된 메모리 셀들의 평가구간에서 공통 소스 라인으로 비트라인의 전압이 동시에 전달되는 현상을 방지할 수 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device which prioritises cells to be erased by applying a voltage lower than a verify voltage before applying a verify voltage applied to a selected word line, It is possible to prevent the voltage of the bit line from being simultaneously transmitted to the common source line in the evaluation period.
본 발명의 일 실 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법은, 메모리 셀들의 프로그램 동작을 수행한다. 메모리 셀들 중, 소거 상태를 유지할 메모리 셀들의 제1 검증동작을 수행한다. 소거 상태를 유지할 셀들 이외의 나머지 메모리 셀들의 제2 검증동작을 수행하는 단계를 수행한다. 제1 검증동작에 사용되는 제1 검증전압은 제2 검증동작에 사용되는 제2 검증전압보다 낮으며, 제2 검증전압의 변화에 관계없이 일정한 레벨로 유지되는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법으로 이루어진다. A program operation method of a nonvolatile memory device according to an example of the present invention performs a program operation of memory cells. And performs a first verify operation of the memory cells to maintain the erase state among the memory cells. Performing a second verify operation of remaining memory cells other than cells to be in an erase state. Wherein the first verify voltage used in the first verify operation is lower than the second verify voltage used in the second verify operation and is maintained at a constant level regardless of the change in the second verify voltage Program operation method.
프로그램 동작은, 메모리 셀들과 연결된 워드라인으로 프로그램 전압을 인가하여 수행한다. The program operation is performed by applying the program voltage to the word lines connected to the memory cells.
제1 검증동작은, 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 모든 비트라인을 프리차지 하는 단계와 소거 상태를 유지할 메모리 셀들만 검증하여, 소거 상태를 유지할 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 디스차지하는 단계를 포함한다. The first verify operation includes precharging all the bit lines connected to the string including the memory cells and verifying only the memory cells to maintain the erase state and disabling the bit line connected to the string including the memory cells to maintain the erase state .
비트라인을 디스차지하는 단계는 소거 상태를 유지할 메모리 셀들과 연결된 워드라인으로 0V 또는 500mV 이하의 제1 검증전압을 인가하여 수행한다. Discharging the bit line is performed by applying a first verify voltage of 0V or 500mV or less to the word line coupled to the memory cells to be held in the erase state.
제2 검증동작은, 프로그램 동작이 수행된 메모리 셀들을 검증하여, 문턱전압이 목표전압에 도달하지 않은 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인은 디스차지하고, 문턱전압이 목표전압에 도달한 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인은 디스차지하지 않는다.The second verify operation verifies the memory cells on which the program operation has been performed to discharge the bit line connected to the string including the memory cell where the threshold voltage does not reach the target voltage, The bit line associated with the containing string is not discharged.
제2 검증동작은 목표전압에 해당하는 전압을 프로그램 동작이 수행된 메모리 셀들과 연결된 워드라인으로 인가하여 수행한다. The second verify operation is performed by applying a voltage corresponding to the target voltage to the word line connected to the memory cells in which the program operation is performed.
본 발명의 다른 실 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법은, 선택된 메모리 셀들의 프로그램 동작을 수행한다. 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 프리차지한다. 제1 검증전압을 사용한 제1 검증동작을 수행하여 소거 상태를 유지할 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 디스차지한 후, 제1 검증전압보다 높은 제2 검증전압을 사용한 제2 검증동작을 수행하여 나머지 메모리 셀들에 대한 검증동작을 수행하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법으로 이루어진다. A program operation method of a nonvolatile memory device according to another practical example of the present invention performs a program operation of selected memory cells. Precharges a bit line connected to a string including memory cells. Performing a first verify operation using the first verify voltage to perform a second verify operation using a second verify voltage higher than the first verify voltage after discharging the bit line connected to the string including the memory cell to maintain the erase state And performing a verify operation on the remaining memory cells.
소거 상태를 유지할 메모리 셀은 워드라인으로 검증동작의 목표전압보다 낮은 레벨의 전압을 인가하여 프로그램될 셀들과 구분한다. The memory cell to be maintained in the erase state is applied with a voltage lower than the target voltage of the verify operation to the word line to distinguish it from the cells to be programmed.
검증동작의 목표전압보다 낮은 레벨의 전압으로 0V 또는 500mV이하의 전압을 워드라인으로 인가한다. A voltage of 0 V or 500 mV or less is applied to the word line with a voltage lower than the target voltage of the verify operation.
프로그램 동작은 싱글 레벨 셀(single level cel; SLC) 또는 멀티 레벨 셀(multi level cell; MLC) 방식의 프로그램 동작으로 수행한다.
The program operation is performed by a single level cell (SLC) or a multi level cell (MLC) type program operation.
본 발명은, 프로그램 검증 동작시, 선택된 워드라인에 인가되는 검증 전압을 인가하기 이전에 검증전압보다 낮은 레벨의 전압을 인가함으로써 소거될 셀들을 우선적으로 평가하여, 선택된 메모리 셀들의 평가구간에서 공통 소스 라인으로 비트라인의 전압이 동시에 전달되는 현상을 방지할 수 있다.
In the program verify operation, the cells to be erased are preferentially evaluated by applying a voltage lower than the verify voltage before applying the verify voltage applied to the selected word line, It is possible to prevent the voltage of the bit line from being simultaneously transmitted to the line.
도 1은 종래 기술에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 검증 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 문턱전압을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 1 is a view for explaining a programming operation of a nonvolatile memory element according to the related art.
2 is a timing chart for explaining a program verify operation of a nonvolatile memory device according to the prior art.
3 is a graph for explaining a threshold voltage according to the related art.
4 is a diagram for explaining a programming operation of the nonvolatile memory device according to the present invention.
5 is a timing chart for explaining a program operation method of a nonvolatile memory device according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limiting the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to let you know completely.
도 4는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a programming operation of the nonvolatile memory device according to the present invention.
불휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하면 다음과 같다. The structure of the nonvolatile memory device will now be described.
블휘발성 메모리 소자는 데이터가 저장되는 메모리 셀 어레이(104)를 포함하며, 메모리 셀 어레이(104)와 워드라인들(WL0~WLn)로 연결되고 워드라인들(WL0~WLn)에 인가되는 전압을 조절하는 X 디코더(102) 및 메모리 셀 어레이(104)와 비트라인들(BL)로 연결되고 비트라인들(BL)에 인가되는 전압을 조절하는 페이지 버퍼(16)를 포함한다. The nonvolatile memory device includes a
이 중에서 메모리 셀 어레이(104)를 구체적으로 설명하면, 메모리 셀 어레이(104)는 다수개의 스트링들(ST1~ST4)을 포함한다. 각각의 스트링은 서로 동일한 구조로 이루어지며, 이 중에서 제1 스트링(ST1)을 예를 들어 설명하도록 한다. 제1 스트링(ST1)은 직렬로 연결된 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST), 메모리 셀들(F0~Fn) 및 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)를 포함한다. 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)의 드레인(drain)은 비트라인(BL)과 연결되고, 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)의 소스(source)는 공통 소스 라인(CSL)과 연결된다. 서로 다른 스트링들에 포함된 드레인 셀렉트 트랜지스터들(DST)이 연결되어 드레인 셀렉트 라인(DSL)을 이룬다. 서로 다른 스트링들에 포함된 메모리 셀들(F0~Fn)이 각각 연결되어 다수개의 워드라인들(WL0~WLn)을 이룬다. 또한, 서로 다른 스트링들에 포함된 소스 셀렉트 트랜지스터들(SST)이 연결되어 소스 셀렉트 라인(SSL)을 이룬다. The
도 5는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 5 is a timing chart for explaining a program operation method of a nonvolatile memory device according to the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 프로그램 동작은 선택된 메모리 셀과 연결된 선택된 워드라인(Sel. WL)으로 프로그램 전압(Vpgm)을 인가하는 프로그램 구간과, 선택된 메모리 셀의 문턱전압을 검증하기 위한 검증구간을 포함한다. 4 and 5, a program operation includes a program period for applying a program voltage Vpgm to a selected word line (Sel.LL) connected to a selected memory cell, a verify period for verifying a threshold voltage of the selected memory cell .
프로그램 구간에서는, 선택된 워드라인(Sel. WL)으로 프로그램 전압(Vpgm)을 인가하여 선택된 메모리 셀의 문턱전압을 상승시킨다. 이때, 선택된 메모리 셀과 연결된 비트라인(BL)으로는 접지전압(예컨데, 0V)을 인가하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 워드라인(WL1)과 연결된 메모리 셀들에 프로그램 동작을 수행하는 경우에 대하여 설명하도록 한다. 이때, 제1 워드라인(WL1)과 연결된 제1 셀(A), 제2 셀(B), 제3 셀(C) 및 제4 셀(D) 중에서(도 4 참조), 제1 셀(A) 및 제3 셀(C)은 프로그램할 메모리 셀이고 제2 셀(B) 및 제4 셀(D)은 프로그램하지 않을 메모리 셀(소거 상태를 유지할 메모리 셀)인 경우를 예를 들어 설명하도록 한다. In the program period, the program voltage Vpgm is applied to the selected word line (Sel.LL) to raise the threshold voltage of the selected memory cell. At this time, it is preferable to apply a ground voltage (for example, 0 V) to the bit line BL connected to the selected memory cell. Specifically, a case where a program operation is performed on memory cells connected to the first word line WL1 will be described. At this time, in the first cell A connected to the first word line WL1, the second cell B, the third cell C and the fourth cell D (see FIG. 4) ) And the third cell C are memory cells to be programmed and the second cell B and the fourth cell D are memory cells not to be programmed (memory cells to maintain the erase state) .
제1 셀(A) 및 제3 셀(C)이 포함된 제1 및 제3 스트링(ST1 및 ST3)과 연결된 비트라인(BL)으로는 접지전압을 인가하고, 제2 셀(B) 및 제4 셀(D)이 포함된 제2 및 제4 스트링(ST2 및 ST4)과 연결된 비트라인(BL)으로는 전원전압을 인가한다. 선택된 제1 워드라인(WL1)으로 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되기 때문에 비트라인(BL)의 전압 차이에 따라 각 메모리 셀들은 프로그램되거나(제1 셀 및 제3 셀) 소거 상태를 유지하게(제2 셀 및 제4 셀) 된다. A ground voltage is applied to the bit line BL connected to the first and third strings ST1 and ST3 including the first cell A and the third cell C and the ground voltage is applied to the second cell B and The power supply voltage is applied to the bit line BL connected to the second and fourth strings ST2 and ST4 including the four cells D. [ Since the program voltage Vpgm is applied to the selected first word line WL1, each memory cell is programmed (first cell and third cell) according to the voltage difference of the bit line BL Two cells and a fourth cell).
검증구간에서는, 메모리 셀들의 문턱전압이 목표전압에 도달하였는지를 검증한다. 구체적으로, 검증동작은 모든 비트라인(BL)을 프리차지(precharge)한 후, 각 메모리 셀들의 문턱전압에 따른 비트라인(BL)의 전압 변화를 감지하여 프로그램 동작이 완료되었는지를 검증할 수 있다. 이때, 공통 소스 라인(CSL)에 급격한 전류량의 증가를 방지하기 위하여, 검증동작은 소거 상태의 셀들을 검증하는 제1 구간과 프로그램 동작이 수행된 셀들을 검증하는 제2 구간으로 구분하여 수행한다. In the verify period, the threshold voltage of the memory cells is verified to have reached the target voltage. Specifically, the verify operation pre-charges all the bit lines BL and then verifies whether the program operation is completed by sensing a voltage change of the bit line BL according to a threshold voltage of each memory cell . At this time, in order to prevent an abrupt increase in the amount of current in the common source line CSL, the verify operation is divided into a first section for verifying cells in an erased state and a second section for verifying cells in which a program operation is performed.
제1 구간에서는 선택된 제1 워드라인(WL1)으로 제1 검증전압(Vf')을 인가하며, 제2 구간에서는 선택된 제1 워드라인(WL1)으로 제2 검증전압(Vf)을 인가한다. 이때, 제2 검증전압(Vf)은 선택된 메모리 셀에 대한 검증전압이고, 제1 검증전압(Vf')은 소거 상태의 셀들을 선별하기 위한 검증전압이다. 따라서, 제1 검증전압(Vf')은 제2 검증전압(Vf)보다 낮은 레벨이 된다. 예를 들면, 제1 검증전압(Vf')은 0V를 인가하거나 500mV 이하의 낮은 전압(바람직하게는 100mV 내지 500mV)으로 인가할 수 있다. 특히, 제1 검증전압(Vf')은 제2 검증전압(Vf)에 관계없이 일정한 레벨을 유지할 수 있다. The first verify voltage Vf 'is applied to the selected first word line WL1 in the first period and the second verify voltage Vf is applied to the selected first word line WL1 in the second period. At this time, the second verify voltage Vf is a verify voltage for the selected memory cell, and the first verify voltage Vf 'is a verify voltage for selecting cells in an erase state. Therefore, the first verify voltage Vf 'becomes lower than the second verify voltage Vf. For example, the first verify voltage Vf 'may be applied at 0 V or a low voltage of 500 mV or less (preferably 100 mV to 500 mV). In particular, the first verify voltage Vf 'can be maintained at a constant level regardless of the second verify voltage Vf.
검증동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The verification operation will be described in detail as follows.
선택된 메모리 셀 블럭의 모든 비트라인(BL)을 프리차지한다. 이어서, 선택된 제1 워드라인(WL1)으로 제1 검증전압(Vf')을 인가한다. 제1 검증전압(Vf')은 프로그램 동작이 수행된 메모리 셀들의 문턱전압보다 낮은 레벨이므로, 제1 셀(A) 및 제3 셀(C)의 하부에는 채널(channel)이 형성되지 않는다. 단, 소거 상태인 제2 셀(B) 및 제 4 셀(D)의 하부에만 채널이 형성되므로 제2 셀(B) 및 제 4 셀(D)과 연결된 비트라인(BL)들만 디스차지된다. 즉, 공통 소스 라인(CSL)에 소거 상태인 셀들의 수만큼의 전류(i1)가 1차적으로 흐르게 된다. 이어서, 선택된 제1 워드라인(WL1)으로 제2 검증전압(Vf)을 인가한다. 제2 검증전압(Vf)은 실질적인 검증전압이 되므로 프로그램 동작이 수행된 제1 셀(A) 및 제3 셀(C)의 프로그램 여부를 확인할 수 있다. 특히, 제3 셀(C)은 프로그램 동작으로 인해 문턱전압이 상승하였지만, 목표전압까지는 도달하지 못하였으므로 셀 하부에 채널이 형성되어 비트라인(BL)이 디스차지 된다. 이때, 공통 소스 라인(CSL)으로 제3 셀(C)에 해당되는 전류(i2)만 흐르게 되므로 소스(source)의 전압 상승을 억제할 수 있다. Precharges all bit lines (BL) of the selected memory cell block. Then, the first verify voltage Vf 'is applied to the selected first word line WL1. A channel is not formed under the first cell A and the third cell C because the first verify voltage Vf 'is lower than the threshold voltage of the memory cells in which the program operation is performed. However, only the bit lines BL connected to the second cell B and the fourth cell D are discharged because the channel is formed only under the erase state of the second cell B and the fourth cell D. That is, the current i1 as many as the number of cells in the erase state flows primarily through the common source line CSL. Then, the second verify voltage Vf is applied to the selected first word line WL1. Since the second verify voltage Vf becomes the actual verify voltage, it is possible to confirm whether the first cell A and the third cell C in which the program operation has been performed are programmed. In particular, the threshold voltage of the third cell C rises due to the program operation, but since the target voltage is not reached, a channel is formed under the cell to discharge the bit line BL. At this time, since only the current i2 corresponding to the third cell C flows through the common source line CSL, the voltage rise of the source can be suppressed.
이에 따라, 소스 바운싱(source bouncing)의 발생을 방지할 수 있으므로, 검증동작 시 프로그램이 완료되지 않은 슬로우 셀(slow cell)을 프로그램 완료된 셀로 인식하는 오류를 방지할 수 있다. Thus, it is possible to prevent the occurrence of source bouncing, so that it is possible to prevent an error in recognizing a slow cell in which a program is not completed in a verify operation as a program-completed cell.
한편, 상술한 프로그램 동작은 문턱전압 구간이 하나의 프로그램 구간을 갖는 싱글 레벨 셀(single level cell; SLC) 방식의 프로그램 동작에 적용하는 것이 바람직하다. 만약, 문턱전압 구간이 다수개의 프로그램 구간을 갖는 멀티 레벨 셀(multi level cell; MLC) 방식의 프로그램 동작에 적용할 경우에는, 프로그램 구간 중 가장 낮은 프로그램 구간에 해당하는 검증동작에 적용할 수 있다.
Meanwhile, it is preferable that the program operation described above is applied to a single level cell (SLC) program operation in which a threshold voltage section has one program period. If the threshold voltage section is applied to a multi-level cell (MLC) program operation having a plurality of program sections, the threshold voltage section can be applied to a verify operation corresponding to the lowest program section of the program section.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 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 or scope of the invention.
12, 102 : X 디코더 14, 104 : 메모리 셀 어레이
16, 106 : 페이지 버퍼 DSL : 드레인 셀렉트 라인
WL0~WLn : 워드라인 SSL : 소스 셀렉트 라인
CSL : 공통 소스 라인 DST : 드레인 셀렉트 트랜지스터
F0~Fn : 메모리 셀 SST : 소스 셀렉트 트랜지스터
BL : 비트라인 ST1~ST4 : 스트링12, 102:
16, 106: page buffer DSL: drain select line
WL0 to WLn: Word line SSL: Source select line
CSL: common source line DST: drain select transistor
F0 to Fn: memory cell SST: source select transistor
BL: bit line ST1 to ST4: string
Claims (10)
상기 메모리 셀들 중, 소거 상태를 유지할 메모리 셀들에 연결된 선택된 워드라인에 제1 검증전압을 인가하여 제1 검증동작을 수행하는 단계; 및
상기 선택된 워드라인에 제2 검증전압을 인가하여 상기 소거 상태를 유지할 셀들 이외의 나머지 메모리 셀들의 제2 검증동작을 수행하는 단계를 포함하며,
상기 제1 검증전압은 상기 제2 검증전압보다 낮으며, 상기 제2 검증전압의 변화에 관계없이 일정한 레벨로 유지되는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.Performing a program operation of the memory cells;
Performing a first verify operation by applying a first verify voltage to a selected word line connected to memory cells to maintain an erase state among the memory cells; And
And applying a second verify voltage to the selected word line to perform a second verify operation of remaining memory cells other than the cells to be held in the erase state,
Wherein the first verify voltage is lower than the second verify voltage and is maintained at a constant level regardless of a change in the second verify voltage.
상기 메모리 셀들과 연결된 워드라인으로 프로그램 전압을 인가하여 수행하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.2. The method according to claim 1,
And applying a program voltage to a word line connected to the memory cells.
상기 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 모든 비트라인을 프리차지 하는 단계; 및
상기 소거 상태를 유지할 메모리 셀들만 검증하여, 상기 소거 상태를 유지할 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 디스차지하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.2. The method of claim 1,
Precharging all bit lines connected to a string including the memory cells; And
And verifying only the memory cells to maintain the erase state and discharging the bit line connected to the string including the memory cells to maintain the erase state.
상기 제1 검증전압은 0V 내지 500mV 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.The method of claim 3,
Wherein the first verify voltage is set within a range of 0V to 500mV.
상기 프로그램 동작이 수행된 메모리 셀들을 검증하여, 문턱전압이 목표전압에 도달하지 않은 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인은 디스차지하고, 상기 문턱전압이 상기 목표전압에 도달한 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인은 디스차지하지 않는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.2. The method of claim 1,
Wherein the bit line connected to the string including the memory cell in which the threshold voltage does not reach the target voltage is discharged and the memory cell in which the threshold voltage reaches the target voltage is included Wherein the bit line connected to the string does not discharge.
상기 제2 검증동작은 상기 목표전압에 해당하는 전압을 상기 프로그램 동작이 수행된 메모리 셀들과 연결된 워드라인으로 인가하여 수행하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the second verify operation is performed by applying a voltage corresponding to the target voltage to a word line connected to the memory cells in which the program operation is performed.
상기 메모리 셀들이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 프리차지하는 단계; 및
제1 검증동작을 위하여 선택된 워드라인에 제1 검증전압을 인가하여 소거 상태를 유지할 메모리 셀이 포함된 스트링과 연결된 비트라인을 디스차지한 후, 제2 검증동작을 위하여 상기 선택된 워드라인에 상기 제1 검증전압보다 높은 제2 검증전압을 인가하여 나머지 메모리 셀들에 대한 검증동작을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 제1 검증전압은 상기 제2 검증전압의 변화에 관계없이 일정한 레벨로 유지되는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.Performing program operations on selected memory cells;
Precharging a bit line coupled to a string including the memory cells; And
After applying a first verify voltage to a selected word line for a first verify operation to discharge a bit line associated with a string containing a memory cell to maintain the erase state and then applying a first verify voltage to the selected word line for a second verify operation, And applying a second verify voltage higher than the verify voltage to perform a verify operation with respect to the remaining memory cells, wherein the first verify voltage is maintained at a constant level regardless of a change in the second verify voltage, A method of operating a program of a device.
상기 제1 검증전압은 0V 내지 500mV 내에서 설정되는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the first verify voltage is set within a range of 0V to 500mV.
상기 프로그램 동작은 싱글 레벨 셀(single level cel; SLC) 또는 멀티 레벨 셀(multi level cell; MLC) 방식의 프로그램 동작으로 수행하는 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the program operation is performed by a single level cell (SLC) or a multi level cell (MLC) type program operation.
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100525924B1 (en) | 2003-05-23 | 2005-11-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Page buffer and semiconductor memory device |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080089075A (en) * | 2007-03-31 | 2008-10-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for operating semiconductor flash memory device |
KR101513714B1 (en) * | 2008-07-09 | 2015-04-21 | 삼성전자주식회사 | Flash memory device and program method thereof |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100525924B1 (en) | 2003-05-23 | 2005-11-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Page buffer and semiconductor memory device |
KR100869849B1 (en) | 2007-06-29 | 2008-11-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for operating flash memory device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11875845B2 (en) | 2021-05-18 | 2024-01-16 | SK Hynix Inc. | Memory device and operating method of the memory device |
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