KR20080060799A - Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof - Google Patents

Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20080060799A
KR20080060799A KR1020060135312A KR20060135312A KR20080060799A KR 20080060799 A KR20080060799 A KR 20080060799A KR 1020060135312 A KR1020060135312 A KR 1020060135312A KR 20060135312 A KR20060135312 A KR 20060135312A KR 20080060799 A KR20080060799 A KR 20080060799A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test
program voltage
level
cell
program
Prior art date
Application number
KR1020060135312A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김두곤
이영택
박기태
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060135312A priority Critical patent/KR20080060799A/en
Publication of KR20080060799A publication Critical patent/KR20080060799A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/14Implementation of control logic, e.g. test mode decoders
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5628Programming or writing circuits; Data input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0483Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells having several storage transistors connected in series
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/08Address circuits; Decoders; Word-line control circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/1201Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details comprising I/O circuitry
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

A multi level cell NAND flash memory device capable of reducing test time and a test method thereof are provided to reduce test time by generating a program voltage with an initial level corresponding to each data program, in a test mode. A memory cell array(110) has memory cells arranged at crossing area of word lines and bit lines. A row decoder circuit(130) provides a program voltage to a selected word line. A test mode setting part(160) generates a test pattern command in response to a test mode setting signal inputted from the outside. A controller(170) determines an initial level of the program voltage in response to the test pattern command. A word line voltage generation circuit(180) generates a program voltage corresponding to the determined level. A word line driver(190) provides the program voltage to the row decoder circuit. The test pattern command includes specific data pattern information, and the specific data pattern information is information about the initial level of threshold voltage distribution when test data is programmed in the cell.

Description

테스트 시간을 감소할 수 있는 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리 장치 및 그것의 테스트 방법{MULTI LEVEL CELL NAND FLASH MEMORY CAPABLE OF REDUCING TEST TIME AND TEST METHOD THEREOF}MULTI LEVEL CELL NAND FLASH MEMORY CAPABLE OF REDUCING TEST TIME AND TEST METHOD THEREOF}

도 1은 EEPROM 셀들을 포함하는 일반적인 낸드형 플래시 메모리 장치의 구성을 보여주는 도면;1 is a block diagram of a typical NAND flash memory device including EEPROM cells;

도 2는 증가형 스텝 펄스 프로그램(ISPP) 스킴에 따라 프로그램되는 일반적인 낸드형 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압의 변화를 보여주는 도면;2 is a diagram showing a change in program voltage of a typical NAND flash memory device programmed according to an incremental step pulse program (ISPP) scheme;

도 3은 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리의 분포도를 보여주는 도면;3 shows a distribution diagram of a multi-level cell NAND flash memory;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 블록도; 그리고,4 is a block diagram of a multilevel cell NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention; And,

도 5는 증가형 스텝 펄스 프로그램(ISPP) 스킴에 따라 프로그램되는, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티레벨셀 낸드형 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압의 변화를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a change in program voltage of a multilevel cell NAND flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, which is programmed according to an incremental step pulse program (ISPP) scheme.

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

100: 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치 110:메모리 셀 어레이100: multi-level cell NAND flash memory device 110: memory cell array

120: 행디코더 회로 130: 페이지 버퍼 회로120: row decoder circuit 130: page buffer circuit

140: Y-게이트 회로 150: 열 디코더 회로140: Y-gate circuit 150: column decoder circuit

160: 테스트 모드 셋팅부 170: 컨트롤러160: test mode setting unit 170: controller

180: 워드라인 전압 발생회로 190: 워드라인 드라이버180: word line voltage generation circuit 190: word line driver

본 발명은 플래시 메모리 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 테스트 시간을 감소할 수 있는 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리 장치 및 그것의 테스트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flash memory device, and more particularly to a multi-level cell NAND flash memory device capable of reducing test time and a test method thereof.

플래시 메모리 장치는 복수의 메모리 영역들이 한 번의 프로그램 동작으로 소거 또는 프로그램되는 일종의 EEPROM이다. 플래시 메모리 장치는 각 저장소자에 사용되는 로직 게이트의 형태에 따라 NOR 플래시 메모리 장치와 NAND 플래시 메모리 장치로 이루어진다. 낸드 플래시 메모리는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell)낸드 플래시 메모리 및 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell) 낸드 플래시 메모리로 구분된다. A flash memory device is a kind of EEPROM in which a plurality of memory areas are erased or programmed in one program operation. The flash memory device is composed of a NOR flash memory device and a NAND flash memory device according to the type of logic gate used for each reservoir. The NAND flash memory is divided into a single level cell NAND flash memory and a multi level cell NAND flash memory.

도 1은 EEPROM 셀들을 포함하는 일반적인 낸드형 플래시 메모리 장치의 구성을 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating a general NAND flash memory device including EEPROM cells.

도 1을 참조하면, 플래시 메모리 장치는 메모리 셀 어레이(110), 행 디코더 회로(120), 및 페이지 버퍼 회로(130)를 포함한다. 메모리 셀 어레이(110)의 행(row)들은 행 디코더 회로(120)에 의해서 구동되고, 열(column)들은 페이지 버퍼 회로(130)에 의해서 구동된다.Referring to FIG. 1, a flash memory device includes a memory cell array 110, a row decoder circuit 120, and a page buffer circuit 130. Rows of the memory cell array 110 are driven by the row decoder circuit 120, and columns are driven by the page buffer circuit 130.

메모리 셀 어레이(110)는 복수 개의 메모리 셀 블럭들로 구성된다. 각 메모리 셀 블럭은 복수 개의 메모리 셀 스트링들("낸드 스트링들")을 포함하며, 각각의 셀 스트링은 메모리 셀들로서의 기능을 수행하는 복수 개의 플로팅 게이트 트랜지스터들(M0-Mn-1)을 포함한다. 각 스트링의 플로팅 게이트 트랜지스터들(M0-Mn -1)의 채널들은, 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 채널과 그라운드 선택 트랜지스터(GST)의 채널 사이에 직렬로 연결된다. The memory cell array 110 is composed of a plurality of memory cell blocks. Each memory cell block includes a plurality of memory cell strings (“NAND strings”), and each cell string includes a plurality of floating gate transistors M0-M n-1 that function as memory cells. Include. The channels of the floating gate transistors M0-M n -1 of each string are connected in series between the channel of the string select transistor SST and the channel of the ground select transistor GST.

메모리 셀 어레이(110)의 각 블럭에는 스트링 선택 라인(String Select Line: SSL), 그라운드 선택 라인(Ground Select Line: GSL), 복수 개의 워드라인들(WL0-WLn -1), 그리고 복수 개의 비트 라인들(BL0-BLn -1)이 구비된다. 스트링 선택 라인(SSL)은 복수 개의 스트링 선택 트랜지스터들(SST)의 게이트들과 공통으로 연결된다. 각 워드라인(WL0-WLn -1)은 복수 개의 대응하는 플로팅 게이트 트랜지스터들(M0-Mn -1)의 제어 게이트들과 공통으로 연결된다. 그라운드 선택 라인(GSL)은 복수 개의 그라운드 선택 트랜지스터들(GST)의 게이트들과 공통으로 연결된다. 각 비트라인(BL0, ..., 또는 BLn-1)은 대응하는 하나의 셀 스트링과 연결된다. 그리고, 상기 그라운드 선택 라인(GSL), 상기 워드 라인들(WL0-WLn -1), 및 상기 스트링 선택 라인(SSL)은 대응하는 블럭 선택 트랜지스터들(BST)을 통해 대응하는 선택 신호들(GS, Si0-Sin -1, SS)을 각각 받아들인다. 상기 블럭 선택 트랜지스터들(BST)은 행 디코더 회로(120)에 포함되며, 블럭 선택 제어 신호(BS)에 의해서 공통으로 제어되 도록 연결된다. Each block of the memory cell array 110 includes a string select line (SSL), a ground select line (GSL), a plurality of word lines (WL0-WL n -1 ), and a plurality of bits. Lines BL0-BL n -1 are provided. The string select line SSL is connected to the gates of the string select transistors SST in common. Each word line WL0-WL n -1 is commonly connected to control gates of the plurality of corresponding floating gate transistors M0-M n -1 . The ground select line GSL is connected to the gates of the plurality of ground select transistors GST in common. Each bit line BL0, ..., or BL n-1 is connected with a corresponding one cell string. The ground select line GSL, the word lines WL0-WL n −1 , and the string select line SSL are corresponding to the select signals GS through corresponding block select transistors BST. , Si0-Si n -1 , and SS) are respectively accepted. The block select transistors BST are included in the row decoder circuit 120 and are connected to be commonly controlled by the block select control signal BS.

행 디코더 회로(120)는 행 어드레스 정보에 따라 워드라인들(WL0-WLn -1) 중 하나의 워드라인을 선택하고, 선택된 워드라인과 비선택된 워드라인들로 각 동작 모드에 따른 워드라인 전압들을 공급한다. 예를 들면, 행 디코더 회로(120)는 프로그램 동작 모드시 선택된 워드라인으로 프로그램 전압(program voltage)을 공급하고, 비선택된 워드라인들로 패스 전압(pass voltage)을 공급한다. 그리고, 행 디코더 회로(120)는 읽기 동작 모드시 선택된 워드라인으로 접지 전압(GND)을 공급하고, 비선택된 워드라인들로 읽기 전압(read voltage)을 공급한다. 이를 위해 행 디코더 회로(120)는 워드라인 드라이버(미 도시됨)로부터 선택 신호들(Si0-Sin -1)을 입력받는다. 그리고, 행 디코더 회로(120)는 입력된 선택 신호들(Si0-Sin -1)을 대응되는 워드라인들(WL0-WLn-1)에게 제공한다. 상기 선택 신호들(Si0-Sin -1)은 프로그램 전압, 패스 전압, 그리고 읽기 전압 중 적어도 어느 하나에 해당되는 전압 레벨을 가지며, 대응되는 워드라인들(WL0-WLn -1)에게 워드라인 전압으로서 제공된다. The row decoder circuit 120 selects one word line among the word lines WL0-WL n -1 according to the row address information, and the word line voltage according to each operation mode with the selected word line and unselected word lines. Feed them. For example, the row decoder circuit 120 supplies a program voltage to a selected word line in a program operation mode and a pass voltage to unselected word lines. The row decoder circuit 120 supplies a ground voltage GND to a selected word line in a read operation mode and a read voltage to unselected word lines. For this purpose, the row decoder circuit 120 receives selection signals Si0-Si n -1 from a word line driver (not shown). The row decoder circuit 120 provides the input selection signals Si0-Si n -1 to corresponding word lines WL0-WL n-1 . The selection signals Si0-Si n -1 have a voltage level corresponding to at least one of a program voltage, a pass voltage, and a read voltage, and word lines to corresponding word lines WL0-WL n -1 . It is provided as a voltage.

메모리 셀 어레이(110) 상에 배열된 비트라인들(BL0-BLn-1)은 페이지 버퍼 회로(130)에 전기적으로 연결된다. 페이지 버퍼 회로(130)에는 비트라인들(BL0-BLn-1)에 각각 대응하는 페이지 버퍼들이 제공될 수 있으며, 각각의 페이지 버퍼는 한 쌍의 비트라인들을 공유하도록 구현될 수도 있다. 페이지 버퍼 회로(130)는 프로그램 동작 모드시 프로그램될 데이터에 따라 비트라인들(BL0-BLn-1)로 전원 전압(또는, 프로그램 금지 전압: program-inhibited voltage) 또는 접지 전압(또는, 프로그램 전압: program voltage)을 각각 공급한다. 그리고, 페이지 버퍼 회로(130)는 읽기/검증 동작 모드시 비트라인들(BL0-BLn-1)을 통해 선택된 워드라인의 메모리 셀들로부터 데이터를 감지한다. 페이지 버퍼 회로(130)의 감지 동작을 통해 메모리 셀이 프로그램된 셀인지 소거된 셀인지 여부가 확인된다. The bit lines BL0-BL n-1 arranged on the memory cell array 110 are electrically connected to the page buffer circuit 130. The page buffer circuit 130 may be provided with page buffers corresponding to the bit lines BL0-BL n-1 , and each page buffer may be implemented to share a pair of bit lines. The page buffer circuit 130 may supply a power supply voltage (or a program-inhibited voltage) or a ground voltage (or a program voltage) to bit lines BL0-BL n-1 according to data to be programmed in a program operation mode. Supply program voltage respectively. In addition, the page buffer circuit 130 detects data from memory cells of the selected word line through the bit lines BL0-BL n-1 in the read / verify operation mode. The sensing operation of the page buffer circuit 130 determines whether the memory cell is a programmed cell or an erased cell.

잘 알려진 바와 같이, 낸드형 플래시 메모리의 메모리 셀은 F-N 터널링 전류(Fowler-Nordheim tunneling current)를 이용하여 소거 및 프로그램된다. 낸드형 플래시 EEPROM의 소거 및 프로그램 방법들은 미국특허공보 5,473,563호에 "NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY"라는 제목으로, 미국특허공보 5,696,717호에 "NONVOLATILE INTEGRATED CIRCUIT MEMORY DEVICES HAVING ADJUSTABLE ERASE/PROGRAM THRESHOLD VOLTAGE VERIFICATION CAPABILITY"라는 제목으로 각각 게재되어 있다. 한편, 플래시 메모리 장치는 메모리 셀들의 문턱 전압 산포를 정확하게 제어하기 위해, 증가형 스텝 펄스 프로그래밍(incremental step pulse programming: ISPP) 방식에 의해 프로그램된다. ISPP 방식을 이용한 플래시 메모리 장치의 예시적인 프로그램 방법이 U.S Patent No.6,266,270 "NON-VOLATILE SEMICOMDUCTOR MEMORY AND PROGRAMMING METHOD OF THE SAME"라는 제목으로 게재되어 있다. ISPP 방식에 따라 프로그램 전압을 생성하는 회로의 예는, 미국특허공보 5,642,309호에 " AUTO - PROGRAM CIRCUIT IN A NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE"라는 제목으로 그리고 대한민국공개특허 제2002-39744호에 "FLASH MEMORY DEVICE DAPABLE OF PREVENTING PROGRAM DISTURB AND METHOD OF PROGRAMMING THE SAME"라는 제목으로 각각 게재되어 있다. As is well known, memory cells of a NAND flash memory are erased and programmed using Fowler-Nordheim tunneling current. Methods of erasing and programming NAND-type flash EEPROMs are titled "NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY" in US Patent Publication No. 5,473,563, and "NONVOLATILE INTEGRATED CIRCUIT MEMORY DEVICES HAVING ADJUSTABLE ERASE ERASE / PROVITY THIS" Each is published. Meanwhile, the flash memory device is programmed by an incremental step pulse programming (ISPP) scheme in order to accurately control threshold voltage distribution of memory cells. An exemplary program method of a flash memory device using an ISPP method is disclosed in US Patent No. 6,266,270 entitled "NON-VOLATILE SEMICOMDUCTOR MEMORY AND PROGRAMMING METHOD OF THE SAME." An example of a circuit for generating a program voltage according to the ISPP method is described in US Patent No. 5,642,309 " AUTO - PROGRAM. CIRCUIT IN A NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE " and Korean Patent Publication No. 2002-39744, entitled" FLASH MEMORY DEVICE DAPABLE OF PREVENTING PROGRAM DISTURB AND METHOD OF PROGRAMMING THE SAME. "

도 2는 증가형 스텝 펄스 프로그램(ISPP) 스킴에 따라 프로그램되는 일반적인 낸드형 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압의 변화를 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a change in program voltage of a general NAND flash memory device programmed according to an incremental step pulse program (ISPP) scheme.

도 3은 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리의 분포도를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a distribution diagram of a multi-level cell NAND flash memory.

도 1에 도시된 낸드 플래시 메모리가 멀티 레벨 셀(Multi level cell) 낸드 플래시 메모리이고, 각 셀들이 3비트를 저장할 수 있을 경우, 셀에 저장될 각 데이터 상태의 분포도(distribution)는 도 3에 도시된 바와 같다. 데이터가 "0"인 경우, 셀은 지우기 상태임을 나타낸다. 각 셀들은 데이터 "1" 내지 "7"로 프로그램될 수 있다. When the NAND flash memory shown in FIG. 1 is a multi level cell NAND flash memory and each cell can store 3 bits, the distribution of each data state to be stored in the cell is shown in FIG. 3. As it is. If the data is "0", it indicates that the cell is in the erase state. Each cell may be programmed with data "1" through "7".

도 1내지 도 3을 참조하면, 메모리 셀들을 테스트하기 위한 테스트 모드에서메모리 장치는 프로그램, 검증, 그리고 읽기 동작을 수행하게 된다. 메모리 셀들을 테스트하기 위해서, 먼저 테스트 모드 진입 신호가 플래시 메모리에 주어지고, 어드레스 및 특정한 데이터 패턴이 플래시 메모리에 연속적으로 입력된다. 특정한 데이터 패턴은 메모리 셀들을 테스트하기 위해 각 셀들에 프로그램될 테스트 데이터이다.1 to 3, in a test mode for testing memory cells, a memory device performs a program, verify, and read operation. To test the memory cells, a test mode entry signal is first given to the flash memory, and an address and a specific data pattern are successively input into the flash memory. The particular data pattern is the test data to be programmed into each cell to test the memory cells.

일반적으로, 프로그램될 데이터는 바이트 또는 워드 단위로 페이지 버퍼 회로(130)로 순차적으로 전달된다. 프로그램될 데이터 즉, 한 페이지 분량의 데이터가 모두 페이지 버퍼 회로(130)에 로드되면, 페이지 버퍼 회로(130)에 보관된 데이터는 프로그램 명령에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 선택된 페이지의 메모리 셀들 에 동시에 프로그램된다. 일반적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터가 프로그램되는 사이클은 복수의 프로그램 루프들(N-loop)로 이루어지며, 각 프로그램 루프는 프로그램 구간(P)과 프로그램 검증 구간(V)으로 나눠진다. In general, data to be programmed is sequentially delivered to the page buffer circuit 130 in bytes or words. When all data to be programmed, that is, one page of data, is loaded into the page buffer circuit 130, the data stored in the page buffer circuit 130 is stored in the memory cells of the selected page of the memory cell array 110 according to a program command. It is programmed at the same time. In general, as shown in FIG. 3, a cycle in which data is programmed is composed of a plurality of program loops (N-loops), and each program loop is divided into a program section P and a program verification section V. FIG.

프로그램 구간(P)에서는, 잘 알려진 방식에 따라 메모리 셀들이 주어진 바이어스 조건하에서 프로그램된다. ISPP 프로그래밍 방식에서는 프로그램 루프들이 반복됨에 따라 프로그램 전압(Vpgm1-VpgmN)이 단계적으로 증가한다. 프로그램 전압(Vpgm2-VpgmN)은, 소정의 초기 프로그램 전압(Vpgm1)으로부터 매 프로그램 루프마다 정해진 증가분(△Vpgm)만큼 증가하게 된다. 선택된 워드라인(WL0-WLn-1)으로 인가되는 각각의 프로그램 전압(Vpgm1-VpgmN)은, 각 프로그램 루프에 대하여 일정 시간 동안(t) 일정한 레벨로 제공된다. 프로그램 검증 구간(V)에서는 메모리 셀들이 원하는 문턱 전압까지 프로그램되었는 지의 여부가 검증된다. 정해진 횟수 내에서 메모리 셀들이 모두 프로그램될 때까지 상술한 프로그램 루프(N-loop)들이 반복적으로 수행된다. 프로그램 검증 동작은 읽혀진 데이터가 외부로 출력되지 않는다는 점을 제외하면 읽기 동작과 실질적으로 동일하다. 메모리 장치는 읽기 동작을 통해 프로그램된 데이터를 외부의 테스트 장치(미 도시됨)로 출력한다. 테스트 장치는 읽어온 데이터를 통해 셀의 프로그램 오류상태를 결정한다. In the program period P, memory cells are programmed under a given bias condition in a well known manner. In the ISPP programming method, the program voltages Vpgm1-VpgmN increase in steps as program loops are repeated. The program voltages Vpgm2-VpgmN increase from the predetermined initial program voltage Vpgm1 by a predetermined increment DELTA Vpgm for every program loop. Each program voltage Vpgm1-VpgmN applied to the selected word lines WL0-WL n-1 is provided at a constant level for a predetermined time (t) for each program loop. In the program verifying period V, whether the memory cells have been programmed to a desired threshold voltage is verified. The above-described program loops (N-loops) are repeatedly performed until all memory cells are programmed within a predetermined number of times. The program verify operation is substantially the same as the read operation except that the read data is not output to the outside. The memory device outputs the programmed data to an external test device (not shown) through a read operation. The test device uses the read data to determine the cell's program error condition.

프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은 프로그램되는 데이터에 따라서 다르다. 프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은, 도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 셀에 데이터"7"이 프로그램됐을 경우 가장 높고, 메모리 셀에 데이터"1"이 프로그램됐을 경 우 가장 낮다. 프로그램 전압(Vpgm1)은 데이터"1"을 프로그램할 경우 기준이 되는 초기 전압 레벨이다. 일반적으로, 데이터"1" 내지 "7"을 프로그램할 경우, 복수의 프로그램 루프들(N-loop)이 모두 적용된다. 데이터"7"을 셀에 프로그램할 경우, 셀이 높은 문턱 전압을 갖도록 하기 위해, 높은 프로그램 전압이 필요하다. 그러나, 모든 프로그램 동작은 초기 레벨의 프로그램 전압(Vpgm1)부터 ISPP 방식을 수행하므로, 데이터"7"을 셀에 프로그램할 경우, 프로그램될 전압의 레벨까지 도달하는데 시간이 오래 걸린다. 또한, 프로그램될 전압의 레벨까지 도달하는데 많은 프로그램, 검증을 수행하게 되므로 메모리 셀들을 테스트하는 시간이 길어진다. 데이터"7"을 저장할 경우에 대해 설명하였으나, 데이터"2" 내지 데이터 "6"을 저장할 경우에도 동일한 문제점이 발생하므로, 테스트 시간이 길어지는 문제점이 있다.The level of the threshold voltage of the programmed cell depends on the data being programmed. As illustrated in FIG. 3, the threshold voltage level of the programmed cell is the highest when data "7" is programmed in the memory cell and the lowest when the data "1" is programmed in the memory cell. The program voltage Vpgm1 is an initial voltage level which is a reference when programming data "1". In general, when programming data "1" to "7", all of a plurality of program loops (N-loops) are applied. When programming data "7" into a cell, a high program voltage is needed to ensure that the cell has a high threshold voltage. However, all program operations perform the ISPP scheme from the initial level of the program voltage Vpgm1, and therefore, when data "7" is programmed into the cell, it takes a long time to reach the level of the voltage to be programmed. In addition, since many programs and verifications are performed to reach the level of the voltage to be programmed, the time for testing the memory cells becomes long. Although the case where the data "7" is stored has been described, the same problem occurs when the data "2" to the data "6" are stored, and thus there is a problem that the test time is long.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 테스트 시간을 감소할 수 있는 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리 장치 및 그것의 테스트 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-level cell NAND flash memory device and a test method thereof that can reduce test time.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치는: 워드라인들 및 비트 라인들의 교차 영역에 배열된 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이; 선택된 워드라인으로 프로그램 전압을 제공하는 행 디코더 회로; 외부로부터 입력받은 테스트 모드 셋팅 신호에 응답해서 테스트 패턴 명령을 생성하는 테스트 모드 셋팅부; 상기 테스트 패턴 명령에 응답해 서 상기 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정하는 컨트롤러; 상기 결정된 레벨에 대응되는 프로그램 전압을 발생하는 워드라인 전압 발생회로; 그리고 상기 프로그램 전압을 상기 행 디코더 회로로 제공하는 워드라인 드라이버를 포함하고, 상기 테스트 패턴 명령은 특정한 데이터 패턴 정보를 포함하고, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱 전압의 분포의 초기값 레벨에 대한 정보이다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a multilevel cell NAND flash memory device comprising: a memory cell array having memory cells arranged in an intersection region of word lines and bit lines; A row decoder circuit for providing a program voltage to a selected word line; A test mode setting unit configured to generate a test pattern command in response to a test mode setting signal received from an external device; A controller that determines an initial level of the program voltage in response to the test pattern command; A word line voltage generation circuit for generating a program voltage corresponding to the determined level; And a word line driver for providing the program voltage to the row decoder circuit, wherein the test pattern command includes specific data pattern information, and the specific data pattern information includes a threshold voltage when test data is programmed into the cell. Information about the initial value level of the distribution of.

이 실시예에 있어서, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 상기 테스트 모드 셋팅부에 제공된다.In this embodiment, the specific data pattern information is provided from the outside to the test mode setting section.

이 실시예에 있어서, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 테스트 모드 셋팅부에 미리 저장되어 있다.In this embodiment, the specific data pattern information is stored in advance in the test mode setting section.

이 실시예에 있어서, 상기 초기값 레벨은 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱전압의 분포에서 최소값 레벨에 대한 정보이다.In this embodiment, the initial value level is information on a minimum value level in the distribution of threshold voltages when test data is programmed in the cell.

이 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 초기값 레벨에 대한 정보에 응답해서 상기 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정한다.In this embodiment, the controller determines the initial level of the program voltage in response to the information about the initial value level.

본 발명의 다른 특징에 따른 워드라인들 및 비트 라인들의 교차 영역에 배열된 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이 및 선택된 워드라인으로 프로그램 전압을 제공하는 행 디코더 회로를 포함하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법에 있어서: 외부로부터 입력받은 데스트 모드 셋팅 신호에 응답해서 테스트 패턴 명령을 생성하는 단계; 상기 테스트 패턴 명령에 응답해서 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정된 레벨에 대응되는 프로그램 전압을 발생하는 단계; 그리고 상기 프로그램 전압을 상기 행 디코더 회로로 제공하는 단계를 포함하고, 상기 테스트 패턴 명령은 특정한 데이터 패턴 정보를 포함하고, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱 전압의 분포의 초기값 레벨에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.A multilevel cell NAND flash memory device comprising a memory cell array having memory cells arranged in an intersection region of word lines and bit lines and a row decoder circuit for providing a program voltage to a selected word line according to another aspect of the present invention. A program voltage generation method comprising: generating a test pattern command in response to a test mode setting signal received from an external device; Determining an initial level of program voltage in response to the test pattern command; Generating a program voltage corresponding to the determined level; And providing the program voltage to the row decoder circuit, wherein the test pattern command includes specific data pattern information, wherein the specific data pattern information is a distribution of threshold voltage when test data is programmed in the cell. It is characterized in that the information on the initial value level of.

이 실시예에 있어서, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 입력받는다.In this embodiment, the specific data pattern information is received from the outside.

이 실시예에 있어서, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 내부에 미리 저장되어 있다.In this embodiment, the specific data pattern information is previously stored therein.

이 실시예에 있어서, 상기 초기값 레벨은 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱전압의 분포에서 최소값의 레벨에 대한 정보이다.In this embodiment, the initial value level is information on the level of the minimum value in the distribution of threshold voltages when test data is programmed into the cell.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 블록도이다.4 is a block diagram of a multilevel cell NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 행 디코더 회로(120), 페이지 버퍼 회로(130), Y-게이트 회로(140), 열 디코더 회로(150), 테스트 모드 셋팅부(160), 컨트롤러(170), 워드라인 전압 발생회로(180), 그리고 워드라인 드라이버(190)를 포함한다. 도 4에 도시된 메모리 셀 어레이(110), 행 디코더 회로(120), 및 페이지 버퍼 회로(130)의 구성 및 기능은 도 1과 동일하다. 따라서, 이들에 대해서는 도 1과 동일한 참조 번호를 부가하였고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4, the multilevel cell NAND flash memory device 100 according to the present invention includes a memory cell array 110, a row decoder circuit 120, a page buffer circuit 130, a Y-gate circuit 140, The column decoder circuit 150, a test mode setting unit 160, a controller 170, a word line voltage generation circuit 180, and a word line driver 190 are included. The configuration and function of the memory cell array 110, the row decoder circuit 120, and the page buffer circuit 130 shown in FIG. 4 are the same as those of FIG. 1. Therefore, the same reference numerals as in FIG. 1 have been added to them, and a redundant description will be omitted.

행 디코더 회로(120)는 외부로부터 입력된 행 어드레스 정보(미 도시됨)에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 메모리 블록들 중 어느 하나를 선택하고, 워드라인 전압 발생 회로(180)로부터 제공되는 워드라인 전압을 선택된 행으로 전달한다. 이때, 행 디코더 회로(120)는 워드라인 전압을 워드라인 드라이버(190)를 통해 입력받는다. 워드라인 전압 발생 회로(180)에서 제공되는 워드라인 전압으로는 프로그램 전압, 패스 전압, 그리고 읽기 전압 등이 있다. The row decoder circuit 120 selects any one of the memory blocks of the memory cell array 110 according to the row address information (not shown) input from the outside, and provides a word provided from the word line voltage generation circuit 180. Transfer the line voltage to the selected row. In this case, the row decoder circuit 120 receives the word line voltage through the word line driver 190. The word line voltages provided by the word line voltage generation circuit 180 include a program voltage, a pass voltage, and a read voltage.

페이지 버퍼회로(130)는 복수 개의 비트라인을 통해 메모리 셀 어레이(110)와 연결된다. 페이지 버퍼 회로(130) 내에는 복수 개의 페이지 버퍼들이 포함된다. The page buffer circuit 130 is connected to the memory cell array 110 through a plurality of bit lines. The page buffer circuit 130 includes a plurality of page buffers.

Y-게이트 회로(140)와 열 디코더 회로(150)는, 외부로부터 입력된 열 어드레스정보(미 도시됨)에 응답해서 페이지 버퍼 회로(130)에 포함된 복수 개의 버퍼들 중 일부를 선택한다. 선택된 페이지 버퍼에는 프로그램될 데이터가 저장된다. 페이지 버퍼 회로(130)는 프로그램 동작시, 메모리 셀 어레이(110)에 쓰일 데이터를 외부로부터 Y-게이트 회로(140)를 통해 입력받는다. 페이지 버퍼 회로(130)는 입력받은 데이터에 따라 비트라인들을 프로그램 전압(예를 들면, 접지 전압) 또는 프로그램 금지 전압(예를 들면, 전원 전압)으로 대응되는 열을 각각 구동한다. 읽기 동작시 페이지 버퍼 회로(130)로부터 읽혀진 데이터는 Y-게이트 회로(140)를 통해 외부로 출력된다.The Y-gate circuit 140 and the column decoder circuit 150 select some of the plurality of buffers included in the page buffer circuit 130 in response to column address information (not shown) input from the outside. The data to be programmed is stored in the selected page buffer. The page buffer circuit 130 receives data to be used for the memory cell array 110 from the outside through the Y-gate circuit 140 during a program operation. The page buffer circuit 130 drives columns corresponding to bit lines with a program voltage (for example, a ground voltage) or a program prohibition voltage (for example, a power supply voltage) according to the received data. In the read operation, data read from the page buffer circuit 130 is output to the outside through the Y-gate circuit 140.

워드라인 드라이버(190)는 워드라인 전압 발생 회로(180)로부터 프로그램 전 압(Vpgm)과 패스 전압등을 받아들이고, 행 디코더 회로(120)로 제공될 복수개의 선택 신호들(SS,Si,GS)을 출력한다. 워드라인 전압 드라이버(190)로부터 출력되는 선택 신호들(Si)은 사실상 대응되는 워드라인으로 인가되는 워드라인 전압에 해당된다. 워드라인 전압에는 선택된 워드라인으로 제공될 프로그램 전압과, 비선택된 워드라인으로 제공될 패스전압등이 포함된다.The word line driver 190 receives the program voltage Vpgm and the pass voltage from the word line voltage generation circuit 180 and supplies a plurality of selection signals SS, Si, GS to be provided to the row decoder circuit 120. Outputs The selection signals Si output from the word line voltage driver 190 correspond to word lines voltages applied to the corresponding word lines. The word line voltage includes a program voltage to be provided to the selected word line and a pass voltage to be provided to the unselected word line.

메모리 셀 어레이(110)를 테스트하기 위한 테스트 모드에서 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 프로그램, 검증, 그리고 읽기 동작을 수행하게 된다. 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 테스트 모드로 진입하기 위해, 테스트 모드 셋팅부(160)를 통해 외부로부터 테스트 모드 셋팅 신호(TMS signal)를 입력받는다. 테스트 모드 셋팅부(160)는 테스트 모드 셋팅 신호(TMS signal)에 의해 활성화된다. 활성화된 테스트 모드 셋팅부(160)는 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)을 생성하고, 생성된 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)을 컨트롤러(170)로 제공한다. In the test mode for testing the memory cell array 110, the multilevel cell NAND flash memory device 100 performs a program, verify, and read operation. The multilevel cell NAND flash memory device 100 receives a test mode setting signal (TMS signal) from the outside through the test mode setting unit 160 to enter the test mode. The test mode setting unit 160 is activated by a test mode setting signal (TMS signal). The activated test mode setting unit 160 generates a test pattern command and provides the generated test pattern command to the controller 170.

프로그램 동작시, 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)은 특정한 데이터 패턴 정보를 포함한다. 특정한 데이터 패턴정보는 프로그램 전압(Vpgm)의 초기 레벨을 결정하기 위한 정보이다. 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 테스트 모드 셋팅부(160)로 입력되거나, 테스트 모드 셋팅부(160)에 미리 저장되어 있다. 활성화된 테스트 모드 셋팅부(160)는 외부로부터 특정한 데이터 패턴 정보를 입력받을 경우, 특정한 데이터 패턴 정보를 컨트롤러(170)로 제공한다. 활성화된 테스트 모드 셋팅부(160)는 내부에 특정한 데이터 패턴 정보를 저장하고 있을 경우, 테스트 모드 셋팅 신호(TMS signal)에 응답해서 특정한 데이터 패턴 정보를 컨트롤러(170)로 제공한다.In a program operation, a test pattern command includes specific data pattern information. The specific data pattern information is information for determining an initial level of the program voltage Vpgm. The specific data pattern information is input to the test mode setting unit 160 from the outside or stored in the test mode setting unit 160 in advance. The activated test mode setting unit 160 provides specific data pattern information to the controller 170 when receiving specific data pattern information from the outside. When the activated test mode setting unit 160 stores specific data pattern information therein, the activated test mode setting unit 160 provides the specific data pattern information to the controller 170 in response to a test mode setting signal (TMS signal).

특정한 데이터 패턴 정보에 대해 설명하면 다음과 같다.Specific data pattern information will be described below.

도 3을 참조하면, 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리(100)의 메모리 셀 어레이(110)의 각 셀들이 3비트를 저장할 수 있을 경우, 셀에 저장될 각 데이터 상태의 분포도(distribution)는 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에 도시된 데이터 상태의 분포도는 셀에 데이터가 프로그램될 경우의 문턱전압의 분포도이다. 데이터가 "0"인 경우, 셀은 지우기 상태임을 나타낸다. 각 셀들은 데이터 "1" 내지 "7"로 프로그램될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은 프로그램되는 데이터에 따라서 다르다. 프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은, 메모리 셀에 데이터"7"이 프로그램됐을 경우 가장 높고, 메모리 셀에 데이터"1"이 프로그램됐을 경우 가장 낮다. 도 3에 도시된 데이터"7"을 프로그램할 경우의 분포도에서, 초기값(initial7)에 대응하는 정보는 특정한 데이터 패턴정보이다. 또한, 프로그램될 각각의 데이터들("1"~"6")의 분포도의 초기값에 대응하는 정보들(initial1~initial6)도 특정한 데이터 패턴정보이다. Referring to FIG. 3, when each cell of the memory cell array 110 of the multi-level cell NAND flash memory 100 can store 3 bits, a distribution of each data state to be stored in the cell is shown in FIG. 3. As shown. 3 is a distribution diagram of threshold voltages when data is programmed into a cell. If the data is "0", it indicates that the cell is in the erase state. Each cell may be programmed with data "1" through "7". As shown in Fig. 3, the level of the threshold voltage of the programmed cell depends on the data being programmed. The threshold voltage level of the programmed cell is highest when data "7" is programmed in the memory cell and lowest when data "1" is programmed in the memory cell. In the distribution diagram when programming the data "7" shown in Fig. 3, the information corresponding to the initial value initial7 is specific data pattern information. Further, the information initial1 to initial6 corresponding to the initial value of the distribution of each of the data "1" to "6" to be programmed are also specific data pattern information.

이러한 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 테스트 모드 셋팅부(160)로 제공되거나, 테스트 모드 셋팅부(160)에 미리 저장되어 있다. The specific data pattern information is provided to the test mode setting unit 160 from the outside or stored in advance in the test mode setting unit 160.

이하, 특정한 데이터 패턴 정보가 데이터"7"일 경우에 대해 설명한다.The case where the specific data pattern information is data "7" will be described below.

컨트롤러(170)는 테스트 모드 셋팅부(160)에서 제공된 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)을 입력받는다. 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)은 데이 터"7"을 프로그램할 경우의 분포도에서, 초기값(initial7)에 대응하는 특정한 데이터 패턴 정보를 포함한다. The controller 170 receives a test pattern command provided by the test mode setting unit 160. The test pattern command cmd includes specific data pattern information corresponding to an initial value initial7 in a distribution chart when data "7" is programmed.

컨트롤러(170)는 입력받은 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)에 응답해서 테스트 모드를 수행하기 위해 프로그램, 검증, 읽기 동작을 수행한다. 이때, 프로그램 동작시, 초기값(initial7)에 대응하는 레벨의 프로그램 전압을 결정하기 위한 제어신호를 생성한다. 생성된 제어신호는 워드라인 전압 발생회로(180)로 제공된다. 워드라인 전압 발생회로(180)는 컨트롤러(170)로부터 입력받은 제어신호에 응답해서 프로그램 전압(Vpgm)의 초기값의 레벨을 결정하게 된다. 입력받은 제어신호는 초기값(initial7)에 대응하는 정보에 응답해서 생성된 제어신호이다. 따라서, 워드라인 전압 발생회로(180)는 데이터"7"을 프로그램할 경우에 대응하는 초기값 레벨의 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다. The controller 170 performs a program, verify, and read operation to perform a test mode in response to the input test pattern cmd. At this time, during a program operation, a control signal for determining a program voltage having a level corresponding to the initial value initial7 is generated. The generated control signal is provided to the word line voltage generation circuit 180. The word line voltage generation circuit 180 determines the level of the initial value of the program voltage Vpgm in response to the control signal received from the controller 170. The input control signal is a control signal generated in response to the information corresponding to the initial value initial7. Accordingly, the word line voltage generation circuit 180 generates a program voltage Vpgm having an initial value level corresponding to when programming the data "7".

따라서, 멀티레벨셀 낸드형 플래시 메모리 장치(100)는 테스트 데이터로 데이터"7"을 프로그램할 경우, 대응하는 프로그램 전압(Vpgm)을 초기 레벨로 하여, ISPP 방식에 의해 프로그램 및 검증동작을 수행하게 된다.Therefore, when the multilevel cell NAND flash memory device 100 programs data "7" as test data, the multilevel cell NAND flash memory device 100 sets the corresponding program voltage Vpgm as an initial level to perform the program and verify operation by the ISPP method. do.

본 발명의 실시예에서 설명하지 않았지만, 데이터"1"내지 데이터"6"을 프로그램할 경우에도, 워드라인 전압 발생회로(180)는 컨트롤러(170)에서 생성된 제어신호에 응답해서 각각 대응하는 초기값 레벨의 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다.Although not described in the embodiment of the present invention, even when programming the data "1" to the data "6", the word line voltage generation circuit 180 corresponds to the initial corresponding to the control signal generated by the controller 170, respectively. Generate the program voltage Vpgm at the value level.

워드라인 전압 발생회로(180)에서 생성된 프로그램 전압(Vpgm)의 초기값의 레벨은 데이터 "1"을 프로그램할 경우 가장 낮고, 데이터"7"을 프로그램할 경우 가장 높다. The initial level of the program voltage Vpgm generated by the word line voltage generation circuit 180 is the lowest when programming data "1" and the highest when programming data "7".

도 5는 증가형 스텝 펄스 프로그램(ISPP) 스킴에 따라 프로그램되는 본 발명의 실시예에 따른 멀티레벨셀 낸드형 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압의 변화를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a change in program voltage of a multilevel cell NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention programmed according to an incremental step pulse program (ISPP) scheme.

도 4 및 도 5를 참조하면, 프로그램될 데이터는 바이트 또는 워드 단위로 페이지 버퍼 회로(130)로 순차적으로 전달된다. 프로그램될 데이터 즉, 한 페이지 분량의 데이터가 모두 페이지 버퍼 회로(130)에 로드되면, 페이지 버퍼 회로(130)에 보관된 데이터는 프로그램 명령에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 선택된 페이지의 메모리 셀들에 동시에 프로그램된다. 데이터가 프로그램되는 사이클은 복수의 프로그램 루프들로 이루어지며, 각 프로그램 루프는 프로그램 구간(P)과 프로그램 검증 구간(V)으로 나눠진다. 4 and 5, data to be programmed is sequentially transferred to the page buffer circuit 130 in byte or word units. When all data to be programmed, that is, one page of data, is loaded into the page buffer circuit 130, the data stored in the page buffer circuit 130 is stored in the memory cells of the selected page of the memory cell array 110 according to a program command. It is programmed at the same time. A cycle in which data is programmed is composed of a plurality of program loops, each program loop being divided into a program section P and a program verify section V.

프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은 프로그램되는 데이터에 따라서 다르다. 프로그램된 셀의 문턱 전압의 레벨은, 메모리 셀에 데이터"7"이 프로그램됐을 경우 가장 높고, 메모리 셀에 데이터"1"이 프로그램됐을 경우 가장 낮다. 프로그램 전압(Vpgm1)은 데이터"1"을 프로그램할 경우 기준이 되는 초기 전압 레벨이다. 프로그램 전압(Vpgm"7")은 데이터"7"을 프로그램할 경우 기준이 되는 초기 전압 레벨이다. 따라서, 테스트 모드시 메모리 셀에 데이터 "7"을 프로그램할 경우, 컨트롤러(170)는 테스트 패턴 명령(Test pattern cmd)에 응답해서 초기값(initial7)에 대응하는 레벨을 결정하기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호는 초기값(initial7)에 대응하는 정보에 응답해서 생성된 제어신호이다. 따라서, 워드라인 전압 발생회로(180)는 컨트롤러(170)로부터 제어신호를 입력받고, 입력받은 제어신호에 응답해 서 프로그램 전압(Vpgm"7")을 생성한다. 프로그램 전압(Vpgm"7")은 도 3에 도시된, 데이터"7"을 프로그램할 경우의 분포도에서 초기값(initial7)에 대응하는 레벨이다.The level of the threshold voltage of the programmed cell depends on the data being programmed. The threshold voltage level of the programmed cell is highest when data "7" is programmed in the memory cell and lowest when data "1" is programmed in the memory cell. The program voltage Vpgm1 is an initial voltage level which is a reference when programming data "1". The program voltage Vpgm "7" is an initial voltage level which is a reference when programming the data "7". Therefore, when data "7" is programmed into the memory cell in the test mode, the controller 170 generates a control signal for determining a level corresponding to the initial value initial7 in response to a test pattern cmd. do. The control signal is a control signal generated in response to the information corresponding to the initial value initial7. Therefore, the word line voltage generation circuit 180 receives a control signal from the controller 170 and generates a program voltage Vpgm "7" in response to the received control signal. The program voltage Vpgm "7" is a level corresponding to the initial value initial7 in the distribution diagram when programming the data "7" shown in FIG.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터"7"을 프로그램하기 위한 프로그램 루프는 프로그램 루프(N7-loop)구간이다. 프로그램 루프(N7-loop)구간의 프로그램 구간(P)에서는, 잘 알려진 방식에 따라 메모리 셀들이 주어진 바이어스 조건하에서 프로그램된다. ISPP 프로그래밍 방식에 의해 프로그램 루프들이 반복됨에 따라 프로그램 전압(Vpgm"7"-VpgmN)이 단계적으로 증가한다. 따라서 프로그램 전압은 소정의 초기 프로그램 전압(Vpgm"7")으로부터 매 프로그램 루프마다 정해진 증가분(△Vpgm)만큼 증가하게 된다. 선택된 워드라인(WL0-WLn-1)으로 인가되는 각각의 프로그램 전압(Vpgm"7"-VpgmN)은, 각 프로그램 루프에 대하여 일정 시간 동안(t) 일정한 레벨로 제공된다. 프로그램 검증 구간(V)에서는 메모리 셀들이 원하는 문턱 전압까지 프로그램되었는 지의 여부가 검증된다. 정해진 횟수 내에서 메모리 셀들이 모두 프로그램될 때까지 상술한 프로그램 루프들이 반복적으로 수행된다. 프로그램 검증 동작은 읽혀진 데이터가 외부로 출력되지 않는다는 점을 제외하면 읽기 동작과 실질적으로 동일하다. 메모리 장치는 읽기 동작을 통해 프로그램된 데이터를 외부의 테스트 장치(미 도시됨)로 출력한다. 테스트 장치는 읽어온 데이터를 통해 프로그램된 셀의 오류상태를 결정한다. Thus, as shown in Fig. 5, the program loop for programming data "7" is a program loop (N7-loop) section. In the program section P of the program loop N7-loop section, memory cells are programmed under a given bias condition in a well known manner. As the program loops are repeated by the ISPP programming method, the program voltage Vpgm "7" -VpgmN increases step by step. Therefore, the program voltage increases from the predetermined initial program voltage Vpgm "7" by a predetermined increment DELTA Vpgm for every program loop. Each program voltage Vpgm "7" -VpgmN applied to the selected word lines WL0-WL n-1 is provided at a constant level (t) for a predetermined time for each program loop. In the program verifying period V, whether the memory cells have been programmed to a desired threshold voltage is verified. The program loops described above are repeatedly performed until all memory cells are programmed within a predetermined number of times. The program verify operation is substantially the same as the read operation except that the read data is not output to the outside. The memory device outputs the programmed data to an external test device (not shown) through a read operation. The test device uses the read data to determine the fault condition of the programmed cell.

도 4에 도시되지 않았으나, 테스트 장치를 사용하지 않고 비스트 시 킴(BIST(Built In Self Test) scheme)(미 도시됨)을 사용하여 셀의 테스트를 수행할 수 있다. 비스트 시킴을 사용할 경우 특정한 데이터 패턴정보는 비스트 스킴에서 생성하여 테스트 모드 셋팅부(160)로 제공된다. Although not shown in FIG. 4, a cell test may be performed using a BIST (Built In Self Test) scheme (not shown) without using a test apparatus. When using the beast system, specific data pattern information is generated in the beast scheme and provided to the test mode setting unit 160.

앞서 설명한 바에 따르면, 테스트 모드시, 메모리 셀에 데이터"1"을 프로그램할 경우보다 데이터"7"을 프로그램할 경우, 프로그램 루프의 수는 줄어든다. 따라서, 특정한 데이터 패턴이 데이터"7"일 경우, 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 테스트 시간을 감소할 수 있다. As described above, in the test mode, the number of program loops is reduced when data "7" is programmed than when data "1" is programmed in the memory cell. Therefore, when the specific data pattern is data "7", the multilevel cell NAND flash memory device 100 may reduce the test time.

도 5에 도시되지 않았으나, 데이터 "2" 내지 데이터"6"을 프로그램할 경우에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 대응하는 문턱전압의 레벨에 따라 다른 초기값의 레벨이 결정된다. 따라서, 데이터 "1"을 프로그램할 때보다, 프로그램 루프의 수가 줄어든다. 데이터 "2" 내지 데이터"6"을 프로그램할 경우, 프로그램 루프의 수가 줄어드므로, 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 테스트 시간을 감소할 수 있다.Although not shown in FIG. 5, even when data "2" to "6" are programmed, as shown in FIG. 3, levels of different initial values are determined according to the levels of the corresponding threshold voltages, respectively. Therefore, the number of program loops is reduced than when programming data "1". When programming data "2" to "6", since the number of program loops is reduced, the multilevel cell NAND flash memory device 100 may reduce the test time.

결과적으로, 본 발명에 따른, 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리 장치(100)는 테스트 모드시, 데이터들을 프로그램할 경우에 각각 대응하는 초기값 레벨의 프로그램 전압을 생성함으로써, 테스트 시간을 감소할 수 있다. As a result, the multi-level cell NAND flash memory device 100 according to the present invention may reduce the test time by generating program voltages corresponding to initial value levels when programming data in the test mode.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리 장치는 테스트 모드시, 데이터들을 프로그램할 경우에 각각 대응하는 초기값 레벨의 프로그램 전압을 생성함으로써, 테스트 시간을 감소할 수 있다.According to the present invention as described above, the multi-level cell NAND flash memory device can reduce the test time by generating a program voltage having a corresponding initial value level when programming data in the test mode.

Claims (9)

워드라인들 및 비트 라인들의 교차 영역에 배열된 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이;A memory cell array having memory cells arranged in an intersection region of word lines and bit lines; 선택된 워드라인으로 프로그램 전압을 제공하는 행 디코더 회로;A row decoder circuit for providing a program voltage to a selected word line; 외부로부터 입력받은 테스트 모드 셋팅 신호에 응답해서 테스트 패턴 명령을 생성하는 테스트 모드 셋팅부;A test mode setting unit configured to generate a test pattern command in response to a test mode setting signal received from an external device; 상기 테스트 패턴 명령에 응답해서 상기 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정하는 컨트롤러;A controller that determines an initial level of the program voltage in response to the test pattern command; 상기 결정된 레벨에 대응되는 프로그램 전압을 발생하는 워드라인 전압 발생회로; 그리고A word line voltage generation circuit for generating a program voltage corresponding to the determined level; And 상기 프로그램 전압을 상기 행 디코더 회로로 제공하는 워드라인 드라이버를 포함하고,A wordline driver for providing said program voltage to said row decoder circuitry; 상기 테스트 패턴 명령은 특정한 데이터 패턴 정보를 포함하고, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱 전압의 분포의 초기값 레벨에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치.The test pattern command includes specific data pattern information, and the specific data pattern information is information on an initial value level of a distribution of threshold voltages when test data is programmed in the cell. Memory device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 상기 테스트 모드 셋팅부에 제 공되는 상기 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치.The specific data pattern information is provided from the external to the test mode setting unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 테스트 모드 셋팅부에 미리 저장되어 있는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치.The specific data pattern information is pre-stored in the test mode setting unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초기값 레벨은 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱전압의 분포에서 최소값 레벨에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치.And the initial value level is information on a minimum value level in a distribution of threshold voltages when test data is programmed in the cell. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컨트롤러는 상기 초기값 레벨에 대한 정보에 응답해서 상기 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치.And the controller determines the initial level of the program voltage in response to the information on the initial value level. 워드라인들 및 비트 라인들의 교차 영역에 배열된 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이 및 선택된 워드라인으로 프로그램 전압을 제공하는 행 디코더 회로를 포함하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법에 있어서:A method of generating a program voltage in a multilevel cell NAND flash memory device comprising: a memory cell array having memory cells arranged in an intersection region of word lines and bit lines; and a row decoder circuit for providing a program voltage to a selected word line: 외부로부터 입력받은 데스트 모드 셋팅 신호에 응답해서 테스트 패턴 명령을 생성하는 단계;Generating a test pattern command in response to a test mode setting signal received from an external device; 상기 테스트 패턴 명령에 응답해서 프로그램 전압의 초기 레벨을 결정하는 단계;Determining an initial level of program voltage in response to the test pattern command; 상기 결정된 레벨에 대응되는 프로그램 전압을 발생하는 단계; 그리고Generating a program voltage corresponding to the determined level; And 상기 프로그램 전압을 상기 행 디코더 회로로 제공하는 단계를 포함하고,Providing the program voltage to the row decoder circuit, 상기 테스트 패턴 명령은 특정한 데이터 패턴 정보를 포함하고, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱 전압의 분포의 초기값 레벨에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법.The test pattern command includes specific data pattern information, and the specific data pattern information is information on an initial value level of a distribution of threshold voltages when test data is programmed in the cell. Program voltage generation method of a memory device. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 외부로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법.And the specific data pattern information is input from an external source of the program voltage generation method of the multi-level cell NAND flash memory device. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 특정한 데이터 패턴 정보는 내부에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법.The specific data pattern information is stored in advance in the program voltage generation method, characterized in that the multi-level cell NAND flash memory device. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 초기값 레벨은 상기 셀에 테스트 데이터가 프로그램될 경우의 문턱전압의 분포에서 최소값의 레벨에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티레벨셀 낸드 플래시 메모리 장치의 프로그램 전압 생성방법.And the initial value level is information on a level of a minimum value in a distribution of threshold voltages when test data is programmed in the cell.
KR1020060135312A 2006-12-27 2006-12-27 Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof KR20080060799A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060135312A KR20080060799A (en) 2006-12-27 2006-12-27 Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060135312A KR20080060799A (en) 2006-12-27 2006-12-27 Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080060799A true KR20080060799A (en) 2008-07-02

Family

ID=39813283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060135312A KR20080060799A (en) 2006-12-27 2006-12-27 Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080060799A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014204103A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 중소기업은행 Automatic program of non-volatile memory and automatic cycling method thereof
KR20170092176A (en) * 2016-02-02 2017-08-11 에스케이하이닉스 주식회사 Data storage device and operating method thereof
CN112530497A (en) * 2019-05-22 2021-03-19 长江存储科技有限责任公司 Method of programming multi-level cell NAND flash memory device and MLC NAND flash memory device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014204103A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 중소기업은행 Automatic program of non-volatile memory and automatic cycling method thereof
US9666291B2 (en) 2013-06-18 2017-05-30 Industrial Bank Of Korea Auto program and auto cycling method for non-volatile memory
KR20170092176A (en) * 2016-02-02 2017-08-11 에스케이하이닉스 주식회사 Data storage device and operating method thereof
CN112530497A (en) * 2019-05-22 2021-03-19 长江存储科技有限责任公司 Method of programming multi-level cell NAND flash memory device and MLC NAND flash memory device
CN112530497B (en) * 2019-05-22 2022-08-12 长江存储科技有限责任公司 Method of programming multi-level cell NAND flash memory device and MLC NAND flash memory device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100706816B1 (en) Nonvolatile memory device and program method thereof capable of improving program speed
KR100890017B1 (en) Flash memory device capable of decreasing program disturb and programming method thereof
KR100805839B1 (en) Flash memory device sharing a high voltage generator
US7272050B2 (en) Non-volatile memory device and erase method of the same
KR100965072B1 (en) Programming method of non volatile memory device
US9721672B1 (en) Multi-die programming with die-jumping induced periodic delays
US8174899B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device
KR100884234B1 (en) Flash memory device capable of improving program performance and programming method thereof
US7512002B2 (en) Non-volatile memory device and programming, reading and erasing methods thereof
US20080158998A1 (en) Flash memory device capable of preventing an overerase of flash memory cells and erase method thereof
KR100882206B1 (en) Non-volatile memory device and operation method thereof
US9875802B2 (en) Access line management in a memory device
KR101705294B1 (en) Flash memory and programming method thereof
US7099196B2 (en) Flash memory device and program verification method thereof
US20090238007A1 (en) Method of supplying an operating voltage of a flash memory device
US7286398B2 (en) Semiconductor device and method of controlling said semiconductor device
JP2008262623A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US8514640B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
KR20080060799A (en) Multi level cell nand flash memory capable of reducing test time and test method thereof
KR20070052403A (en) Programming method for nand flash memory
KR20070096681A (en) Nonvolatile memory device and word line voltage control method thereof
KR100632950B1 (en) Non-volatile memory device and erase method thereof
KR100967010B1 (en) Non volatile memory device and program method thereof
US20230400986A1 (en) Semiconductor apparatus with program operation control
US20230096057A1 (en) Memory device and program method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination