KR102064514B1 - Method for operating semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것으로, 메모리 셀 블럭의 드레인 선택 트랜지스터과 연결된 드레인 선택 라인에 동작 전압을 인가하되, 상기 동작 전압은 프리차지된 비트라인 전위와 상기 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압 값의 합보다 높도록 제어하는 단계와, 상기 드레인 선택 라인에 인가되는 동작 전압에 의해 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승하는 단계; 및 상기 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of operating a semiconductor memory device, wherein an operating voltage is applied to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block, the operating voltage being a precharged bit line potential and a threshold voltage value of the drain select transistor. Controlling the power supply to be higher than the sum of the power source and increasing the potential level of the word line adjacent to the drain select line by an operating voltage applied to the drain select line; And after the potential level of the adjacent word line rises, applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block, and applying a pass voltage to an unselected word line.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 프로그램 동작시 프로그램 디스터브 현상을 억제하기 위한 반도체 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of operating a semiconductor memory device, and more particularly, to a method of operating a semiconductor memory device for suppressing a program disturb phenomenon during a program operation.
반도체 메모리 장치는 데이터를 저장해 두고 필요할 때 읽어볼 수 있는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 램(Random Access Memory: RAM)과 롬(Read Only Memory: ROM)으로 나누어진다. 램에 저장된 데이터는 전원 공급이 중단되면 소멸된다. 이러한 타입의 메모리를 휘발성(volatile) 메모리라고 한다. 반면에, 롬에 저장된 데이터는 전원 공급이 중단되더라도 소멸되지 않는다. 이러한 타입의 메모리를 비휘발성(nonvolatile) 메모리라고 한다.A semiconductor memory device is a memory device that stores data and can be read when needed. Semiconductor memory devices are roughly divided into random access memory (RAM) and read only memory (ROM). Data stored in RAM is destroyed when power supply is interrupted. This type of memory is called volatile memory. On the other hand, data stored in the ROM is not destroyed even when the power supply is interrupted. This type of memory is called nonvolatile memory.
상술한 비휘발성 메모리 중 낸드 플래시 메모리 소자는 고용량화를 위해 집적도가 점차 높게 설계되고 있고 이에 따라 셀 블럭을 구성하는 각 워드라인간의 간격이 감소하고 있다. 이에 따라 각 워드라인 간의 커플링 캐패시터에 의한 노이즈 발생이 증가하고 있다. 특히, 소거 동작시 선택 트랜지스터와 선택 트랜지스터와 인접한 가장 자리 메모리 셀 간의 커플링 노이즈에 의해 가장 자리 메모리 셀들은 메모리 셀들에 비해 소거가 덜 되는 특성을 보인다.NAND flash memory devices of the nonvolatile memories described above are designed to have a high degree of integration for high capacity, and thus, the spacing between word lines constituting the cell block is reduced. As a result, noise is generated by the coupling capacitor between each word line. In particular, in the erase operation, edge memory cells are less erased than memory cells due to coupling noise between the selection transistor and the edge memory cell adjacent to the selection transistor.
이러한 특성에 의해 소거 동작이 완료된 후 다른 메모리 셀들 보다 높은 문턱 전압을 갖는 가장 자리 메모리 셀들은 프로그램 동작시 프로그램 금지 모드인 셀 스트링의 채널 부스팅 현상을 감소시키는 문제점이 발생할 수 있다. Due to this characteristic, edge memory cells having a higher threshold voltage than other memory cells after the erase operation is completed may reduce a channel boosting phenomenon of a cell string in a program inhibit mode during a program operation.
본 발명의 실시 예는 반도체 메모리 장치의 프로그램 동작시 프로그램 디스터브 현상을 감소시킬 수 있는 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법 및 소거 동작시 메모셀의 문턱 전압 분포를 개선할 수 있는 소거 방법을 제공하는 데 있다.
An embodiment of the present invention provides a program method of a semiconductor memory device that can reduce a program disturb phenomenon during a program operation of the semiconductor memory device and an erase method that can improve the threshold voltage distribution of the memo cell during the erase operation.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 메모리 셀 블럭의 드레인 선택 트랜지스터과 연결된 드레인 선택 라인에 동작 전압을 인가하되, 상기 동작 전압은 프리차지된 비트라인 전위와 상기 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압 값의 합보다 높도록 제어하는 단계와, 상기 드레인 선택 라인에 인가되는 동작 전압에 의해 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승하는 단계; 및 상기 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
A method of operating a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention applies an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block, wherein the operating voltage is a precharged bit line potential and a threshold of the drain select transistor. Controlling the voltage value to be higher than a sum of voltage values and increasing a potential level of a word line adjacent to the drain select line by an operating voltage applied to the drain select line; And after the potential level of the adjacent word line rises, applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block, and applying a pass voltage to an unselected word line.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 메모리 셀 블럭의 드레인 선택 트랜지스터과 연결된 드레인 선택 라인에 일정 시간 동안 동작 전압을 인가하되, 상기 동작 전압은 프리차지된 비트라인 전위와 상기 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압 값의 합보다 높도록 제어하는 단계와, 상기 드레인 선택 라인에 인가되는 동작 전압에 의해 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승하는 단계, 및 상기 동작 전압이 로우 레벨로 천이되고 재차 하이 레벨로 상승할 때, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
A method of operating a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment of the present invention applies an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block for a predetermined time, wherein the operating voltage is a precharged bit line potential and the drain select. Controlling the transistor to be higher than a sum of threshold voltage values of the transistor, increasing a potential level of a word line adjacent to the drain select line by an operating voltage applied to the drain select line, and bringing the operating voltage to a low level. Applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block, and applying a pass voltage to an unselected word line when the transition and the rising to the high level again.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 메모리 셀 블럭의 드레인 선택 트랜지스터과 연결된 드레인 선택 라인에 동작 전압을 인가하는 단계와, 상기 동작 전압이 상기 드레인 선택 라인에 인가될 때, 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인에 프리 패스 전압을 인가하는 단계, 및 상기 인접한 워드라인에 프리 패스 전압을 인가한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
In another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a semiconductor memory device, the method including applying an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block, and when the operating voltage is applied to the drain select line, Applying a pre-pass voltage to a word line adjacent to the drain select line, and applying a pre-pass voltage to the adjacent word line, and then applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block. And applying a pass voltage to the unselected word lines.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 메모리 셀 블럭의 드레인 선택 트랜지스터과 연결된 드레인 선택 라인에 동작 전압을 인가하는 단계와, 상기 동작 전압이 상기 드레인 선택 라인에 인가될 때, 상기 드레인 선택 라인과 인접한 다수의 워드라인에 프리 패스 전압을 인가하는 단계, 및 상기 인접한 다수의 워드라인에 프리 패스 전압을 인가한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
In another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a semiconductor memory device, the method including applying an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block, and when the operating voltage is applied to the drain select line, Applying a pre-pass voltage to a plurality of word lines adjacent to the drain select line, and applying a pre-pass voltage to the plurality of adjacent word lines, and then applying the pre-pass voltage to the selected word line among the plurality of word lines connected to the memory cell block. Applying a program voltage and applying a pass voltage to the unselected word lines.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 메모리 셀 블럭이 배치된 반도체 기판의 P웰에 소거 전압을 인가하는 단계, 및 상기 메모리 셀 블럭의 선택 트랜지스터와 인접한 메모리 셀들에 음의 전압을 인가하여 소거하는 단계를 포함한다.
A method of operating a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention may include applying an erase voltage to a P well of a semiconductor substrate on which a memory cell block is disposed, and negatively affecting memory cells adjacent to a selection transistor of the memory cell block. And erasing by applying a voltage.
본 발명에 따르면, 반도체 메모리 장치의 프로그램 동작시 프로그램 디스터브 현상을 감소시킬 수 있고, 소거 동작시 메모셀의 문턱 전압 분포를 개선할 수 있다.
According to the present invention, a program disturb phenomenon can be reduced during a program operation of a semiconductor memory device, and a threshold voltage distribution of a memo cell can be improved during an erase operation.
도 1은 반도체 메모리 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 메모리 셀 블럭의 상세 회로도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 소거 방법을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a semiconductor memory device.
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the memory cell block of FIG. 1.
3A and 3B are graphs illustrating a program method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are graphs for describing a program method of a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment.
5 is a graph illustrating an erase method of a semiconductor memory device according to an embodiment of 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 본실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. It is provided to inform you.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 블럭(110), 페이지 버퍼(120), X 디코더(130), 전압 제공부(140), 및 제어 회로(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
메모리 셀 블럭(110)은 다수의 메모리 셀들을 포함한다. 메모리 셀 블럭(110)의 세부 구성은 후술하도록 한다.The
페이지 버퍼(120)는 메모리 셀 블럭(110)의 다수의 비트라인(BL)과 연결된다. 페이지 버퍼(120)는 제어 회로(150)에서 출력되는 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)에 응답하여 프로그램 동작시 프로그램 데이터 값에 따라 비트라인을 로우 레벨로 디스차지하여 프로그램 모드로 셋팅하거나, 비트라인을 하이 레벨을 유지시켜 프로그램 금지 모드(program inhibit mode)로 셋팅한다.The
X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 메모리 셀 블럭(110)의 다수의 워드라인(WL<n:0>), 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL)에 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압들을 인가한다.The
전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 소거 동작시 메모리 셀 블럭(110)이 형성된 반도체 기판의 P웰에 인가되는 소거 전압(Verase) 및 메모리 셀 블럭(110) 중 가장자리 워드라인(WL<n>)에 인가하기 위한 음전압을 생성하고, 프로그램 동작시 메모리 셀 블럭(110)의 선택된 메모리 셀들에 인가하기 위한 프로그램 전압(Vpgm) 및 비 선택된 메모리 셀들에 인가하기 위한 패스 전압(Vpass) 및 가장 자리에 위치한 메모리 셀에 인가하기 위한 프리 패스 전압(pre_Vpass) 및 드레인 선택 트랜지스터에 인가하기 위한 동작 전압을 생성한다. 드레인 선택 트랜지스터에 인가하기 위한 동작 전압은 전원 전압(Vcc)보다 높으며, 더욱 바람직하게는 프리차지된 비트라인의 전위(Vbl)와 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압(Vt)의 합한 값보다 높은 값을 갖는 것이 바람직하다.The
제어 회로(150)는 소거 동작시 전압 제공부(140)가 소거 전압(Verase)을 생성하도록 제어 신호들(VC_signals)을 출력하고, 프로그램 동작시 프로그램 전압(Vpgm), 패스 전압(Vpass), 프리 패스 전압(pre_Vpass) 및 드레인 선택 트랜지스터에 인가하기 위한 동작 전압을 생성하도록 제어 신호들(VC_signals)을 출력한다.The
또한 제어 회로(150)는 프로그램 동작시 비트라인들(BL)의 전위가 설정 레벨로 프리차지되고, 프리차지된 비트라인들(BL)의 전위가 프로그램 데이터값에 따라 프리차지 레벨을 유지하거나 디스차지되도록 페이지 버퍼(120)를 제어하기 위한 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)을 출력한다.In addition, the
또한 제어 회로(150)는 프로그램 동작시 전압 제공부(140)에서 생성된 프로그램 전압(Vpgm), 패스 전압(Vpass), 프리 패스 전압(pre_Vpass) 및 드레인 선택 트랜지스터에 인가하기 위한 동작 전압이 메모리 셀 블럭(110)에 인가되도록 X 디코더(130)를 제어하기 위한 로우 어드레스(RADD)를 출력하며, 소거 동작시 전압 제공부(140)에서 생성된 음의 전압이 메모리 셀 블럭(110)의 다수의 메모리 셀들 중 가장 자리 메모리 셀들에 인가되도록 제어하기 위한 로우 어드레스(RADD)를 출력한다.
In addition, the
도 2는 도 1에 도시된 메모리 셀 블럭의 상세 회로도이다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the memory cell block shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 메모리 셀 블럭(110)은 다수의 스트링(ST0 내지 STk)을 포함한다. 다수의 스트링(ST0 내지 STk)은 유사한 구조를 갖으므로 하나의 스트링(ST0)를 예로 들어 상세히 설명한다.Referring to FIG. 2, the
스트링(ST0)은 소스 라인(SL)과 비트라인(BL0) 사이에 연결되는 소스 선택 트랜지스터(SST), 다수의 메모리 셀(MC0 내지 MCn), 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함한다. The string ST0 includes a source select transistor SST, a plurality of memory cells MC0 to MCn, and a drain select transistor DST connected between the source line SL and the bit line BL0.
소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 게이트는 소스 선택 라인(SSL) 및 드레인 선택 라인(DSL)이 각각 연결되고, 다수의 메모리 셀(MC0 내지 MCn)에는 다수의 워드라인(WL<n:0>)이 연결된다.The gates of the source select transistor SST and the drain select transistor DST are connected to the source select line SSL and the drain select line DSL, respectively, and the plurality of word lines WL are provided in the plurality of memory cells MC0 to MCn. <n: 0>) is concatenated.
메모리 셀 블럭(110)의 다수의 메모리 셀들은 동일한 워드라인에 연결된 메모리 셀들을 하나의 페이지로 정의할 수 있다. 즉 메모리 셀 블럭(110)은 다수의 페이지로 구성될 수 있다.
The plurality of memory cells of the
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하기 위한 그래프이다.3A and 3B are graphs illustrating a program method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도 2, 도3a를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1, 2, and 3A, a program method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described as follows.
페이지 버퍼(120)는 제어 회로(150)에서 출력되는 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)에 응답하여 모든 비트라인(BL0 내지 BLk)을 하이 레벨로 프리차지한 후, 페이지 버퍼(120)에 저장된 프로그램 데이터들에 따라 대응하는 비트라인의 전위를 프리차지 레벨로 유지하거나 로우 레벨로 디스차지한다.The
이 후, 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 메모리 셀 블럭(110)의 드레인 선택 트랜지스터(DST)에 인가하기 위한 동작 전압을 생성한다. 이때의 동작 전압은 전원 전압(Vcc)보다 높은 것이 바람직하다. 좀 더 상세하게는 동작 전압은 프리차지된 비트라인의 전압(Vbl)과 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 문턱 전압(Vt)의 합의 값보다 높은 값을 갖는 것이 바람직하다.Thereafter, the
X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압(Vbl+Vt보다 높은 값)을 셀 블럭(110)의 드레인 선택 트랜지스터(DST)과 연결된 드레인 선택 라인(DSL)에 인가한다.The
이로 인하여 드레인 선택 트랜지스터(DSL)과 인접한 워드라인(WL<n>)은 커플링 현상에 의해 전위가 0V에서 일정 레벨만큼 상승한다.As a result, the potential of the word line WL <n> adjacent to the drain select transistor DSL increases by a predetermined level at 0V due to the coupling phenomenon.
이 후, 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 메모리 셀 블럭(110)의 워드라인들 중 비선택된 워드라인(unsel WL)에 인가하기 위한 패스 전압(Vpass) 및 선택된 워드라인(sel WL)에 인가하기 위한 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다. X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 전압 제공부(140)에서 생성된 패스 전압(Vpass) 및 프로그램 전압(Vpgm)을 다수의 워드라인(WL<n:0>)에 선택적으로 인가하다. 이때, 워드라인(WL<n>)이 비선택된 워드라인(unsel WL)에 포함될 경우 패스 전압(Vpass)이 인가되고 선택된 워드라인(sel WL)일 경우 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다.After that, the
패스 전압(Vpass) 및 프로그램 전압(Vpgm)을 다수의 워드라인(WL<n:0>)에 선택적으로 인가할 때, 드레인 선택 라인(DSL)의 전위는 도면과 같이 전원 전압 레벨보다 낮게 하강한다.When the pass voltage Vpass and the program voltage Vpgm are selectively applied to the plurality of word lines WL <n: 0>, the potential of the drain select line DSL drops below the power supply voltage level as shown in the figure. .
상술한 동작에 의해 선택된 워드라인(sel WL)과 연결된 메모리 셀들은 대응하는 비트라인의 전위에 따라 프로그램된다.The memory cells connected to the word line sel WL selected by the above operation are programmed according to the potential of the corresponding bit line.
이때 비트라인의 전위가 프리차지 레벨로 유지되는 프로그램 금지 스트링의 경우, 패스 전압(Vpass)에 의해 스트링의 채널이 부스팅되어 선택된 워드라인(sel WL)에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되어도 선택된 메모리 셀은 프로그램되지 않아야 한다. 본 발명에서는 비 선택된 워드라인들(unsel WL)에 패스 전압(Vpass)이 인가되기 이전에 드레인 선택 라인(DSL)에 전원 전압(Vcc)보다 높은 동작 전압을 인가하여 프리차지된 비트라인의 전위가 드랍(drop)없이 채널에 전달되고, 드레인 선택 라인(DSL)의 전위에 의해 드레인 선택 트랜지스터(DSL)과 인접한 워드라인(WL<n>)은 패스 전압(Vpass)이 인가되기 이전에 일정 레벨로 상승하게 되어 채널 부스팅 동작 이전에 프로그램 금지 모드인 스트링의 채널 전위를 일정 레벨만큼 상승시킬 수 있다. 이로 인하여 채널 부스팅 동작시 부스팅 레벨이 상승된다.In this case, in the case of the program inhibiting string in which the potential of the bit line is maintained at the precharge level, the selected memory cell may be boosted by the pass voltage Vpass, even if the program voltage Vpgm is applied to the selected word line sel WL. Must not be programmed. In the present invention, before the pass voltage Vpass is applied to unselected word lines unsel WL, the potential of the precharged bit line is applied by applying an operating voltage higher than the power supply voltage Vcc to the drain select line DSL. The word line WL <n> adjacent to the drain select transistor DSL by a potential of the drain select line DSL is transferred to a channel without drop and is brought to a predetermined level before the pass voltage Vpass is applied. As a result, the channel potential of the string in the program prohibition mode may be increased by a predetermined level before the channel boosting operation. As a result, the boosting level is increased during the channel boosting operation.
이로 인하여 프로그램 금지 모드의 스트링에 포함된 메모리 셀들 중 선택된 워드라인(sel WL)에 연결된 메모리 셀의 문턱 전압이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
Accordingly, the threshold voltage of the memory cell connected to the selected word line sel WL among the memory cells included in the string of the program inhibit mode may not be increased.
도 3b는 도 3a와 유사한 프로그램 동작을 설명하기 위한 것으로, 도 3b를 참조하면, 드레인 선택 라인(DSL)에 인가되는 동작 전압을 일정시간 하이 레벨로 인가한 후, 0V 레벨로 천이시킨다. 이로 인하여 드레인 선택 라인(DSL)과 인접한 워드라인(WL<n>)의 전위도 드레인 선택 라인(DSL)에 인가되는 동작 전압이 하이 레벨로 인가되는 일정 시간 동안 일정 전위 레벨로 상승한다.3B illustrates a program operation similar to that of FIG. 3A. Referring to FIG. 3B, an operating voltage applied to the drain select line DSL is applied at a high level for a predetermined time and then transitions to a 0V level. As a result, the potential of the word line WL <n> adjacent to the drain select line DSL also rises to a constant potential level for a predetermined time when the operating voltage applied to the drain select line DSL is applied at a high level.
이 후 동작은 도 3a와 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
Subsequent operations are similar to that of FIG. 3A, and thus a detailed description thereof will be omitted.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하기 위한 그래프이다.4A to 4C are graphs for describing a program method of a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment.
도 1, 도 2 및 도 4a를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 프로그램 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1, 2, and 4A, a program method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described as follows.
페이지 버퍼(120)는 제어 회로(150)에서 출력되는 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)에 응답하여 모든 비트라인(BL0 내지 BLk)을 하이 레벨로 프리차지한 후, 페이지 버퍼(120)에 저장된 프로그램 데이터들에 따라 대응하는 비트라인의 전위를 프리차지 레벨로 유지하거나 로우 레벨로 디스차지한다.The
이 후, 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 메모리 셀 블럭(110)의 드레인 선택 트랜지스터(DST)에 인가하기 위한 동작 전압 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)와 인접한 메모리 셀(MCn)에 인가하기 위한 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 생성한다.Thereafter, the
X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압을 셀 블럭(110)의 드레인 선택 트랜지스터(DST)과 연결된 드레인 선택 라인(DSL)에 인가하고, 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 메모리 셀(MCn)과 연결된 워드라인(WL<n>)에 인가한다.The
이 후, 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 메모리 셀 블럭(110)의 워드라인들 중 비선택된 워드라인(unsel WL)에 인가하기 위한 패스 전압(Vpass) 및 선택된 워드라인(sel WL)에 인가하기 위한 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다. X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 전압 제공부(140)에서 생성된 패스 전압(Vpass) 및 프로그램 전압(Vpgm)을 다수의 워드라인(WL<n:0>)에 선택적으로 인가하다. 이때, 워드라인(WL<n>)이 비선택된 워드라인(unsel WL)에 포함될 경우 패스 전압(Vpass)이 인가되고 선택된 워드라인(sel WL)일 경우 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다.After that, the
상술한 동작에 의해 선택된 워드라인(sel WL)과 연결된 메모리 셀들은 대응하는 비트라인의 전위에 따라 프로그램된다.The memory cells connected to the word line sel WL selected by the above operation are programmed according to the potential of the corresponding bit line.
이때 비트라인의 전위가 프리차지 레벨로 유지되는 프로그램 금지 스트링의 경우, 패스 전압(Vpass)에 의해 스트링의 채널이 부스팅되어 선택된 워드라인(sel WL)에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되어도 선택된 메모리 셀은 프로그램되지 않아야 한다. 본 발명에서는 비 선택된 워드라인들(unsel WL)에 패스 전압(Vpass)이 인가되기 이전에 드레인 선택 라인(DSL)과 인접한 워드라인(WL<n>)에 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 인가하여 채널 부스팅 동작 이전에 채널 부스팅 동작 이전에 프로그램 금지 모드인 스트링의 채널 전위를 일정 레벨만큼 상승시킬 수 있다. 이로 인하여 채널 부스팅 동작시 부스팅 레벨이 상승된다.At this time, in the case of the program inhibiting string in which the potential of the bit line is maintained at the precharge level, the selected memory cell may be boosted by the pass voltage Vpass, even if the program voltage Vpgm is applied to the selected word line sel WL. Must not be programmed. In the present invention, the pre-pass voltage Pre_Vpass is applied to the word line WL <n> adjacent to the drain select line DSL before the pass voltage Vpass is applied to the unselected word lines unsel WL. Before the boosting operation, the channel potential of the string in the program prohibition mode may be increased by a predetermined level before the channel boosting operation. As a result, the boosting level is increased during the channel boosting operation.
이로 인하여 프로그램 금지 모드의 스트링에 포함된 메모리 셀들 중 선택된 워드라인(sel WL)에 연결된 메모리 셀의 문턱 전압이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
Accordingly, the threshold voltage of the memory cell connected to the selected word line sel WL among the memory cells included in the string of the program inhibit mode may not be increased.
도 4b는 도 4a와 유사한 프로그램 동작을 설명하기 위한 것으로, 도 4b를 참조하면, 워드라인(WL<n>)에 인가되는 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 일정시간 하이 레벨로 인가한 후, 0V 레벨로 천이시키는 것을 나타낸다.FIG. 4B is a diagram illustrating a program operation similar to that of FIG. 4A. Referring to FIG. 4B, after applying the pre-pass voltage Pre_Vpass applied to the word line WL <n> to a high level for a predetermined time, the 0V level is illustrated. Transition to.
이 후 동작은 도 3a와 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
Subsequent operations are similar to that of FIG. 3A, and thus a detailed description thereof will be omitted.
도 4c는 도 4a와 유사한 프로그램 동작을 설명하기 위한 것으로, 도 4b를 참조하면, 워드라인(WL<n>)에 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 인가할 때 워드라인(WL<n>)과 인접한 워드라인(WL<n-1>)에도 프리 패스 전압(Pre_Vpass)을 인가한다. 이로 인하여 워드라인(WL<n>)의 전위는 커플링 현상에 의해 프리 패스 전압(Pre_Vpass)보다 더욱 상승하게 되어 채널의 전위가 더욱 상승하게 된다.FIG. 4C is a diagram illustrating a program operation similar to that of FIG. 4A. Referring to FIG. 4B, when the pre-pass voltage Pre_Vpass is applied to the word line WL <n>, it is adjacent to the word line WL <n>. The pre-pass voltage Pre_Vpass is also applied to the word line WL <n-1>. As a result, the potential of the word line WL <n> rises more than the pre-pass voltage Pre_Vpass due to the coupling phenomenon, thereby increasing the potential of the channel.
이 후 동작 방법은 도 4a와 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
Since the operation method is similar to FIG. 4A, detailed description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 소거 방법을 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph illustrating an erase method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 메모리 셀 블럭(110)이 배치된 반도체 기판의 P웰에 인가하기 위한 소거 전압(Verase) 및 드레인 선택 라인(DSL)과 인접한 워드라인(WLn)에 인가하기 위한 음전압을 생성한다.Referring to FIG. 5, the
전압 제공부(140)에서 생성된 소거 전압(Verase)이 반도체 기판의 P웰에 인가되는 동안, X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 전압 제공부(140)에서 생성된 음전압을 드레인 선택 라인(DSL)과 인접한 워드라인(WLn)에 인가한다. 이때 나머지 워드라인(WL<n-1:1>)은 일정 시간 동안 플로팅 시킨후 0V를 유지시키는 것이 바람직하다.While the erase voltage Verase generated by the
이로 인하여 워드라인(WLn)과 연결된 메모리 셀들(MCn)은 게이트와 반도체 기판 간의 전위 차이가 소거 전압(Verase)보다 커져 소거 동작시 문턱 전압이 더욱 낮도록 소거된다. 이로 인하여 소거 동작시 드레인 선택 트랜지스터와 인접한 가장 자리 메모리 셀들이 다른 메모리 셀들에 비해 소거가 덜 되는 특성을 개선할 수 있다.As a result, the potential difference between the gate and the semiconductor substrate is greater than the erase voltage Verase, so that the memory cells MCn connected to the word line WLn are erased so that the threshold voltage is lower during the erase operation. As a result, in the erase operation, edge memory cells adjacent to the drain select transistor may be less erased than other memory cells.
본 발명의 실시 예에서는 드레인 선택 라인(DSL)과 인접한 워드라인(WLn)에만 소거 동작시 음의 전압을 인가하는 것을 설명하였으나, 소스 선택 라인(SSL)과 인접한 워드라인(WL0)에도 소거 동작시 음의 전압을 인가할 수 있다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a negative voltage is applied only to the word line WLn adjacent to the drain select line DSL, but the word line WL0 adjacent to the source select line SSL is also erased. A negative voltage can be applied.
100 : 반도체 메모리 장치
110 : 메모리 셀 블럭
120 : 페이지 버퍼
130 : X 디코더
140 : 전압 제공부
150 : 제어 회로100: semiconductor memory device
110: memory cell block
120: page buffer
130: X decoder
140: voltage providing unit
150: control circuit
Claims (5)
상기 드레인 선택 라인에 인가되는 동작 전압에 의해 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승하는 단계; 및
상기 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Applying an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block, wherein the operating voltage is controlled to be higher than a sum of a precharged bit line potential and a threshold voltage value of the drain select transistor;
Increasing the potential level of the word line adjacent to the drain select line by an operating voltage applied to the drain select line; And
Applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block after the potential level of the adjacent word line rises, and applying a pass voltage to an unselected word line; Method of operation.
상기 드레인 선택 라인에 인가되는 동작 전압에 의해 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인의 전위 레벨이 상승하는 단계; 및
상기 동작 전압이 로우 레벨로 천이되고 재차 하이 레벨로 상승할 때, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Applying an operating voltage to a drain select line connected to a drain select transistor of a memory cell block for a predetermined time, wherein the operating voltage is controlled to be higher than a sum of a precharged bit line potential and a threshold voltage value of the drain select transistor;
Increasing the potential level of the word line adjacent to the drain select line by an operating voltage applied to the drain select line; And
Applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block and applying a pass voltage to an unselected word line when the operating voltage transitions to a low level and rises again to a high level again; Method of operating a semiconductor memory device comprising a.
상기 동작 전압이 상기 드레인 선택 라인에 인가될 때, 상기 드레인 선택 라인과 인접한 워드라인에 프리 패스 전압을 인가하는 단계; 및
상기 인접한 워드라인에 프리 패스 전압을 인가한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Applying an operating voltage to a drain select line connected to the drain select transistor of the memory cell block;
Applying a pre-pass voltage to a word line adjacent to the drain select line when the operating voltage is applied to the drain select line; And
After applying a pre-pass voltage to the adjacent word line, applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block, and applying a pass voltage to an unselected word line. How the memory device works.
상기 동작 전압이 상기 드레인 선택 라인에 인가될 때, 상기 드레인 선택 라인과 인접한 다수의 워드라인에 프리 패스 전압을 인가하는 단계; 및
상기 인접한 다수의 워드라인에 프리 패스 전압을 인가한 후, 상기 메모리 셀 블럭과 연결된 다수의 워드라인들 중 선택된 워드라인에 프로그램 전압을 인가하고, 비선택된 워드라인에 패스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Applying an operating voltage to a drain select line connected to the drain select transistor of the memory cell block;
When the operating voltage is applied to the drain select line, applying a pre-pass voltage to a plurality of word lines adjacent to the drain select line; And
After applying a pre-pass voltage to the plurality of adjacent word lines, applying a program voltage to a selected word line among a plurality of word lines connected to the memory cell block, and applying a pass voltage to an unselected word line. A method of operating a semiconductor memory device.
상기 메모리 셀 블럭의 선택 트랜지스터와 인접한 메모리 셀들에 음의 전압을 인가하여 소거하는 단계를 포함하며,
상기 소거하는 단계는 상기 선택 트랜지스터와 인접하지 않는 메모리 셀들을 일정시간 동안 플로팅시키는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.Applying an erase voltage to a P well of a semiconductor substrate on which a memory cell block is disposed; And
Applying a negative voltage to memory cells adjacent to the selection transistor of the memory cell block to erase the memory cell;
The erasing may include floating memory cells not adjacent to the selection transistor for a predetermined time.
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