KR20090096869A - Method for reading out of non volatile memory device - Google Patents

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Abstract

A reading method of a nonvolatile memory device is provided to reduce distribution of a threshold voltage by reducing a sensing current in a reading process about a first page in case a program operation is performed in a second page. An nth page is provided as a reading object(410). A program state of n+1th page is determined(420). In the n+1th page is not programmed, Y direction interference about the nth page does not occur, and a reading operation is performed without a separate change subject(430). In case the n+1th page is programmed, Y direction interference about the nth page occurs, and a sensing current flowing in a reading operation is reduced and is supplied(440). The nth page is read according to the set sensing current(450).

Description

불휘발성 메모리 장치의 독출 방법{Method for reading out of non volatile memory device}Method for reading out of non volatile memory device

본원 발명은 불휘발성 메모리 장치의 독출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of reading a nonvolatile memory device.

최근 들어 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하고, 일정 주기로 데이터를 재작성해야하는 리프레시(refresh) 기능이 필요 없는 불휘발성 메모리 소자에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, there is an increasing demand for a nonvolatile memory device that can be electrically programmed and erased and that does not require a refresh function to rewrite data at regular intervals.

상기 불휘발성 메모리 장치는 통상적으로 데이터가 저장되는 셀들이 매트릭스 형태로 구성된 메모리 셀 어레이, 상기 메모리 셀 어레이의 특정 셀들에 대하여 메모리를 기입하거나 특정 셀에 저장되었던 메모리를 독출하는 페이지 버퍼를 포함한다. 상기 페이지 버퍼는 특정 메모리 셀과 접속된 비트라인 쌍, 메모리 셀 어레이에 기록할 데이터를 임시저장하거나, 메모리 셀 어레이로부터 특정 셀의 데이터를 독출하여 임시 저장하는 레지스터, 특정 비트라인 또는 특정 레지스터의 전압 레벨을 감지하는 감지노드, 상기 특정 비트라인과 감지노드의 접속여부를 제어하는 비트라인 선택부를 포함한다.The nonvolatile memory device typically includes a memory cell array having cells in which data is stored in a matrix form, and a page buffer for writing a memory to a specific cell of the memory cell array or reading a memory stored in a specific cell. . The page buffer may include a pair of bit lines connected to a specific memory cell, a register for temporarily storing data to be written to the memory cell array, or a register for reading and temporarily storing data of a specific cell from the memory cell array, a voltage of a specific bit line or a specific register. It includes a sensing node for sensing a level, a bit line selection unit for controlling the connection of the specific bit line and the sensing node.

전술한 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 과정에서는 여러가지 요인에 의하 여 각 셀의 문턱전압 분포가 확산되는 경향이 있다.In the aforementioned program process of the nonvolatile memory device, the threshold voltage distribution of each cell tends to be spread by various factors.

특히, 각 페이지별로 순차적으로 프로그램되는 방법에 의하여 Y 방향 간섭이 나타나는 경우 전체 문턱전압이 일정하게 증가하는 문제점이 발생한다.In particular, when the Y-direction interference occurs by a method of sequentially programming each page, the entire threshold voltage increases constantly.

전술한 문제점에 따라 본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 독출동작시에 센싱전류를 제어하여 문턱전압 분포를 조절할 수 있는 불휘발성 메모리 장치의 독출 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a read method of a nonvolatile memory device that can adjust the threshold voltage distribution by controlling the sensing current during the read operation.

본원 발명의 불휘발성 메모리 장치의 독출 방법은 제1 페이지가 독출 대상으로 제공되는 단계와, 제1 페이지의 프로그램 후 프로그램 대상이 되는 제2 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행되었는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 제2 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행된 경우 비트라인 선택신호로 인가되는 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시켜 설정하는 단계와, 상기 설정된 전압에 따 제1 페이지를 독출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of reading a nonvolatile memory device according to the present invention includes the steps of providing a first page as a read target, determining whether a program operation has been performed on a second page to be a program target after the first page is programmed; When the program operation is performed on the second page as a result of the determination, reducing and setting the difference between the first voltage and the second voltage applied as the bit line selection signal, and reading the first page according to the set voltage. Characterized in that it comprises a.

전술한 본원 발명의 구성에 따라, 제2 페이지에 프로그램 동작이 수행된 경우 제1 페이지에 대한 독출시 센싱 전류를 감소시켜 문턱전압의 분포를 감소시킬 수 있다. 즉, Y 간섭등에 의하여 문턱전압이 높게 프로그램된 경우, 센싱전류를 감소시켜 인가함으로써 문턱전압이 낮게 독출되도록 하는 효과가 있다.According to the above-described configuration of the present invention, when the program operation is performed on the second page, the sensing current may be reduced when the first page is read, thereby reducing the distribution of the threshold voltage. That is, when the threshold voltage is programmed high by the Y interference lamp, the threshold voltage is read out by reducing and applying the sensing current.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본원 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 1은 통상적인 불휘발성 메모리 장치의 MLC 프로그램시 문턱전압의 분포를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a distribution of threshold voltages in an MLC program of a conventional nonvolatile memory device.

싱글 레벨 셀(SLC) 프로그램의 경우 두 가지 상태만을 가지므로, 넓은 독출 마진을 확보할 수 있으나, 도시된 바와 같이 2비트 멀티 레벨 셀(MLC) 프로그램의 네 가지 상태(Erase, P1, P2, P3)를 갖는바 각 상태별 독출 마진이 좁아지는 문제점이 있다. 이때, 각 상태별 분포의 넓이가 커지게 되면 각 셀을 프로그램 시키기 위한 프로그램 전압이 커져야하고, 이로 인해 디스터번스(Disturbance)에 의한 페일 발생률이 높아지는 문제점이 발생한다. 따라서 멀티 레벨 셀 프로그램을 하는 불휘발성 메모리 장치에서는 각 상태가 좁은 문턱전압 분포를 갖고, 좀 더 낮은 프로그램 전압을 사용할 수 있도록 만들어야 한다.In the case of a single-level cell (SLC) program, there are only two states, so a wide read margin can be obtained. However, as shown, the four states of a 2-bit multi-level cell (MLC) program (Erase, P1, P2, and P3). ), There is a problem that the read margin for each state is narrowed. At this time, when the distribution of each state becomes large, a program voltage for programming each cell should increase, which causes a problem of a high incidence of fail due to disturbance. Therefore, in a nonvolatile memory device having a multi-level cell program, each state has a narrow threshold voltage distribution and a lower program voltage can be used.

한편, 불휘발성 메모리 장치의 성능에 큰 영향을 미치는 문턱전압 분포에 영향을 미치는 요소들로 각 페이지별 문턱전압 분포, 간섭현상(Interference), 또는BPD(Back Pattern Dependency) 등을 들 수 있다.On the other hand, factors affecting the threshold voltage distribution, which greatly affects the performance of the nonvolatile memory device, include threshold voltage distribution for each page, interference, or BPD (Back Pattern Dependency).

도 2a 내지 도 2i는 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 동작중 나타나는 간섭 현상을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2I are diagrams for describing an interference phenomenon that occurs during a program operation of a nonvolatile memory device.

도 2a는 불휘발성 메모리 장치의 메모리 셀 어레이의 일부를 도시한 도면으로, 동일 워드라인(WL)에 접속된 각 셀들은 동일한 페이지를 구성한다. 또한, 이븐비트라인(BLe)과 접속된 셀들은 이븐 페이지를 구성하고 오드 비트라인(BLo)과 접속된 셀들은 오드 페이지를 구성한다. FIG. 2A illustrates a portion of a memory cell array of a nonvolatile memory device, in which each cell connected to the same word line WL constitutes the same page. In addition, cells connected to the even bit line BLe constitute an even page, and cells connected to the odd bit line BLO constitute an odd page.

도시된 메모리 셀 어레이에서는 0번 워드라인(WL0)의 이븐 페이지(0번 페이지)를 프로그램한 후 0 번 워드라인(WL0)의 오드 페이지(1번 페이지)를 프로그램한다. 다음으로, 1번 워드라인(WL1)의 이븐 페이지(2번 페이지)를 프로그램한 후 1번 워드라인(WL1)의 오드 페이지(3번 페이지)를 프로그램한다. 이렇게 순차적으로 프로그램을 진행하고, 제일 마지막 워드라인인 n번 워드라인(WLn)의 이븐 페이지(2n번 페이지)를 프로그램한 후 n 번 워드라인(WLn)의 오드 페이지(2n+1번 페이지)를 프로그램한다. 이와 같이 프로그램을 하는데 있어서, 특정한 방향성을 가지고 순차적으로 프로그램을 하기 때문에, 먼저 프로그램된 페이지는 다음 차례의 페이지에 대한 프로그램 동작에 영향을 받게 되며 이를 간섭 현상이라 한다.In the illustrated memory cell array, an even page (page 0) of word line WL0 is programmed, followed by an odd page (page 1) of word line WL0. Next, an even page (page 2) of word line WL1 is programmed, and an odd page (page 3) of word line WL1 is programmed. The program is executed sequentially, and after programming the even page (page 2n) of word line WLn, the last word line, the odd page (page 2n + 1) of word line WLn Program. In the programming as described above, since the programs are sequentially programmed with a specific direction, the first programmed page is affected by the program operation for the next page, which is called an interference phenomenon.

도 2b를 참조하면, 0번 페이지만 프로그램된 상태로서 검증전압(Vpv)이상으로 프로그램이 완료된 상태이다. 현재 상태에서는 간섭현상을 받지 않고 있다. Referring to FIG. 2B, only the page 0 is programmed, and the program is completed with the verification voltage Vpv or more. In the present state, there is no interference.

도 2c를 참조하면, 1번 페이지를 프로그램한 상태로서, 1번 페이지에 대한 프로그램 동작에 따라 0번 페이지의 문턱전압이 일부상승하고 있다. 측면에 위치한 페이지의 프로그램 동작에 의한 간섭현상으로 X 방향 간섭이라 한다. 이와 같은 X 방향 간섭으로 인해 도 2d와 같이 전체 셀들의 문턱 전압 분포가 넓어지고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2C, a page 1 is programmed, and a threshold voltage of page 0 is partially increased according to a program operation for page 1. Interference due to the program operation of the page located on the side is called X direction interference. Due to the X-direction interference, it can be seen that the threshold voltage distribution of all cells is widened as shown in FIG. 2D.

도 2e를 참조하면, 2번 페이지를 프로그램한 상태로서, 2번 페이지에 대한 프로그램 동작에 따라 0번 페이지 및 1번 페이지의 문턱전압이 일부상승하고 있다. 0번 페이지에 대한 간섭은 하부에 위치한 페이지의 프로그램 동작에 의해 상부에 위치한 페이지가 영향을 받는 것으로 Y 방향 간섭이라 한다. 또한, 1번 페이지에 대한 간섭은 대각방향에 위치한 페이지의 프로그램 동작에 의해 영향을 받는 것으로 대각 방향 간섭이라 한다. 이와 같은 Y 방향 간섭, 대각 방향 간섭으로 인해 도 2f와 같이 전체 셀들의 문턱 전압 분포가 넓어지고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2E, in the state where page 2 is programmed, threshold voltages of pages 0 and 1 increase partially according to a program operation for page 2. The interference on page 0 is affected by the program operation of the page located at the bottom and is called Y direction interference. In addition, the interference on page 1 is affected by the program operation of the page located in the diagonal direction and is called diagonal interference. It can be seen that the threshold voltage distribution of all cells is widened due to the Y-direction interference and the diagonal-direction interference as shown in FIG. 2F.

또한, 도 2g를 참조하면, 3번 페이지를 프로그램한 상태로서, 3번 페이지에 대한 프로그램 동작에 따라 0번, 1번 및 2번 페이지의 문턱전압이 일부상승하고 있다. 0번 페이지에 대한 간섭은 상기 대각 방향 간섭, 1번 페이지에 대한 간섭은 상기 Y 방향 간섭, 2번 페이지에 대한 간섭은 상기 X 방향 간섭으로 볼 수 있다. 이와 같은 X 방향 간섭, Y 방향 간섭, 대각 방향 간섭으로 인해 도 2h와 같이 전체 셀들의 문턱 전압 분포가 넓어지고 있음을 알 수 있다.Also, referring to FIG. 2G, in the state where page 3 is programmed, threshold voltages of pages 0, 1, and 2 increase in accordance with a program operation for page 3. The interference on page 0 can be regarded as the diagonal direction interference, the page 1 interference is the Y direction interference, and the page 2 interference can be regarded as the X direction interference. As shown in FIG. 2H, the threshold voltage distribution of all cells is widened due to such X-direction interference, Y-direction interference, and diagonal direction interference.

전체 페이지에 대해서 프로그램을 마치면 상기 간섭들에 의하여 문턱 전압의 분포(도 2i)가 최초 프로그램시의 분포(도 2b)에 비하여 훨씬 넓어졌음을 알 수 있다. 이와 같이 각종 간섭 현상에 의하여 전체 셀들의 문턱 전압 분포가 넓어지는 것을 알 수 있다.When the program is completed for the entire page, it can be seen that the distribution of the threshold voltage (FIG. 2I) is much wider than that of the initial programming (FIG. 2B) due to the interferences. As such, it can be seen that the threshold voltage distribution of all cells is widened by various interference phenomena.

이와 같은 프로그램 동작 과정 뿐만 아니라 독출 과정까지 고려하면 실질적인 문턱 전압 분포는 더 넓어질 수 있다.Considering the read operation as well as the program operation process, the actual threshold voltage distribution can be wider.

도 3a와 도 3b는 불휘발성 메모리 장치의 독출 과정에서 발생하는 문턱전압 분포의 확장현상을 설명하기 위한 도면이다.3A and 3B are diagrams for describing an expansion phenomenon of a threshold voltage distribution generated during a read process of a nonvolatile memory device.

통상의 불휘발성 메모리 장치에서는 도 3a에서와 같이 ISPP(Incremental step pulse program) 방식에 따라 프로그램과 검증동작이 반복하여 수행된다. 프로그램이 반복될 때마다, 프로그램 전압은 일정한 스텝전압 만큼 증가하며, 증가된 프로그램 전압에 의하여 프로그램 하였을 때 프로그램이 완료되었는지를 매회 검증하게 된다.In a conventional nonvolatile memory device, a program and a verification operation are repeatedly performed according to an incremental step pulse program (ISPP) method as shown in FIG. 3A. Each time the program is repeated, the program voltage is increased by a constant step voltage, and it is verified each time that the program is completed when programmed by the increased program voltage.

이와 같은 검증 과정에서 각 셀의 특성에 따라 다른 메모리 셀들에 비하여 프로그램이 일찍 완료 되는 셀이 있을 수 있다. 이와 같이 다른 셀들에 비하여 프로그램 속도가 빠른 셀들을 패스트 셀이라 한다. In the verification process, there may be a cell in which a program is completed earlier than other memory cells according to the characteristics of each cell. As described above, cells having a faster program rate than other cells are called fast cells.

다만 상기 패스트 셀의 경우 실제 검증전압 이상으로 프로그램 되지 않았음에도 검증이 완료된 것으로 판단될 수 있다. 메모리 셀 스트링의 소스단에 접속된 공통 소스 라인에서 발생하는 노이즈에 의하여 소스단의 전압이 높아지고, 이로 인해 특정 셀의 바디 전압(body bias)이 높아지게 된다. 이로 인하여 상기 노이즈로 인해 검증동작시 각 셀들에 흐르는 센싱 전류를 감소시킬 수 있다. 따라서 센싱 전류의 감소로 인하여, 문턱 전압이 검증전압보다 낮음에도 불구하고 검증전압이상으로 프로그램된 셀로 센싱되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 셀을 언더 프로그램셀이라 한다.However, in the case of the fast cell, it may be determined that verification is completed even though the fast cell is not programmed beyond the actual verification voltage. The voltage at the source terminal is increased due to noise generated from the common source line connected to the source terminal of the memory cell string, thereby increasing the body voltage of a specific cell. As a result, the sensing current flowing through each cell may be reduced during the verification operation due to the noise. Therefore, due to the decrease in the sensing current, although the threshold voltage is lower than the verification voltage, the sensing may occur in a cell programmed above the verification voltage. Such a cell is called an under program cell.

도 3b는 상기 언더 프로그램셀의 분포를 도시한 도면이다. 즉 검증전압(Vpv)보다 낮은 상태에 있는 셀임에도 불구하고 소스 라인 바운싱 현상에 의하여 프로그램 상태로 검증되는 것이다. 이러한 언더 프로그램 셀의 경우 실제 독출 수행시에 는 소스 라인 바운싱 현상이 일어나지 않아, 센싱 전류가 많이 흘러 검증전압 보다 문턱전압이 낮은 셀로 독출될 수 있다. 그에 따라 원래 설계 했던 것보다 센싱마진이 축소될 수 있다.3B is a diagram illustrating a distribution of the under program cells. In other words, the cell is verified in the program state by the source line bouncing even though the cell is lower than the verify voltage Vpv. In the case of such an underprogram cell, source line bounce does not occur when an actual read is performed, and a large amount of sensing current flows to read the cell having a threshold voltage lower than the verification voltage. As a result, the sensing margin may be reduced than originally designed.

이러한 언더프로그램 셀 까지 고려하게 되면 실제 문턱전압의 분포는 도 2i의 분포보다 더 넓어질 수 있다. 즉, 검증전압(Vpv) 보다 낮은 지점부터 분포가 형성될 수 있다.Considering such underprogram cells, the actual threshold voltage distribution may be wider than that of FIG. 2I. That is, the distribution may be formed from a point lower than the verification voltage Vpv.

이와 같이 메모리 셀 블록을 모두 고려할 때의 문턱전압 분포는 한 페이지만의 분포보다 훨씬 넓어지게 되어 더 높은 프로그램 전압의 사용이 필요하게 된다.As such, when all the memory cell blocks are considered, the threshold voltage distribution becomes much wider than the distribution of only one page, and thus requires the use of a higher program voltage.

본원 발명에서는 이와 같은 여러 가지 분포 확산 요인 중 언더 프로그램 셀 발생에 따른 분포 확산 현상을 제거하고자 한다. 이를 위해, 특정 페이지(n 번째 페이지)를 독출하고자 하는 경우, Y 방향 간섭을 일으키는 페이지(n+1 번째 페이지)의 프로그램 여부에 따라, 센싱전류를 상이하게 인가시키도록 한다.In the present invention, it is intended to remove the distribution diffusion phenomenon caused by under program cell generation among the various distribution diffusion factors. For this purpose, when a specific page (n-th page) is to be read, the sensing current is applied differently according to whether or not the page (n + 1th page) causing the Y-direction interference is programmed.

도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 독출 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a reading method according to an embodiment of the present invention.

먼저, n 번째 페이지가 독출 대상으로 제공된다(단계 410).First, the n th page is provided for reading (step 410).

다음으로, n+1 번째 페이지를 프로그램하였는지 여부를 판단한다(단계 420).Next, it is determined whether the n + 1th page has been programmed (step 420).

상기 n+1번째 페이지는 n 번째 페이지가 프로그램된 뒤에 프로그램대상이 되는 페이지로서, 그 프로그램시에 n 번째 페이지에 대하여 Y 방향 간섭을 일으키게 된다. The n + 1 th page is a page to be programmed after the n th page is programmed, and causes interference in the Y direction with respect to the n th page during the programming.

상기 n+1 번째 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행되었는지 여부는 해당 페이지에 속하는 셀 중 특정 검증전압 이상으로 프로그램된 셀이 있는지 여부를 검출하는 방법으로 이루어질 수 있다.Whether a program operation is performed on the n + 1 th page may be performed by detecting whether there is a cell programmed above a specific verification voltage among cells belonging to the page.

상기 n+1 번째 페이지가 프로그램되지 않은 경우라면 상기 n 번째 페이지에 대하여 Y 방향 간섭을 일으키지 않은 것으로 보고, 별도의 변경사항 없이 독출 동작을 수행한다(단계 430).If the n + 1 th page is not programmed, it is determined that no interference occurs in the Y direction with respect to the n th page, and a read operation is performed without any change (step 430).

그러나, 상기 n+1 번째 페이지가 프로그램된 경우라면 상기 n 번째 페이지에 대하여 Y 방향 간섭을 일으킨 것으로 보고, 독출 동작시 흐르는 센싱전류를 감소시켜 인가한다(단계 440).However, if the n + 1 th page is programmed, it is regarded as causing the Y direction interference with respect to the n th page, and the sensing current flowing during the read operation is reduced and applied (step 440).

이때, 상기 센싱전류를 조절하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.In this case, a method of adjusting the sensing current will be described.

도 5a 본원 발명에 적용되는 불휘발성 메모리 장치를 도시한 도면이고, 도 5b는 본원 발명에 적용되는 독출 동작시에 인가되는 전압을 도시한 파형도이다.5A is a diagram illustrating a nonvolatile memory device applied to the present invention, and FIG. 5B is a waveform diagram illustrating a voltage applied during a read operation applied to the present invention.

상기 불휘발성 메모리 장치는 메모리 셀 스트링(510), 비트라인 선택부(520), 감지노드 프리차지부(530)를 포함한다. 또한, 메모리 셀 스트링과 접지를 선택적으로 접속시키는 소스 선택 트랜지스터(SST), 메모리 셀 스트링과 비트라인을 선택적으로 접속시키는 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함한다.The nonvolatile memory device includes a memory cell string 510, a bit line selector 520, and a sensing node precharge unit 530. Also, a source select transistor SST for selectively connecting the memory cell string and ground and a drain select transistor DST for selectively connecting the memory cell string and the bit line are included.

상기 메모리 셀 스트링(510)은 직렬접속된 복수의 불휘발성 메모리 셀(MC0, MC1,..., MCn)을 포함한다. The memory cell string 510 includes a plurality of nonvolatile memory cells MC0, MC1,..., MCn connected in series.

상기 비트라인 선택부(520)는 감지노드(SO)와 비트라인(BL)을 선택적으로 접속시킨다. 이를 위해 비트라인 선택신호(BSL)에 응답하여 상기 감지노드(SO)와 비트라인(BL)을 접속시키는 NMOS 트랜지스터(N520)를 포함한다.The bit line selector 520 selectively connects the sensing node SO and the bit line BL. To this end, the NMOS transistor N520 connects the sensing node SO and the bit line BL in response to the bit line selection signal BSL.

상기 감지노드 프리차지부(530)는 비트라인 프리차지신호(PRECHb)에 응답하여 감지노드(SO)에 전원전압을 공급한다. 이를 위해, 비트라인 프리차지신호(PRECHb)에 응답하여 턴온되는 PMOS 트랜지스터(P530)를 포함한다.The sensing node precharge unit 530 supplies a power voltage to the sensing node SO in response to the bit line precharge signal PRECHb. To this end, the PMOS transistor P530 is turned on in response to the bit line precharge signal PRECHb.

도 5b를 참조하여 독출 동작에 대하여 살펴보기로 한다.A read operation will be described with reference to FIG. 5B.

(1)T1 구간(1) T1 section

먼저 로우 레벨의 프리차지(PRECHb) 신호를 인가하여 감지노드(SO)를 하이레벨로 프리차지시킨다. 또한, 하이레벨의 비트라인 선택신호(BSL)를 비트라인(BL)을 하이레벨로 프리차지시킨다.First, the sensing node SO is precharged to a high level by applying a low level precharge signal. In addition, the bit line selection signal BSL of the high level is precharged to the high level of the bit line BL.

이때, 비트라인 선택신호(BSL)로서 제1 전압(V1)을 인가한다. 그 결과 비트라인(BL)은 제1 전압(V1)에서 상기 NMOS 트랜지스터(N520)의 문턱전압(Vt)이 감소된 만큼(V1-Vt) 프리차지 된다.In this case, the first voltage V1 is applied as the bit line selection signal BSL. As a result, the bit line BL is precharged from the first voltage V1 as the threshold voltage Vt of the NMOS transistor N520 is decreased (V1 -Vt).

(2) T2 구간 (2) T2 section

다음으로, 상기 비트라인 선택신호(BSL)를 로우레벨로 천이시키고 독출하고자 하는 셀의 프로그램 여부를 평가한다. 비트라인 선택신호(BSL)가 로우레벨로 천 이되므로 상기 비트라인 선택부(520)는 비트라인과 감지노드의 접속을 차단시킨다.Next, the bit line selection signal BSL is shifted to a low level, and the cell to be read is evaluated. Since the bit line selection signal BSL is transitioned to the low level, the bit line selection unit 520 blocks the connection between the bit line and the sensing node.

판독하고자 하는 셀(도 5a에서는 MC0)에는 독출전압(Vrd)이 인가되고, 그 밖의 셀에 대해서는 패스전압(Vpass)이 인가되는데, 판독하고자 하는 셀이 프로그램된 상태라면, 해당 셀이 턴온되지 않으므로 비트라인이 프리차지된 레벨을 유지한다. 그러나 판독하고자 하는 셀이 소거된 상태라면, 해당 셀이 턴온되어 메모리 셀 스트링을 통하여 전류 경로가 형성되어 접지로 흘러가므로 비트라인이 로우레벨로 천이된다.A read voltage Vrd is applied to a cell to be read (MC0 in FIG. 5A), and a pass voltage Vpass is applied to other cells. If the cell to be read is programmed, the cell is not turned on. The bit line maintains a precharged level. However, if the cell to be read is erased, the bit line is turned to the low level because the cell is turned on to form a current path through the memory cell string and flows to ground.

(3) T3 구간(3) T3 section

다음으로, 상기 비트라인 선택신호(BSL)로서 제2 전압(V2)을 인가하여, 판독하고자 하는 셀의 프로그램 여부를 센싱한다.Next, the second voltage V2 is applied as the bit line selection signal BSL to sense whether the cell to be read is programmed.

제2 전압의 레벨은 제1 전압보다 작게 인가하되, 비트라인이 프리차지된 레벨(V1-Vt)을 유지할 경우, 상기 NMOS 트랜지스터(N520)가 턴온되지 않게 하는 정도의 값을 인가한다. 즉, 소스에 프리차지된 레벨(V1-Vt)가 인가 될 때 게이트 소스간 전압(Vgs)이 문턱전압 보다 작게 되도록 제2 전압(V2)을 설정한다.When the level of the second voltage is smaller than the first voltage, and the bit line maintains the precharge level (V1-Vt), a value such that the NMOS transistor N520 is not turned on is applied. That is, the second voltage V2 is set such that the gate-source voltage Vgs is smaller than the threshold voltage when the precharge level V1-Vt is applied to the source.

또한, 비트라인에 로우 레벨 전압이 인가될때, 상기 NMOS 트랜지스터(N520)가 턴온되도록 제2 전압(V2)을 설정한다.In addition, when the low level voltage is applied to the bit line, the second voltage V2 is set to turn on the NMOS transistor N520.

따라서 판독하고자 하는 셀이 프로그램되어 프리차지된 레벨을 유지하는 경우에는 상기 NMOS 트랜지스터(N520)이 턴온되지 않아 감지노드는 하이레벨 전압을 그대로 유지한다. Therefore, when the cell to be read is maintained at the precharged level, the NMOS transistor N520 is not turned on so that the sensing node maintains the high level voltage.

그러나 판독하고자 하는 셀이 소거되어 로우레벨로 천이된 경우에는 상기 상기 NMOS 트랜지스터(N520)이 턴온되어 감지노드는 로우레벨로 천이된다. However, when the cell to be read is erased and transitioned to the low level, the NMOS transistor N520 is turned on and the sensing node transitions to the low level.

이때 상기 비트라인 선택신호로 인가되는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)을 조정함에 따라, 메모리 셀 스트링에 흐르는 센싱 전류를 제어할 수 있다.In this case, the sensing current flowing through the memory cell string may be controlled by adjusting the first voltage V1 and the second voltage V2 applied as the bit line selection signal.

즉, 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시키는 경우 상기 센싱 전류를 감소시킬 수 있다. 이를 위해, 제1 전압을 감소시키 인가하거나, 제2 전압을 증가시켜 인가할 수 있다.That is, when the difference between the first voltage and the second voltage is reduced, the sensing current can be reduced. To this end, the first voltage may be decreased or applied, or the second voltage may be increased.

즉, 도 4의 상기 단계(440)에서 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시켜 센싱 전류를 감소시키는 것이다.That is, in step 440 of FIG. 4, the sensing current is reduced by reducing the difference between the first voltage and the second voltage.

이와 같이 센싱 전류를 감소시키게 되면, Y 방향 간섭에 따라 문턱전압이 높게 프로그램된 셀들에 대해서 그 문턱전압이 낮게 읽혀지는 효과가 있다. 즉, Y 방향 간섭이 없는 경우에 비하여 센싱 전류를 작게 흐르도록 하여 실제 문턱전압보다 낮게 읽혀지게 하는 것이다. 그에 따라, 전체 Y 방향 간섭에 따른 문턱전압 확산 효과를 방지하게 되는 것이다.When the sensing current is reduced in this way, the threshold voltage is read low for cells programmed with a high threshold voltage according to the Y direction interference. That is, the sensing current flows smaller than the case where there is no Y-direction interference so that the reading is lower than the actual threshold voltage. Accordingly, the threshold voltage spreading effect due to the total Y direction interference is prevented.

이때, 상기 센싱 전류를 감소시키는 방법으로 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시키는 방법이외에도, 제1 전압 또는 제2 전압이 인가되는 시간을 제어하여 조절할 수 도 있다.In this case, in addition to the method of reducing the difference between the first voltage and the second voltage as a method of reducing the sensing current, it may be controlled by controlling the time the first voltage or the second voltage is applied.

즉, 제1 전압이 인가되는 시간을 감소시키거나 제2 전압이 인가되는 시간을 감소 또는 증가시켜 센싱 전류를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.That is, the sensing current may be reduced by reducing the time for applying the first voltage or decreasing or increasing the time for applying the second voltage.

또는, 제1 전압 인가후 제2 전압이 인가되기 까지 로우레벨이 유지되는 시간을 증가시켜 센싱 전류를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.Alternatively, the sensing current may be reduced by increasing the time for which the low level is maintained after the first voltage is applied until the second voltage is applied.

지금까지 센싱 전류의 제어 방법에 대해 살펴보았다.So far we have looked at how to control the sensing current.

다시 도 4를 참조하면, 상기 설정된 센싱 전류에 따라 n 번째 페이지에 대하여 독출 동작을 수행한다(단계 450).Referring back to FIG. 4, a read operation is performed on the n th page according to the set sensing current (step 450).

즉, n+1 번째 페이지가 프로그램되지 않은 경우에는 센싱 전류를 변화시키지 않으며, n+1 번째 페이지가 프로그램된 경우에는 센싱 전류를 감소시켜 그를 근거로 독출 동작을 수행한다.That is, when the n + 1 th page is not programmed, the sensing current is not changed. When the n + 1 th page is programmed, the sensing current is decreased to perform a read operation based on the sensing current.

그 결과 n 번째 페이지의 독출시 n+1 번째의 프로그램 여부에 따라 적절한 센싱 전류가 흘러 독출되는 셀의 분포가 좁아질 수 있는 효과가 있다. As a result, when reading the n th page, an appropriate sensing current flows according to whether the n + 1 th program is read, thereby reducing the distribution of the read cell.

즉, n+1 번째 페이지가 프로그램된 경우에는 센싱 전류를 감소시켜 n 번째 페이지에 포함된 셀들의 문턱전압이 실제 상태 보다 낮게 독출되도록 한다.That is, when the n + 1 th page is programmed, the sensing current is reduced so that the threshold voltages of the cells included in the n th page are read lower than the actual state.

도 1은 통상적인 불휘발성 메모리 장치의 MLC 프로그램시 문턱전압의 분포를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a distribution of threshold voltages in an MLC program of a conventional nonvolatile memory device.

도 2a 내지 도 2i는 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 동작중 나타나는 간섭 현상을 설명하기 위한 도면이다.2A to 2I are diagrams for describing an interference phenomenon that occurs during a program operation of a nonvolatile memory device.

도 3a와 도 3b는 불휘발성 메모리 장치의 독출 과정에서 발생하는 문턱전압 분포의 확장현상을 설명하기 위한 도면이다.3A and 3B are diagrams for describing an expansion phenomenon of a threshold voltage distribution generated during a read process of a nonvolatile memory device.

도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 독출 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a reading method according to an embodiment of the present invention.

도 5a 본원 발명에 적용되는 불휘발성 메모리 장치를 도시한 도면이다.5A illustrates a nonvolatile memory device according to the present invention.

도 5b는 본원 발명에 적용되는 독출 동작시에 인가되는 전압을 도시한 파형도이다.5B is a waveform diagram showing a voltage applied in a read operation applied to the present invention.

Claims (4)

제1 페이지가 독출 대상으로 제공되는 단계와,Providing a first page for reading; 제1 페이지의 프로그램 후 프로그램 대상이 되는 제2 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행되었는지를 판단하는 단계와Determining whether a program operation has been performed on a second page to be programmed after a first page; 상기 판단 결과 제2 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행된 경우 비트라인 선택신호로 인가되는 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시켜 설정하는 단계와,Reducing the difference between the first voltage and the second voltage applied as the bit line selection signal when the program operation is performed on the second page as a result of the determination; 상기 설정된 전압에 따 제1 페이지를 독출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 독출방법.And reading a first page according to the set voltage. 제1항에 있어서, 상기 판단 결과 제2 페이지에 대하여 프로그램 동작이 수행되지 않은 경우 비트라인 선택신호로 인가되는 제1 전압과 제2 전압의 차이를 그대로 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 독출방법.The method of claim 1, further comprising: maintaining a difference between the first voltage and the second voltage applied as the bit line selection signal when the program operation is not performed on the second page as a result of the determination. A method of reading a nonvolatile memory device. 제1항에 있어서, 상기 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시켜 설정하는 단계는 상기 제1 전압을 감소시켜 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 독출방법.The method of claim 1, wherein reducing and setting the difference between the first voltage and the second voltage comprises reducing and setting the first voltage. 제1항에 있어서, 상기 제1 전압과 제2 전압의 차이를 감소시켜 설정하는 단 계는 상기 제2 전압을 증가시켜 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 독출방법.The method of claim 1, wherein the step of reducing and setting the difference between the first voltage and the second voltage comprises increasing and setting the second voltage.
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