KR20100074706A - Non-volatile memory device and method for recording the number of program operation - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A nonvolatile memory device and a method for recording the number of counts of program operation drive are provided to improve the reliability by recording the number of counts of program operation of a memory cell. CONSTITUTION: A page buffer(110) comprises a latch. The latch stores a value which is changed according to the fact that program data of a memory cell is transferred. The page buffer drives the program operation of the memory cell. A record part(120) records the drive frequency of the page buffer. The record part includes a nonvolatile memory cell. A controller controls the operation of the record part.

Description

비휘발성 메모리 소자 및 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법{NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR RECORDING THE NUMBER OF PROGRAM OPERATION}Non-volatile memory device and method of recording the number of program operation driving of nonvolatile memory device {NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR RECORDING THE NUMBER OF PROGRAM OPERATION}

본 발명은 반도체 메모리 소자에 관한 것으로, 보다 상세히는 비휘발성 메모리 소자 및 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a nonvolatile memory device and a method for recording a program operation driving time of the nonvolatile memory device.

메모리 소자는 전원공급 차단시 데이터의 유지 여부에 따라 휘발성 메모리 소자와 비휘발성 메모리 소자로 나누어진다. 휘발성 메모리 소자는 전원공급 차단시 데이터가 소멸되는 메모리 소자로서, 디램 및 에스램이 이에 속한다. 비휘발성 메모리 소자는 전원공급이 차단되더라도 저장된 데이터가 그대로 유지되는 메모리 소자로서, 플래시 메모리 소자가 이에 속한다. The memory device is divided into a volatile memory device and a nonvolatile memory device according to whether data is maintained when the power supply is cut off. Volatile memory devices are memory devices in which data is lost when a power supply is cut off, and DRAM and SRAM are examples thereof. A nonvolatile memory device is a memory device in which stored data is maintained even when a power supply is cut off, and a flash memory device belongs to the nonvolatile memory device.

여기서, 비휘발성 메모리 소자는 데이터 저장 방식에 따라 전하트랩형 비휘발성 메모리 소자 및 플로팅 게이트형 메모리 소자로 나누어질 수 있다. 전하트랩 형 비휘발성 메모리 소자는 전하트랩막의 깊은 준위 트랩 사이트(deep level tr확인p site)에 전하를 트랩시켜 데이터를 저장하며, 플로팅 게이트형 비휘발성 메모리 소자는 플로팅 게이트 전극에 전하를 주입하여 데이터를 저장한다.The nonvolatile memory device may be divided into a charge trapping nonvolatile memory device and a floating gate memory device according to a data storage method. The charge trap type nonvolatile memory device traps charge at a deep level tr site of the charge trap layer to store data, and the floating gate type nonvolatile memory device injects charge into the floating gate electrode to store data. Save it.

이와 같은 비휘발성 메모리 소자는 F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling)방식에 의해 프로그램/소거 동작을 진행하게 되는데, 전하트랩막에 전하를 트랩시켜(또는, 플로팅 게이트 전극에 전하를 저장하여) 메모리 셀의 문턱 전압을 증가시킴으로써, 데이터를 저장하게 된다. 또한, 전하트랩막에 트랩된 전하(또는, 플로팅 게이트 전극에 저장된 전하)를 방출시켜 문턱 전압을 감소시킴으로써, 데이터를 소거하게 된다.Such a nonvolatile memory device performs a program / erase operation by using FN tunneling (Fowler-Nordheim tunneling) method, which traps charge in the charge trap layer (or stores charge in the floating gate electrode) of the memory cell. By increasing the threshold voltage, data is stored. In addition, data is erased by releasing charge trapped in the charge trap film (or charge stored in the floating gate electrode) to reduce the threshold voltage.

이하, 도면을 참조하여 비휘발성 메모리 소자의 구성 및 프로그램 동작에 대해 상세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, a configuration and program operation of a nonvolatile memory device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀 어레이 및 페이지 버퍼의 상세 실시도이다.1 is a detailed embodiment of a cell array and a page buffer of a nonvolatile memory device according to the prior art.

도시된 바와 같이, 페이지 버퍼(10)는 셀 어레이(20)와 연결되어 메모리 셀이 프로그램 동작을 하도록 하며, 비트라인 선택부(11), 프리차지부(12) 및 레지스터부(13)를 포함한다. As shown, the page buffer 10 is connected to the cell array 20 to allow a memory cell to perform a program operation, and includes a bit line selector 11, a precharge unit 12, and a register unit 13. do.

여기서, 비트라인 선택부(11)는 다수의 메모리 셀을 갖는 셀 어레이(20)의 비트라인(BL)에 연결되고, 비트라인 선택 신호에 응답하여 비트라인(BL)과 감지 노드(SO)를 연결한다. 프리차지부(12)는 감지 노드(SO)와 전원 전압 사이에 연결되는 데, 프리차지 동작시 감지 노드(SO)에 전원 전압을 연결하여 프리차지시킨다. 레지스터부(13)는 감지 노드(SO)와 입출력 단자(Y확인) 사이에 연결되며, 데이터를 임시 저장하는 래치를 포함하는데, 래치는 메모리 셀에 프로그램 데이터를 전달했는지의 여부에 따라 저장되는 값(이하, 래치값이라 한다.)이 변동된다. 이하, 페이지 버퍼(10)에 의한 프로그램 동작 구동의 전반적인 과정을 살펴보도록 한다.Here, the bit line selector 11 is connected to the bit line BL of the cell array 20 having a plurality of memory cells, and connects the bit line BL and the sensing node SO in response to the bit line selection signal. Connect. The precharge unit 12 is connected between the sensing node SO and the power supply voltage. The precharge unit 12 precharges the power supply voltage to the sensing node SO during the precharge operation. The register unit 13 is connected between the sensing node SO and the input / output terminal (Y confirmation) and includes a latch for temporarily storing data, the latch being a value stored depending on whether program data is transferred to the memory cell. (Hereinafter referred to as latch value) fluctuates. Hereinafter, an overall process of driving a program operation by the page buffer 10 will be described.

먼저, 레지스터부(13)의 래치 값을 초기화한다. 리셋(RESET) 신호가 '하이'레벨로 인가되면, 래치의 노드(QA)가 접지(Vss)되어, 노드(QA) 값이 '로우' 레벨로 초기화된다. 이어서, '1'데이터를 프로그램하고자 하는 경우에는, 데이터 입력 신호(DI)가 '하이'로 인가되며, 접지 전압과 연결되어 있는 입출력 단자(Y확인)에 의해 노드(QAb)는 '로우' 레벨이 되고 노드(QA)는 '하이' 레벨이 된다. 또한, '0'데이터를 프로그램하고자하는 경우에는, 반전 데이터 입력 신호(nDI)가 '하이' 레벨로 인가되어 입출력 단자(Y확인)와 래치의 노드(QA)가 연결되며, 그에 따라 노드(QAb)는 '하이' 레벨을 유지하고, 노드(QA)는 '로우' 레벨을 유지한다. 본 명세서에서는 '1'데이터를 프로그램하고자하는 경우를 프로그램 동작 구동으로 보며, 프로그램 동작 구동시 래치 값이 변동됨을 알 수 있다.First, the latch value of the register unit 13 is initialized. When the reset signal is applied at the 'high' level, the node QA of the latch is grounded (Vss), and the node QA value is initialized to the 'low' level. Subsequently, when programming '1' data, the data input signal DI is applied as 'high', and the node QAb is 'low' level by the input / output terminal (Y check) connected to the ground voltage. Node QA is at the 'high' level. In addition, when the '0' data is to be programmed, the inverted data input signal nDI is applied at the 'high' level so that the input / output terminal (Y confirmation) is connected to the node QA of the latch and thus the node QAb. ) Maintains the 'high' level, and node QA maintains the 'low' level. In the present specification, a case in which '1' data is to be programmed is referred to as driving a program operation, and it can be seen that a latch value changes when the program operation is driven.

이어서, 프리차지부(12)는 감지 노드(SO)를 프리차지한다. '로우' 레벨의 프리차지 신호(PRECHb)가 인가되면, 전원 전압(Vcc)이 감지 노드(SO)로 인가되어 감지노드(SO)를 전원 전압(Vcc) 레벨로 프리차지 시킨다. Subsequently, the precharge unit 12 precharges the sensing node SO. When the 'low' level precharge signal PRECHb is applied, the power supply voltage Vcc is applied to the sensing node SO to precharge the sensing node SO to the power supply voltage Vcc level.

이어서, 비트라인 선택부(11)는 선택된 비트라인과 감지 노드(SO)를 연결시 킨다. '로우' 레벨의 디스차지 신호(DISCHe)가 인가되면 이에 응답하여 비트라인(BLe)에 인가되던 바이어스 전압(VIRPWR)이 차단된다. 또한, '하이' 레벨의 비트라인 선택 신호(BSLe)가 인가되면 이에 응답하여 비트라인(BLe)이 감지 노드(SO)와 연결된다.Subsequently, the bit line selector 11 connects the selected bit line with the sensing node SO. When the discharge signal DISCHe of the 'low' level is applied, the bias voltage VIRPWR applied to the bit line BLe is blocked in response. In addition, when the bit line selection signal BSLe of the 'high' level is applied, the bit line BLe is connected to the sensing node SO in response to the bit line selection signal BSLe.

이어서, '하이' 레벨의 프로그램 신호(PGM)가 인가되면 이에 응답하여 래치의 노드(QA)와 감지 노드(SO)가 연결되어, 레지스터부(113)에 저장된 래치값이 감지 노드(SO)로 전달된다. 감지 노드(SO)로 전달된 데이터는 연결된 비트라인(BLe)을 통해 셀 어레이(200)의 메모리 셀로 전달되며 메모리 셀의 워드라인에 인가되는 프로그램 전압에 따라 데이터가 프로그램된다.Subsequently, when the program signal PGM of the 'high' level is applied, the node QA and the sense node SO of the latch are connected in response to the latch signal stored in the register 113 to the sense node SO. Delivered. The data transferred to the sensing node SO is transferred to the memory cell of the cell array 200 through the connected bit line BLe and the data is programmed according to a program voltage applied to the word line of the memory cell.

그러나, 비휘발성 메모리 소자는 F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling)방식에 의해 프로그램/소거 동작을 수행하기 때문에, 높은 프로그램 전압 또는 소거 전압을 인가해야 한다. 따라서, 프로그램/소거 동작시 셀 내의 전기장이 급격하게 변동되며, 이로 인하여 전하트랩막(또는 플로팅 게이트 전극)과 기판 사이에 개재되는 터널절연막 등이 마모되어 메모리 셀의 불량을 발생시키게 된다. However, since the nonvolatile memory device performs the program / erase operation by the F-N tunneling method, a high program voltage or an erase voltage must be applied. Accordingly, the electric field in the cell is suddenly changed during the program / erase operation, which causes wear of the charge trap film (or the floating gate electrode) and the tunnel insulating film interposed between the substrate and the memory cell.

또한, 프로그램/소거 동작을 반복적으로 수행하기 때문에, 사이클링 횟수가 증가할수록 터널절연막에 전하가 트랩되거나, 터널절연막과 기판 사이의 계면에 전하가 트랩되는 문제가 발생하게 된다. 이는, 메모리 셀의 문턱 전압 분포 폭을 증가시키고, 트랩의 축적을 가속화시켜 칩의 불량을 발생시키게 된다. 특히, 하나의 메모리 셀에 다수의 데이터를 저장하는 MLC(Multi Level Cell)의 경우, 문턱 전압 이 다수의 레벨로 분포하게 되므로, 전술한 바와 같은 문제점은 더욱 심화되게 된다. 즉, 메모리 소자의 신뢰성이 더욱 저하된다.In addition, since the program / erase operation is repeatedly performed, as the number of cycling increases, charges are trapped in the tunnel insulating film or charges are trapped at the interface between the tunnel insulating film and the substrate. This increases the threshold voltage distribution width of the memory cell, accelerates the accumulation of traps, and causes chip failure. In particular, in the case of MLC (Multi Level Cell) storing a plurality of data in one memory cell, the threshold voltage is distributed to a plurality of levels, the problem as described above is further exacerbated. That is, the reliability of the memory element is further lowered.

따라서, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 메모리 셀의 프로그램 동작 횟수를 확인하여 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성을 유지 또는 향상시킬 수 있는 메커니즘이 요구된다. Therefore, in order to solve the above problems, a mechanism for checking the number of program operations of a memory cell to maintain or improve the reliability of a nonvolatile memory device is required.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위해 제안된 것으로서, 메모리 셀의 프로그램 동작 횟수를 기록하여 신뢰성을 향상시키는데에 적합한 비휘발성 메모리 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to meet the above demands, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device suitable for improving reliability by recording the number of program operations of a memory cell.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명은, 비휘발성 메모리 소자에 있어서, 메모리 셀에 프로그램 데이터를 전달했는지의 여부에 따라 저장되는 값이 변동되는 래치를 포함하는 페이지 버퍼; 및 상기 래치에 저장되는 값이 변동되는 횟수를 기록하는 기록부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device, comprising: a page buffer including a latch whose value is changed depending on whether program data is transferred to a memory cell; And a recording unit for recording the number of times the value stored in the latch is changed.

또한, 본 발명은 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법에 있어서, 메모리 셀에 프로그램 데이터를 전달했는지 여부에 따라 저장되는 값이 변동되는 래치를 포함하는 페이지 버퍼의 래치 값 변동을 감지하는 단계; 상기 래치 값이 변동되는 경우, 일정량의 전하를 비휘발성 메모리 셀에 저장시켜 상기 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하는 단계; 및 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압을 통해, 상기 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method of writing a program operation driving count of a nonvolatile memory device, the method comprising: detecting a latch value variation of a page buffer including a latch whose value is changed depending on whether program data is transferred to a memory cell; ; When the latch value is changed, storing a predetermined amount of charge in a nonvolatile memory cell to record the number of times of driving of a program operation of the memory cell; And determining the number of driving times of a program operation of the memory cell through the threshold voltage of the nonvolatile memory cell.

본 발명에 따르면 페이지 버퍼의 프로그램 동작 구동 횟수 즉, 소정 메모리 셀이 프로그램 동작을 수행한 횟수를 기록할 수 있다. 따라서, 메모리 셀이 기준 횟수 이상의 프로그램 동작을 수행한 경우에는, 해당 블록을 페일 블록으로 처리함으로써, 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the number of times a program operation is driven in the page buffer, that is, the number of times a predetermined memory cell performs a program operation can be recorded. Therefore, when a memory cell performs a program operation more than a reference number of times, by treating the block as a fail block, the reliability of the nonvolatile memory device can be improved.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로그램 동작 구동 회로(100)는 셀 어레이(200)에 포함된 메모리 셀의 프로그램 동작을 구동하기 위한 페이지 버퍼(110), 페이지 버퍼(110)의 구동 횟수를 기록하기 위한 기록부(120) 및 기록부(120)의 동작을 제어하는 제어부(130)를 포함한다.As shown, the program operation driving circuit 100 according to the present invention records the number of driving of the page buffer 110 and the page buffer 110 for driving the program operation of the memory cells included in the cell array 200. And a control unit 130 for controlling the operation of the recording unit 120 and the recording unit 120.

페이지 버퍼(110)는 메모리 셀의 프로그램 동작을 위한 입력 데이터를 수신한 후, 프로그램 데이터를 출력하여 비트라인을 통해 메모리 셀(200)로 전달한다. 이와 같이,수신된 입력 데이터를 프로그램 데이터로 변환하여 메모리 셀(200)로 전달하는 동작을 프로그램 동작 구동이라 한다.The page buffer 110 receives input data for a program operation of the memory cell, outputs the program data, and transmits the program data to the memory cell 200 through the bit line. As described above, an operation of converting the received input data into program data and transferring the received input data to the memory cell 200 is referred to as program operation driving.

기록부(120)는 페이지 버퍼(110)의 프로그램 동작 구동 횟수를 기록한다. 여기서, 기록부(120)는 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어, 플로팅 게이트 전극형 비휘발성 메모리 셀, 전하트랩형 비휘발성 메모리 셀, FeRAM 또는 MRAM으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 비휘발성 메모리 셀을 이용하여 기록부(120)를 구성하는 경우, 매 프로그램 구동시 기록 셀에 일정량의 전하를 저장하여 문턱 전압을 증가시킴으로써, 프로그램 동작 구동 횟수를 기록할 수 있다.The recording unit 120 records the number of driving times of the program operation of the page buffer 110. Here, the recording unit 120 is preferably made of a nonvolatile memory cell, for example, a floating gate electrode type nonvolatile memory cell, a charge trapping nonvolatile memory cell, FeRAM or MRAM. When the recording unit 120 is configured using the nonvolatile memory cell as described above, the number of driving of the program operation may be recorded by storing a predetermined amount of charge in the recording cell and increasing the threshold voltage during every program driving.

제어부(130)는 기록부(120)를 제어하여 페이지 버퍼(110)의 구동 횟수를 저장하도록 한다. 또한, 기록부(120)에 기록된 구동 횟수를 확인하는데, 전술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 셀로 이루어진 기록부(120)의 경우, 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압이 기준 전압 이상인 경우에는 메모리 셀이 기준 횟수 이상 구동된 것을 확인할 수 있다.The controller 130 controls the recording unit 120 to store the number of driving of the page buffer 110. In addition, as described above, in the case of the recording unit 120 formed of the nonvolatile memory cell, when the threshold voltage of the nonvolatile memory cell is greater than or equal to the reference voltage, the memory cell is referred to as the reference number. It can be confirmed that the above operation.

여기서, 기준 전압은 프로그램 구동시 저장되는 전하의 양 및 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 프로그램 동작 구동 횟수인 기준 횟수를 고려하여 결정된다. 즉, 비휘발성 메모리 셀에, 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 기준 횟수만큼 전하가 저장된 경우의 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압을 기준 전압이라 한다. 또한, 기준 횟수는 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 프로그램 동작 구동 횟수로 결정되는데, 반복적인 쓰기 동작으로 인한 비휘발성 메모리 셀의 특성 열화를 고려하여 결정된다.Here, the reference voltage is determined in consideration of the amount of charge stored in the program driving and the reference number of times of driving the program operation to ensure the reliability of the memory device. That is, the threshold voltage of the nonvolatile memory cell when the charge is stored in the nonvolatile memory cell as many times as the reference number for which the reliability of the nonvolatile memory device is guaranteed is referred to as a reference voltage. In addition, the reference number is determined by the number of program operation driving times in which the reliability of the nonvolatile memory device is guaranteed. The reference number is determined in consideration of deterioration of characteristics of the nonvolatile memory cell due to repetitive write operations.

제어부(130)는 기록부(120)를 제어하여 페이지 버퍼(110)의 프로그램 구동 횟수를 기록부(120) 내에 기록하고, 기록된 프로그램 구동 횟수를 확인한다.The controller 130 controls the recording unit 120 to record the number of program driving times of the page buffer 110 in the recording unit 120 and check the recorded number of program driving times.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 페이지 버퍼(110)의 프로그램 구동 횟수를 기록 및 확인할 수 있다. 또한, 확인 결과, 프로그램 구동 횟수가 기준 횟수 이상인 경우에는 해당 블록을 페일 블록으로 처리함으로써 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention as described above, the number of program driving of the page buffer 110 can be recorded and confirmed. As a result of the check, when the number of program driving is greater than or equal to the reference number, the block may be treated as a fail block, thereby improving reliability of the nonvolatile memory device.

특히, 페일된 블록에 기 저장된 데이터는 카피 백(copy back) 동작을 통해 타 블록으로 이동시킬 수 있다. 또한, 이후에 해당 블록은 억세스 되지 않도록 할 수 있다. 이와 같은 사항은 설계자의 의도에 따라 다양하게 응용될 수 있다.In particular, the data previously stored in the failed block may be moved to another block through a copy back operation. In addition, the block can be prevented from being accessed later. Such matters can be variously applied according to the intention of the designer.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 상세 실시도이다.3 is a detailed diagram of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 프로그램 동작 구동 회로(100)는 메모리 셀이 프로그램 동작을 하도록 하는 페이지 버퍼(110), 페이지 버퍼(110)의 구동 횟수를 기록하기 위한 기록부(120), 기록부(120)의 동작을 제어하는 제어부(130)를 포함하며, 셀 어레이(200)와 연결되어 프로그램 동작을 구동한다.As shown, the program operation driving circuit 100 operates the page buffer 110 for causing the memory cell to perform a program operation, the recording unit 120 for recording the number of times the page buffer 110 is driven, and the operation of the recording unit 120. It includes a control unit 130 for controlling the, is connected to the cell array 200 to drive a program operation.

페이지 버퍼(110)는 비트라인 선택부(111), 프리차지부(112) 및 레지스터부(113)를 포함하는데, 페이지 버퍼(110)의 프로그램 동작 구동은 앞서 설명한 종래 기술과 동일하다. The page buffer 110 includes a bit line selection unit 111, a precharge unit 112, and a register unit 113. The program operation driving of the page buffer 110 is the same as the conventional technology described above.

전술한 바에 따르면, '1' 데이터를 프로그램 하고자 하는 경우 즉, 프로그램 동작 구동시, 래치 값이 '로우' 레벨에서 '하이' 레벨로 변동되는 것을 알 수 있 다. 즉, 래치 값은 프로그램 동작 구동시 변동되고, 변동된 값은 다음 프로그램 동작 구동시까지 유지되므로, 기록부(120)는 래치값의 변동 즉, 래치값이 '로우' 레벨에서 '하이' 레벨로 변동되는 횟수를 카운트함으로써, 페이지 버퍼(110)의 프로그램 동작 구동 횟수를 확인할 수 있다.As described above, when the '1' data is to be programmed, that is, when the program operation is driven, the latch value is changed from the 'low' level to the 'high' level. That is, since the latch value is changed when the program operation is driven and the changed value is maintained until the next program operation is driven, the recording unit 120 changes the latch value, that is, the latch value is changed from the 'low' level to the 'high' level. By counting the number of times, the number of program operation driving times of the page buffer 110 can be confirmed.

기록부(120)는 페이지 버퍼(110)의 구동 횟수를 기록하기 위한 것으로서, 본 도면에서는 래치(113)의 QA노드에 연결되도록 구성되었으나 이는 일 실시예에 불과하며, 설계자의 의도에 따라 회로의 구성은 다양하게 응용될 수 있다. 예를 들어, 기록부(120)는 래치의 QAb 노드에 연결되도록 구성될 수 있다.The recording unit 120 is for recording the number of driving of the page buffer 110. In the drawing, the recording unit 120 is configured to be connected to the QA node of the latch 113. However, the recording unit 120 is only an example, and the circuit configuration is performed according to the designer's intention. Can be applied in various ways. For example, the recording unit 120 may be configured to be connected to the QAb node of the latch.

여기서, 기록부(120)는 페이지 버퍼(110)의 래치(113)에 저장된 값의 변동 횟수를 기록하기 위한 기록 셀(122) 및 래치(113)와 기록 셀(122) 사이에 연결되고, 래치(113)에 저장된 값의 변동 여부를 확인하여 기록 셀(122)에 변동 횟수를 기록하도록 하기 위한 패스 트랜지스터(121)를 포함한다. Here, the recording unit 120 is connected between the write cell 122 and the latch 113 and the write cell 122 for recording the number of variations of the value stored in the latch 113 of the page buffer 110, and the latch ( And a pass transistor 121 for checking whether the value stored in 113 is changed and writing the number of changes in the write cell 122. FIG.

기록 셀(122)은 전술한 바와 같이 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 플로팅 게이트 전극형 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 경우, 프로그램 구동시 플로팅 게이트 전극에 일정량의 전하를 저장하여 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하게 된다. 또한, 전하트랩형 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 경우, 프로그램 구동시 전하트랩막에 일정량의 전하를 트랩시켜 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하게 된다.As described above, the write cell 122 is preferably made of a nonvolatile memory cell. For example, in the case of a floating gate electrode type nonvolatile memory cell, a predetermined amount of charge is stored in the floating gate electrode during program driving to record the number of driving times of the program operation. In addition, in the case of the charge trapping type nonvolatile memory cell, a predetermined amount of charge is trapped in the charge trap layer during the program driving to record the number of driving times of the program operation.

제어부(130)는 기록부(120)의 동작을 제어하여 페이지 버퍼(110)의 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하도록 한다. 또한, 기록부(120)에 기록된 프로그램 동작 구 동 횟수를 확인한다. The controller 130 controls the operation of the recording unit 120 to record the program operation driving count of the page buffer 110. In addition, the number of program operation drives recorded in the recording unit 120 is checked.

첫째, 제어부(130)에 의한 기록부(120)의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 동작을 살펴보도록 한다. 기록부(120)는 기록 셀(122) 및 패스 트랜지스터를 턴 온시켜, 전류의 흐름 여부에 따라 래치(113)에 저장된 값의 변동 여부를 확인하는데, 이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.First, the recording operation of the program operation driving count of the recording unit 120 by the control unit 130 will be described. The recorder 120 turns on the write cell 122 and the pass transistor to check whether the value stored in the latch 113 varies depending on whether or not the current flows.

먼저, 프로그램 구동에 의해 래치(113)의 노드(QA)에 저장된 값이 '하이' 레벨로 변경되면, '하이' 레벨의 패스 신호(Pass)를 인가하여 패스 트랜지스터(121)를 턴 온시킨다. 또한, 기록 셀(122)을 턴 온 시킬 수 있을 정도의 크기의 기록 신호(REC)를 인가하여 기록 셀(122)을 턴 온시킨다. 이를 통해, 기록 셀(122)의 채널 영역에 전류가 흐르게 된다. 이때, 제어부(130)는 Vt read에 흐르는 전류를 감지하여 래치(113)의 노드(QA) 값이 변동된 것 즉, '하이'로 변동된 것을 확인한다.First, when the value stored in the node QA of the latch 113 is changed to the 'high' level by the program driving, the pass transistor 121 of the 'high' level is applied to turn on the pass transistor 121. In addition, the write cell 122 is turned on by applying a write signal REC having a magnitude large enough to turn the write cell 122 on. As a result, current flows in the channel region of the recording cell 122. At this time, the controller 130 detects the current flowing in the Vt read and confirms that the node QA value of the latch 113 is changed, that is, changed to 'high'.

이어서, 래치(113)의 노드(QA) 값이 변동된 것이 확인되면, 제어부(130)는 패스 트랜지스터(121)를 턴 오프시킨 상태에서, 기록 셀(122)을 턴 온시켜 변동 횟수를 기록한다.Subsequently, when it is confirmed that the node QA value of the latch 113 is changed, the controller 130 turns on the write cell 122 in the state where the pass transistor 121 is turned off to record the number of changes. .

즉, 제어부(130)는 '로우' 레벨의 패스 신호를 인가하여 패스 트랜지스터(121)를 턴 오프시킴으로써, 기록 셀(122)로의 전류의 흐름을 차단시킨다. 이어서, 제어부(130)는 기록 셀(122)이 프로그램 동작을 수행하도록 프로그램 전압에 해당하는 기록 신호(REC)를 인가한다. 여기서, 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)는 기록 셀(122)에 일정량의 전하를 저장시키기 위한 것으로서, 앞서 설명한 기록 셀(122)을 턴 온시키기 위한 기록(REC)신호에 비해 큰 값을 가진다. 또한, 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)의 크기는 고정된 값을 가져, 매 기록시 동일한 양의 전하가 저장되도록 한다. That is, the controller 130 turns off the pass transistor 121 by applying a pass signal having a 'low' level, thereby blocking the flow of current to the write cell 122. Subsequently, the controller 130 applies a write signal REC corresponding to a program voltage so that the write cell 122 performs a program operation. Here, the write signal REC for the program operation is to store a certain amount of charge in the write cell 122 and has a larger value than the write REC signal for turning on the write cell 122 described above. . In addition, the magnitude of the write signal REC for the program operation has a fixed value so that the same amount of charge is stored in every write.

이에 따라, 제어부(130)는 래치 노드(QA) 값이 변동될 때마다 기록 셀(122)에 일정량의 전하를 저장시킬 수 있다. 특히, 비휘발성 메모리 소자는 페이지 단위로 프로그램을 수행하므로, 기록 셀(122)의 프로그램 동작은 마지막 페이지의 프로그램 동작이 완료된 후에 수행되도록 하는 것이 바람직하다.Accordingly, the controller 130 may store a predetermined amount of charge in the write cell 122 whenever the latch node QA is changed. In particular, since the nonvolatile memory device performs a program in units of pages, it is preferable that the program operation of the write cell 122 be performed after the program operation of the last page is completed.

둘째, 제어부(130)에 의해 기록 셀(122)에 기록된 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하는 동작을 살펴본다. 여기서, 프로그램 동작 구동 횟수의 확인은 소정 시간 간격으로 수행되거나, 프로그램 동작이 완료된 후에 수행될 수 있다. 또는, 프로그램 동작 구동에 의한 래치 값 변동이 감지되면 먼저 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하여, 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수 이하인 경우에만 기록 동작을 수행하도록 할 수도 있다.Second, the operation of confirming the number of times of driving the program operation recorded in the recording cell 122 by the controller 130 will be described. Here, the checking of the number of driving of the program operation may be performed at predetermined time intervals or after the program operation is completed. Alternatively, when the latch value variation is detected by the program operation driving, the program operation driving number may be checked first, and the writing operation may be performed only when the program operation driving number is less than or equal to the reference number.

프로그램 동작 구동에 의해 래치 값이 '하이' 레벨로 변동된 것이 감지되면, 제어부(130)는 문턱 전압 확인을 위한 기준 전압의 기록 신호(REC)를 인가한다. 여기서, 기준 전압(b)은 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 기준 횟수만큼 프로그램 동작이 구동된 경우의 기록 셀(122)의 문턱 전압 값에 대응되는 크기로서, 앞서 설명한 기록 셀(122)의 턴 온을 위한 기록 신호(REC)의 크기(a) 및 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)의 크기(c)에 비해 작은 값을 가진다(b<a<c).When it is detected that the latch value is changed to the 'high' level by driving the program operation, the controller 130 applies the write signal REC of the reference voltage for checking the threshold voltage. Here, the reference voltage b is a magnitude corresponding to the threshold voltage value of the write cell 122 when the program operation is driven by a reference number for which the reliability of the memory device is guaranteed. The reference voltage b is turned on. It has a smaller value than the magnitude (a) of the write signal (REC) and the magnitude (c) of the write signal (REC) for the program operation (b <a <c).

이어서, 제어부(130)는 기록 셀(122)이 턴 온되는지 여부를 확인한다. 여기 서, 기록 셀(122)의 턴온 여부는 Vt read에 전류가 흐르는지 여부를 감지함으로써, 확인될 수 있다. 전류가 흐르는 경우에는 기록 셀(122)의 문턱 전압이 기준 전압에 비해 작은 것을 의미하며, 이는 메모리 소자의 신뢰성을 보장할 수 있음을 의미한다. 또한, 전류가 흐르지 않는 경우에는 기록 셀(122)의 문턱 전압이 기준 전압에 비해 큰 것을 의미하며, 이는 페이지 버퍼(110)가 기준 횟수 이상 구동되어 메모리 소자의 신뢰성을 보장할 수 없음을 의미한다. Subsequently, the controller 130 checks whether the recording cell 122 is turned on. Here, whether the write cell 122 is turned on may be confirmed by detecting whether a current flows in Vt read. When the current flows, it means that the threshold voltage of the write cell 122 is smaller than that of the reference voltage, which means that the reliability of the memory device can be guaranteed. In addition, when no current flows, the threshold voltage of the write cell 122 is larger than that of the reference voltage, which means that the page buffer 110 is driven more than the reference number of times to ensure the reliability of the memory device. .

따라서, 전류가 흐르지 않는 경우에는 해당 블록을 페일 블록으로 처리하도록 하는 것이 바람직하며, 페일 블록 처리는 페이지 버퍼(110)에 의해 수행될 수 있다. 단, 해당 블록에 기 저장된 데이터는 카피 백에 의해 타 블록으로 이동시키는 것이 바람직하며, 이후에 해당 블록은 억세스 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, when no current flows, the block may be processed as a fail block, and the fail block process may be performed by the page buffer 110. However, data previously stored in the block is preferably moved to another block by copyback, and it is preferable that the block is not accessed afterwards.

도 4는 본 발명이 적용되는 프로그램 동작 구동 회로의 프로그램 동작 구동시 인가되는 각 신호의 타이밍도이다.4 is a timing diagram of each signal applied when driving a program operation of a program operation driving circuit to which the present invention is applied.

먼저, 프로그램 동작 구동에 의해 래치 값(QA)이 '하이' 레벨로 변동되면, '하이' 레벨의 패스 신호(Pass)가 인가되어 패스 트랜지스터(121)를 턴 온시키고, 기록 셀(122)을 턴 온시킬 수 있을 정도의 기록 신호(REC)가 인가되어 기록 셀(122)을 턴 온시킨다. 이를 통해, 제어부(130)는 래치 값이 변동되었음 즉, 프로그램 동작이 구동되었음을 인지하게 된다.First, when the latch value QA is changed to a 'high' level by driving a program operation, a pass signal Pass having a 'high' level is applied to turn on the pass transistor 121 and turn on the write cell 122. A write signal REC that is capable of turning on is applied to turn on the write cell 122. Through this, the controller 130 recognizes that the latch value is changed, that is, the program operation is driven.

이어서, 패스 트랜지스터(121)가 턴 온 상태로 유지된 상태에서, '하이' 레 벨의 문턱 전압 확인을 위한 기록 신호(REC)가 인가된다. 이때, 기록 신호(REC)는 기준 전압의 레벨로 인가되며, 기록 셀(122)의 턴 온 여부에 따라 해당 메모리 셀의 프로그램 동작 구동이 기준 횟수 이상 수행되었는지를 확인할 수 있다. Subsequently, in a state where the pass transistor 121 is kept turned on, a write signal REC for applying a high voltage level threshold voltage is applied. In this case, the write signal REC is applied at the level of the reference voltage, and according to whether the write cell 122 is turned on, it may be determined whether the program operation driving of the corresponding memory cell is performed more than the reference number of times.

확인 결과, 기준 횟수 이하로 수행된 경우, 즉, 기록 셀(122)이 턴 온되는 경우에는 '로우' 레벨의 패스 신호(Pass)를 인가하여 패스 트랜지스터(121)를 턴 오프시키고, 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)를 인가하여 기록 셀(122)이 프로그램 동작을 수행하도록 한다.As a result of the check, when it is performed less than or equal to the reference number, that is, when the write cell 122 is turned on, the pass transistor 121 is turned off by applying a pass signal Pass having a 'low' level, and the program operation is performed. The write cell REC is applied to the write cell 122 to perform a program operation.

여기서, 기록 셀(122)에 인가되는 기록 신호(REC)의 상대적 크기는 도 (b)에 도시된 바와 같다. 문턱 전압 확인을 위한 기록 신호(REC)는 기록 셀에 기록된 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하기 위한 것이므로 메모리 소자의 신뢰성을 보장할 수 있는 구동 횟수에 해당하는 문턱 전압의 크기(b) 즉, 기준 전압의 레벨로 설정된다. 반면에, 기록 셀(122)의 턴온을 위한 기록 신호(REC)는 기록 동작에 따른 기록 셀(122)의 문턱 전압 증가와 상관없이 항상 기록 셀(122)을 턴온 시킬 수 있어야 한다. 따라서, 턴 온을 위한 기록 신호(REC)의 크기(a)는 문턱 전압 확인을 위한 기록 신호(REC)의 크기(b) 보다 큰 값을 가진다. 또한, 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)는 기록 셀(122) 즉, 비휘발성 메모리 셀의 프로그램 동작을 위한 것이므로 F-N 터널링이 가능한 크기를 갖게 된다. 이때, 기록 셀(122)의 턴 온을 위한 기록 신호(REC)는 기록 셀(122)의 프로그램 동작을 유발해서는 안되므로, 프로그램 동작을 위한 기록 신호(REC)의 크기(c)에 비해서는 작은 값을 갖는다.Here, the relative magnitude of the write signal REC applied to the write cell 122 is as shown in FIG. Since the write signal REC for checking the threshold voltage is for checking the number of driving of the program operation recorded in the writing cell, the magnitude (b) of the threshold voltage corresponding to the number of driving that can ensure the reliability of the memory device, that is, the reference voltage. Is set to the level of. On the other hand, the write signal REC for turning on the write cell 122 should always turn on the write cell 122 regardless of an increase in the threshold voltage of the write cell 122 according to the write operation. Accordingly, the magnitude (a) of the write signal REC for turning on has a larger value than the magnitude b of the write signal REC for checking the threshold voltage. In addition, since the write signal REC for the program operation is for the program operation of the write cell 122, that is, the nonvolatile memory cell, the write signal REC may have a size capable of F-N tunneling. At this time, since the write signal REC for turning on the write cell 122 should not induce a program operation of the write cell 122, a value smaller than the magnitude c of the write signal REC for the program operation. Has

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart showing a procedure of a program operation driving number recording method according to the first embodiment of the present invention.

페이지 버퍼(110)의 래치(113)는 메모리 셀(200)에 프로그래 데이터를 전달했는지 여부에 따라 저장되는 값이 변동된다. 따라서, 제어부(130)는 페이지 버퍼(110)의 래치 값 변동을 감지하여, 프로그램 동작의 구동을 확인한다(S510).The latch 113 of the page buffer 110 varies depending on whether program data is transferred to the memory cell 200. Therefore, the controller 130 detects the latch value variation of the page buffer 110 and confirms the driving of the program operation (S510).

프로그램 동작이 구동되면 래치 노드(QA)에 저장된 값이 '하이' 레벨로 변동되므로(S520), 제어부(130)는 래치 노드(QA)에 저장된 값이 '하이' 레벨로 변동되는 것이 감지되면, 기록 셀(122)의 문턱 전압을 통해 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수(K) 이상인지를 확인한다(S530).When the program operation is driven, the value stored in the latch node QA is changed to a 'high' level (S520), and when the controller 130 detects that the value stored in the latch node QA is changed to a 'high' level, The threshold voltage of the write cell 122 determines whether the number of program operation driving times of the memory cell is greater than or equal to the reference number K (S530).

여기서, 구동 횟수의 확인은 기록 셀(122)의 문턱 전압을 이용하여 확인할 수 있는데, 기록 셀(122)에 기준 전압 크기의 기록 신호(REC)를 인가한 후, Vt read 에서의 전류의 흐름 여부를 확인한다. Vt read에서 전류의 흐름이 감지되는 경우에는, 기록 셀(122)의 문턱 전압이 기준 전압에 비해 작은 것을 의미하므로, 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수보다 작은 것을 알 수 있다. 또하느 Vt read에서 전류의 흐름이 감지되지 않는 경우에는, 기록 셀(122)의 문턱 전압이 기준 전압보다 큰 것을 의미하므로, 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수보다 많은 것을 알 수 있다.Here, the number of driving can be confirmed by using the threshold voltage of the write cell 122. After applying the write signal REC having the reference voltage magnitude to the write cell 122, whether the current flows in Vt read. Check it. When the current flow is sensed in Vt read, it means that the threshold voltage of the write cell 122 is smaller than the reference voltage, and thus, the number of driving times of the program operation is smaller than the reference number. In addition, when the current flow is not sensed in Vt read, it means that the threshold voltage of the write cell 122 is larger than the reference voltage.

확인 결과, 메모리 셀이 기준 횟수(K) 이하로 구동된 경우, 제어부(130)는 기록 셀(122)이 프로그램 동작을 수행하도록 하여 프로그램 동작 구동을 기록한다(S540). 또한, 메모리 셀이 기준 횟수 이상 구동된 것으로 확인되는 경우에는 해 당 블록을 페일 블록으로 처리한다(S550).As a result of the check, when the memory cell is driven less than or equal to the reference number K, the controller 130 causes the recording cell 122 to perform a program operation to record the program operation drive (S540). In addition, when it is determined that the memory cell has been driven more than the reference number of times, the corresponding block is processed as a fail block (S550).

이 밖에, 프로그램 동작 구동 횟수 기록 및 기록된 프로그램 동작 구동 횟수 확인 동작의 상세한 사항은 앞의 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 동일하다.In addition, details of the program operation driving count recording and the recorded program operation driving count checking operation are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 4.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 상세 실시도이다.7 is a detailed diagram illustrating a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 프로그램 동작 구동 회로(100)는 패스 트랜지스터(121)와 기록 셀(122) 사이의 노드(B)에 연결되어 기록 트랜지스터(122)에 기록된 변동 횟수를 확인하는 확인 트랜지스터(123)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 확인 트랜지스터(123)를 더 포함함으로써, 언제든지 기록 셀(122)에 기록된 프로그램 동작 구동 횟수를 확인할 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.As shown, the program operation driving circuit 100 is connected to the node B between the pass transistor 121 and the write cell 122 to confirm the number of variations recorded in the write transistor 122. ) May be further included. In this way, by further including the confirmation transistor 123, the number of program operation driving times recorded in the write cell 122 can be checked at any time. Looking at this in more detail as follows.

제어부(130)는 기록 셀(122)에 기록된 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하고자 하는 경우, '로우' 레벨의 패스 신호(Pass)를 인가하여 패스 트랜지스터(121)를 턴 오프시킨 상태에서, '하이' 레벨의 확인 신호(CHECK)를 인가하여 확인 트랜지스터(123)를 턴 온시킨다. 이를 통해, 패스 트랜지스터(121)와 기록 셀(122) 사이의 B 노드는 '하이' 레벨로 변동된다. 단, 기록 셀(122)의 문턱 전압 확인 외의 동작시에는, 제어부(130)는 '로우' 레벨의 확인 신호(CHECK)를 인가하여 확인 트랜지스터(123)를 턴 오프 상태로 유지시킨다. When the controller 130 wants to check the number of program operation driving times recorded in the write cell 122, the controller 130 applies a high pass signal Pass to turn off the pass transistor 121. The check transistor 123 is turned on by applying a 'confirmation signal CHECK. As a result, the B node between the pass transistor 121 and the write cell 122 is changed to a 'high' level. However, in an operation other than checking the threshold voltage of the write cell 122, the controller 130 maintains the check transistor 123 in the turn-off state by applying a check signal CHECK having a 'low' level.

이어서, 제어부(130)는 기록 셀(122)의 문턱 전압 확인을 위한 기준 전압(b)의 기록 신호(REC)를 인가한 후, 기록 셀(122)이 턴온되는지 여부를 확인한다. 여 기서, 기록 셀(122)의 턴온 여부는 Vt read에 전류가 흐르는지 여부를 감지함으로써, 확인될 수 있다. Subsequently, the controller 130 applies the write signal REC of the reference voltage b for checking the threshold voltage of the write cell 122, and then checks whether the write cell 122 is turned on. Here, whether the write cell 122 is turned on may be confirmed by detecting whether a current flows in Vt read.

전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제어부(130)는 언제든지 '하이' 레벨의 확인 신호(CHECK)를 인가하여 B 노드를 '하이' 레벨로 변경시킴으로써, 프로그램 동작 구동 횟수를 확인할 수 있다. According to the second embodiment of the present invention as described above, the controller 130 checks the number of program operation driving times by applying the 'high' level confirmation signal CHECK at any time to change the B node to the 'high' level. Can be.

앞서 설명한 제1 실시예의 경우, 래치 값이 변동되면, 구동 횟수를 확인한 후에 확인 결과에 따라 기록 동작을 수행하도록 회로가 구성되었으나 이는 일 실시예에 불과한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 회로의 구성은 당업자의 의도에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 그에 따라 기록 동작 순서 또한 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 래치 값 변동시 기록 동작을 먼저 수행하고, 후에 구동 횟수 확인 동작을 수행할 수 있다. In the first embodiment described above, when the latch value is changed, the circuit is configured to perform the write operation according to the check result after confirming the number of driving, but this is only an embodiment and the present invention is not limited thereto. As described in the second embodiment, the configuration of the circuit can be variously changed according to the intention of those skilled in the art, and accordingly, the order of writing operations can also be variously changed. In other words, when the latch value changes, the write operation may be performed first, and the driving number confirmation operation may be performed later.

본 발명은 래치 값의 변동을 감지하여 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하기 위한 것으로서, 이러한 동작이 가능하다면 프로그램 동작 구동 회로의 세부적인 설계는 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있으며, 본 발명은 그러한 모든 변경을 포함한다. The present invention is to detect the change in the latch value and to record the number of driving of the program operation. If such an operation is possible, the detailed design of the program operation driving circuit can be variously changed by those skilled in the art. It includes.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로그램 동작 구동 회로에 의한 프로그램 동작 구동 횟수 확인시 인가되는 각 신호의 타이밍도이다. 6 is a timing diagram of each signal applied when checking the number of times of program operation driving by the program operation driving circuit according to the second embodiment of the present invention.

프로그램 동작 구동 횟수를 확인하고자 하는 경우, 제어부는 패스 신호(Pass)가 '로우' 레벨을 유지하는 상태에서, 확인 신호(CHECK)를 '하이' 레벨로 인가한다. 이러한 경우, 확인 트랜지스터(123)는 턴온되어 노드(B)를 '하이' 레벨로 만든다. 또한, 제어부(130)는 확인 신호(CHECK)가 '하이' 레벨로 유지되는 동안에 문턱 전압 확인을 위한 기준 전압 크기의 기록 신호(REC)를 인가하여 기록 셀(122)에 기록된 프로그램 동작 구동 횟수를 확인한다.In order to check the number of driving times of the program operation, the controller applies the confirmation signal CHECK to the 'high' level while the pass signal Pass maintains the 'low' level. In this case, the verify transistor 123 is turned on to bring the node B to a 'high' level. In addition, while the confirmation signal CHECK is maintained at the 'high' level, the controller 130 applies a write signal REC having a reference voltage magnitude for checking the threshold voltage to drive the program operation recorded in the write cell 122. Check it.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been specifically recorded in accordance with the above-described preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 상세도.1 is a detailed view of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 구성도.2 is a block diagram of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the present invention;

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 상세 실시도.3 is a detailed diagram of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로그램 동작 구동 회로의 프로그램 동작 구동시 인가되는 각 신호의 파형도.Fig. 4 is a waveform diagram of each signal applied when driving a program operation of the program operation driving circuit according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 회로의 상세 실시도.5 is a detailed diagram of a program operation driving circuit of a nonvolatile memory device according to the second embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로그램 동작 구동 회로의 구동 횟수 확인시 인가되는 각 신호의 파형도.6 is a waveform diagram of each signal applied when checking the number of times of driving of a program operation driving circuit according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법의 순서도.7 is a flowchart illustrating a method of writing a program operation driving count of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

100: 프로그램 동작 구동 회로 110: 페이지 버퍼100: program operation driving circuit 110: page buffer

111: 비트라인 선택부 112: 프리차지부111: bit line selection section 112: precharge section

113: 래치 120: 기록부113: latch 120: recording unit

121: 패스 트랜지스터 122 기록 셀121: pass transistor 122 recording cell

123: 확인 트랜지스터 130: 제어부123: check transistor 130: control unit

200: 셀 어레이200: cell array

Claims (21)

메모리 셀에 프로그램 데이터를 전달했는지의 여부에 따라 저장되는 값이 변동되는 래치를 포함하는 페이지 버퍼; 및A page buffer including a latch whose value is changed depending on whether program data is transferred to a memory cell; And 상기 래치에 저장되는 값이 변동되는 횟수를 기록하는 기록부A recording unit for recording the number of times the value stored in the latch is changed 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile memory device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기록부는,The recording unit, 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 Consisting of non-volatile memory cells 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 기록부는,The recording unit, 플로팅 게이트 전극형 비휘발성 메모리 셀, 전하트랩형 비휘발성 메모리 셀, FeRAM 또는 MRAM으로 이루어지는 Floating gate electrode type nonvolatile memory cell, charge trapped nonvolatile memory cell, FeRAM or MRAM 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 기록부는,The recording unit, 상기 래치에 저장되는 값이 변동되는 경우, 상기 비휘발성 메모리 셀에 일정량의 전하를 저장하는 When a value stored in the latch is changed, a predetermined amount of charge is stored in the nonvolatile memory cell. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기록부는,The recording unit, 상기 래치에 저장된 값의 변동 횟수를 기록하기 위한 기록 셀; 및A write cell for recording the number of variations of the value stored in the latch; And 상기 래치와 상기 기록 셀 사이에 연결되고, 상기 래치에 저장된 값의 변동 여부를 확인하여 상기 기록 셀에 상기 변동 횟수를 기록하도록 하기 위한 패스 트랜지스터A pass transistor coupled between the latch and the write cell and configured to check whether the value stored in the latch changes or not to write the change count to the write cell. 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile memory device comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기록부는,The recording unit, 상기 기록 셀 및 패스 트랜지스터를 턴 온시켜, 전류의 흐름 여부에 따라 상 기 래치에 저장된 값의 변동 여부를 확인하고,The write cell and the pass transistor are turned on to check whether the value stored in the latch is changed according to whether the current flows, 상기 패스 트랜지스터를 턴 오프시킨 상태에서, 상기 기록 셀를 턴 온시켜 상기 변동 횟수를 기록하는In the state where the pass transistor is turned off, the write cell is turned on to record the change count. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기록부는,The recording unit, 상기 패스 트랜지스터와 기록 셀 사이의 노드에 연결되며, 상기 기록 셀에 기록된 변경 횟수를 확인하고자하는 경우 턴 온되어 상기 노드를 '하이' 레벨로 변경시키는 확인 트랜지스터A confirmation transistor coupled to the node between the pass transistor and the write cell and turned on to change the node to a 'high' level when it is desired to check the number of changes written to the write cell 를 더 포함하는 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device further comprising. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기록부에 기록된 상기 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수 이상인 경우, When the number of times of program operation driving recorded in the recording unit is equal to or more than a reference number of times, 해당 블록은 페일 블록으로 처리되는The block is treated as a fail block 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기준 횟수는,The reference number of times, 상기 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 상기 페이지 버퍼의 프로그램 동작 구동 횟수인The number of program operation driving times of the page buffer to ensure the reliability of the nonvolatile memory device. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기록부가 비휘발성 메모리 셀로 이루어지는 경우,In the case where the recording section is made of a nonvolatile memory cell, 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압이 기준 전압보다 큰 값을 가지면 해당 블록은 페일 블록으로 처리되는If the threshold voltage of the nonvolatile memory cell has a value larger than a reference voltage, the corresponding block is processed as a fail block. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 기준 전압은,The reference voltage is, 상기 비휘발성 메모리 셀에 상기 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 기준 횟수만큼 전하가 저장된 경우의 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱전압인The threshold voltage of the nonvolatile memory cell when charge is stored in the nonvolatile memory cell as many times as a reference number for which the reliability of the nonvolatile memory device is guaranteed. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 페이지 버퍼는,The page buffer is 상기 블록이 페일 블록으로 처리되는 경우,If the block is treated as a fail block, 상기 페일 블록에 기 저장된 데이터를 타 블록으로 카피 백하는Copying data previously stored in the fail block to another block 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 블록이 페일 블록으로 처리되는 경우,If the block is treated as a fail block, 상기 페일 블록은 억세스 되지 않도록 하는 To prevent the fail block from being accessed. 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile Memory Device. 메모리 셀에 프로그램 데이터를 전달했는지 여부에 따라 저장되는 값이 변동되는 래치를 포함하는 페이지 버퍼의 래치 값 변동을 감지하는 단계;Detecting a change in a latch value of a page buffer including a latch in which a stored value is changed according to whether program data is transferred to a memory cell; 상기 래치 값이 변동되는 경우, 일정량의 전하를 비휘발성 메모리 셀에 저장시켜 상기 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수를 기록하는 단계; 및When the latch value is changed, storing a predetermined amount of charge in a nonvolatile memory cell to record the number of times of driving of a program operation of the memory cell; And 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압을 통해, 상기 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하는 단계Determining a number of driving times of a program operation of the memory cell based on the threshold voltage of the nonvolatile memory cell 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.And a program operation driving count of the nonvolatile memory device. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 프로그램 동작 구동 횟수 확인 단계는,The checking of the program operation driving count may include: 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱 전압이 기준 전압보다 큰 값을 가지면, 상기 비휘발성 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수 이상인 것으로 확인하는When the threshold voltage of the nonvolatile memory cell has a value larger than a reference voltage, it is determined that the number of times of driving of the program operation of the nonvolatile memory cell is greater than or equal to the reference number. 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.A method of recording a program operation driving count of a nonvolatile memory device. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 기준 횟수는,The reference number of times, 상기 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성이 보장되는 프로그램 동작 구동 횟수이고,A number of program operation driving times for which the reliability of the nonvolatile memory device is guaranteed; 상기 기준 전압은,The reference voltage is, 상기 비휘발성 메모리 셀에, 상기 기준 횟수만큼 전하가 저장된 경우의 상기 비휘발성 메모리 셀의 문턱전압인The threshold voltage of the nonvolatile memory cell when charge is stored in the nonvolatile memory cell the reference number of times. 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.A method of recording a program operation driving count of a nonvolatile memory device. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 비휘발성 메모리 소자는,The nonvolatile memory device, 상기 래치의 일측 노드에 연결되어, 상기 래치에 저장된 값의 변동 여부를 확인하는 패스 트랜지스터 및 상기 변동 횟수를 기록하는 기록 셀를 포함하고,A pass transistor connected to one node of the latch to check whether a value stored in the latch is changed, and a write cell to record the variation number; 상기 프로그램 동작 구동 횟수 확인 단계는,The checking of the program operation driving count may include: 상기 패스 트랜지스터를 턴 오프시킨 상태에서, 상기 기록 셀의 문턱 전압을 측정하여 상기 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하는In the state where the pass transistor is turned off, the threshold voltage of the write cell is measured to determine the number of driving times of the program operation. 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.A method of recording a program operation driving count of a nonvolatile memory device. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 비휘발성 메모리 소자는,The nonvolatile memory device, 상기 래치의 일측 노드에 연결되어, 상기 래치에 저장된 값의 변동 여부를 확인하는 패스 트랜지스터, 상기 변동 횟수를 기록하는 기록 셀 및 상기 패스 트랜지스터와 기록 셀 사이의 노드에 연결되어 상기 기록 셀에 기록된 변동 횟수를 확인하는 확인 트랜지스터를 포함하고, A pass transistor connected to one node of the latch to check whether a value stored in the latch is changed, a write cell for recording the change count, and a node connected between the pass transistor and the write cell and written to the write cell. A check transistor for checking the number of changes, 상기 프로그램 동작 구동 횟수 확인 단계는,The checking of the program operation driving count may include: 상기 패스 트랜지스터를 턴 오프시키고, 상기 확인 트랜지스터를 턴 온 시킨 상태에서, 상기 기록 셀의 문턱 전압을 측정하여 상기 프로그램 동작 구동 횟수를 확인하는In the state where the pass transistor is turned off and the check transistor is turned on, the threshold voltage of the write cell is measured to confirm the program operation driving count. 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.A method of recording a program operation driving count of a nonvolatile memory device. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 프로그램 동작 구동 횟수 확인 단계 후에,After the step of checking the program operation driving count, 확인 결과, 상기 메모리 셀의 프로그램 동작 구동 횟수가 기준 횟수 이상이면, 해당 블록을 페일 블록으로 처리하는 단계If the number of program operation driving times of the memory cell is greater than or equal to the reference number, the processing of the corresponding block as a fail block; 를 더 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.The method of claim 1, further comprising a program operation driving time of the nonvolatile memory device. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 기준 횟수는,The reference number of times, 상기 비휘발성 메모리 소자의 신뢰성을 보장할 수 있는 프로그램 동작 구동 횟수인The number of program operation driving times that can guarantee the reliability of the nonvolatile memory device. 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.A method of recording a program operation driving count of a nonvolatile memory device. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 페일 블록 처리 단계 후에,After the fail block processing step, 상기 페일 블록에 기 저장된 데이터를 타 블록으로 카피 백하는 단계Copying data previously stored in the fail block into another block; 를 더 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작 구동 횟수 기록 방법.The method of claim 1, further comprising a program operation driving time of the nonvolatile memory device.
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