KR20010061473A - Source bias supply circuit of flash memory - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플래시 메모리에 관한 것으로, 상세하게는 복구셀의 문턱전압을 포지티브 전압으로 상승시키는 플래시 메모리의 소스바이어스 공급회로에 관한 것이다.The present invention relates to a flash memory, and more particularly, to a source bias supply circuit of a flash memory for raising a threshold voltage of a recovery cell to a positive voltage.
일반적으로 플래시 메모리에서 스택 게이트 셀(stack gate cell)의 과소거(over erase)된 비트들에 의해 발생하는 과소거 문제를 해결하기 위해서 도 1에 도시한 바와 같이, 셀에 바이어스를 인가하여 소프트 프로그램에 의하여 복구(recovery)를 실행한다. 즉, 컨트롤게이트와 소스에는 그라운드를 인가하고 드레인에는 약 5볼트의 전압을 인가하여 복구를 실행한다.In general, in order to solve the over erase problem caused by over erased bits of a stack gate cell in a flash memory, as shown in FIG. 1, a soft program is applied by applying a bias to a cell. Recovery is performed by That is, the ground is applied to the control gate and the source, and a voltage of about 5 volts is applied to the drain to perform the recovery.
도 2a 및 2b를 참조하면, 복구를 실행하기 전에는 셀들이 과소거 되어 그 문턱전압이 네가티브인 셀(즉, 과소거된 셀)들이 존재하지만, 전술한 바이어스 인가에 의하여 복구를 실행하고 나면 문턱전압이 포지티브가 되어 복구가 되는 것을 알 수 있다. 복구를 한 후에는 복구가 정상적으로 이루어 졌는지를 판단하기 위하여 독출동작인 복구검증(recovery verify)을 실행한다.Referring to FIGS. 2A and 2B, while the cells are over-erased before performing the recovery, there are cells whose threshold voltage is negative (that is, the over-erased cells). However, after the recovery is performed by the bias application described above, the threshold voltage is performed. You can see that this becomes a positive recovery. After the recovery, a recovery verify, a read operation, is performed to determine whether the recovery was successful.
복구검증을 하기 위해서는 도 3a에 도시한 바와 같이 복구 바이어스를 셀에 인가한다. 즉, 컨트롤게이트와 소스에는 그라운드를 인가하고 드레인에는 약 1볼트의 포지티브 전압을 인가하여 복구검증을 실행한다. 그리고 셀의 드레인 전류가 수㎂(3 내지 5㎂)이하가 되면 복구가 되었다고 판단한다.To perform recovery verification, a recovery bias is applied to the cell as shown in FIG. 3A. That is, the restoration verification is performed by applying ground to the control gate and the source and applying a positive voltage of about 1 volt to the drain. When the drain current of the cell falls below a few kilowatts (3 to 5 mA), it is determined that the recovery is completed.
이때의 전류와 VPG와의 관계를 나타내면 도 3b에 도시한 바와 같은 그래프로나타난다.The relationship between the current and VPG at this time is shown in a graph as shown in FIG. 3B.
그런데, 셀의 컨트롤 게이트에 그라운드(0볼트)에 인가하였을 때 드레인 전류가 0㎂이하가 되도록, 즉 셀의 문턱전압이 0볼트가 되도록 복구가 실행되었다 하더라도 온도가 상승하게 되면 셀의 문턱전압이 네가티브 전압으로 낮아지게 된다.However, even when the recovery is performed so that the drain current becomes 0 Ω or less when applied to ground (0 volt) to the control gate of the cell, that is, the threshold voltage of the cell becomes 0 volts, the threshold voltage of the cell increases The negative voltage is lowered.
셀의 문턱전압이 낮아지게 되면 비트라인에 0볼트가 인가되었을 때 흐르지 않아야 할 드레인 전류(ID)가 ID'로 증가하게 된다. 이러한 현상은 같은 비트라인에 접속되어 있는 많은 셀들중에서 일어나게 되어 매우 큰 누설전류가 발생하여 정상적인 독출동작이 불가능하게 된다. 또한 약 5볼트의 높은 바이어스가 인가되는 프로그램시에는 5볼트이 플로팅 게이트로 커플링되어 턴-오프 되어야 할 셀들이 턴-온되는 등의 문제점이 있었다.When the threshold voltage of the cell is lowered, the drain current ID, which should not flow when 0 volts is applied to the bit line, increases to ID '. This phenomenon occurs among many cells connected to the same bit line, so that a very large leakage current is generated, which makes normal read operation impossible. In addition, when a high bias of about 5 volts is applied, there is a problem that 5 volts are coupled to the floating gate and cells to be turned off are turned on.
따라서 본 발명은, 독출시 각 셀의 소스라인에 일정 포지티브전압 이상을 ~인가하는 플래시 메모리의 소스 바이어스 공급회로를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a source bias supply circuit of a flash memory that applies a predetermined positive voltage or more to a source line of each cell at the time of reading.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플래시 메모리의 소스 바이어스 공급회로는, 셀 어레이의 소스라인과 접속되는 노드A와 전원전압사이에 접속되는 제1PMOS트랜지스터, 노드A와 그라운드 사이에 접속되는 다이오드와 제1NMOS트랜지스터, 노드A와 그라운드 사이에 접속되는 제2NMOS트랜지스터, 프로그램신호와 복구신호에 따라서 제2NMMOS트랜지스터를 스위칭하는 논리게이트부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성이다. 그리고 논리게이트부는, 일측입력단으로 프로그램신호를 입력받고 타측입력단으로 복구신호를 입력받는 NOR게이트, 입력단이 상기 NOR게이트의출력단과 접속되며 출력단이 제2NMOS트랜지스터의 게이트와 접속되는 인버터로 이루어지며, 제1PMOS트랜지스터의 게이트에는 독출신호가 입력되고 제1NMOS트랜지스터의 게이트에는 인버터(I1)의 출력단이 접속되고, 인버터(I1)의 입력단에는 소거신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 구성이다.In order to achieve the above object, a source bias supply circuit of a flash memory according to the present invention includes a first PMOS transistor connected between a source line of a cell array and a power supply voltage, a diode connected between a node A and a ground; A first NMOS transistor, a second NMOS transistor connected between the node A and the ground, and a logic gate portion for switching the second NMMOS transistor in accordance with a program signal and a recovery signal are included. The logic gate unit includes a NOR gate receiving a program signal through one input terminal and a recovery signal through the other input terminal, an input terminal connected to an output terminal of the NOR gate, and an output terminal connected to a gate of a second NMOS transistor. The read signal is input to the gate of the 1PMOS transistor, the output terminal of the inverter I1 is connected to the gate of the first NMOS transistor, and the erase signal is input to the input terminal of the inverter I1.
도 1은 종래의 소프트 프로그램을 설명하기 위한 도면.1 is a diagram for explaining a conventional soft program.
도 2a 및 2b는 종래의 복구전후의 셀상태를 설명하기 위한 그래프.2A and 2B are graphs for explaining cell states before and after a conventional recovery;
도 3a 및 3b는 종래의 복구검증을 설명하기 위한 도면.3A and 3B are views for explaining a conventional restoration verification.
도 4는 종래의 드레인 커플링을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a conventional drain coupling.
도 5는 본 발명에 따른 목적을 설명하기 위한 그래프.5 is a graph for explaining the purpose of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 독출바이어스 인가를 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining read bias application according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 소스 바이어스 공급회로.7 is a source bias supply circuit according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 복구전후의 셀 상태를 설명하기 위한 그래프.8 is a graph illustrating a cell state before and after recovery according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10:셀어레이10: cell array
20:소스 바이어스 공급회로20: source bias supply circuit
21:논리게이트부21: logic gate part
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 5를 참조하여 본 발명의 목적을 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figure 5 looks at the object of the present invention.
도 5에 도시한 a는 소거 후의 셀의 문턱전압의 분포이고, b는 종래의 방법에 의하여 복구를 행한 후의 셀의 문턱전압의 분포이며, c는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 요구되는 셀의 문턱전압의 분포이다. 즉, 복구 후 셀의 문턱전압이 적어도 0.5볼트 이상이 되어야 하는데, 본 실시예에서는 문턱전압을 0.6볼트로 설정하기 위하여 소스라인에 0.6볼트를 공급한다.5 is a distribution of threshold voltages of cells after erasing, b is distribution of threshold voltages of cells after recovery by a conventional method, and c is a threshold of cells required to solve a conventional problem. The distribution of voltages. That is, after recovery, the threshold voltage of the cell should be at least 0.5 volts. In this embodiment, 0.6 volts is supplied to the source line to set the threshold voltage to 0.6 volts.
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 독출바이어스를 설명하면 다음과 같다.The read bias according to the present invention will be described with reference to FIG. 6.
셀어레이를 독출하기 위해서는 독출하고자 하는 셀이 위치한 워드라인과 비트라인을 선택하여야 한다.To read a cell array, a word line and a bit line where a cell to be read is located must be selected.
프로그램된 셀(A)을 독출하고자 선택된 제1워드라인(W/L1)에는 약 5볼트의 전압을 인가하고, 그 이외의 워드라인(W/L2 내지는 W/Ln)에는 그라운드레벨, 즉 영볼트(0V)를 인가한다. 그리고 프로그램된 셀(A)를 독출하고자 선택된제1비트라인(BL1)에는 1볼트를 인가하고 그 이외의 비트라인(BL2 내지는 BLn)에는 영볼트를 인가하고, 각 셀의 소스에는 소스 바이어스 회로에서 발생되는 전압(Vs)을 공급한다.A voltage of about 5 volts is applied to the first word line W / L1 selected to read the programmed cell A, and ground level, that is, zero volts, is applied to the other word lines W / L2 to W / Ln. Apply (0V). One volt is applied to the first bit line BL1 selected to read the programmed cell A, and zero volts is applied to the other bit lines BL2 to BLn, and a source bias circuit is applied to the source of each cell. Supply the generated voltage (Vs).
도 7을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 소스 바이어스 회로를 설명하도록 한다.A source bias circuit according to the present invention described above with reference to FIG. 7 will be described.
전원전압(Vcc)과 노드A(nodeA)사이에는 제1PMOS트랜지스터(P1)가 접속되는데 제1PMOS트랜지스터(P1)의 게이트에는 독출신호(READ)가 입력된다. 또한 노드A(nodeA)와 그라운드 사이에는 다이오드(D1)와 제1NMOS트랜지스터가 접속된다. 이때 제1NMOS트랜지스터(N1)의 게이트는 인버터(I1)의 출력단과 접속되고, 인버터(I1)의 입력단에는 소거신호(ERASE)가 입력된다.A first PMOS transistor P1 is connected between the power supply voltage Vcc and node A, and a read signal READ is input to a gate of the first PMOS transistor P1. In addition, a diode D1 and a first NMOS transistor are connected between node A and ground. In this case, the gate of the first NMOS transistor N1 is connected to the output terminal of the inverter I1, and the erase signal ERASE is input to the input terminal of the inverter I1.
노드A(nodeA)와 그라운드 사이에는 제2NMOS트랜지스터(N2)가 접속되는데, 제2NMOS트랜지스터(N2)의 게이트에는 논리게이트부(21)가 접속된다. 논리게이트부(21)는 프로그램신호와 복구신호에 의하여 제2NMOS트랜지스터(N2)를 스위칭시키는 역할을 하는데 인버터(I2)와 NOR게이트(NO1)로 이루어진다. 인버터(I2)의 출력단은 제2NMOS트랜지스터(N2)의 게이트로 접속되고, 인버터(I2)의 입력단은 NOR게이트(NO1)의 출력단과 접속된다. 이때 NOR게이트(NO1)의 일측입력단에는 프로그램신호(PROGRAM)가 입력되고, 타측입력단에는 복구신호(RECOVERY)가 입력된다. 전술한 회로의 노드A는 셀 어레이의 소스로 접속되어 전압(Vs)을 공급한다.A second NMOS transistor N2 is connected between node A and ground, and a logic gate portion 21 is connected to a gate of the second NMOS transistor N2. The logic gate unit 21 serves to switch the second NMOS transistor N2 in response to a program signal and a recovery signal, and includes an inverter I2 and a NOR gate NO1. The output terminal of the inverter I2 is connected to the gate of the second NMOS transistor N2, and the input terminal of the inverter I2 is connected to the output terminal of the NOR gate NO1. At this time, a program signal PROGRAM is input to one input terminal of the NOR gate NO1 and a recovery signal RECOVERY is input to the other input terminal. The node A of the circuit described above is connected to the source of the cell array to supply the voltage Vs.
이하에서는 전술한 구성을 가지는 회로의 동작을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the circuit having the above-described configuration will be described.
독출하고자 하는 워드라인(W/L1)에는 5볼트를 인가하고 그 이외의 워드라인(W/L2 내지는 W/Ln)에는 그라운드 레벨, 즉 0볼트를 인가한다. 그리고 독출하고자 하는 비트라인(BL1)에는 1볼트를 인가하고 그 이외의 비트라인(BL2 내지는 BLn)에는 0볼트를 인가한다.5 volts is applied to the word line W / L1 to be read, and a ground level, that is, 0 volts is applied to the other word lines W / L2 to W / Ln. One volt is applied to the bit line BL1 to be read, and zero volts is applied to the other bit lines BL2 to BLn.
독출시에는 프로그램신호(PROGRAM)와 복구신호(RECOVERY)가 모두 로우신호이므로 NOR게이트(NO1)는 하이신호를 출력한다. NOR게이트(NO1)에서 하이신호가 출력되면 인버터(I2)는 그 하이신호를 로우신호로 변환시킨다. 인버터(I2)에서 로우신호가 출력되면 NMOS트랜지스터(N2)는 턴-오프된다.At the time of reading, since the program signal PROGRAM and the recovery signal RECOVERY are both low signals, the NOR gate NO1 outputs a high signal. When a high signal is output from the NOR gate NO1, the inverter I2 converts the high signal into a low signal. When the low signal is output from the inverter I2, the NMOS transistor N2 is turned off.
한편, 독출시에는 독출신호(READ)와 소거신호(ERASE)는 로우신호가 되는데, 로우신호인 독출신호가 PMOS트랜지스터(P1)의 게이트로 인가되면 PMOS트랜지스터(P1)는 턴-온된다. 그리고 로우신호인 소거신호(ERASE)가 인버터(I1)로 입력되면 인버터(I1)는 입력되는 로우신호를 하이신호로 변환시킨다. 그에 따라서 NMOS트랜지스터(N1)는 턴-온된다.On the other hand, the read signal READ and the erase signal ERASE become low signals during reading. When the read signal which is the low signal is applied to the gate of the PMOS transistor P1, the PMOS transistor P1 is turned on. When the erase signal ERASE, which is a low signal, is input to the inverter I1, the inverter I1 converts the input low signal into a high signal. Accordingly, the NMOS transistor N1 is turned on.
PMOS트랜지스터(P1)와 NMOS트랜지스터(N1)가 턴-온되면 nodeA에는 전원전압(Vcc)(1볼트)은 다이오드(D1) 및 NMOS트랜지스터(N1)의 문턱전압 만큼의 전압(약 0.6볼트)이 나타나게 되어, nodeA는 셀어레이의 소스라인으로 접속되어 전압(Vs)을 공급한다.When the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N1 are turned on, the node A has a voltage (approximately 0.6 volts) equal to the threshold voltage of the diode D1 and the NMOS transistor N1 at the power supply voltage Vcc (1 volt). NodeA is connected to the source line of the cell array to supply the voltage Vs.
소스라인에 약 0.6볼트의 전압이 인가되면, 그 전압은 선택되지 않은 각 셀의 Vgs에 -0.6볼트로 나타나게 되어 셀의 문턱전압을 약 0.6볼트만큼 상승시키게 된다. 도 8을 참조하면, 소스 바이어스를 인가하기 전의 셀의 문턱전압분포(①)가 소스바이어스를 인가한 후(②)에는 0.6볼트만큼 포지티브 방향으로 이동하였음을 알 수 있다.When a voltage of about 0.6 volts is applied to the source line, the voltage appears at -0.6 volts in the Vgs of each unselected cell, increasing the threshold voltage of the cell by about 0.6 volts. Referring to FIG. 8, it can be seen that the threshold voltage distribution ① of the cell before applying the source bias has moved in the positive direction by 0.6 volt after applying the source bias (②).
그에 따라서 셀의 문턱전압이 상승하게 되면, 온도 혹은 드레인 커플링 효과에 의한 문턱전압 저하를 상쇄할 수 있다.Accordingly, when the threshold voltage of the cell rises, the decrease in the threshold voltage due to the temperature or the drain coupling effect may be offset.
본 발명에 따른 플래시 메모리의 소스 바이어스 공급회로에 의하면, 독출시 각 셀의 소스라인에 일정한 포지티브 전압(약 0.5볼트) 이상을 인가함으로써, 셀의 문턱전압이 상승하게 되면, 온도 혹은 드레인 커플링 효과에 의한 문턱전압 저하를 상쇄할 수 있다.According to the source bias supply circuit of the flash memory according to the present invention, when a threshold voltage of a cell is increased by applying a predetermined positive voltage (about 0.5 volt) or more to the source line of each cell during reading, a temperature or drain coupling effect The threshold voltage drop due to this can be canceled out.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019990063969A KR20010061473A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Source bias supply circuit of flash memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019990063969A KR20010061473A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Source bias supply circuit of flash memory |
Publications (1)
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KR20010061473A true KR20010061473A (en) | 2001-07-07 |
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ID=19631288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019990063969A KR20010061473A (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Source bias supply circuit of flash memory |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20010061473A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100888533B1 (en) * | 2002-01-25 | 2009-03-11 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Semiconductor device |
-
1999
- 1999-12-28 KR KR1019990063969A patent/KR20010061473A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100888533B1 (en) * | 2002-01-25 | 2009-03-11 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Semiconductor device |
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