KR20070109174A - Method of reading a flash memory device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 구성을 설명하기 위한 셀 스트링의 회로도.1 is a circuit diagram of a cell string for explaining the configuration of a NAND type flash memory device.
도 2는 NAND형 플래쉬 메모리 소자에 적용되는 페이지 버퍼의 구성도.2 is a configuration diagram of a page buffer applied to a NAND type flash memory device.
도 3은 페이지 버퍼에 포함되는 비트라인 선택부의 회로도.3 is a circuit diagram of a bit line selector included in a page buffer.
도 4는 본 발명이 적용되는 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 페이지 버퍼의 구성을 설명하기 위한 회로도.4 is a circuit diagram for explaining the configuration of a page buffer of a NAND type flash memory device to which the present invention is applied.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법을 설명하기 위한 동작 파형도.5 is an operation waveform diagram illustrating a method of reading a NAND type flash memory device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법에 관한 것으로, 특히 트리플 P웰에 전압을 인가하여 비트라인을 프리차지함으로써 프리차지 레벨이 감소하는 것을 방지함과 동시에 프리차지 시간을 줄일 수 있는 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하며, 일정 주기로 데이터를 재작성하는 리프레쉬(refresh) 기능이 필요없는 반도체 메모리 소자의 수요가 증가하고 있다. 그리고, 많은 데이터(data)를 저장할 수 있는 대용량 메모리 소자의 개발을 위해서 메모리 셀(memory cell)의 고집적화 기술이 개발되고 있다. 메모리 셀의 고집적화를 위해 복수개의 셀들이 직렬로 연결되어 한 개의 스트링(string)을 구성하고 두개의 스트링이 한 개의 콘택(contact)을 공유하는 NAND형 플래쉬 메모리 소자(NAND type flash memory device)가 개발되었다. Recently, there is an increasing demand for semiconductor memory devices that can be electrically programmed and erased and that do not require a refresh function to rewrite data at regular intervals. In addition, in order to develop a large-capacity memory device capable of storing a large amount of data, a high integration technology of memory cells has been developed. A NAND type flash memory device is developed in which a plurality of cells are connected in series to form a string and two strings share a contact for high integration of memory cells. It became.
도 1은 일반적인 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 셀 스트링의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 1 is a circuit diagram for describing a configuration of a cell string of a general NAND type flash memory device.
도 1을 참조하면, 셀 스트링(101 및 102)는 데이터를 저장하기 위한 다수의 셀이 직렬 연결되어 구성된다. 셀 스트링(101 및 102)과 이븐 비트라인 및 오드 비트라인(BLe 및 BLo) 사이에 드레인 선택 트랜지스터(110)가 구성되고, 셀 스트링(101 및 102)과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 소오스 선택 트랜지스터(120)가 구성된다. 드레인 선택 트랜지스터(110)는 드레인 선택 라인(DSL)에 공통 연결되고, 소오스 선택 트랜지스터(120)는 소오스 선택 라인(SSL)에 공통 연결된다. 또한, 인접한 이븐 및 오드 비트라인(BLe 및 BLo)은 페이지 버퍼에 공통 연결된다. 그리고, 이븐 비트라인(BLe)에 연결된 셀들은 소오스 선택 라인(SSL)에 인접한 셀로부터 0, 2, 6, ..., 60, 62의 짝수 번호가 부여되고, 오드 비트라인(BLo)에 연결 된 셀들은 소오스 선택 라인(SSL)에 인접한 셀로부터 1, 3, 5, ..., 61, 63의 홀수 번호가 부여된다. 한편, 셀의 소정 동작을 위해서 워드라인(WL)을 통해 셀 게이트로 소정의 바이어스가 인가되며, 이븐 비트라인(BLe)또는 오드 비트라인(BLo)을 통해 드레인에 소정의 바이어스가 인가되고, 공통 소오스 라인(CSL)을 통해 소오스에 소정의 바이어스가 인가된다. 또한, NAND형 플래쉬 메모리 소자의 셀은 반도체 기판 상부의 소정 영역에 터널 산화막, 플로팅 게이트, 유전체막 및 콘트롤 게이트가 적층된 게이트가 형성되고, 게이트 양측에 접합부가 형성되어 구성된다.Referring to FIG. 1,
상기와 같이 구성된 NAND형 플래쉬 메모리 소자는 F-N 터널링(tunneling) 방식을 이용하여 플로팅 게이트(floating gate)에 전자를 주입하거나 방출하면서 메모리 셀의 문턱 전압을 제어함으로써 프로그램 및 소거를 실시한다. 따라서, 소거된 셀은 플로팅 게이트의 전자가 방출되어 음(negative)의 문턱 전압을 가지며, 프로그램된 셀은 플로팅 게이트로 전자가 주입되어 양(positive)의 문턱 전압을 가진다. 그러나, NAND형 플래쉬 메모리 소자의 경우 전하 이득(gain)이나 전하 손실(loss)에 의한 불량이 발생하며, 이러한 특성과 관련하여 여러가지 검증을 수행하고 있다. 이러한 정상적인 프로그램 및 소거 여부의 검증, 즉 셀의 상태를 읽기 위하여 페이지 버퍼(page buffer)가 사용된다.The NAND type flash memory device configured as described above is programmed and erased by controlling a threshold voltage of a memory cell while injecting or emitting electrons into a floating gate using an F-N tunneling scheme. Thus, an erased cell has a negative threshold voltage at which electrons of the floating gate are emitted, and a programmed cell has a positive threshold voltage by injecting electrons into the floating gate. However, in the case of a NAND type flash memory device, a defect due to a charge gain or a charge loss occurs, and various verifications are performed with respect to this characteristic. A page buffer is used to verify this normal program and erase, that is, read the state of the cell.
페이지 버퍼는 입출력 패드(Input/Output PAD)로부터 대용량의 데이터를 제공받아 메모리 셀들로 제공하거나 메모리 셀들의 데이터를 저장한 후 출력하는 기능을 한다. 통상 페이지 버퍼는 데이터를 임시 저장하기 위하여 단일 레지스터로 구성되는 것이 보편적이었으나, 최근 NAND형 플래쉬 메모리 소자에서 대용량 데이터 프로그램시 프로그램 속도를 증가시키기 위하여 듀얼 레지스터(dual register)로 구성하고 있다.The page buffer receives a large amount of data from an input / output pad and provides the memory cells or stores and outputs data of the memory cells. In general, the page buffer is generally composed of a single register for temporarily storing data, but recently, in a NAND type flash memory device, a dual register is used to increase program speed when programming large data.
도 2는 일반적인 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 듀얼 레지스터 구조의 페이지 버퍼를 설명하기 위한 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a page buffer of a dual register structure of a general NAND type flash memory device.
도 2를 참조하면, 페이지 버퍼는 다수의 메모리 셀을 갖는 메모리 셀 어레이(21)의 이븐 및 오드 비트라인(BLe 및 BLo)과 감지 노드(SO) 사이에 연결된 비트라인 선택부(22), 감지 노드(SO)에 연결된 프리차지부(23), 감지 노드(SO)와 입출력 단자(YA) 사이에 병렬 연결된 메인 레지스터(24) 및 캐쉬 레지스터(25)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the page buffer includes a bit line selector 22 connected between even and odd bit lines BLe and BLo and a sense node SO of a memory cell array 21 having a plurality of memory cells. A
비트라인 선택부(22)는 프로그램 동작, 독출, 검증 동작시 선택 신호에 따라 이븐 비트라인(BLe) 또는 오드 비트라인(BLo)을 선택하여 감지 노드(SO)에 연결한다.The bit line selector 22 selects an even bit line Ble or an odd bit line BLo according to a selection signal in a program operation, a read operation, or a verify operation, and connects the even bit line BLo to the sensing node SO.
프리차지부(23)는 감지 노드(SO)의 전위를 일정 전위 레벨로 프리차지한다.The
메인 레지스터(24) 및 캐쉬 레지스터(25)는 프로그램시 입출력 단자(YA)를 통해 입력된 데이터를 임시 저장한 후 감지 노드(SO)를 통해 선택된 비트라인으로 전송하거나, 독출 또는 검증 동작시 비트라인에 실린 셀 데이터를 임시 저장한 후 입출력 단자(YA)를 통해 출력한다.The main register 24 and the cache register 25 temporarily store data input through the input / output terminal YA during programming, and then transfer them to the selected bit line through the sensing node SO or bit lines during a read or verify operation. Temporarily store the cell data contained in the and output it through the input / output terminal YA.
도 3은 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 페이지 버퍼를 구성하는 비트라인 선택 부의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a bit line selection unit constituting a page buffer of a NAND type flash memory device.
도 3을 참조하면, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N31 및 N32)는 이븐 및 오드 디스차지 신호(DISCHe 및 DISCHo)에 따라 각각 구동되어 검증 전압(VIRPWR)을 이븐 비트라인(BLe) 또는 오드 비트라인(BLo)에 연결된 메모리 셀 어레이의 셀 스트링에 인가한다. 제 3 및 제 4 NMOS 트랜지스터(N33 및 N34)는 이븐 및 오드 비트라인 선택 신호(BSLe 및 BSLo)에 따라 각각 구동되어 메모리 셀 어레이의 비트라인과 감지 노드(SO)를 연결시킨다.Referring to FIG. 3, the first and second NMOS transistors N31 and N32 are driven according to the even and odd discharge signals DISCHe and DISCHo, respectively, so that the verify voltage VIRPWR is driven to the even bit line BLe or the odd bit. The cell string of the memory cell array connected to the line BLo is applied. The third and fourth NMOS transistors N33 and N34 are driven according to the even and odd bit line selection signals BSLe and BSLo, respectively, to connect the bit lines of the memory cell array and the sensing node SO.
상기와 같이 구성되는 페이지 버퍼를 이용하여 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 선택된 셀의 상태를 읽기 위해서 선택된 비트라인은 프리차지(precharge), 이밸류에이션(evaluation), 센싱(sensing)의 세 단계를 거치게 되는데, 이에 대해 도 2 및 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.In order to read the state of the selected cell of the NAND-type flash memory device using the page buffer configured as described above, the selected bit line is subjected to three steps of precharge, evaluation, and sensing. This will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.
비트라인을 프리차지하기 위해서는 프리차지부(23)로부터 소정 레벨의 전압이 감지 노드(SO)에 공급된 후 비트라인 선택 신호(BSLe)가 제 1 전압(V1)의 레벨로 인가된다. 따라서, 제 1 전압(V1)에서 제 3 NMOS 트랜지스터(N33)의 문턱 전압(Vt)을 뺀 전압(V1-Vt)이 선택된 비트라인(BLe)에 인가된다. 그리고난 후 셀의 상태에 따라 감지 노드(SO)의 전위가 조절되는데, 소거 셀의 경우 감지 노드(SO)는 로우 레벨의 전위를 유지하고, 프로그램 셀의 경우 감지 노드(SO)는 하이 레벨의 전위를 유지한다. 그리고, 감지 노드(SO)의 전위 레벨을 페이지 버퍼의 메인 레지스터(24)에 저장하여 셀의 상태를 센싱하게 된다.In order to precharge the bit line, a voltage of a predetermined level is supplied from the
상기한 바와 같이 비트라인을 먼저 V1-Vt의 레벨로 프리차지함에 따라 여러가지 문제가 발생한다. 그중 하나가 비트라인의 로딩 문제이다. 비트라인의 로딩은 비트라인을 구성하는 금속 물질의 저항과 인접한 비트라인과의 캐패시턴스에 따라 커지게 된다. 그런데, 소자가 축소될수록 금속 배선의 길이가 증가하게 되므로 비트라인간의 로딩은 크게 되기 때문에 비트라인 선택 신호(BSL)에 따라 구동되는 NMOS 트랜지스터를 통해 비트라인을 프리차지하는 것이 어렵게 된다. 또한, 소자가 축소됨에 따라 비트라인을 V1-Vt의 레벨로 프리차지할 때 문턱 전압이 커지는 문제가 발생한다.As described above, various problems occur when the bit line is first precharged to a level of V1 -Vt. One of them is the loading problem of bitlines. The loading of the bit line is increased according to the resistance of the metal material constituting the bit line and the capacitance with the adjacent bit line. However, since the length of the metal wiring increases as the device shrinks, loading between the bit lines increases, making it difficult to precharge the bit lines through the NMOS transistor driven according to the bit line selection signal BSL. In addition, as the device shrinks, the threshold voltage increases when the bit line is precharged to a level of V1 -Vt.
한편, 비트라인 선택 신호(BSL)에 따라 구동되는 트랜지스터는 고전압 NMOS 트랜지스터를 사용할 수 밖에 없다. 그런데, 소자가 축소됨에 따라 셀의 피치(pitch)가 작아지므로 이에 해당하는 비트라인 선택 신호에 따라 구동되는 고전압 NMOS 트랜지스터의 폭(width)도 작아지고 문턱 전압도 증가하게 된다. 이에 따라 백 바이어스 효과(back bias effect)가 작용하여 문턱 전압이 커지게 된다. 보통 비트라인 선택 신호(BSL)에 따라 구동되는 트랜지스터의 폭이 1이고, 비트라인의 바이어스가 1V일 경우 이 트랜지스터의 문턱 전압은 3V 이상이 되므로 비트라인에 1V 이상을 프리차지하기 위해서는 최소한 4V 이상의 V1이 필요하게 된다. 이를 위해서는 또다른 펌프가 필요하게 되므로 심각한 문제가 아닐 수 없다.On the other hand, a transistor driven according to the bit line selection signal BSL can use a high voltage NMOS transistor. However, as the device shrinks, the pitch of the cell decreases, so that the width of the high voltage NMOS transistor driven according to the corresponding bit line selection signal decreases and the threshold voltage increases. As a result, a back bias effect is applied to increase the threshold voltage. In general, when the width of the transistor driven according to the bit line selection signal BSL is 1 and the bias of the bit line is 1V, the threshold voltage of the transistor is 3V or more. Therefore, in order to precharge 1V or more to the bit line, at least 4V or more is required. V1 is required. This requires another pump, which is a serious problem.
상기와 같은 이유로 비트라인의 프리차지 시간이 V1 펌핑을 위한 시간과 비트라인 로딩을 감안한 시간을 필요로 하게 되어 궁극적으로 읽기 동작 시간이 증가 할 수 밖에 없다.For this reason, the precharge time of the bit line requires a time considering the V1 pumping time and the bit line loading, and ultimately, the read operation time is inevitably increased.
본 발명의 목적은 읽기 동작 시간을 줄일 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method of reading a flash memory device that can reduce the read operation time.
본 발명의 다른 목적은 비트라인 선택 신호에 따라 구동되는 트랜지스터를 통해 비트라인을 프리차지하지 않고 셀의 트리플 P웰에 소정의 전압을 인가하여 비트라인을 프리차지함으로써 소자의 축소에 따라 비트라인간 로딩과 비트라인 선택 신호에 따라 구동되는 트랜지스터의 문턱 전압에 의해 프리차지 레벨이 감소하는 것을 방지할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to precharge a bit line by applying a predetermined voltage to a triple P well of a cell without precharging the bit line through a transistor driven according to a bit line selection signal, thereby reducing the size of the device between bit lines. The present invention provides a method of reading a flash memory device capable of preventing the precharge level from being reduced by a threshold voltage of a transistor driven according to a loading and bit line selection signal.
본 발명의 일 실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법은 메모리 셀 어레이와 연결된 비트라인을 디스차지하는 단계; 상기 메모리 셀 어레이의 트리플 P웰에 소정의 전압을 인가하여 상기 비트라인을 프리차지하는 단계; 및 선택된 셀이 연결된 상기 비트라인의 전위를 검출하여 상기 셀의 상태를 센싱하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a method of reading a flash memory device may include: discharging a bit line connected to a memory cell array; Precharging the bit line by applying a predetermined voltage to a triple P well of the memory cell array; And sensing a state of the cell by detecting a potential of the bit line to which the selected cell is connected.
상기 트리플 P웰에 인가되는 전압은 전원 전압이며, 상기 트리플 P웰에 상기 전원 전압이 인가되는 동안 상기 메모리 셀 어레이를 구성하는 공통 소오스 라인은 상기 전원 전압을 인가하거나 플로팅시킨다.The voltage applied to the triple P well is a power supply voltage, and the common source line constituting the memory cell array applies or floats the power supply voltage while the power supply voltage is applied to the triple P well.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법은 복수의 셀이 직렬 연결되어 구성된 복수의 셀 스트링; 상기 셀 스트링과 드레인 사이에 연결되어 드레인 선택 라인을 통해 인가되는 신호에 따라 구동되는 복수의 드레인 선택 트랜지스터; 상기 셀 스트링과 공통 소오스 사이에 연결되어 소오스 선택 라인을 통해 인가되는 신호에 따라 구동되는 복수의 소오스 선택 트랜지스터; 상기 드레인과 연결된 비트라인; 제 1 제어 신호에 따라 상기 비트라인을 통해 메모리 셀 어레이에 검증 신호를 공급하기 위한 제 1 트랜지스터; 및 제 2 제어 신호에 따라 상기 비트라인을 통해 상기 메모리 셀 어레이와 제 1 노드를 연결시키기 위한 제 2 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 제어 신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터를 구동시켜 상기 비트라인에 상기 검증 신호를 공급하여 상기 비트라인을 디스차지시키는 단계; 상기 메모리 셀 스트링의 트리플 P웰에 소정의 전압을 인가하여 상기 비트라인을 프리차지하는 단계; 상기 트리플 P웰에 공급되는 상기 소정의 전압의 공급을 중단하고 상기 선택된 셀을 이밸류에이션시키는 단계; 및 상기 제 2 신호에 따라 상기 제 2 트랜지스터를 구동시켜 상기 선택된 셀이 연결된 상기 비트라인의 전위를 검출하여 상기 셀의 상태를 센싱하는 단계를 포함한다.In addition, a method of reading a flash memory device according to another embodiment of the present invention includes a plurality of cell strings configured by connecting a plurality of cells in series; A plurality of drain select transistors connected between the cell string and the drain and driven according to a signal applied through a drain select line; A plurality of source select transistors connected between the cell string and the common source and driven according to a signal applied through a source select line; A bit line connected to the drain; A first transistor for supplying a verify signal to a memory cell array through the bit line according to a first control signal; And a second transistor for connecting the memory cell array and a first node through the bit line according to a second control signal, and driving the first transistor according to the first control signal to the bit line. Supplying a verify signal to discharge the bit line; Precharging the bit line by applying a predetermined voltage to a triple P well of the memory cell string; Stopping supply of the predetermined voltage supplied to the triple P well and evaluating the selected cell; And sensing the state of the cell by detecting the potential of the bit line to which the selected cell is connected by driving the second transistor according to the second signal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방 법에 이용되는 페이지 버퍼의 구성을 설명하기 위한 회로도로서, 메인 레지스터와 캐쉬 레지스터를 갖는 듀얼 레지스터 구조의 페이지 버퍼에서 메인 레지스터를 도시한 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a page buffer used in a read method of a NAND type flash memory device according to an embodiment of the present invention. The main register in the page buffer of a dual register structure having a main register and a cache register. A circuit diagram is shown.
도 4를 참조하면, 비트라인 선택부(420)는 다수의 트랜지스터를 포함하여 구성되는데, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N401 및 N402)는 이븐 및 오드 디스차지 신호(DISCHe 및 DISCHo)에 따라 각각 구동되어 검증 전압(VIRPWR)을 이븐 비트라인(BLe) 또는 오드 비트라인(BLo)에 연결된 메모리 셀 어레이(410)의 메모리 셀 스트링에 인가한다. 제 3 및 제 4 NMOS 트랜지스터(N403 및 N404)는 이븐 및 오드 비트라인 선택 신호(BSLe 및 BSLo)에 따라 각각 구동되어 메모리 셀 어레이(410)의 비트라인과 감지 노드(SO)를 연결시킨다.Referring to FIG. 4, the
PMOS 트랜지스터(P401)는 프리차지 신호(PRECHb)에 따라 구동되어 감지 노드(S0)에 소정의 전원을 공급한다.The PMOS transistor P401 is driven according to the precharge signal PRECHb to supply predetermined power to the sensing node S0.
제 5 NMOS 트랜지스터(N405)는 카피백 프로그램시 카피백 신호(COPYBACK)에 따라 감지 노드(SO)와 래치(430)의 출력 노드(QAb)를 연결한다. 래치(430)는 메모리 셀 어레이(410)로부터 출력되는 출력 데이터와 외부로부터 공급된 데이터를 임시 저장한다. 제 6 NMOS 트랜지스터(N406)는 감지 노드(S0)의 전위에 따라 구동되고, 제 7 NMOS 트랜지스터(N407)는 읽기 신호(READ_L)에 따라 구동되어 래치(430)의 출력 노드(QAb)와 접지 단자(Vss)를 연결시킨다. 제 8 NMOS 트랜지스터(N408)는 신호(DI_L)에 따라 구동되어 입출력 단자(YA)와 래치(430)의 출력 노드(QAb)를 연결하며, 제 9 NMOS 트랜지스터(N409)는 신호(nDI_L)에 따라 구동되어 입출력 단 자(YA)와 래치(430)의 입력 노드(QA)를 연결한다. 제 10 NMOS 트랜지스터(N410)는 리셋 신호(RESET_L)에 따라 구동되어 래치(430)를 초기화시킨다. 제 11 NMOS 트랜지스터(N411)는 프로그램 동작시 신호(PROGRAM_L)에 따라 구동되어 프로그램될 정보가 선택된 비트라인에 전송되도록 한다. 제 12 NMOS 트랜지스터(N412)는 신호(PBDO_L)에 따라 구동되어 프로그램 노드(NA)의 전위를 출력한다. 또한, 인버터(I401)는 래치(430)의 출력 노드(QAb)의 전위를 반전시켜 프로그램 노드(NA)로 전달한다.The fifth NMOS transistor N405 connects the sensing node SO and the output node QAb of the
도 5는 상기와 같이 구성되는 페이지 버퍼를 이용한 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기시의 동작 파형도로서, 비트라인 선택부 및 셀 스트링에 인가되는 신호의 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a signal applied to a bit line selector and a cell string when a NAND type flash memory device according to an exemplary embodiment using the page buffer configured as described above is read.
도 4 및 도 5를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of reading a NAND type flash memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 as follows.
1) A 구간 : 디스차지1) A section: discharge
이븐 및 오드 디스차지 신호(DISCHe 및 DISCHo)가 하이 레벨로 인가되어 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N101 및 N102)가 턴온된다. 따라서, 검증 신호(VIRPWR)의 전위가 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N401 및 N402)를 통해 비트라인(BLe 및 BLo)로 공급되는데, 읽기시의 검증 신호(VIRPWR)는 0V의 전위를 유지하므로 이븐 및 오드 비트라인(BLe 및 BLo)에 0V의 전압이 공급된다. 그리고, 리셋 신 호(RESET_L)가 하이 레벨의 펄스로 인가되어 제 10 NMOS 트랜지스터(N110)가 턴온되어 노드(QA)를 로우 레벨로 만들고, 이에 따라 노드(QAb)는 하이 레벨을 유지하게 된다. 따라서, 래치(430)가 초기화된다. 이때, 모든 워드라인(WL0 내지 WL31)에는 0의 전압이 인가되고, 드레인 선택 라인(DSL) 및 소오스 선택 라인(SSL)에도 0V의 전압이 인가된다.Even and odd discharge signals DISCHe and DISCHo are applied at a high level to turn on the first and second NMOS transistors N101 and N102. Therefore, the potential of the verify signal VIRPWR is supplied to the bit lines BLe and BLo through the first and second NMOS transistors N401 and N402, and the verify signal VIRPWR at the time of reading maintains the potential of 0V. A voltage of 0 V is supplied to the even and odd bit lines BLe and BLo. The reset signal RESET_L is applied as a high level pulse to turn on the tenth NMOS transistor N110 to bring the node QA to a low level, thereby keeping the node QAb at a high level. Thus,
2) B구간 : 프리차지2) Section B: Precharge
이븐 디스차지 신호(DISCHe)는 로우 레벨로 인가되어 제 1 NMOS 트랜지스터(N401)는 턴오프되고, 오드 디스차지 신호(DISCHo)는 하이 레벨의 상태를 유지하여 제 2 NMOS 트랜지스터(N402)는 턴온 상태를 유지한다. 그리고, 검증 전압(VIRPWR)이 전원 전압(Vcc) 레벨의 하이 상태로 인가되므로 오드 비트라인(BLo)에는 전원 전압(Vcc)이 인가된다. 즉, 선택된 비트라인인 이븐 비트라인(BLe)은 플로팅되고, 선택되지 않은 비트라인인 오드 비트라인(BLo)은 전원 전압(Vccc)이 인가된다. 이때, 선택된 워드라인(Sel WL)에는 0V를 계속 인가하고, 선택되지 않은 워드라인(Unsel WL)에는 읽기 전압(Vread)을 인가한다. 그리고, 기존의 방법과 다르게 이븐 및 오드 비트라인 선택 신호(BSLe 및 BSLo)가 0V의 레벨로 인가되어 제 3 및 제 4 NMOS 트랜지스터(N403 또는 N404)가 턴오프된다. 즉, 기존에는 선택된 비트라인 선택 신호, 예컨데 이븐 비트라인(BLe)이 선택될 경우 이븐 비트라인 선택 신호(BSLe)가 제 1 전압(V1)의 레벨로 인가되었으나, 본 발명에서는 비트라인 선택 신호(BLe 및 BLo)가 모두 0V의 레벨로 인가된다. 대신에, 본 발명에서는 셀 스트링의 트리플 P웰에 전원 전압(Vcc)을 인가한다. 그리고, 공통 소오스 라인(CSL)에 전원 전압(Vcc)을 인가하거나 플로팅 상태를 유지하도록 한다. 이때, 드레인 선택 라인(DSL) 및 소오스 선택 라인(SSL)에도 0V의 전압이 공급된다. 이렇게 하면 선택된 비트라인(BLe)은 전원 전압(Vcc)에서 약 0.7V를 유지하는 백 바이어스 전압(Vfb)를 뺀 전압이 인가되게 된다. 또한, 비트라인과 트리플 P웰 사이에는 드레인 콘택을 통해 연결되어 있기 때문에 비트라인의 길이 또는 비트라인간의 캐패시턴스에 관계없이 한 블럭의 비트라인 길이만 차징하게 되므로 프리차지 시간을 기존보다 줄일 수 있다.The even discharge signal DISCHe is applied at a low level so that the first NMOS transistor N401 is turned off, the odd discharge signal DISCHo is maintained at a high level, and the second NMOS transistor N402 is turned on. Keep it. Since the verification voltage VIRPWR is applied in the high state of the power supply voltage Vcc level, the power supply voltage Vcc is applied to the odd bit line BLo. That is, the even bit line BLe, which is the selected bit line, is floated, and the power supply voltage Vccc is applied to the odd bit line BLO, which is the unselected bit line. At this time, 0 V is continuously applied to the selected word line Sel WL, and a read voltage Vread is applied to the unselected word line Unsel WL. Unlike the conventional method, the even and odd bit line selection signals BSLe and BSLo are applied at a level of 0 V to turn off the third and fourth NMOS transistors N403 or N404. That is, in the past, when the selected bit line selection signal, for example, the even bit line BLe, is selected, the even bit line selection signal BSLe is applied at the level of the first voltage V1. BLe and BLo) are both applied at a level of 0V. Instead, the present invention applies a power supply voltage (Vcc) to the triple P well of the cell string. Then, the power source voltage Vcc is applied to the common source line CSL or maintained in a floating state. At this time, a voltage of 0 V is also supplied to the drain select line DSL and the source select line SSL. In this case, the selected bit line BLe is applied with a voltage obtained by subtracting the back bias voltage Vfb that maintains about 0.7V from the power supply voltage Vcc. In addition, since the bit line and the triple P well are connected through drain contacts, the precharge time can be shortened compared to the conventional one because only one block of the bit line length is charged regardless of the length of the bit line or the capacitance between the bit lines.
3) C구간 : 이밸류에이션3) Section C: Valuation
이븐 및 오드 비트라인 선택 신호(BSLe 및 BSLo)가 로우 레벨을 계속 유지하여 제 3 및 제 4 NMOS 트랜지스터(N403 및 N404)는 턴오프 상태를 계속 유지하게 된다. 또한, 트리플 P웰 및 공통 소오스 라인에 인가되는 전압의 공급을 중단한다. 이에 따라 이븐 비트라인(BLe)전위가 이들에 각각 연결된 메모리 셀의 상태에 따라 조절된다. 즉, 메모리 셀이 프로그램 상태일 경우 이븐 비트라인(BLe)의 전위는 (Vcc-Vfb)의 전위를 유지하게 되고, 소거 상태일 경우 이븐 비트라인(BLe)의 전위는 (Vcc-Vfb)에서 점차 감소하여 로우 레벨을 유지하게 된다. 이때, 드레인 선택 라인(DSL) 및 소오스 선택 라인(SSL)을 통해 하이 레벨의 신호가 인가되도록 한다.The even and odd bit line select signals BSLe and BSLo keep the low level so that the third and fourth NMOS transistors N403 and N404 remain turned off. In addition, the supply of the voltage applied to the triple P well and the common source line is stopped. Accordingly, the even bit line BLe potential is adjusted according to the state of memory cells respectively connected to the even bit line BLe. That is, when the memory cell is in the program state, the potential of the even bit line BLe maintains the potential of (Vcc-Vfb), and in the erase state, the potential of the even bit line BLe gradually increases at (Vcc-Vfb). Decreases to maintain a low level. In this case, a high level signal is applied through the drain select line DSL and the source select line SSL.
4) D구간 : 셀 센싱4) Section D: Cell Sensing
이븐 비트라인 선택 신호(BSLe)가 전원 전압(Vcc)보다 낮은 전압(VBSL)으로 인가되어 제 3 NMOS 트랜지스터(N403)가 턴온된다. 이렇게 하면, 메모리 셀이 프로그램 셀일 경우 이븐 비트라인(BLe)의 전위는 (Vcc-Vfb)의 전위를 유지하게 되고, 이에 따라 감지 노드(SO)의 전위는 하이 레벨을 유지하게 된다. 그러나, 메모리 셀이 소거 상태일 경우 이븐 비트라인(BLe)의 전위는 점차 감소하게 되어 로우 레벨을 유지하게 되고, 이에 따라 감지 노드(SO)의 전위는 로우 레벨을 유지하게 된다. 이 상태에서 읽기 신호(READ_L)가 하이 레벨의 펄스로 인가되면 메모리 셀이 프로그램 셀일 경우 감지 노드(SO)가 하이 레벨을 유지하여 제 6 NMOS 트랜지스터(N406)가 턴온되고, 하이 펄스의 읽기 신호(READ_L)에 의해 제 7 NMOS 트랜지스터(N407)가 턴온되어 노드(QAb)가 로우 레벨을 유지하고, 노드(QA)가 하이 레벨을 유지한다. 이에 반해 메모리 셀이 소거 셀일 경우 감지 노드(SO)가 로우 레벨을 유지하여 제 7 NMOS 트랜지스터(N407)가 턴오프되기 때문에 노드(QAb)는 하이 레벨을 유지하고, 노드(QA)는 로우 레벨을 유지하게 된다. 따라서, 노드(QA)의 전위를 검출하여 셀의 상태를 센싱하게 된다.The even bit line selection signal BSLe is applied to a voltage VBSL lower than the power supply voltage Vcc to turn on the third NMOS transistor N403. In this case, when the memory cell is a program cell, the potential of the even bit line BLe maintains the potential of (Vcc-Vfb), and accordingly, the potential of the sensing node SO maintains the high level. However, when the memory cell is in an erased state, the potential of the even bit line BLe gradually decreases to maintain a low level, and thus the potential of the sensing node SO maintains a low level. In this state, when the read signal READ_L is applied as a pulse having a high level, when the memory cell is a program cell, the sensing node SO maintains a high level so that the sixth NMOS transistor N406 is turned on and the high pulse read signal ( The seventh NMOS transistor N407 is turned on by READ_L so that the node QAb maintains a low level and the node QA maintains a high level. In contrast, when the memory cell is an erase cell, the node QAb maintains a high level because the sense node SO maintains a low level, and the seventh NMOS transistor N407 is turned off, and the node QA maintains a low level. Will be maintained. Therefore, the potential of the node QA is detected to sense the state of the cell.
한편, 상기의 실시 예에서는 NAND형 플래쉬 메모리 소자의 읽기 방법을 예로들어 설명하였으나, 프로그램 검증 또는 소거 검증에 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the reading method of the NAND type flash memory device has been described as an example, but the same method may be applied to program verification or erase verification.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 비트라인 선택 신호에 따라 구동되는 트 랜지스터를 통해 비트라인을 프리차지하지 않고 셀의 트리플 P웰에 소정의 전압을 인가하여 비트라인을 프리차지함으로써 소자의 축소에 따라 비트라인간 로딩과 비트라인 선택 신호에 따라 구동되는 트랜지스터의 문턱 전압에 의해 프리차지 레벨이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 종래에 비해 프리차지 시간을 줄일 수 있어 읽기 동작에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, a pre-charge of a bit line is performed by applying a predetermined voltage to a triple P well of a cell without precharging the bit line through a transistor driven according to a bit line selection signal. As a result, the precharge level can be prevented from being reduced by the threshold voltage of the transistor driven according to the inter-bit line loading and bit line selection signal. Can be.
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KR1020060041774A KR20070109174A (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Method of reading a flash memory device |
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KR1020060041774A KR20070109174A (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Method of reading a flash memory device |
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- 2006-05-10 KR KR1020060041774A patent/KR20070109174A/en not_active Application Discontinuation
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |