KR20020055896A - Method of processing for erasing a flash memory cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for erasing a flash memory cell is provided to reduce threshold voltage of a cell and stress of the cell by setting target threshold voltage of each level. CONSTITUTION: The first erase process(210) is performed. The first erase process(210) includes an executing process of an erase operation executing process(S211), a comparing process of threshold voltage of a cell and a predetermined threshold voltage condition(S212), and a comparing process of the number of erase operation and a predetermined erase number(S214). The second erase process(220) is performed. The second erase process includes the executing process of the erase operation(S221), the comparing process of threshold voltage of the cell and a predetermined threshold voltage condition(S222), and the comparing process of the number of erase operation and the predetermined erase number(S224). The third erase process(230) is performed. The third erase process and the fourth erase process include the executing process of the erase operation(S231,S241), the comparing process of threshold voltage of the cell and a predetermined threshold voltage condition(S232,S242), and the comparing process of the number of erase operation and the predetermined erase number(S234,S244).

Description

플래시 메모리 셀의 소거 방법{Method of processing for erasing a flash memory cell}Method of processing for erasing a flash memory cell}

본 발명은 플래시 메모리 셀의 소거 방법에 관한 것으로, 특히 소거 동작을 실시한 셀의 문턱 전압 분포를 균일하게 하면서, 소거 동작에 의해 셀에 가해지는 스트레스를 최대한으로 줄일 수 있는 플래시 메모리 셀의 소거 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of erasing a flash memory cell, and more particularly, to a method of erasing a flash memory cell capable of maximally reducing the stress applied to the cell by the erase operation while equalizing the threshold voltage distribution of the cell subjected to the erase operation. It is about.

종래의 플래시 메모리 셀 소거 방법에서 멀티 스텝 펄스(Multi-step-pulse)를 이용한 소거 방법은 셀의 플로팅 게이트에 저장되어 있는 챠지가 방출되는 정도와 관계없이, 각 스텝(Step)마다 메모리 내부에서 일정하게 정해진 횟수만큼 소거 동작을 실시하는데, 이는 각 셀들의 특성이 같다는 조건하에서 실시된다.In the conventional flash memory cell erasing method, the erasing method using a multi-step pulse is constant in the memory for each step regardless of the degree of discharge of the charge stored in the floating gate of the cell. An erase operation is performed a predetermined number of times, which is performed under the condition that the characteristics of each cell are the same.

일반적으로 소거 동작(플래시 메모리 셀의 플로팅 게이트에 저장되어 있는 챠지를 방출시키는 동작)은 셀들을 섹터단위로 나눈 상태에서 단위 섹터 단위로 실시한다. 이때, 셀의 콘트롤 게이트 전극에 약 -9V의 전압을 인가하고, 벌크 영역에 약 +9V의 전압을 인가한 상태에서 실시한다. 그러나, 처음부터 양단간에 가해지는 전압(콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전압)이 12V이상 차이가 나게되면 셀에 무리가 가서 스트레스를 받게 된다. 이러한 스트레스를 방지하기 위하여, 첫 번째 소거 단계에서는 콘트롤 게이트 전극에 약 -9V의 전압을 인가하고 벌크 영역에 약 +3V 정도를 인가한 상태에서 소거 동작을 실시한 후 셀들의 문턱 전압을 센싱하여 최종 목표로 하는 문턱 전압(Vt)과 비교, 검증한다. 최종 목표 문턱 전압을 만족하지 않을 경우 소거 동작을 반복 실시한다. 이후, 소거 실시 횟수가 설정해 놓은 최대값에 이를 경우에는 벌크 영역에 약 +4V 정도의 바이어스를 인가하여 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 더 크게 해 준 상태에서 다시 상기의 소거 동작 및 문턱 전압 검증을 재실시한다. 소거 동작 후 셀들의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압의 조건을 만족할 경우에는, 소거 동작을 실시한 셀 섹터가 마지막 섹터인지를 판단하여 마지막 섹터가 아닐 경우에는 다음 섹터를 선택한 후 상기의 소거 동작을다시 실시하고, 마지막 섹터일 경우에는 소거 동작을 종료한다.In general, an erase operation (an operation of emitting a charge stored in a floating gate of a flash memory cell) is performed in units of sectors while dividing cells in sectors. At this time, a voltage of about -9V is applied to the control gate electrode of the cell and a voltage of about + 9V is applied to the bulk region. However, if the voltage applied between both ends (the voltage of the control gate and the bulk region) differs by more than 12V from the beginning, the cells become overwhelmed and stressed. In order to prevent such stress, in the first erasing step, an erase operation is performed while a voltage of about -9 V is applied to the control gate electrode and about +3 V is applied to the bulk region, and then the threshold voltages of the cells are sensed. Compare and verify with the threshold voltage Vt. If the final target threshold voltage is not satisfied, the erase operation is repeatedly performed. Then, when the number of times of erasing reaches the set maximum value, the erase operation and the threshold voltage verification are again performed while applying a bias of about + 4V to the bulk region to increase the potential difference between the control gate and the bulk region. Try again. If the threshold voltage of the cells after the erase operation satisfies the condition of the threshold voltage as the final target, it is determined whether the cell sector in which the erase operation has been performed is the last sector. In the case of the last sector, the erase operation is terminated.

도 1을 참조하여 종래의 플래시 메모리 셀 소거 방법의 단계를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the steps of a conventional flash memory cell erase method are described below.

도 1에 도시한 바와 같이, 1차 소거 단계(110)에서는 섹터 단위로 나누어진 셀의 콘트롤 게이트에 일정 전압(예를 들어, -9V)을 인가하고, 벌크 영역에는 소거 전압(예를 들어, +3V)을 인가한 상태에서 소거 동작을 실시(S111)한다. 이후, 셀의 문턱 전압을 센싱하여 최종 목표 문턱 전압과 비교, 검증을 실시(S112)한다. 셀의 문턱 전압이 최종 목표 문턱 전압 조건을 만족하지 않을 경우에는 소거 동작의 반복 실시 횟수가 미리 설정해 놓은 최대 실시 횟수까지 소거 동작(S111) 및 비교 검증 단계(S112)를 반복 실시하고, 최대 실시 횟수까지 소거 동작(S111) 및 비교 검증 단계(S112)를 반복 실시하여도 셀의 문턱 전압이 최종 목표 문턱 전압을 만족시키지 못할 경우에는 2차 소거 단계(120)로 넘어간다(S113).As shown in FIG. 1, in the first erasing step 110, a constant voltage (for example, −9 V) is applied to a control gate of a cell divided into sectors, and an erase voltage (for example, for a bulk region). The erase operation is performed in the state where + 3V) is applied (S111). Thereafter, the threshold voltage of the cell is sensed and compared with the final target threshold voltage to verify it (S112). If the threshold voltage of the cell does not satisfy the final target threshold voltage condition, the erase operation (S111) and the comparison verification step (S112) are repeatedly performed until the maximum number of times the erase operation is repeatedly set, and the maximum number of times of execution. If the threshold voltage of the cell does not satisfy the final target threshold voltage even when the erase operation S111 and the comparison verify step S112 are repeatedly performed, the process proceeds to the secondary erase step 120 (S113).

2차 소거 단계(120)에서는 소거 동작 특성을 향상시키기 위하여 벌크 영역에 인가하는 전압을 1차 소거 단계(110)때보다 더 높게(예를 들어, +4V) 인가해주어 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 더 크게 해준다. 이후의 소거 동작(S121), 최종 목표 문턱 전압 검증(S122) 및 소거 실시 횟수를 판단(S123)하는 동작은 1차 소거 단계(110)의 동작과 일치한다. 만일, 2차 소거 단계(120)에서도 최종 목표 문턱 전압을 만족시키지 못하면 3차 소거 단계(130)에서 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 더 크게하여 상기의 동작들을 반복 실시한다.In the second erasing step 120, a voltage applied to the bulk area is applied higher (eg, + 4V) than the first erasing step 110 in order to improve the erase operation characteristic, so that the potential difference between the control gate and the bulk area is increased. To make it larger. Subsequently, an operation of determining an erase operation (S121), a final target threshold voltage verification (S122), and determining the number of times of erasing (S123) coincides with an operation of the primary erase step 110. If the final target threshold voltage is not satisfied even in the second erase step 120, the above operations are repeated by increasing the potential difference between the control gate and the bulk region in the third erase step 130.

최종적으로 4차 소거 단계(140)에서는 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 최대한 크게 해준 상태에서 상기의 동작들을 반복 실시한 후 최종 목표 문턱 전압을 만족시키기 못할 경우에는 불량 처리(S144)한다. 1차 내지 4차 소거 단계(110 내지 140)에 포함되어 있는 최종 목표 문턱 전압 검증 단계(S112, S122, S132 및 S142) 중 어느 한 단계에서라도 최종 목표 문턱 전압을 만족하게 되면, 그 이후의 소거 단계를 거치지 않고, 다음 섹터를 선택(S152)하여 다시 1차 내지 4차 소거 단계(110 내지 140)를 실시하게 된다. 만일, 현재 소거 동작을 실시한 섹터가 마지막 섹터일 경우에는 소거 동작을 종료(S151)하게 된다.Finally, in the fourth erasing step 140, if the final target threshold voltage is not satisfied after repeating the above operations in a state where the potential difference between the control gate and the bulk region is maximized as large as possible, the process is defective (S144). If any of the final target threshold voltage verification steps S112, S122, S132, and S142 included in the first to fourth erasing steps 110 to 140 is satisfied, then the subsequent erase step is satisfied. Without going through, the next sector is selected (S152) to perform the first to fourth erase steps (110 to 140) again. If the sector in which the current erase operation is performed is the last sector, the erase operation is terminated (S151).

상기에서 서술한 플래시 메모리 셀의 소거 방법은 대부분 1차 또는 2차 소거 단계에서 최종 목표 문턱 전압을 만족시키는 경우가 극히 드물다. 그렇기 때문에 1차 또는 2차 소거 단계는 최대 소거 실시 횟수까지 반복해서 실시하게 되고, 이 때문에 셀에 스트레스가 가해져 소자의 수명을 단축시키는 문제점이 발생할 수 있다.The erase method of the flash memory cell described above rarely satisfies the final target threshold voltage in most primary or secondary erase steps. Therefore, the first or second erase steps are repeatedly performed up to the maximum number of erase operations, which may cause stress on the cell and shorten the life of the device.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 단계별 목표 문턱 전압을 각각 설정해 줌으로써 소거 동작이 최대 소거 실시 횟수까지 반복 실시되는 것을 피하고, 점차적으로 셀의 문턱 전압을 낮출 수 있어 셀에 가해지는 스트레스를 최대한 억제하여 소자의 수명을 향상시킴과 동시에 셀의 문턱 전압 분포를 균일하게 할 수 있는 플래시 메모리 셀의 소거 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, in order to solve the above problem, the present invention sets the target threshold voltages for each step, thereby avoiding repeated erase operations up to the maximum number of erase operations, and gradually lowers the threshold voltages of the cells, thereby reducing the stress applied to the cells. It is an object of the present invention to provide a method of erasing a flash memory cell that can be suppressed as much as possible to improve device lifetime and to uniformize the threshold voltage distribution of the cell.

도 1은 종래의 플래시 메모리 셀의 소거 방법을 나타내는 흐름도.1 is a flowchart illustrating a method of erasing a conventional flash memory cell.

도 2는 본 발명에 따른 플래시 메모리 셀의 소거 방법을 나타내는 흐름도.2 is a flowchart illustrating a method of erasing a flash memory cell according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110, 210 : 1차 소거 단계 120, 220 : 2차 소거 단계110, 210: first erasing step 120, 220: second erasing step

130, 230 : 3차 소거 단계 140, 240 : 4차 소거 단계130, 230: third erase step 140, 240: fourth erase step

본 발명에 따른 플래시 메모리 셀의 소거 방법은 섹터의 모든 셀에 제 1 소거 전압을 인가하여 소거 동작을 실시하는 제 1 단계; 소거 동작에 의해 낮춰진 셀의 문턱 전압과 제 1 전압의 비교 및 현재까지 실시한 소거 동작 횟수와 최대 실시 가능 횟수의 비교를 실시하는 제 2 단계; 제 2 단계에서 셀의 문턱 전압이 제 1 전압보다 높고 실시한 소거 동작 횟수가 최대 실시 가능 횟수보다 작으면 소거 단계를 재실시하는 제 3 단계; 제 2 단계에서 셀의 문턱 전압이 제 1 전압보다 낮거나 실시한 소거 동작 횟수가 상기 최대 실시 가능 횟수와 일치하면 소거 동작을 중지하고 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압을 만족시키는지 판단하는 제 4 단계; 제 4 단계에서 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압보다 낮으면 섹터가 마지막 섹터인지를 판단하는 제 5 단계; 제 5 단계에서 마지막 섹터가 아닐 경우에는 다음 섹터를 선택한 후 셀의 소거동작을 시작하고 마지막 섹터일 경우에는 소거 동작을 종료하는 제 6 단계; 제 4 단계에서 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압보다 높은 경우에는 제 1 내지 제 5 단계를 반복 실시하되, 실시 횟수에 따라 제 1 소거 전압을 셀에 인가할 수 있는 최대 전압까지 반복 실시때마다 순차적으로 변경해 주고, 제 1 전압도 최종 목표 문턱 전압까지 반복 실시 때마다 순차적으로 변경하여 실시하며, 끝까지 최종 목표 문턱 전압 이하로 내려가지 않으면 불량 처리한 후 제 5 단계를 실시하는 제 7 단계로 이루어진다.An erase method of a flash memory cell according to the present invention includes a first step of performing an erase operation by applying a first erase voltage to all cells of a sector; A second step of performing a comparison between the threshold voltage of the cell lowered by the erase operation and the first voltage and a comparison between the number of erase operations performed up to now and the maximum possible number of operations; A third step of performing the erasing step if the threshold voltage of the cell is higher than the first voltage and the number of erase operations performed is less than the maximum possible number of times in the second step; When the threshold voltage of the cell is lower than the first voltage or the number of erase operations performed in the second step coincides with the maximum possible number of times, the erase operation is stopped and the threshold voltage of the cell satisfies the target threshold voltage. Fourth step; A fifth step of determining whether the sector is the last sector when the threshold voltage of the cell is lower than the target voltage as the final target in the fourth step; A sixth step in which the erase operation of the cell is started after the next sector is selected in the fifth step and the erase operation is terminated in the last sector; In the fourth step, if the threshold voltage of the cell is higher than the target voltage as the final target, the first to fifth steps may be repeated, but depending on the number of times, the first erase voltage may be repeatedly applied to the maximum voltage that can be applied to the cell. The first step is to change sequentially each time, and the first voltage is also changed sequentially to the final target threshold voltage every time, and if it does not go down to the final target threshold voltage until the end, the seventh step of performing a fifth step after the failure process Is made of.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.

도 2는 본 발명에 따른 플래시 메모리 셀의 소거 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of erasing a flash memory cell according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 1차 소거 단계(210)에서는 섹터 단위로 나누어진 셀의 콘트롤 게이트에 일정 전압(예를 들어, -9V)을 인가하고, 벌크 영역에는 소거 전압(예를 들어, +3V)을 인가한 상태에서 소거 동작을 실시(S211)한다.As shown in FIG. 2, in the first erase step 210, a constant voltage (eg, −9 V) is applied to a control gate of a cell divided into sectors, and an erase voltage (eg, is applied to a bulk area). The erase operation is performed while the + 3V) is applied (S211).

이후, 소거 동작이 실시된 셀의 문턱 전압을 센싱하여 단계별로 설정해 놓은 문턱 전압 조건(예를 들어, 1차 소거 단계에서의 문턱 전압 조건은 5V로 한다)과 비교, 검증하여 만족하는지 여부를 판단한다(S212). 만일, 셀의 문턱 전압이 단계별 문턱 전압 조건을 만족하지 않을 경우에는 소거 동작 횟수를 소거 동작 최대 허용 횟수와 비교(S214)하여 넘지 않을 때까지만 소거 동작(S211) 단계로 넘어가 소거 동작을 재실시하고, 최대 허용 횟수까지 소거 동작을 반복 실시하여도 단계별 문턱 전압 조건을 만족하지 못하면 그냥 2차 소거 단계(220)로 넘어가 조건(단계별 문턱 전압 조건 및 벌크 영역에 인가되는 바이어스 조건)을 달리 하여 소거 동작을 재실시한다. 이렇게 단계별 문턱 전압 조건을 만족하지 못하였어도 다음 단계로 넘어가는 것을 셀에 스트레스가 가해지는 것을 방지하기 위한 것이며, 이를 위해서는 소거 동작 최대 허용 횟수를 적절하게 조절하여야 한다.Thereafter, the threshold voltage of the cell subjected to the erasing operation is sensed and compared with the threshold voltage condition (for example, the threshold voltage condition in the first erasing step is set to 5 V) to determine whether it is satisfied. (S212). If the threshold voltage of the cell does not satisfy the step-by-step threshold voltage condition, the number of erase operations is compared with the maximum allowable number of erase operations (S214), and the process proceeds to the erase operation (S211) until the erase operation is not exceeded. If the threshold voltage condition is not satisfied even after repeatedly performing the erase operation up to the maximum allowable number, the process simply goes to the second erase step 220 and the erase operation is performed by changing the condition (step threshold voltage condition and the bias condition applied to the bulk region). Rerun. Even if the threshold voltage condition for each step is not satisfied, the next step is to prevent the stress from being applied to the cell. To this end, the maximum allowable number of erase operations must be properly adjusted.

셀의 문턱 전압이 단계별 문턱 전압 조건을 만족할 경우에는, 최종 문턱 전압 조건(예를 들어, 2.2V)도 만족하는지를 판단(S213)한다. 최종 문턱 전압 조건을 만족할 경우에는 현재 섹터에 대해 더 이상 소거 동작을 실시할 필요가 없으므로,현재 섹터가 마지막 섹터인지를 판단(S250)하여 마지막 섹터일 경우에는 모든 소거 동작을 종료하고, 마지막 섹터가 아닐 경우에는 다음 섹터를 선택(S252)한 후에 다시 1차 소거 단계(210)로 넘어간다.When the threshold voltage of the cell satisfies the step-by-step threshold voltage condition, it is determined whether the final threshold voltage condition (for example, 2.2V) is also satisfied (S213). When the final threshold voltage condition is satisfied, the erase operation does not need to be performed for the current sector any more. Therefore, it is determined whether the current sector is the last sector (S250). If not, the next sector is selected (S252) and then the process proceeds to the first erase step 210 again.

그러나, 셀의 소거 특성 상 1차 소거 단계(210)에서 최종 목표의 문턱 전압 조건을 만족하기는 어렵다. 이렇게, 단계별 문턱 전압 조건은 만족하지만 최종 목표 문턱 전압을 만족하지 못한 경우에는 2차 소거 단계(220)로 넘어간다.However, due to the erase characteristic of the cell, it is difficult to meet the threshold voltage condition of the final target in the first erase step 210. In this way, when the step threshold voltage condition is satisfied but the final target threshold voltage is not satisfied, the process proceeds to the second erasing step 220.

2차 소거 단계(220)에서는 단계별 문턱 전압 조건을 1차 소거 단계(210)에서 보다 더 최종 목표 문턱 전압 조건에 가까운 전압(예를 들어, 4V)으로 설정하고, 소거 동작 특성을 향상시키기 위하여 벌크 영역에 인가하는 전압을 1차 소거 단계(210)때보다 더 높게(예를 들어, +5V) 인가해주어 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 더 크게 해준다.In the second erasing step 220, the stepped threshold voltage condition is set to a voltage closer to the final target threshold voltage condition (for example, 4V) than in the first erasing step 210, and bulked to improve the erase operation characteristics. The voltage applied to the region is applied higher (e.g., + 5V) than in the first erase step 210 to increase the potential difference between the control gate and the bulk region.

상기의 조건으로 소거 동작(S221)을 실시한 후, 실시하는 단계들은 1차 소거 단계(210)에서 실시했던 단계와 동일한 동작으로 실시된다. 소거 동작이 실시된 셀의 문턱 전압을 센싱하여 단계별로 설정해 놓은 문턱 전압 조건과 비교, 검증하여 만족하는지 여부를 판단한다(S222). 마찬가지로, 셀의 문턱 전압이 단계별 문턱 전압 조건을 만족하지 않을 경우에는 소거 동작 횟수를 소거 동작 최대 허용 횟수와 비교(S224)하여 넘지 않을 때까지만 소거 동작(S221) 단계로 넘어가 소거 동작을 재실시하고, 최대 허용 횟수까지 소거 동작을 반복 실시하여도 단계별 문턱 전압 조건을 만족하지 못하면 그냥 3차 소거 단계(230)로 넘어간다.After the erasing operation S221 is performed under the above condition, the performing steps are performed in the same operation as that performed in the primary erasing step 210. The threshold voltage of the cell on which the erase operation is performed is sensed, compared with a threshold voltage condition set in stages, and verified to determine whether it is satisfied (S222). Similarly, when the threshold voltage of the cell does not satisfy the step-by-step threshold voltage condition, the number of erase operations is compared with the maximum allowable number of erase operations (S224), and the process proceeds to the erase operation (S221) until the erase operation is repeated. Even if the erase operation is repeatedly performed up to the maximum allowable number of times, if the threshold voltage condition is not satisfied, the process proceeds to the third erase step 230.

셀의 문턱 전압이 단계별 문턱 전압 조건을 만족할 경우에는, 다시 한번 최종 문턱 전압 조건(예를 들어, 2.2V)도 만족하는지를 판단(S223)한다. 최종 문턱 전압 조건을 만족할 경우에는 현재 섹터에 대해 더 이상 소거 동작을 실시할 필요가 없으므로, 현재 섹터가 마지막 섹터인지를 판단(S250)하여 마지막 섹터일 경우에는 모든 소거 동작을 종료하고, 마지막 섹터가 아닐 경우에는 다음 섹터를 선택(S252)한 후에 다시 1차 소거 단계(210)로 넘어간다. 단계별 문턱 전압 조건은 만족하지만 최종 목표 문턱 전압을 만족하지 못한 경우에는 3차 소거 단계(230)로 넘어간다.When the threshold voltage of the cell satisfies the step-by-step threshold voltage condition, it is determined once again whether the final threshold voltage condition (for example, 2.2V) is also satisfied (S223). When the final threshold voltage condition is satisfied, it is no longer necessary to perform an erase operation on the current sector. Therefore, it is determined whether the current sector is the last sector (S250). In the case of the last sector, all erase operations are terminated. If not, the next sector is selected (S252) and then the process proceeds to the first erase step 210 again. If the step threshold voltage condition is satisfied but the final target threshold voltage is not satisfied, the process proceeds to the third erasing step 230.

3차 및 4차 소거 단계(230 및 240) 역시 단계별 문턱 전압 조건을 점점 더 최종 목표 문턱 전압 조건에 가까운 전압(예를 들어, 3차 소거 단계에서는 3V로 하고 4차 소거 단계에서는 2V)으로 설정하고, 소거 동작 특성을 향상시키기 위하여 벌크 영역에 인가하는 전압을 앞에서의 소거 단계 때보다 점점 더 높게(예를 들어, 3차 소거 단계에서는 +7V로 하고 4차 소거 단계에서는 +9V) 인가해주어 콘트롤 게이트와 벌크 영역의 전위차를 더 크게 해준다. 이러한 조건으로 1차 및 2차 소거 단계(210 및 220)에서 실시했던 소거 동작 및 검증 단계를 동일하게 실사하여 단계별 문턱 전압 및 최종 목표 문턱 전압을 만족하는지 판단한다.The third and fourth erasing steps 230 and 240 also set the step-by-step threshold voltage increasingly closer to the final target threshold voltage condition (e.g., 3V in the third erasing step and 2V in the fourth erasing step). In order to improve the erase operation characteristics, the voltage applied to the bulk region is applied higher and higher (e.g., + 7V in the 3rd erasing step and + 9V in the 4th erasing step) than before. The potential difference between the gate and the bulk region is made larger. Under these conditions, the erase operation and the verification steps performed in the first and second erase steps 210 and 220 are performed in the same manner to determine whether the threshold voltage and the final target threshold voltage are satisfied.

최종 4차 소거 단계(240)를 실시하는 과정에서, 최종 목표 문턱 전압을 만족할 경우에는 현재 섹터가 마지막 섹터인지를 판단(S251)하고, 소거 동작을 최대 허용 횟수까지 실시하여도 단계별 문턱 전압 조건 또는 최종 목표 문턱 전압을 만족시키지 못할 경우에는 불량 처리(S245)한 후 현재 섹터가 마지막 섹터인지를 판단(S251)하여 다음 섹터를 선택(S252)하거나 소거 동작을 종료한다.In the process of performing the final fourth erasing step 240, if the final target threshold voltage is satisfied, it is determined whether the current sector is the last sector (S251), and even if the erase operation is performed to the maximum allowable number of times, If the final target threshold voltage is not satisfied, after a bad process (S245), it is determined whether the current sector is the last sector (S251) to select the next sector (S252) or the erase operation is terminated.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플래시 메모리 셀의 소거 방법은 종래의 소거 방법과는 다르게 소거 단계별로 목표 문턱 전압을 무리하게 설정하지 않고 적정 전압으로 각각 설정하므로 셀에 무리가 가지 않도록 조금씩 천천히 문턱 전압을 낮출 수 있어 셀의 스트레스를 방지하고, 수명을 연장시켜 소자의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the erase method of the flash memory cell according to the present invention is different from the conventional erase method, so that the target threshold voltage is not set excessively for each erase step. Since the voltage can be lowered, it is possible to prevent the stress of the cell and to extend the lifespan, thereby improving the reliability of the device.

Claims (1)

섹터의 모든 셀에 제 1 소거 전압을 인가하여 소거 동작을 실시하는 제 1 단계;A first step of performing an erase operation by applying a first erase voltage to all cells of a sector; 상기 소거 동작에 의해 낮춰진 상기 셀의 문턱 전압과 제 1 전압의 비교 및 현재까지 실시한 소거 동작 횟수와 최대 실시 가능 횟수의 비교를 실시하는 제 2 단계;A second step of comparing a threshold voltage of the cell lowered by the erase operation with a first voltage and comparing the number of erase operations performed to date and the maximum possible number of operations; 상기 제 2 단계에서 상기 셀의 문턱 전압이 상기 제 1 전압보다 높고 실시한 소거 동작 횟수가 상기 최대 실시 가능 횟수보다 작으면 상기 소거 단계를 재실시하는 제 3 단계;A third step of performing the erasing step if the threshold voltage of the cell is higher than the first voltage and the number of erase operations performed is less than the maximum possible number of times in the second step; 상기 제 2 단계에서 상기 셀의 문턱 전압이 상기 제 1 전압보다 낮거나 실시한 소거 동작 횟수가 상기 최대 실시 가능 횟수와 일치하면 상기 소거 동작을 중지하고 상기 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압을 만족시키는지 판단하는 제 4 단계;If the threshold voltage of the cell is lower than the first voltage or the number of erase operations performed in the second step coincides with the maximum possible number of times, the erase operation is stopped and the threshold voltage of the cell is set as the final target voltage. A fourth step of determining whether to satisfy; 상기 제 4 단계에서 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압보다 낮으면 상기 섹터가 마지막 섹터인지를 판단하는 제 5 단계;A fifth step of determining whether the sector is the last sector when the threshold voltage of the cell is lower than the target voltage as a final target in the fourth step; 상기 제 5 단계에서 마지막 섹터가 아닐 경우에는 다음 섹터를 선택한 후 셀의 소거동작을 시작하고 마지막 섹터일 경우에는 소거 동작을 종료하는 제 6 단계;A sixth step in which the erase operation of the cell is started after selecting the next sector if the last sector is not the last sector in the fifth step, and the erase operation is terminated in the last sector; 상기 제 4 단계에서 셀의 문턱 전압이 최종 목표로 하는 문턱 전압보다 높은 경우에는 상기 제 1 내지 제 5 단계를 반복 실시하되, 실시 횟수에 따라 상기 제 1소거 전압을 셀에 인가할 수 있는 최대 전압까지 반복 실시때마다 순차적으로 변경해 주고, 상기 제 1 전압도 최종 목표 문턱 전압까지 반복 실시 때마다 순차적으로 변경하여 실시하며, 끝까지 최종 목표 문턱 전압 이하로 내려가지 않으면 불량처리한 후 상기 제 5 단계를 실시하는 제 7 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 셀의 소거 방법.If the threshold voltage of the cell is higher than the target voltage as the final target in the fourth step, the first to fifth steps are repeated, but the maximum voltage that can apply the first erase voltage to the cell according to the number of times of execution. Change the sequence sequentially every time the repeating operation is performed, and sequentially change the first voltage every time the repeating execution is performed until the final target threshold voltage. And a seventh step of erasing the flash memory cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100672938B1 (en) * 2004-07-21 2007-01-24 삼성전자주식회사 Selective erase method for flash memory

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