KR102322025B1 - 3d nand memory device and operation thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 메모리 장치들 및 이와 같은 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법들에 관한 것이며, 보다 상세하게는 인디케이터 메모리에 반응하여 제1 컨트롤 전압을 수평 구조물들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 선택되지 않은 것에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 제외된 것에 인가하는 컨트롤 회로부를 가지는 메모리 장치들에 관한 것이다.The present invention relates to three-dimensional memory devices and methods for programming such devices, and more particularly to applying a first control voltage to a selection of horizontal structures in response to an indicator memory, and applying a second control voltage to the It relates to memory devices having control circuitry for applying a third control voltage to unselected horizontal structures and applying a third control voltage to the excluded ones of the horizontal structures.

Description

3차원 낸드 메모리 장치 및 이의 동작{3D NAND MEMORY DEVICE AND OPERATION THEREOF}3D NAND memory device and its operation {3D NAND MEMORY DEVICE AND OPERATION THEREOF}

본 발명은 고밀도 메모리 장치들에 관한 것이며, 보다 상세하게는 메모리 셀들의 다중 평면들이 3차원(3D) 어레이를 제공하도록 배열되는 메모리 장치들에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to high-density memory devices, and more particularly to memory devices in which multiple planes of memory cells are arranged to provide a three-dimensional (3D) array.

집적 회로들 내의 장치들의 임계 치수들이 통상 메모리 셀 기술들의 한계들까지 축소됨에 따라, 설계자들은 보다 큰 저장 용량을 구현하고, 비트 당 보다 낮은 비용을 구현하기 위해 메모리 셀들의 다중 평면들을 적층하기 위한 기술들을 고려해왔다. 예를 들면, 박막 트랜지스터 기술들이 여기에 참조로 포함되는 Lai 등의 "다층의 적층 가능한 박막 트랜지스터(TFT) NAND형 플래시 메모리(A Multi-Layer Stackable Thin-Film Transistor(TFT) NAND-Type Flash Memory)"(IEEE Int'l Electron Devices Meeting, 11-13 Dec. 2006); 그리고 Jung 등의 "30㎚ 이상의 노드를 위한 ILD 및 TANOS 구조상의 단결정 실리콘층들의 적층을 이용한 3차원적으로 적층된 NAND 플래시 메모리(Three Dimensionally Stacked NAND Flash Memory Technology Using Stacking Single Crystal Si Layers on ILD and TANOS Structure for Beyond 30㎚ Node)"(IEEE Int'l Electron Devices Meeting, 11-13 Dec. 2006, 20)에서 전하 트래핑 기술들에 적용된다.As the critical dimensions of devices in integrated circuits shrink to the limits of conventional memory cell technologies, designers are turning to techniques for stacking multiple planes of memory cells to implement greater storage capacity and lower cost per bit. have been considering See, for example, "A Multi-Layer Stackable Thin-Film Transistor (TFT) NAND-Type Flash Memory," by Lai et al., wherein thin film transistor technologies are incorporated herein by reference. "(IEEE Int'l Electron Devices Meeting, 11-13 Dec. 2006); and Jung et al. “Three Dimensionally Stacked NAND Flash Memory Technology Using Stacking Single Crystal Si Layers on ILD and TANOS Structure for Beyond 30 nm Node)” (IEEE Int'l Electron Devices Meeting, 11-13 Dec. 2006, 20).

또한, 교차점(cross-point) 어레이 기술들이 Johnson 등의 "다이오드/안티 퓨즈 메모리 셀들의 3차원 어레이를 구비하는 512Mb PROM(512Mb PROM With a Three-Dimensional Array of Diode/Anti-fuse memory cells)"(IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 38, No. 11, November 2003)에서 안티퓨즈 메모리에 대해 적용되었다. Johnson 등에 기재된 설계에 있어서, 교차점들에서 메모리 요소들과 함께 워드 라인들 및 비트 라인들의 다중 층들이 제공된다. 상기 메모리 요소들은 워드 라인에 연결되는 p+ 폴리실리콘 양극 및 비트 라인에 연결되는 n-폴리실리콘 음극을 포함하며, 상기 양극과 음극은 안티퓨즈 물질로 분리된다.Also, cross-point array technologies are described in Johnson et al. "512 Mb PROM With a Three-Dimensional Array of Diode/Anti-fuse memory cells" ( IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 38, No. 11, November 2003) for anti-fuse memory. In the design described in Johnson et al., multiple layers of word lines and bit lines are provided with memory elements at the intersections. The memory elements include a p+ polysilicon anode coupled to the word line and an n-polysilicon cathode coupled to the bit line, the anode and cathode separated by an antifuse material.

Lai 등, Jung 등 그리고 Johnson 등에 기재된 프로세스들에 있어서, 각 메모리 층을 위한 몇몇 임계 리소그래피 단계들이 존재한다. 따라서, 상기 장치를 제조하는 데 필요한 임계 리소그래피 단계들의 수는 구현되는 층들의 수를 곱한 것이 된다. 이에 따라, 비록 3D 어레이들을 이용하여 보다 높은 밀도의 이점들이 구현되지만, 보다 높은 제조비용이 상기 기술의 이용을 제한하게 된다.In the processes described by Lai et al., Jung et al. and Johnson et al., there are several critical lithography steps for each memory layer. Thus, the number of critical lithographic steps required to fabricate the device is multiplied by the number of layers implemented. Accordingly, although higher density advantages are realized using 3D arrays, higher manufacturing costs limit the use of the technology.

전하 트래핑 메모리 기술에 수직 NAND 셀들을 제공하는 다른 구조가 Tanaka 등의 "초고밀도 플래시 메모리를 위한 펀치 및 플러그 공정들을 구비하는 BiCS 기술(Bit Cost Scalable(BiCS) Technology with Punch and Plug Process for Ultra High Density Flash Memory)"(5, 2007 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers; 12-14 Jun. 2007, pages: 14-15)에 기재되어 있다. Tanaka 등에 기재된 구조는 실리콘-산화물-질화물산화물-실리콘(SONOS) 전하 트래핑 기술을 이용하여 각 게이트/수직 채널 계면에 저장 사이트들을 생성하도록 NAND 게이트와 유사하게 동작하는 수직 채널을 갖는 다중 게이트 전계 효과 트랜지스터 구조를 포함한다. 상기 메모리 구조는 기판에 인접하는 하부 선택 게이트 및 상단 상의 상부 선택 게이트를 구비하는 다중 게이트 셀을 위한 수직 채널로서 배열되는 반도체 물질의 필라에 기초한다. 복수의 수평 컨트롤 게이트들은 상기 필라들과 교차되는 평면형 전극층들을 이용하여 형성된다. 상기 컨트롤 게이트들을 위해 사용되는 평면형 전극층들은 임계 리소그래피를 요구하지 않으며, 이에 따라 비용이 절감된다. 그러나, 많은 임계 리소그래피 단계들이 각각의 수직 셀들에 대해 요구된다. 또한, 상기 수직 채널의 도전성, 이용되는 프로그램 및 소거 프로세스들 등과 같은 요소들에 의해 결정되는, 이러한 방식으로 층이 될 수 있는 상기 컨트롤 게이트들의 수에 한계가 있게 된다.Another architecture providing vertical NAND cells for charge trapping memory technology is "Bit Cost Scalable (BiCS) Technology with Punch and Plug Process for Ultra High Density" by Tanaka et al. Flash Memory)" (5, 2007 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers; 12-14 Jun. 2007, pages: 14-15). The structure described in Tanaka et al. is a multi-gate field effect transistor with vertical channels that behave similarly to NAND gates to create storage sites at each gate/vertical channel interface using a silicon-oxide-nitride oxide-silicon (SONOS) charge trapping technique. includes structure. The memory structure is based on pillars of semiconductor material arranged as vertical channels for a multi-gate cell having a bottom select gate adjacent the substrate and a top select gate on top. A plurality of horizontal control gates are formed using planar electrode layers crossing the pillars. The planar electrode layers used for the control gates do not require critical lithography, thereby reducing cost. However, many critical lithography steps are required for each vertical cell. There is also a limit to the number of control gates that can be layered in this way, which is determined by factors such as the conductivity of the vertical channel, program and erase processes used, and the like.

전하 트래핑 메모리 기술에 수직 NAND 셀들을 제공하는 또 다른 구조가 여기에 참조로 포함되는 Katsumata 등의 "초고밀도 저장 장치들을 위한 16의 적층된 층들 및 다층 레벨 셀 동작을 구비하는 파이프형 BiCS 플래시 메모리(Pipe-shaped BiCS Flash Memory with 16 Stacked Layers and Multi-Level-Cell Operation for Ultra High Density Storage Devices)"(2009 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, 2009)에 기재되어 있다. Katsumata 등에 기재된 구조는 BiCS와 같이 유사한 게이트-올-어라운드(gate-all-around) 메모리 셀 구조를 포함하지만, 상기 P-BiCS는 하단 부분의 기생 저항을 감소시키도록 백 게이트(back gate)를 구비하는 U자형 NAND 스트링을 가진다. 상기 선택 게이트는 오프-전류(off-current)를 감소시키도록 비대칭의 소스 및 드레인 구조들을 더 가진다.Another structure that provides vertical NAND cells for charge trapping memory technology is "Pipe BiCS Flash Memory with 16 Stacked Layers and Multi-Layer Level Cell Operation for Ultra-Density Storage Devices" by Katsumata et al., which is incorporated herein by reference. Pipe-shaped BiCS Flash Memory with 16 Stacked Layers and Multi-Level-Cell Operation for Ultra High Density Storage Devices)” (2009 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, 2009). The structure described in Katsumata et al. includes a gate-all-around memory cell structure similar to BiCS, but the P-BiCS has a back gate to reduce parasitic resistance at the bottom. has a U-shaped NAND string. The select gate further has asymmetric source and drain structures to reduce off-current.

3D 적층 메모리 구조들이 크게 증가된 메모리 밀도의 전망을 유지하지만, 이들은 다른 것들 중에서 많은 층들을 관통하는 매우 깊은 홀들을 식각할 필요성 및 상기 필라를 형성하기 위해 반도체 물질 및 다중 유전층들을 채우는 것과 같은 중대한 프로세스 도전들을 가져온다. 이와 같은 "펀치 및 플러그(punch and plug)" 공정들은 상단부터 하단까지 상기 필라들의 균일한 형상이나 직경을 형성하기 어렵다. 또한, 상기 유전 전하 트래핑 구조의 두께는 상기 필라 형상과 함께 변화된다. 형상과 유전체 두께에서의 변화들은 상기 메모리 셀들의 문턱 전압들의 테일 분포(tail distribution)를 증가시키며, 이는 상기 메모리 셀들의 좋지 못한 스위칭 행동과 낮은 신뢰성을 가져온다. 더욱이, 상기 패스 전압들이 상기 선택되지 않은 워드 라인들에 인가될 때, 상기 균일하지 않은 필라의 보다 좁은 부분에서 상기 메모리 셀들은 전기장 증대로 어려움을 겪을 뿐만 아니라, 상기 Vpass 변동으로 영향을 받는다.Although 3D stacked memory structures retain the prospect of significantly increased memory density, they, among other things, require etching very deep holes through many layers and critical processes such as filling semiconductor material and multiple dielectric layers to form the pillars. brings challenges. Such "punch and plug" processes are difficult to form a uniform shape or diameter of the pillars from the top to the bottom. Also, the thickness of the dielectric charge trapping structure changes with the pillar shape. Changes in shape and dielectric thickness increase the tail distribution of the threshold voltages of the memory cells, which leads to poor switching behavior and low reliability of the memory cells. Moreover, when the pass voltages are applied to the unselected word lines, the memory cells in the narrower portion of the non-uniform pillar not only suffer from electric field enhancement, but are also affected by the Vpass fluctuation.

이에 따라 상기 장치 상의 균일하지 않은 필라의 부정적인 영향을 감소시키고, 제조 프로세스 후에 상기 장치의 밀도를 변화시킬 수 있는 3D 메모리 장치 및 동작 방법을 제공하는 것이 바람직하다.Accordingly, it would be desirable to provide a 3D memory device and method of operation that can reduce the negative effects of non-uniform pillars on the device and can change the density of the device after a manufacturing process.

개략적으로 기술하면, 메모리 장치는, 기판 상의 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하는 복수의 수평 구조물들; 상기 복수의 수평 구조물들에 직교하게 배치되고, 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하는 복수의 수직 구조물들; 상기 복수의 수직 및 수평 구조물들 사이의 교차점들에 위치하는 복수의 메모리 셀들; 예를 들면, 나타낸 레벨 내의 메모리 셀들의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있는 결함들의 검출로 인하여 동작 동안에 사용으로부터 상기 수평 구조물들의 임의의 것이 제외되는 지를 나타내도록 프로그램 가능한 인디케이터 메모리(indicator memory); 그리고 상기 수평 구조물들에 연결되는 컨트롤 회로부를 포함하는 것으로 기재되며, 상기 메모리 장치의 독취 및 기입을 위하여, 상기 인디케이터 메모리에 반응하여 상기 컨트롤 회로부는 제1 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 수평 도전성 구조물들의 선택되지 않은 것에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 수평 구조물들의 제외된 것에 인가한다.Briefly described, a memory device includes: a plurality of horizontal structures on a substrate including a conductive material, a semiconducting material, or both; a plurality of vertical structures disposed orthogonally to the plurality of horizontal structures and including a conductive material, a semiconducting material, or both; a plurality of memory cells positioned at intersections between the plurality of vertical and horizontal structures; an indicator memory programmable to indicate whether any of the horizontal structures are excluded from use during operation, for example, due to detection of defects that may affect the reliability of the memory cells within the indicated level; and a control circuit unit coupled to the horizontal structures, wherein the control circuit unit applies a first control voltage to selected ones of the horizontal structures in response to the indicator memory for reading and writing of the memory device; , a second control voltage is applied to the unselected of the horizontal conductive structures, and a third control voltage is applied to the excluded of the horizontal structures.

상술한 본 발명의 요약은 본 발명의 일부 측면들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 제공된다. 상기 요약은 본 발명의 핵심이나 중요한 구성 요소들을 확인하거나 본 발명의 범주를 기술하도록 의도된 것은 아니다. 이의 유일한 목적은 다음에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 전주로서 본 발명의 일부 개념들을 간략화된 형태로 제시하는 것이다. 본 발명의 특정한 측면들은 특허 청구 범위, 명세서 및 도면들에 기재된다.The foregoing summary of the invention is provided to provide a basic understanding of some aspects of the invention. The above summary is not intended to identify key or critical elements of the invention or to delineate the scope of the invention. Its sole purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later. Certain aspects of the invention are set forth in the claims, specification and drawings.

본 발명에 따르면, 메모리 장치 상의 균일하지 않은 필라의 부정적인 영향을 감소시킬 수 있고, 제조 공정 후에 상기 메모리 장치의 밀도를 변화시킬 수 있는 3차원 메모리 장치 및 동작 방법이 제공된다.According to the present invention, a three-dimensional memory device capable of reducing the negative influence of non-uniform pillars on a memory device and changing the density of the memory device after a manufacturing process is provided, and an operating method thereof.

본 발명을 그 특정한 실시예들에 대해 도면들을 참조하여 설명할 것이며, 첨부 도면들에서,
도 1은 실시예들의 측면들을 포함하는 집적 회로(175)의 간략화된 칩 블록도이다.
도 2는 실시예들에 따른 메모리 셀의 칼럼의 수평 단면도이다.
도 3은 3D 수직 채널 메모리 장치의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 프로세스 변화들에 따른 도 3의 구조의 일부의 수직 단면도들을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 측면들을 포함하는 메모리의 블록의 개략적인 회로도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 프로그램 동작의 타이밍도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described with reference to the drawings, specific embodiments thereof, in which:
1 is a simplified chip block diagram of an integrated circuit 175 including aspects of embodiments.
2 is a horizontal cross-sectional view of a column of memory cells in accordance with embodiments.
3 is a perspective view of a 3D vertical channel memory device.
4A and 4B show vertical cross-sectional views of a portion of the structure of FIG. 3 according to process variations.
5 is a schematic circuit diagram of a block of memory incorporating aspects of the present invention.
6 is a timing diagram of a program operation according to an exemplary embodiment.

다음의 설명은 해당 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 구성하고 이용하게 할 수 있도록 제시되는 것이며, 특정한 응용들과 그 요구 사항들의 내용에 제공된다. 개시된 실시예들에 대한 다양한 변형들은 해당 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 명백해질 것이며, 여기에 정의되는 일반적인 원리들은 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다른 실시예들과 응용들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명이 도시된 실시예들에 한정되도록 의도된 것은 아니며, 여기에 개시되는 원리들과 특징들에 일치되는 가장 넓은 범위에 부합된다.The following description is presented to enable any person skilled in the art to make and use the present invention, and is provided in the context of specific applications and their requirements. Various modifications to the disclosed embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments and applications without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is not intended that the invention be limited to the embodiments shown, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features disclosed herein.

도 1은 실시예들의 측면들을 포함하는 집적 회로(175)의 간략화된 칩 블록도이다. 상기 집적 회로(175)는 3차원(3D) 메모리 어레이(160) 및 여기에 기재되는 바와 같이 구현되는 상기 장치의 동작 동안에 사용으로부터 제외되는 상기 3차원 메모리 내의 레벨들을 확인하는 인디케이터 메모리(indicator memory)(192)를 포함한다.1 is a simplified chip block diagram of an integrated circuit 175 including aspects of embodiments. The integrated circuit 175 includes an indicator memory that identifies levels in the three-dimensional memory that are excluded from use during operation of the three-dimensional (3D) memory array 160 and the device implemented as described herein. (192).

어드레스 디코더(address decoder)(156)는 로우 디코더(row decoder)(161), 칼럼 디코더(column decoder)(166) 및 레벨 디코더(level decoder)(158)를 포함한다. 상기 로우 디코더(161)는 상기 메모리 어레이(160) 내의 열들을 따라 배열되는 복수의 SSL들(162)에 연결된다. 상기 칼럼 디코더(166)는 상기 어레이(160) 내의 메모리 셀들로부터 데이터를 독취하고 프로그래밍하기 위해 상기 메모리 어레이(160) 내의 행들을 따라 배열되는 복수의 비트 라인들(164)에 연결된다. 페이지 버퍼(page buffer)들(163)은 라인들(171, 167)을 거쳐 데이터 입력 회로들 및 데이터 출력 회로들에 연결되고, 상기 메모리 어레이(160)로부터 데이터를 읽고 데이터를 쓰기 위하여 상기 메모리 어레이(160) 내의 행들을 따라 배열되는 복수의 비트 라인들(164)에 연결된다. 어드레스들은 상기 어드레스 디코더(156)에 의해 버스 라인들(165)을 거쳐 상기 페이지 버퍼들에 공급된다. 다른 실시예에 있어서, 상기 페이지 버퍼들은 상기 칼럼 디코더(166)와 통합될 수 있다. 상기 레벨 디코더(158)는 워드 라인 커넥터들(159)을 거쳐 상기 메모리 어레이(160) 내의 복수의 레벨들에 연결된다. 인디케이터 메모리(192)는 상기 어드레스 디코더(156) 및/또는 컨트롤러에 연결되며, 제외된 레벨(들)을 표시하는 정보를 저장한다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 인디케이터 메모리(192)는 상기 어드레스 디코더(156) 내에 포함될 수 있다. 상기 인디케이터 메모리(192)는 가려진 레벨들이 상기 제외된 레벨들을 위해 설계된 바이어싱(biasing)을 요구하는 것을 표시하면서 상기 3D 블록들 내의 레벨들을 가리는 마스크의 형태로 구성될 수 있다.The address decoder 156 includes a row decoder 161 , a column decoder 166 , and a level decoder 158 . The row decoder 161 is connected to a plurality of SSLs 162 arranged along columns in the memory array 160 . The column decoder 166 is coupled to a plurality of bit lines 164 arranged along rows in the memory array 160 for reading and programming data from the memory cells in the array 160 . Page buffers 163 are connected to data input circuits and data output circuits via lines 171 and 167 , and to read data from and write data to the memory array 160 . connected to a plurality of bit lines 164 arranged along the rows in 160 . Addresses are supplied to the page buffers via bus lines 165 by the address decoder 156 . In another embodiment, the page buffers may be integrated with the column decoder 166 . The level decoder 158 is coupled to a plurality of levels in the memory array 160 via word line connectors 159 . The indicator memory 192 is connected to the address decoder 156 and/or the controller, and stores information indicating the excluded level(s). In still other embodiments, the indicator memory 192 may be included in the address decoder 156 . The indicator memory 192 may be configured in the form of a mask that obscures the levels in the 3D blocks while indicating that the hidden levels require biasing designed for the excluded levels.

다른 회로부(174)가 상기 메모리를 활용하는 임무 기능들을 지지하도록 상기 칩 상에 포함될 수 있다. 이러한 예에서는 상태 기계(state machine)(169)로 구현되는 컨트롤러는 여기에 기재되는 다양한 동작들을 수행하도록 독취하고, 소거하며, 프로그램하고, 소거 확인하며, 프로그램 확인하는 전압들과 같은 블록 168 내의 전압 공급이나 공급들을 통해 발생되거나 제공되는 바이어스 배치 공급 전압들의 적용을 제어하는 신호들을 제공한다. 구성 레지스터(191)는 상기 전압 레벨들을 상기 프로그램, 소거 및 독취 동작들에 적용되도록 설정하고, 상기 전압 레벨들을 상기 제외된 레벨들에 적용되도록 설정하기 위하여 상기 상태 기계(169)에 연결된다. 상기 컨트롤러는 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이 전용 로직 회로부를 이용하여 구현될 수 있다. 선택적인 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 범용 프로세서를 포함하며, 이는 동일한 집적 회로 상에 구현될 수 있고, 상기 장치의 동작들을 컨트롤하는 컴퓨터 프로그램을 실행시킨다. 또 다른 실시예들에 있어서, 전용 로직 회로부 및 범용 프로세서의 결합이 상기 컨트롤러의 구현을 위해 활용될 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 블록 168 내의 전압 공급이나 공급들을 통해 상기 전압들을 변화시키도록 상기 다른 회로부(174) 및 상기 상태 기계(169)의 기능을 결함시킬 수 있다.Other circuitry 174 may be included on the chip to support mission functions utilizing the memory. In this example, a controller implemented as a state machine 169 is a voltage in block 168, such as the voltages to read, erase, program, erase confirm, and program verify to perform the various operations described herein. Provides signals that control the application of bias arrangement supply voltages generated or provided through the supply or supplies. A configuration register 191 is coupled to the state machine 169 to set the voltage levels to be applied to the program, erase and read operations, and to set the voltage levels to be applied to the excluded levels. The controller may be implemented using a dedicated logic circuit, as is known in the art. In alternative embodiments, the controller comprises a general purpose processor, which may be implemented on the same integrated circuit, and executes a computer program that controls operations of the device. In still other embodiments, a combination of dedicated logic circuitry and a general-purpose processor may be utilized for implementation of the controller. The controller may disable the other circuitry 174 and the function of the state machine 169 to vary the voltages via a voltage supply or supplies within the block 168 .

도 2는 실시예들에 따른 메모리 셀의 칼럼의 수평 단면을 나타낸다. 상기 구조는 절연 구조들(215)과 교번되는 액티브 레벨(active level)들의 스택, 예를 들면, 교대로 증착되는 워드 라인층 및 절연층을 통해 수직하게 연장되는 반도체 물질의 중심 코어(core)(210)를 갖는 필라(pillar)(15)를 포함한다. 상기 코어(210)는 증착 기술로부터 야기되는 중앙을 관통하는 심(seam)(211)을 가질 수 있다. 예를 들면, 실리콘 산화물의 제1 층(212), 실리콘 질화물의 층(213) 및 실리콘 산화물의 제2 층(214)(ONO로 언급됨)을 포함하는 유전 전하 트래핑 구조, 또는 다른 다층 유전 전하 트래핑 구조가 상기 코어(210)를 둘러쌀 수 있다. 직렬 연결된 메모리 셀들은 상기 필라 및 각각의 상기 액티브 레벨들 사이의 교차점들에 위치한다. 상기 구조의 레벨들에서 상기 필라의 직경의 변화들 때문에, 예를 들면, 일부 레벨들 내의 메모리 셀들이 상기 셀들의 이용을 신뢰할 수 없거나 불가능한 레벨로 만드는 허용 가능한 범위 바깥에 해당되는 성능 특성들을 가질 수 있다. 이와 같은 레벨들은 상기 인디케이터 메모리를 프로그래밍하고, 이후에 데이터 저장 동작들로부터 이들을 제외하여 표시될 수 있다.2 illustrates a horizontal cross-section of a column of memory cells in accordance with embodiments. The structure comprises a stack of alternating active levels of insulating structures 215, eg, a central core of semiconductor material extending vertically through an alternatingly deposited word line layer and an insulating layer ( and a pillar 15 having 210 . The core 210 may have a center-through seam 211 resulting from a deposition technique. For example, a dielectric charge trapping structure comprising a first layer 212 of silicon oxide, a layer 213 of silicon nitride and a second layer 214 of silicon oxide (referred to as ONO), or other multi-layer dielectric charge A trapping structure may surround the core 210 . Series connected memory cells are located at intersections between the pillar and each of the active levels. Because of variations in the diameter of the pillar at the levels of the structure, for example, memory cells in some levels may have performance characteristics that fall outside the acceptable range making their use to an unreliable or impossible level. have. Such levels may be indicated by programming the indicator memory and then excluding them from data storage operations.

도 3은 3D 수직 채널 메모리 장치의 사시도이다. 이는 각기 기판에 대해 평행한 복수의 액티브 레벨들(11), 예를 들면 워드 라인층들 및 상기 기판에 직교하게 배향되는 복수의 필라들(15)을 포함하며, 각각의 상기 필라들은 상기 필라들 및 상기 액티브 레벨들 사이의 교차점들에 위치하는 복수의 직렬 연결된 메모리 셀들을 포함한다. 복수의 스트링 선택 라인(SSL)들(12)은 상기 기판에 평행하고 상기 액티브 레벨들(11) 위에 배향되며, 각각의 상기 스트링 선택 라인들은 상기 필라들의 각각의 열과 교차된다. 필라 및 스트링 선택 라인의 각 교차는 상기 필라의 스트링 선택 게이트(SSG)를 한정한다. 상기 구조는 또한 상기 기판에 평행하게 배향되고, 상기 액티브 레벨들(11) 아래에 층을 형성하는 접지 선택 라인(GSL)들(13)(때때로 하부 선택 라인들로도 호칭되고, 이들은 필라의 하부 단부에 위치함)을 포함한다. 필라 및 접지 선택 라인(13)의 각 교차는 상기 필라의 접지 선택 게이트(GSG)(때때로 하부 선택 게이트(LSG)로도 호칭됨)를 한정한다. 공통 소스 라인(CSL)(10)은 상기 기판에 평행하고 상기 GSL들 아래의 층으로 형성된다. 상기 구조는 또한 상기 기판에 평행하고 상기 스트링 선택 라인들 위의 층 내에 복수의 평행한 비트 라인들(20)을 포함한다. 각각의 상기 비트 라인들(20)은 상기 필라들의 각각의 행과 중첩되고, 각각의 상기 필라들(15)은 상기 비트 라인들의 하나의 아래에 놓인다. 상기 필라들(15)은 도 2에 대하여 전술한 바와 같이 구성될 수 있다. 3 is a perspective view of a 3D vertical channel memory device. It comprises a plurality of active levels (11) each parallel to the substrate, for example word line layers and a plurality of pillars (15) oriented orthogonal to the substrate, each of said pillars comprising said pillars and a plurality of series-connected memory cells positioned at intersections between the active levels. A plurality of string select lines (SSL) 12 are parallel to the substrate and oriented above the active levels 11 , and each of the string select lines intersects a respective column of the pillars. Each intersection of a pillar and a string select line defines a string select gate (SSG) of the pillar. The structure is also oriented parallel to the substrate, and ground select lines (GSLs) 13 (sometimes referred to as lower select lines) forming a layer below the active levels 11, which are at the lower end of the pillar located) are included. Each intersection of pillar and ground select line 13 defines a ground select gate (GSG) (sometimes referred to as a bottom select gate (LSG)) of the pillar. A common source line (CSL) 10 is parallel to the substrate and is formed in a layer below the GSLs. The structure also includes a plurality of parallel bit lines 20 in a layer parallel to the substrate and above the string select lines. Each of the bit lines 20 overlaps a respective row of the pillars, and each of the pillars 15 underlies one of the bit lines. The pillars 15 may be configured as described above with respect to FIG. 2 .

도 3에 있어서, 상기 메모리 장치는 상기 액티브 레벨들에 대해 계단형(stairstep) 콘택 구조를 포함한다. 깊은 식각이 액티브 레벨 연결 영역들(26A, 26B)을 상부의 금속 인터커넥트(interconnect)들(24)에 연결하는 콘택들(22)을 형성하기 위해 상기 구조를 통해 이루어진다. 각 연결 영역들(26A 또는 26B)은 메모리 셀들의 블록을 한정한다. 이에 따라, 각각의 GSL 연결 영역들(28A, 28B)이 제공된다. 따라서, 상기 메모리의 특정 블록으로부터 데이터를 독취하기 위하여, 컨트롤 회로부는 셀들의 블록 및 상기 스택의 특정한 층을 선택하도록 액티브 레벨 연결 영역들(26A, 26B)을 활성화시키고, 특정한 열을 선택하도록 스트링 선택 라인(12)을 더 활성화시킨다. 접지 선택 게이트도 활성화된다. 셀들의 열은 이후에 상기 비트 라인들(20)을 통해 페이지 버퍼(도시되지 않음) 내로 병렬로 판독 출력된다(여기에 사용되는 바에 있어서, "활성화시킨다(activate)"는 연결된 셀들 또는 스위치들에 효과를 부여하도록 특정한 바이어스를 인가하는 것을 의미한다. 상기 바이어스는 상기 메모리 설계에 따라 높거나 낮을 수 있다). 제품의 사양 및 설계에 따라, 상기 페이지 버퍼는 데이터의 둘 또는 그 이상의 열들을 유지할 수 있고, 이 경우에 전체 페이지 판독 동작은 둘 또는 그 이상의 SSL들(12)의 연속하는 활성화를 수반할 수 있다.3 , the memory device includes a stairstep contact structure with respect to the active levels. A deep etch is done through the structure to form contacts 22 connecting the active level connection regions 26A, 26B to the metal interconnects 24 thereon. Each of the connection regions 26A or 26B defines a block of memory cells. Accordingly, respective GSL connection areas 28A, 28B are provided. Thus, to read data from a particular block of memory, the control circuitry activates the active level connection regions 26A, 26B to select a particular block of cells and a particular layer of the stack, and select a string to select a particular column. Line 12 is further activated. The ground select gate is also activated. A row of cells is then read out in parallel through the bit lines 20 into a page buffer (not shown) (as used herein, "activate" means to connected cells or switches). It means to apply a specific bias to give it an effect (the bias can be high or low depending on the memory design). Depending on the specifications and design of the product, the page buffer may hold two or more columns of data, in which case a full page read operation may involve successive activation of two or more SSLs 12 . .

펀치(punch) 및 플러그(plug) 프로세스로써, 상기 필라들이 모든 상기 반도전성 층들을 통해 수직하게 형성되며, 이들은 상기 복수의 액티브 레벨들(11), SSL들(12) 및 GSL들(13)을 포함한다. 상단부터 하단까지 균일한 폭을 가지는 필라들을 형성하는 것은 매우 중요하다. 상기 필라의 종횡비가 높아질수록, 상기 필라의 폭이 덜 균일해진다. 상기 필라의 폭들에서의 변화들은 상기 문턱 전압들 내의 변화들을 가져온다. 상기 반도전성 층의 최하부의 층은 상기 GSL이며, 필라 및 상기 GSL의 교차는 접지 선택 게이트(GSG)이고, 이는 각각의 필라를 선택하는 스위치로서 수행된다. 상기 GSL 상부는 상기 액티브 레벨들이고, 필라 및 상기 액티브 레벨들의 교차는 메모리 셀들이다. 상기 최하부의 층 내에 위치하는 GSL은 가장 작은 필라 폭을 가질 수 있지만, 상기 GSG들 모두가 동일한 레벨에 있기 때문에, GSG들의 문턱 전압들의 분포는 상기 폭 변화에 심각하게 영향을 받지 않을 것이다. 대조적으로, 메모리 셀들은 다른 레벨들에 위치하며, 상기 문턱 전압들은 상기 필라 폭이나 직경 또는 다른 특징들에 의해 영향을 받을 수 있다. With a punch and plug process, the pillars are formed perpendicularly through all the semiconducting layers, which connect the plurality of active levels 11 , SSLs 12 and GSLs 13 . include It is very important to form pillars having a uniform width from the top to the bottom. The higher the aspect ratio of the pillar, the less uniform the width of the pillar. Changes in the widths of the pillar result in changes in the threshold voltages. The lowermost layer of the semiconducting layer is the GSL, and the intersection of the pillars and the GSLs is a ground select gate (GSG), which is performed as a switch to select each pillar. Above the GSL are the active levels, and the intersection of the pillar and the active levels are memory cells. The GSL located within the bottom layer may have the smallest pillar width, but since all of the GSGs are at the same level, the distribution of threshold voltages of the GSGs will not be significantly affected by the width change. In contrast, memory cells are located at different levels, and the threshold voltages may be affected by the pillar width or diameter or other characteristics.

상기 필라에서의 변화들로써, 상기 문턱 전압들의 분포가 넓어질 수 있으므로 테일 비트(tail bit)들이 발생된다. 일반적으로, 상기 어레이 내의 메모리 셀들은 프로세스 변화를 겪으며, 가우스 분포 또는 정규 분포로 분포되는 문턱 전압들을 가져온다. 메모리 셀들은 상기 정규 분포를 따르지 않으며, 프로그램되고 소거된 문턱 전압 분포 내에 테일들을 야기한다. 이들 비트들은 테일 비트들로 언급되며, 이들은 상기 메모리의 신뢰성에 영향을 미친다. With the changes in the pillar, the distribution of the threshold voltages may be widened, so that tail bits are generated. In general, the memory cells in the array undergo process variations, resulting in threshold voltages distributed in a Gaussian or normal distribution. Memory cells do not follow the normal distribution, resulting in tails within the programmed and erased threshold voltage distribution. These bits are referred to as tail bits, and they affect the reliability of the memory.

도 4a 및 도 4b는 제조 프로세스 변화에 따른 도 3의 구조의 일부의 수직 단면들을 나타낸다. 도 4a에 있어서, 상기 필라의 폭은 특히 상기 블록 111 내의 최하부의 액티브 레벨들(11) 주위에서 급격히 감소된다. 상기 블록 111 내의 보다 좁은 폭의 결과로서, 보다 큰 문턱 전압들을 가지는 테일 비트들이 발생될 수 있다. 상기 메모리의 신뢰성에 영향을 미치는 이들 테일 비트들을 방지하기 위하여, 상기 블록 111 내의 액티브 레벨은 제외되는 것으로 표시된다. 상기 메모리 장치에 있어서, 상기 액티브 레벨들의 제외된 것과 교차하는 상기 필라의 폭은 상기 선택된 및 선택되지 않은 액티브 레벨들과 교차하는 상기 필라의 폭보다 작을 수 있으며, 이는 상기 테일 비트 문제를 일으키는 동작 특성들에서의 변화들을 가져올 수 있다. 4A and 4B show vertical cross-sections of a portion of the structure of FIG. 3 as a result of manufacturing process variations. In FIG. 4A , the width of the pillar decreases sharply, particularly around the lowermost active levels 11 in the block 111 . As a result of the narrower width in block 111, tail bits with larger threshold voltages may be generated. To prevent these tail bits from affecting the reliability of the memory, the active level in the block 111 is marked as excluded. In the memory device, the width of the pillar crossing the exclusion of the active levels may be smaller than the width of the pillar crossing the selected and unselected active levels, which is an operating characteristic causing the tail bit problem. can bring about changes in

다른 예에 있어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 필라의 폭은 상단으로부터 하단까지 점차 감소된다. 따라서, 최상부 및 최하부의 액티브 레벨들 주위의 상기 필라의 폭의 차이(블록들 112 및 113 참조)가 보다 높은 문턱 전압들을 구비하는 테일 비트들을 가지도록 상기 문턱 전압들의 분포를 확장시킬 것이다. 마찬가지로, 상기 필라의 보다 좁거나 보다 넓은 폭을 발생시키는 넓은 분포로부터 야기되는 테일 비트들을 방지하기 위하여, 상기 블록들 112 및 113 내의 상기 액티브 레벨들은 제외된 레벨들로 표시될 수 있다.In another example, as shown in FIG. 4B , the width of the pillar is gradually decreased from the top to the bottom. Thus, the difference in the width of the pillar around the top and bottom active levels (see blocks 112 and 113 ) will broaden the distribution of the threshold voltages to have tail bits with higher threshold voltages. Likewise, the active levels in blocks 112 and 113 may be marked as excluded levels to avoid tail bits resulting from a wide distribution resulting in a narrower or wider width of the pillar.

도 5는 본 발명의 측면들을 포함하는 메모리의 블록의 개략적인 회로로이다. 도시된 바와 같이, 상기 메모리의 블록은 직렬 연결된 메모리 셀들(604)의 NN ×P의 수의 스트링들(615)을 포함한다. 각 스트링(615)은 NM의 수의 메모리 셀들(604)을 가진다. 각각의 상기 메모리 셀들(604)은 도 1에 도시된 바와 같이 구조화되며, 전기적으로 소스, 드레인 및 컨트롤 게이트를 포함한다. 많은 트랜지스터들 내의 소스 및 드레인의 전기적인 호환성 때문에, 이들 두 단자들은 여기서는 때때로 "전류 경로 단자들(current path terminals)"로 총괄적으로 언급된다. 5 is a schematic circuit diagram of a block of memory incorporating aspects of the present invention. As shown, the block of memory includes an N N ×P number of strings 615 of series-connected memory cells 604 . Each string 615 has N M number of memory cells 604 . Each of the memory cells 604 is structured as shown in FIG. 1 and electrically includes a source, a drain and a control gate. Because of the electrical compatibility of the source and drain in many transistors, these two terminals are sometimes collectively referred to herein as "current path terminals".

각각의 상기 스트링들(615)은 또한 스트링 선택 게이트(606) 및 상기 스트링의 메모리 셀들(604)의 대향하는 측부들 상에 직렬로 연결된 접지 선택 게이트(608)를 포함한다. 상기 스트링 선택 게이트(606)는 스트링 선택을 위한 것이고, 상기 접지 선택 게이트(608)는 프로그램 동작 동안에 상기 스트링을 통하는 셀 전류를 방지한다. 보다 상세하게는, 각 스트링 선택 게이트(606) 및 접지 선택 게이트(608)는 상기 스트링의 전류 경로 단자들인 상기 컨트롤 게이트 전극들로 기능한다.Each of the strings 615 also includes a string select gate 606 and a ground select gate 608 coupled in series on opposite sides of the memory cells 604 of the string. The string select gate 606 is for string select, and the ground select gate 608 prevents cell current through the string during a program operation. More specifically, each string select gate 606 and ground select gate 608 functions as the control gate electrodes, which are current path terminals of the string.

상기 메모리 장치의 블록은 스트링(615) 내의 각각의 상기 메모리 셀들(604)에 대응되는 NWL의 분리된 액티브 레벨들(611)을 포함한다. 각각의 상기 액티브 레벨들(611)은 상기 블록 내의 모든 스트링(615) 내의 레벨에서 상기 대응되는 메모리 셀(604)의 컨트롤 게이트 전극으로 기능한다. 상기 액티브 레벨들은 상기 제외된 레벨들을 확인하도록 상기 인디케이터 메모리에 반응하는 상기 컨트롤러에 연결된다. 여기에 기재되는 바와 같은 메모리 장치는 상기 액티브 레벨들의 임의의 것이 제외되는 지를 확인하도록 프로그램될 수 있는 인디케이터 메모리를 포함한다. 상기 인디케이터는 상기 메모리 장치의 모든 블록들 내의 동일한 제외된 레벨들을 확인할 수 있거나, 상기 메모리 장치의 각각의 블록 내의 다른 제외된 레벨들을 확인할 수 있다. The block of memory device includes separate active levels 611 of N WL corresponding to each of the memory cells 604 in a string 615 . Each of the active levels 611 functions as a control gate electrode of the corresponding memory cell 604 at a level within every string 615 in the block. The active levels are coupled to the controller responsive to the indicator memory to identify the excluded levels. A memory device as described herein includes an indicator memory that can be programmed to ascertain whether any of the above active levels are excluded. The indicator may identify the same excluded levels in all blocks of the memory device or other excluded levels in each block of the memory device.

상기 메모리 장치의 블록은 SSL 디코더에 연결되는 NSSL의 분리된 스트링 선택 라인들(612)을 포함하며, 이들은 대응되는 스트링 선택 게이트들(606)의 컨트롤 게이트 전극들로 기능한다. The block of memory device includes separate string select lines 612 of N SSL coupled to the SSL decoder, which serve as control gate electrodes of the corresponding string select gates 606 .

상기 메모리 장치의 블록은 NBL의 분리된 비트 라인들을 포함하며, 상기 비트 라인들은 상기 대응되는 스트링 선택 게이트들(606)의 전류 경로 단자들의 하나에 연결된다.The block of memory device includes separate bit lines of N BL , which are coupled to one of the current path terminals of the corresponding string select gates 606 .

상기 메모리 장치의 블록은 접지 선택 라인(GSL)을 포함한다. 상기 GSL은 상기 블록 내의 모든 접지 선택 게이트들(608)의 컨트롤 게이트 전극이다.The block of the memory device includes a ground select line (GSL). The GSL is the control gate electrode of all ground select gates 608 in the block.

선택적인 실시예에 있어서, 상기 메모리 장치의 블록은 하나 이상의 접지 선택 라인을 포함할 수 있고, 상기 메모리 내의 접지 선택 게이트들(608)은 접지 선택 게이트들(608)의 다른 NGSL>1의 수의 구분되는 비어있지 않은(non-null) 서브세트들로 나누어진다. 예를 들면, NGSL=2일 경우, 접지 선택 게이트들(608)의 각각의 서브세트들은 상기 스트링들(615)의 접지 선택 게이트들의 반을 포함한다. 각각의 상기 NGSL의 분리된 접지 선택 라인들은 접지 선택 게이트들(608)의 서브 세트들의 대응되는 하나 내의 모든 상기 접지 선택 게이트들의 컨트롤 게이트 전극이다. In an alternative embodiment, the block of memory device may include one or more ground select lines, and the ground select gates 608 in the memory may include a different N GSL >1 number of ground select gates 608. divided into distinct non-null subsets of For example, when N GSL =2, each subset of ground select gates 608 includes half of the ground select gates of the strings 615 . The separate ground select lines of each N GSL are the control gate electrode of all the ground select gates in a corresponding one of the subsets of ground select gates 608 .

도 5에 있어서, 페이지는 NBL×NSSL의 비트들로 구성되고, 블록은 NBL×NSSL×NWL의 비트들로 구성된다. 상기 인디케이터 메모리가 WLM을 제외하는 것을 나타낼 경우, 상기 메모리 장치의 블록은 제외되는 하나의 액티브 레벨 WLM을 확인하며, 상기 블록 내의 비트들의 수는 NBL×NSSL×(NWL-1)로 감소된다. 상기 인디케이터 메모리가 WLM 및 WLM - 1,을 제외하는 것을 나타낼 경우, 상기 메모리 장치의 블록은 제외되는 두 액티브 레벨들 WLM 및 WLM -1을 확인하며, 상기 블록 내의 비트들의 수는 NBL×NSSL×(NWL-2)로 감소된다. 상기 블록의 밀도는 제외되는 액티브 레벨들의 수를 확인함에 의해 조절될 수 있다. 상기 제외된 레벨은 최하부의 액티브 레벨일 필요는 없지만, 상기 액티브 레벨들의 임의의 레벨이 될 수 있다. 메모리 장치가 상기 모든 블록들 내의 제외되는 NEX의 수의 액티브 레벨들을 정의할 경우, 상기 메모리 장치의 밀도는 NBL×NSSL×(NWL-NEX)×NBLOCK이 된다. NEX≥2일 때, 상기 제외된 레벨들은 직렬로 배치되는 액티브 레벨들이 될 수 있거나, 랜덤하게 배치되는 액티브 레벨들이 될 수 있다.5, the pages are made up of the N × N SSL BL bit block consists of bits of the BL N × N × N SSL WL. When the indicator memory indicates that WL M is excluded, the block of the memory device identifies one active level WL M to be excluded, and the number of bits in the block is N BL × N SSL × (N WL -1) is reduced to The indicator memory M WL and WL M - the number of 1, the active level of the WL and WL M -1 and M check, bits in the block that is excluded the case indicated that the block of the memory device is to exclude the N It is reduced to BL × N SSL × (N WL -2). The density of the block may be adjusted by ascertaining the number of excluded active levels. The excluded level need not be the lowest active level, but may be any of the active levels. If a memory device defines the number of active levels of N EX excluded in all blocks, the density of the memory device becomes N BL ×N SSL ×(N WL -N EX )×N BLOCK . When N EX ≧2, the excluded levels may be active levels arranged in series, or active levels arranged randomly.

또 다른 선택적인 실시예에 있어서, 상기 인디케이터 메모리는 상기 제외되는 액티브 레벨들의 1/2, 1/4 또는 1/8을 나타낼 수 있다.In another alternative embodiment, the indicator memory may indicate 1/2, 1/4 or 1/8 of the excluded active levels.

상기 인디케이터 메모리는 전기적으로 프로그램된 퓨즈(fuse)(eFuse), 플래시, ROM, RAM 또는 이와 유사한 것들을 포함한다. The indicator memory includes an electrically programmed fuse (eFuse), flash, ROM, RAM or the like.

컨트롤 회로부는 상기 액티브 레벨들에 연결된다. 상기 3D 메모리 장치의 독취 또는 프로그래밍의 동작에 있어서, 상기 인디케이터 메모리에 반응하여 상기 컨트롤 회로부는 제1 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것들에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 제외된 것에 인가한다.Control circuitry is coupled to the active levels. In the operation of reading or programming the 3D memory device, the control circuit unit applies a first control voltage to selected ones of the active levels in response to the indicator memory, and applies a second control voltage to unselected ones of the active levels. , and a third control voltage is applied to the negative of the active levels.

상기 제1, 제2 및 제3 컨트롤 전압들은 다르다. 상기 제1 컨트롤 전압은 상기 선택된 액티브 레벨에 인가되는 상기 프로그램 또는 독취 전압이다. 상기 제2 컨트롤 전압은 상기 선택되지 않은 액티브 레벨들에 인가되는 상기 패스 전압(pass voltage)(Vpass)이다. 상기 제3 컨트롤 전압은 상기 제외된 레벨에 인가되는 선택적인 패스 전압(V'pass)이다.The first, second and third control voltages are different. The first control voltage is the program or read voltage applied to the selected active level. The second control voltage is the pass voltage (Vpass) applied to the unselected active levels. The third control voltage is a selective pass voltage V'pass applied to the excluded level.

상기 제3 컨트롤 전압은 상기 구성 레지스터 내에 저장되는 동작 시간이나 사이클들 상의 정보에 따라 시간의 기한 또는 사이클들의 수에 반응하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 상태 기계는 상기 구성 레지스터로부터 신호들을 수신할 수 있고, 상기 메모리 장치가 동작한 후에, 예를 들면 1년이나 1K 사이클들 후에 상기 제3 컨트롤 전압을 변화시킬 수 있다. The third control voltage may be adjusted in response to a time period or number of cycles according to information on the operating time or cycles stored in the configuration register. For example, the state machine may receive signals from the configuration register and may change the third control voltage after the memory device has operated, eg, one year or 1K cycles.

상기 메모리 장치는, 기판 상의 복수의 수평 구조물들; 상기 복수의 수평 구조물들과 직교하게 배열되는 복수의 수직 구조물들; 상기 복수의 수직 및 수평 구조물들 사이의 교차점들에 위치하는 복수의 메모리 셀들; 상기 수평 구조물들의 임의의 것이 제외되는 지를 확인하도록 프로그램 가능한 인디케이터 메모리; 그리고 상기 복수의 수평 구조물들에 연결되는 컨트롤 회로부를 포함하며, 여기서 상기 메모리 장치의 읽기 또는 쓰기를 위하여, 상기 인디케이터 메모리에 반응하여 상기 컨트롤 회로부는 제1 컨트롤 전압을 상기 수평 라인들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 수평 라인들의 선택되지 않은 것에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 수평 레벨들의 제외된 것에 인가한다.The memory device may include a plurality of horizontal structures on a substrate; a plurality of vertical structures arranged orthogonally to the plurality of horizontal structures; a plurality of memory cells positioned at intersections between the plurality of vertical and horizontal structures; an indicator memory programmable to ascertain whether any of the horizontal structures are excluded; and control circuitry coupled to the plurality of horizontal structures, wherein for reading or writing of the memory device, the control circuitry in response to the indicator memory applies a first control voltage to selected ones of the horizontal lines; , a second control voltage is applied to the unselected of the horizontal lines, and a third control voltage is applied to the negative of the horizontal levels.

상기 인디케이터 메모리는 또한 상기 메모리 장치를 소거하기 위해 사용된다.The indicator memory is also used to erase the memory device.

3D 수직 채널 구조와 같은 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 수평 구조물들은 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하고, 상기 복수의 수평 구조물들은 워드 라인들과 같은 상기 액티브 레벨들이 될 수 있다. 상기 복수의 수직 구조물들은 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하며, 상기 복수의 수직 구조물들은 상기 필라들이 될 수 있다. In one embodiment, such as a 3D vertical channel structure, the plurality of horizontal structures may include a conductive material, a semiconducting material, or both, and the plurality of horizontal structures may be the active levels, such as word lines. The plurality of vertical structures may include a conductive material, a semiconducting material, or both, and the plurality of vertical structures may be the pillars.

3D 수직 게이트 구조와 같은 선택적인 실시예에 있어서, 상기 복수의 수평 구조물들 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하며, 상기 복수의 수평 구조물들은 비트 라인들과 같은 상기 액티브 레벨들이 될 수 있다. 상기 복수의 수직 구조물들은 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하며, 상기 복수의 수직 구조물들은 워드 라인들이 될 수 있다. In an alternative embodiment, such as a 3D vertical gate structure, the plurality of horizontal structures may include a conductive material, a semiconducting material, or both, wherein the plurality of horizontal structures may be the active levels, such as bit lines. . The plurality of vertical structures may include a conductive material, a semiconducting material, or both, and the plurality of vertical structures may be word lines.

도 5를 참조하면, 타겟 셀이 표기된 셀 A이고 상기 제외된 액티브 레벨이 WLM인 프로그래밍 동작의 설명이 기재된다. 프로그래밍 전에, 상기 전체 블록은 상기 문턱 전압을 NAND가 영(zero)보다 낮은 전압 레벨이 될 수 있는 소거 전압까지 낮추기 위해 소거된다. 상기 선택된 셀 A를 위한 프로그램 펄스 동안, 상기 선택된 비트 라인 BL2는 약 0V의 바이어스를 수신하고, 상기 선택되지 않은 비트 라인들 BL1 및 BL3-BLN은 인히비트(inhibit) 바이어스 전압들을 수신한다. 마찬가지로, 상기 선택된 스트링 선택 라인 SSL2는 약 3V의 바이어스를 수신하고, 상기 선택되지 않은 스트링 선택 라인들 SSL1 및 SSL3-SSLP는 인히비트 바이어스 전압들을 수신한다. 상기 선택된 액티브 레벨 WL1은 상기 프로그램 펄스를 수신하고, 상기 선택되지 않은 액티브 레벨들 WL2-WLM-1은 상기 패스 전압들(Vpass)을 수신하고, 상기 제외된 액티브 레벨 WLM은 상기 Vpass 보다 다른 패스 전압(V'pass)을 수신하여 상기 NAND 스트링이 턴 온된다. Referring to FIG. 5 , a description of a programming operation in which a target cell is marked cell A and the excluded active level is WLM M is described. Prior to programming, the entire block is erased to lower the threshold voltage to an erase voltage at which the NAND can be at a voltage level lower than zero. During the program pulse for the selected cell A, the selected bit line BL 2 receives a bias of about 0V, and the unselected bit lines BL 1 and BL 3 -BL N receive inhibit bias voltages. do. Similarly, the selected string select line SSL 2 receives a bias of about 3V, and the unselected string select lines SSL 1 and SSL 3 -SSL P receive inhibit bias voltages. The selected active level WL 1 receives the program pulse, the unselected active levels WL 2 -WL M-1 receive the pass voltages Vpass, and the excluded active level WL M receives the Vpass The NAND string is turned on by receiving a different pass voltage V'pass.

3차원 NAND 내에서 상기 패스 전압 변동 문제는 상기 패스 전압 변동들의 숫자가 상기 SSL들의 숫자에 비례하기 때문에 2차원 NAND 내에서의 경우보다 크다. 상기 Vpass 레벨은 상기 문턱 전압보다 높아야 하지만, 상기 셀을 프로그래밍하기 위한 경우보다 낮아야 한다. 상기 필라 폭에서의 변화들로 인하여, 상기 제외된 액티브 레벨들 내의 상기 셀들의 문턱 전압들이 상기 선택되지 않은 액티브 레벨들 내의 셀들의 경우보다 높을 수 있으므로, 상기 V'pass가 상기 Vpass보다 높을 수 있다. 그러나, 보다 높은 패스 전압은 보다 큰 변동을 야기할 것이며, 보다 작은 필라 폭을 가지는 셀들이 상기 패스 전압 변동에 의해 보다 쉽게 영향을 받는다. 상기 변동이 상기 변동된 셀들의 문턱 전압들을 상기 낮은 문턱 전압으로부터 상기 높은 문턱 전압까지 변화시키기에 충분할 경우, 그러면 상기 제외된 레벨 내의 셀들은 음의 문턱을 가지도록 소거되며, Vpass보다 낮은 V'pass의 결과로 된다. The path voltage fluctuation problem in 3D NAND is larger than in 2D NAND because the number of path voltage fluctuations is proportional to the number of SSLs. The Vpass level must be higher than the threshold voltage, but lower than for programming the cell. Due to changes in the pillar width, the V'pass may be higher than the Vpass since the threshold voltages of the cells in the excluded active levels may be higher than that of cells in the unselected active levels. . However, a higher pass voltage will cause larger fluctuations, and cells with smaller pillar widths are more easily affected by the pass voltage fluctuations. If the fluctuation is sufficient to change the threshold voltages of the fluctuated cells from the low threshold voltage to the high threshold voltage, then cells in the excluded level are erased to have a negative threshold, V'pass lower than Vpass becomes the result of

상기 독취 동작은 상기 패스 전압 변동에 이르고 상기 선택되지 않은 액티브 레벨들 및 제외된 레벨들에 인가되는 상기 패스 전압들(Vpass 및 V'pass)을 결정할 때에 상기 프로그래밍 동작과 유사하다.The read operation is similar to the programming operation in determining the pass voltages Vpass and V'pass to reach the pass voltage variation and to be applied to the unselected active levels and excluded levels.

도 6은 이러한 실시예에 따라 세 간격들에서 실행되는 프로그래밍 동작의 타이밍도이다.6 is a timing diagram of a programming operation executed at three intervals in accordance with this embodiment.

위상 T1의 시작에서, 상기 회로부는 상기 선택되지 않은 SSL들 스위치들을 턴 온시키도록 충분한 전압(예를 들면, 4.5V)을 인가하고, 상기 선택된 SSL 스위치를 턴 온시키도록 약 0V의 낮은 전압을 인가한다. 상기 선택된 WL은 상기 선택되지 않은 WL들 및 GSL의 경우와 같이 약 0V에 남는다. 상기 회로부는 또한 상기 선택된 및 선택되지 않은 비트 라인들에 약 3볼트를 인가한다. 상기 셀들이 이러한 위상 전에 음의 문턱 전압을 가지도록 소거되기 때문에, 상기 제외된 액티브 레벨에 인가되는 상기 패스 전압(V'pass)은 상기 제외된 레벨 내의 셀들을 턴 온시키기에 충분한 약 3V의 포텐셜에 있다. 위상 T1의 끝에서, 상기 선택되지 않은 SSL들 및 상기 선택된 비트 라인들은 약 0V로 돌아가는 반면, 상기 제외된 WL 상의 전압들은 약 3V의 상기 패스 전압(V'pass)에 남는다. 일 실시예에 있어서, 위상 T1은 약 5㎲ 동안 지속될 수 있다.At the beginning of phase T1, the circuitry applies a voltage sufficient (eg, 4.5V) to turn on the unselected SSLs switches and applies a low voltage of about 0V to turn on the selected SSL switches. approve The selected WL remains at about 0V as in the case of the unselected WLs and GSL. The circuitry also applies about 3 volts to the selected and unselected bit lines. Since the cells are erased to have a negative threshold voltage before this phase, the pass voltage V'pass applied to the excluded active level has a potential of about 3V sufficient to turn on cells in the excluded level. is in At the end of phase T1, the unselected SSLs and the selected bit lines return to about 0V, while the voltages on the excluded WL remain at the pass voltage V'pass of about 3V. In one embodiment, phase T1 may last for about 5 μs.

위상 T2에서, 상기 회로부는 상기 선택된 SSL 스위치를 턴 온시키도록 약 4.5V를 상기 SSL 라인에 인가한다. 상기 선택된 비트 라인은 선택되지 않은 WL들, GSL 및 선택되지 않은 SSL들의 경우와 같이 약 0V에 남는다. 상기 선택되지 않은 비트 라인들은 약 3V에 남는다. 이는 전류를 상기 선택된 비트 라인에 연결된 상기 스트링들 내에 흐르게 하는 반면, 상기 선택되지 않은 비트 라인들에 연결된 상기 스트링 내의 전류 흐름을 차단한다. 위상 T2의 끝에서, 상기 선택된 SSL 상의 전압은 약 3V까지 감소된다. 일 예에 있어서, 위상 T2는 약 5㎲ 동안 지속될 수 있다.In phase T2, the circuitry applies about 4.5V to the SSL line to turn on the selected SSL switch. The selected bit line remains at about 0V as in the case of unselected WLs, GSLs and unselected SSLs. The unselected bit lines remain at about 3V. This allows current to flow in the strings connected to the selected bit lines, while blocking current flow in the strings connected to the unselected bit lines. At the end of phase T2, the voltage on the selected SSL is reduced to about 3V. In one example, phase T2 may last for about 5 μs.

위상 T3의 시작에서, 상기 선택된 워드 라인 레벨 상의 전압은 약 20V의 프로그램 포텐셜(프로그램 펄스)로 부스트된다. 상기 패스 전압은 상기 셀 A를 프로그래밍하기 위해 요구되는 경우보다 낮다. 이러한 예에 있어서, 상기 선택되지 않은 WL들 상의 패스 전압(Vpass)은 9V가 될 수 있고, 상기 제외된 WL들 상의 패스 전압(V'pass)은 3V가 될 수 있다. 위상 T3 동안, 셀 A가 프로그램된다. 일 실시예에 있어서, 위상 T3은 약 10㎲ 동안 지속될 수 있다.At the beginning of phase T3, the voltage on the selected word line level is boosted to a program potential (program pulse) of about 20V. The pass voltage is lower than would be required to program the cell A. In this example, the pass voltage Vpass on the unselected WLs may be 9V, and the pass voltage V'pass on the excluded WLs may be 3V. During phase T3, cell A is programmed. In one embodiment, phase T3 may last for about 10 μs.

도 5에 나타내는 바와 같은 액티브 레벨들 및 상기 액티브 레벨들을 통해 연장되는 필라들을 포함하는 3차원 장치를 독취하거나 프로그래밍하는 방법이 기재되며, 상기 방법은 제1 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택된 것에 인가하는 단계, 제2 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것에 인가하는 단계, 그리고 상기 제2 컨트롤 전압과 다른 제3 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 제외된 것에 인가하는 단계를 포함한다. 이러한 방법에 있어서, 상기 제2 컨트롤 전압은 상기 필라들 및 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것 사이의 교차점들에서 메모리 셀들을 턴 온시키고, 상기 제3 컨트롤 전압은 상기 필라들 및 상기 액티브 레벨들의 제외된 것 사이의 교차점들에서 메모리 셀들을 턴 온시킨다. 상기 방법은 제외되는 액티브 레벨의 표시로 인디케이터 메모리를 프로그래밍하는 단계를 더 포함한다. 상기 제외된 액티브 레벨을 확인하는 인디케이터 메모리에 반응하여 인가된다. 상기 인디케이터는 또한 상기 3D 장치를 소거하기 위해 사용된다. A method for reading or programming a three-dimensional device comprising active levels as shown in FIG. 5 and pillars extending through the active levels is described, the method comprising applying a first control voltage to a selected one of the active levels. applying a second control voltage to the unselected of the active levels, and applying a third control voltage different from the second control voltage to the excluded of the active levels. In this method, the second control voltage turns on memory cells at intersections between the pillars and the unselected of the active levels, and the third control voltage is excluding the pillars and the active levels. turns on the memory cells at the intersections between The method further includes programming the indicator memory with an indication of the excluded active level. It is applied in response to an indicator memory confirming the excluded active level. The indicator is also used to clear the 3D device.

상기 제1, 제2 및 제3 컨트롤 전압들은 다르다. 상기 제1 컨트롤 전압은 상기 선택된 액티브 레벨에 인가되는 상기 프로그램 또는 독취 전압이다. 상기 제2 컨트롤 전압은 모든 상기 선택되지 않은 액티브 레벨들에 인가되는 상기 패스 전압(Vpass)이다. 상기 제3 컨트롤 전압은 상기 제외된 레벨에 인가되는 선택적인 패스 전압(V'pass)이다. The first, second and third control voltages are different. The first control voltage is the program or read voltage applied to the selected active level. The second control voltage is the pass voltage Vpass applied to all the unselected active levels. The third control voltage is a selective pass voltage V'pass applied to the excluded level.

본 발명의 실시예들의 전술한 설명은 예시와 서술의 목적들을 위해 제공된다. 이는 본 발명을 철저하게 하거나 개시된 정확한 형태들에 제한하려는 의도는 아니다. 명백하게는, 많은 변경들과 변형들이 해당 기술 분야의 숙련자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 여기서 실시예들이 수직 채널 전하 저장 메모리 셀들을 이용하여 기술되었지만, 비록 전술한 이점들의 모두를 필연적으로 구현하지는 못할지라도 다른 유형들의 메모리 셀들을 구비하는 필라들도 본 발명의 측면들을 활용할 수 있다. 특히, 제한되지 않고 본 특허 출원의 배경 기술 부분에 참조로 기재되거나, 제시되거나, 포함되는 임의의 또는 모든 변형들은 여기서의 본 발명의 실시예들의 설명에 구체적으로 참조로 포함될 수 있다. 또한, 임의의 하나의 실시예에 대하여 여기서 참조로 기재되거나, 제시되거나, 포함되는 임의의 및 모든 변형들도 모든 다른 실시예들에 대한 지침으로 간주된다. 여기에 기재되는 실시예들은 본 발명의 원리들과 그 실제적인 응용들을 최적으로 설명하기 위하여 선택되고 기재되며, 이에 따라 해당 기술 분야의 숙련자라면 다양한 실시예들에 대해서와 고려되는 특별한 이용에 적합한 바와 같은 다양한 변경들로 본 발명을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범주는 다음의 특허 청구 범위와 그 균등물들에 의해 정의되는 것으로 의도된다.The foregoing description of embodiments of the present invention is provided for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed. Obviously, many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. For example, although embodiments herein have been described using vertical channel charge storage memory cells, pillars having other types of memory cells may also utilize aspects of the present invention, although not necessarily implementing all of the aforementioned advantages. can In particular, without limitation, any or all modifications disclosed, suggested, or incorporated by reference in the background portion of this patent application may be specifically incorporated by reference in the description of embodiments of the invention herein. Also, any and all modifications described, shown, or incorporated herein by reference to any one embodiment are to be considered guidelines for all other embodiments. The embodiments set forth herein were chosen and described in order to best explain the principles of the invention and its practical applications, and thus those skilled in the art will recognize the various embodiments as appropriate for the particular use contemplated and for those skilled in the art. The present invention may be understood with various modifications as such. It is intended that the scope of the present invention be defined by the following claims and their equivalents.

10:공통 소스 라인 11:액티브 레벨
12:스트링 선택 라인 13:접지 선택 라인
15:필라 20:비트 라인
22:콘택 24:금속 인터커넥트
26A, 26B:액티브 레벨 연결 영역 28A, 28B:GSL 연결 영역
156:어드레스 디코더 158:레벨 디코더
160:메모리 어레이 161:로우 디코더
162:스트링 선택 라인 163:페이지 버퍼
164:비트 라인 165:버스 라인
166:칼럼 디코더 169:상태 기계
174:다른 회로부 175:집적 회로
191:구성 레지스터 192:인디케이터 메모리
210:코어 211:심
212:실리콘 산화물의 제1 층 213:실리콘 질화물의 층
214:실리콘 산화물의 제2 층 215:절연 구조
604:메모리 셀 606:스트링 선택 게이트
608:접지 선택 게이트 611:액티브 레벨
615:스트링
10: Common source line 11: Active level
12: String selection line 13: Ground selection line
15: pillar 20: beat line
22: Contact 24: Metal Interconnect
26A, 26B: Active level connection area 28A, 28B: GSL connection area
156: address decoder 158: level decoder
160: memory array 161: row decoder
162: string selection line 163: page buffer
164: bit line 165: bus line
166: column decoder 169: state machine
174: other circuit part 175: integrated circuit
191: Configuration register 192: Indicator memory
210: core 211: core
212: first layer of silicon oxide 213: layer of silicon nitride
214: silicon oxide second layer 215: insulating structure
604: memory cell 606: string select gate
608: Ground select gate 611: Active level
615: String

Claims (20)

메모리 장치에 있어서,
기판 상의 복수의 수평 구조물들을 구비하며, 상기 복수의 수평 구조물들은 도전성 물질, 반도전성(semiconductive) 물질 또는 이들 모두를 포함하고;
상기 복수의 수평 구조물들에 직교하게 배치되는 복수의 수직 구조물들을 구비하며, 상기 복수의 수직 구조물들은 도전성 물질, 반도전성 물질 또는 이들 모두를 포함하고;
상기 복수의 수직 및 수평 구조물들 사이의 교차점들에 위치하는 복수의 메모리 셀들을 구비하며;
상기 수평 구조물들의 임의의 것이 제외되는 지를 나타내는 인디케이터 메모리(indicator memory)를 구비하고;
상기 복수의 수평 구조물들에 연결되는 컨트롤 회로부를 구비하며,
상기 메모리 장치의 독취 또는 프로그래밍을 위하여, 상기 인디케이터 메모리에 반응하여 상기 컨트롤 회로부는 제1 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 선택되지 않은 것들에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 상기 수평 구조물들의 제외된 것에 인가하고,
상기 수평 구조물들의 제외된 것과 교차하는 상기 수직 구조물들의 폭은 상기 수평 구조물들의 선택된 것 및 선택되지 않은 것과 교차하는 수직 구조물들의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 메모리 장치.
A memory device comprising:
a plurality of horizontal structures on a substrate, the plurality of horizontal structures comprising a conductive material, a semiconductive material, or both;
a plurality of vertical structures disposed orthogonally to the plurality of horizontal structures, wherein the plurality of vertical structures include a conductive material, a semi-conductive material, or both;
a plurality of memory cells located at intersections between the plurality of vertical and horizontal structures;
an indicator memory indicating whether any of the horizontal structures are excluded;
and a control circuit connected to the plurality of horizontal structures,
For reading or programming of the memory device, the control circuitry in response to the indicator memory applies a first control voltage to selected ones of the horizontal structures and applies a second control voltage to unselected ones of the horizontal structures; , applying a third control voltage to the exclusion of the horizontal structures,
and a width of the vertical structures intersecting the excluded of the horizontal structures is less than a width of the vertical structures intersecting the selected and unselected of the horizontal structures.
제 1 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 컨트롤 전압들은 모두 다른 것을 특징으로 하는 장치.The apparatus of claim 1, wherein the first, second and third control voltages are all different. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 전압은 모든 선택되지 않은 수평 구조물들에 인가되는 것을 특징으로 하는 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the second control voltage is applied to all unselected horizontal structures. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 전압은 프로그램 전압 또는 독취 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The apparatus of claim 1 , wherein the first control voltage comprises a program voltage or a read voltage. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 수평 구조물들은 워드 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the plurality of horizontal structures comprises word lines. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 수직 구조물들은 필라(pillar)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the plurality of vertical structures comprises pillars. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 수평 구조물들은 비트 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the plurality of horizontal structures comprises bit lines. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 수직 구조물들은 워드 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the plurality of vertical structures comprises word lines. 반도체 장치에 있어서,
복수의 액티브 레벨들;
상기 복수의 액티브 레벨들을 통해 수직하게 연장되는 복수의 필라들;
상기 복수의 필라들 및 상기 액티브 레벨들 사이의 교차점들에 위치하는 복수의 직렬 연결된 메모리 셀들; 및
상기 복수의 액티브 레벨들에 연결되는 컨트롤 회로부를 포함하며,
상기 반도체 장치의 독취 또는 프로그래밍을 위하여, 상기 컨트롤 회로부는 제1 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택된 것에 인가하고, 제2 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것들에 인가하며, 제3 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 제외된 것에 인가하고,
상기 액티브 레벨들의 제외된 것의 필라의 폭은 선택되거나 선택되지 않은 액티브 레벨들의 필라의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
In a semiconductor device,
a plurality of active levels;
a plurality of pillars extending vertically through the plurality of active levels;
a plurality of series-connected memory cells positioned at intersections between the plurality of pillars and the active levels; and
a control circuit connected to the plurality of active levels;
For reading or programming of the semiconductor device, the control circuit unit applies a first control voltage to selected ones of the active levels, applies a second control voltage to unselected ones of the active levels, and applies a third control voltage to apply to the exclusion of the active levels;
The semiconductor device according to claim 1, wherein a width of a pillar of the excluding of the active levels is smaller than a width of a pillar of the selected or unselected active levels.
제 10 항에 있어서, 상기 장치는 상기 액티브 레벨들의 임의의 것이 제외되는 지를 나타내는 인디케이터 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.11. The apparatus of claim 10, further comprising an indicator memory indicating whether any of the active levels are excluded. 제 10 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 컨트롤 전압들은 모두 다른 것을 특징으로 하는 장치.11. The apparatus of claim 10, wherein the first, second and third control voltages are all different. 제 10 항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 전압은 모든 선택되지 않은 액티브 레벨들에 인가되는 것을 특징으로 하는 장치.11. The apparatus of claim 10, wherein the second control voltage is applied to all unselected active levels. 제 11 항에 있어서, 상기 인디케이터 메모리에 반응하여 상기 컨트롤 회로부는 상기 제3 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 제외된 것에 인가하는 것을 특징으로 하는 장치.12. The apparatus of claim 11, wherein the control circuitry applies the third control voltage to the minus of the active levels in response to the indicator memory. 제 10 항에 있어서, 상기 제외된 액티브 레벨은 상기 복수의 액티브 레벨들 내의 최상부의 층 또는 최하부의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.11. The apparatus of claim 10, wherein the excluded active level comprises a topmost layer or a bottommost layer within the plurality of active levels. 삭제delete 액티브 레벨들 및 상기 액티브 레벨들을 통해 연장되는 필라들을 구비하는 3차원 장치를 독취하거나 프로그래밍하는 방법에 있어서,
제1 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택된 것에 인가하는 단계;
제2 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것에 인가하는 단계; 및
상기 제2 컨트롤 전압과 다른 제3 컨트롤 전압을 상기 액티브 레벨들의 제외된 것에 인가하는 단계를 포함하며,
상기 제2 컨트롤 전압은 상기 필라들 및 상기 액티브 레벨들의 선택되지 않은 것 사이의 교차점들에서 메모리 셀들을 턴 온시키고, 상기 제3 컨트롤 전압은 상기 필라들 및 상기 액티브 레벨들의 제외된 것 사이의 교차점들에서 메모리 셀들을 턴 온시키며,
상기 액티브 레벨들의 제외된 것의 필라의 폭은 선택되거나 선택되지 않은 액티브 레벨들의 필라의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
A method for reading or programming a three-dimensional device having active levels and pillars extending through the active levels, the method comprising:
applying a first control voltage to a selected one of the active levels;
applying a second control voltage to the unselected of the active levels; and
applying a third control voltage different from the second control voltage to the exclusion of the active levels;
The second control voltage turns on memory cells at intersections between the pillars and the unselected of the active levels, and the third control voltage turns on the memory cells at the intersections between the pillars and the excluded of the active levels. turn on the memory cells in the
and the width of the pillar of the excluded of the active levels is less than the width of the pillar of the selected and unselected active levels.
제 17 항에 있어서, 상기 제2 컨트롤 전압은 모든 선택되지 않은 액티브 레벨들에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the second control voltage is applied to all unselected active levels. 제 17 항에 있어서, 상기 제3 컨트롤 전압은 상기 제외된 액티브 레벨을 확인하는 인디케이터 메모리에 반응하여 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the third control voltage is applied in response to an indicator memory that identifies the excluded active level. 제 17 항에 있어서, 상기 제외된 액티브 레벨의 표시로 인디케이터 메모리를 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising programming an indicator memory with an indication of the excluded active level.
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