KR20230068234A - Nonvolatile memory device having multi-stack memory block and method for operating thereof - Google Patents
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Abstract
멀티 스택 메모리 블록을 갖는 불휘발성 메모리 장치 및 그것의 동작 방법이 개시된다. 불휘발성 메모리 장치는 수직 방향으로 배치되는 복수의 메모리 스택들로 분할되는 메모리 셀 어레이 및 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 제어 회로를 포함하고, 복수의 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역들이 배치되고, 복수의 메모리 스택들 각각의 워드라인들에는 채널 홀이 관통된다. 제어 회로는 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하고, 인터-스택 워드라인들의 채널 홀의 크기에 따라 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들 또는 접지 전압을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어한다.A nonvolatile memory device having a multi-stack memory block and an operating method thereof are disclosed. A nonvolatile memory device includes a memory cell array divided into a plurality of memory stacks arranged in a vertical direction and a control circuit performing a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks, and an inter-stack region between the plurality of memory stacks. are disposed, and channel holes are passed through word lines of each of the plurality of memory stacks. The control circuit provides inter-stack word lines with some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks, and inter-stack the inter-stack word lines according to the size of the channel hole of the inter-stack word lines. Setup times for applying a pass voltage to word lines or recovery times for applying a ground voltage are differently controlled.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메모리 스택들 사이의 스택간 영역에 인접한 워드라인들의 동작 시점들을 서로 다르게 제어하여 채널 전위를 균등화하는 멀티 스택 메모리 블록을 갖는 비휘발성 메모리 장치 및 비휘발성 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly, to a non-volatile memory device having a multi-stack memory block equalizing channel potential by differently controlling operation times of word lines adjacent to an inter-stack region between memory stacks. and a method of operating a non-volatile memory device.
반도체 칩들을 사용하는 시스템은, 시스템 내 호스트에 의해 사용되는 데이터나 인스트럭션들을 저장하기 위하여 및/또는 컴퓨터 동작(computational operation)을 수행하기 위하여, 시스템의 동작 메모리 또는 메인 메모리로서 DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 널리 사용하고, 저장 매체로서 스토리지 장치를 사용한다. 스토리지 장치는 불휘발성 메모리를 포함한다. 스토리지 장치의 용량이 증가함에 따라, 불휘발성 메모리의 기판에 적층되는 메모리 셀들 및 워드라인들의 개수들이 증가하고 있고 메모리 셀에 저장되는 데이터의 비트들의 개수도 증가하고 있다. 메모리의 저장 용량 및 집적도를 향상시키기 위하여, 메모리 셀들을 3차원 구조로 적층하는 불휘발성 메모리 장치, 예컨대 3D 낸드 플래시 메모리 장치가 연구되고 있다.A system using semiconductor chips is a dynamic random access memory (DRAM) used as an operation memory or main memory of the system to store data or instructions used by a host in the system and/or to perform a computational operation. ) is widely used, and a storage device is used as a storage medium. The storage device includes non-volatile memory. As the capacity of a storage device increases, the number of memory cells and word lines stacked on a nonvolatile memory substrate increases, and the number of bits of data stored in a memory cell also increases. In order to improve the storage capacity and integration of a memory, a nonvolatile memory device in which memory cells are stacked in a three-dimensional structure, such as a 3D NAND flash memory device, has been studied.
3D 낸드 플래시 메모리 장치는 기판에 대해 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 멀티 스택 메모리 블록 구조로 형성할 수 있다. 멀티 스택 메모리 블록 구조는 워드라인들에 해당하는 게이트 라인들이 형성된 메모리 스택들이 적층되고 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역(inter-stack portion)을 포함할 수 있다. 이 때, 스택간 영역은 제조 공정상 메모리 스택의 게이트 라인들 사이의 길이보다 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 스택간 영역은 각 셀 스트링의 채널 영역에 포함되기 때문에, 스택간 영역에서도 채널 전위(potential) 또는 채널 전압이 균등(equalizing)할 것이 요구된다. 스택간 영역에서 채널 전위가 균등하지 않으면, 프로그램 동작 또는 읽기 동작에서 워드라인들에 의한 채널 부스팅이 일어날 때 핫 캐리어 인젝션(hot carrier injection, HCI)이 발생되는 문제점이 있다.In a 3D NAND flash memory device, a memory cell array including a plurality of cell strings each disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction with respect to a substrate may be formed in a multi-stack memory block structure. The multi-stack memory block structure may include memory stacks having gate lines corresponding to word lines stacked and an inter-stack portion between the memory stacks. In this case, the inter-stack region may be formed to be relatively longer than the length between the gate lines of the memory stack due to a manufacturing process. Since the inter-stack region is included in the channel region of each cell string, equalizing channel potential or channel voltage is required in the inter-stack region as well. If channel potentials are not uniform in the inter-stack region, there is a problem in that hot carrier injection (HCI) occurs when channel boosting by word lines occurs in a program operation or a read operation.
이에 따라, 메모리 스택들 사이 스택간 영역의 채널 전위를 균등화하는 방법이 요구된다.Accordingly, a method of equalizing a channel potential of an inter-stack region between memory stacks is required.
본 발명의 목적은 메모리 스택들 사이 스택간 영역에 인접한 워드라인들의 동작 시점들을 서로 다르게 제어하여 채널 전위를 균등화하는 멀티 스택 메모리 블록을 갖는 비휘발성 메모리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device having a multi-stack memory block and an operating method thereof, which equalize channel potentials by differently controlling operation times of word lines adjacent to an inter-stack region between memory stacks.
본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치는, 복수의 메모리 셀들이 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 메모리 셀 어레이는 상기 수직 방향으로 배치되는 복수의 메모리 스택들로 분할되고, 상기 복수의 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역들이 배치되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각에는 상기 복수의 메모리 셀들의 워드라인들이 상기 수직 방향으로 적층되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들에는 채널 홀이 관통되고; 및 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 상기 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하고, 상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 제어 회로를 포함하고, 상기 패스 전압은 상기 복수의 메모리 셀들이 항상 턴온될 수 있는 전압으로 설정된다.A nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention includes a memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are respectively disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction, the memory cell array is divided into a plurality of memory stacks disposed in the vertical direction, inter-stack regions are disposed between the plurality of memory stacks, and word lines of the plurality of memory cells are arranged in each of the plurality of memory stacks in the vertical direction. direction, and a channel hole passes through the word lines of each of the plurality of memory stacks; and providing some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks as inter-stack word lines, and according to sizes of the channel holes of the inter-stack word lines, the and a control circuit performing channel voltage equalization of the plurality of memory stacks while differently controlling set-up points in which pass voltages are applied to inter-stack word lines, wherein the pass voltage is such that the plurality of memory cells are always turned on. set to a voltage that can be
본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법은, 복수의 메모리 셀들이 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 복수의 메모리 스택들로 분할하는 단계, 상기 복수의 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역들이 배치되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각에는 상기 복수의 메모리 셀들의 워드라인들이 상기 수직 방향으로 적층되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들에는 채널 홀이 관통되고; 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 상기 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하는 단계; 및 상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 패스 전압은 상기 복수의 메모리 셀들이 항상 턴온될 수 있는 전압으로 설정된다.A method of operating a nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention includes a memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction, respectively. Dividing into memory stacks, inter-stack regions are disposed between the plurality of memory stacks, word lines of the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction on each of the plurality of memory stacks, and the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction. A channel hole passes through the word lines of each of the memory stacks of; providing some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks as inter-stack word lines; and performing a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks while differently controlling setup times for applying pass voltages to the inter-stack word lines according to sizes of the channel holes of the inter-stack word lines. , the pass voltage is set to a voltage at which the plurality of memory cells are always turned on.
본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법은, 복수의 메모리 셀들이 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 복수의 메모리 스택들로 분할하는 단계, 상기 복수의 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역들이 배치되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각에는 상기 복수의 메모리 셀들의 워드라인들이 상기 수직 방향으로 적층되고, 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들에는 채널 홀이 관통되고; 상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 상기 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하는 단계; 및 상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 리커버리 전압을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계를 포함한다.A method of operating a nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention includes a memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction, respectively. Dividing into memory stacks, inter-stack regions are disposed between the plurality of memory stacks, word lines of the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction on each of the plurality of memory stacks, and the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction. A channel hole passes through the word lines of each of the memory stacks of; providing some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks as inter-stack word lines; and performing a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks while differently controlling recovery time points for applying recovery voltages to the inter-stack word lines according to sizes of the channel holes of the inter-stack word lines. .
본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치 및 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법은, 메모리 스택들 사이 스택간 영역에 인접한 워드라인들의 동작 시점들을 서로 다르게 제어하여 채널 전위를 균등화함으로써, 프로그램 동작 및 읽기 동작 성능을 향상시킬 수 있다.A nonvolatile memory device and a method of operating the nonvolatile memory device according to the present invention improve program operation performance and read operation performance by equalizing channel potential by differently controlling operation times of word lines adjacent to an inter-stack region between memory stacks. can improve
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메모리 블록을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 메모리 블록에 포함되는 스택간 영역의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6는 도 4의 메모리 블록의 등가 회로도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 메모리 셀들에 기입 데이터가 기입된 때의 문턱 전압 산포를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 바이어스 조건을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 도 4의 메모리 블록에 포함되는 스택간 영역의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 도 7에 도시된 메모리 셀들의 문턱 전압 산포와 관련되는 읽기 동작을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 읽기 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 블록을 설명하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치를 포함하는 시스템을 나타내는 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a memory system according to example embodiments.
2 is a block diagram illustrating a memory device according to example embodiments.
3 is a diagram illustrating the structure of a memory device according to example embodiments.
4 is a perspective view illustrating a memory block according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an inter-stack area included in the memory block of FIG. 4 .
FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the memory block of FIG. 4 .
FIG. 7 illustratively illustrates a threshold voltage distribution when write data is written to the memory cells shown in FIG. 6 .
8 is a diagram illustrating program bias conditions according to embodiments of the present invention.
9A and 9B are diagrams for explaining program operations according to embodiments of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another exemplary embodiment of an inter-stack area included in the memory block of FIG. 4 .
11 is a diagram for explaining a program operation according to embodiments of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of operating a nonvolatile memory device according to example embodiments.
FIG. 13 is a diagram explaining a read operation related to threshold voltage distribution of the memory cells shown in FIG. 7 .
14 is a diagram for explaining a read operation according to example embodiments.
15 is a diagram illustrating a memory block according to another exemplary embodiment of the present invention.
16 is a block diagram illustrating a system including a nonvolatile memory device according to example embodiments.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 시스템(100)을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a
도 1을 참조하면, 메모리 시스템(100)은 메모리 콘트롤러(110)와 적어도 하나의 메모리 장치(120)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 메모리 시스템(100)에 포함되는 개념적인 다수의 하드웨어 구성이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 다른 구성들도 가능하다. 메모리 콘트롤러(110)는 호스트로부터의 기입 요청에 응답하여 메모리 장치(120)에 데이터를 기입하도록 메모리 장치(120)를 제어하거나, 또는 호스트로부터의 읽기 요청에 응답하여 메모리 장치(120)에 저장된 데이터를 독출하도록 메모리 장치(120)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
일부 실시예들에서, 메모리 시스템(100)은 전자 장치에 내장되는(embedded) 내장(internal) 메모리일 수 있다. 예를 들어, 메모리 시스템(100)은 임베디드 UFS(Universal Flash Storage) 메모리 장치, eMMC(embedded Multi-Media Card), 또는 SSD(Solid State Drive)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 시스템(100)은 전자 장치에 착탈 가능한 외장(external) 메모리일 수 있다. 예를 들어, 메모리 시스템(100)은 UFS 메모리 카드, CF(Compact Flash), SD(Secure Digital), Micro-SD(Micro Secure Digital), Mini-SD(Mini Secure Digital), xD(extreme Digital) 및 Memory Stick 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments, the
메모리 장치(120)는 메모리 콘트롤러(110)의 제어에 따라 소거, 프로그램 또는 독출 동작 등을 수행할 수 있다. 메모리 장치(120)는 입출력 라인을 통해 메모리 콘트롤러(110)로부터 커맨드(CMD)와 어드레스(ADDR)를 수신하고. 메모리 콘트롤러(110)와 프로그램 동작 또는 읽기 동작을 위한 데이터(DATA)를 송수신한다. 또한, 메모리 장치(120)는 제어 라인을 통해 제어 신호(CTRL)를 수신할 수 있다. 메모리 장치(120)는 메모리 셀 어레이(122)와 제어 회로(124)를 포함할 수 있다.The
메모리 셀 어레이(122)는 복수의 메모리 블록들을 포함하고, 복수의 메모리 블록들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 복수의 메모리 셀들은 플래쉬 메모리 셀들일 수 있다. 이하에서는, 복수의 메모리 셀들이 낸드(NAND) 플래쉬 메모리 셀들인 경우를 예로 하여 본 발명의 실시예들을 상술하기로 한다. 메모리 셀 어레이(122)는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 3차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있으며, 이에 대해 도 3 내지 도 6를 참조하여 상술하기로 한다.The
3차원 메모리 셀 어레이는 실리콘 기판 위에 배치되는 활성 영역과, 메모리 셀들의 동작과 관련된 회로로서 상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에 형성된 회로를 가지는 메모리 셀 어레이들의 적어도 하나의 물리적 레벨에 모놀리식으로 형성된다. 상기 용어 "모놀리식"은 상기 어레이를 구성하는 각 레벨의 층들이 상기 어레이 중 각 하부 레벨의 층들의 바로 위에 적층되어 있음을 의미한다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에서, 3차원 메모리 셀 어레이는 적어도 하나의 메모리 셀이 다른 메모리 셀의 위에 위치하도록 수직 방향으로 배치된 셀 스트링들을 포함한다. 상기 적어도 하나의 메모리 셀은 전하 트랩층을 포함할 수 있다. 미국 특허공개공보 제7,679,133호, 미국 특허공개공보 제8,553,466호, 미국 특허공개공보 제8,654,587호, 미국 특허공개공보 제8,559,235호, 및 미국 특허출원공개공보 제2011/0233648호는 3차원 메모리 어레이가 복수 레벨로 구성되고 워드라인들 및/또는 비트라인들이 레벨들 간에 공유되어 있는 3차원 메모리 어레이에 대한 적절한 구성들을 상술하는 것들로서, 본 명세서에 인용 형식으로 결합된다.A three-dimensional memory cell array is monolithically formed on at least one physical level of memory cell arrays having an active region disposed over a silicon substrate and circuitry associated with operation of the memory cells formed on or within the substrate. do. The term "monolithic" means that the layers of each level of the array are stacked directly on top of the layers of each lower level of the array. In one embodiment according to the technical idea of the present invention, a 3D memory cell array includes cell strings arranged in a vertical direction such that at least one memory cell is located above another memory cell. The at least one memory cell may include a charge trap layer. U.S. Patent Publication No. 7,679,133, U.S. Patent Publication No. 8,553,466, U.S. Patent Publication No. 8,654,587, U.S. Patent Publication No. 8,559,235, and U.S. Patent Application Publication No. 2011/0233648 disclose that a three-dimensional memory array has a plurality of Those reciting suitable configurations for a three-dimensional memory array that is made up of levels and where wordlines and/or bitlines are shared between the levels, incorporated herein by reference.
메모리 셀 어레이(122) 내 메모리 블록은, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판에 대해 수직 방향으로 적층된 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)을 포함할 수 있다. 제1 메모리 스택(ST1)과 제2 메모리 스택(ST2) 사이에는 스택간 영역(inter-stack portion, INT-ST)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 메모리 블록은, 도 15에 도시된 바와 같이, 3개 이상의 메모리 스택들(ST1, ST2, ST3)을 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 4 , a memory block in the
제어 회로(124)는 메모리 콘트롤러(110)로부터의 프로그램 커맨드에 따라 3차원 메모리 셀 어레이(122)의 기판으로부터 동일한 위치에 인접하게 배치되는 어느 페이지의 메모리 셀들의 문턱 전압들이 복수의 목표 상태들을 갖도록 프로그램 동작을 수행할 수 있다. 프로그램 동작은 프로그램 전압의 전압 증가분을 기반으로 프로그램 루프들에 의해 수행되고, 프로그램 루프들 각각은 프로그램 구간과 검증 구간을 포함할 수 있다. 제어 회로(124)는 메모리 콘트롤러(110)로부터의 읽기 커맨드에 따라 3차원 메모리 셀 어레이(122)에 포함된 메모리 셀들 중 선택된 메모리 셀에 대하여 읽기 동작을 수행할 수 있다.The
제어 회로(124)는 인터-스택 워드라인 관리부(129)를 포함할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 불휘발성 메모리 장치(120)의 제조 공정 단계에서 정의된 스택간 영역(INT-ST)들에 인접한 워드라인들 일부에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 저장할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 셀 어레이(122) 내 복수의 메모리 스택들 각각의 워드라인들 중에서 스택간 영역(INT-ST)들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 결정할 수 있다.The
실시예에 따라, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들의 채널 홀의 크기에 따라 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 패스 전압으로 셋업할 때, 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다.According to an embodiment, the inter-stack word
실시예에 따라, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들의 채널 홀의 크기에 따라 인터-스택 워드라인들에 리커버리 전압을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 리커버리 전압으로 리커버리할 때, 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 먼저 리커버리하고 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다.Depending on the embodiment, the inter-stack word
도 1의 예에서는 인터-스택 워드라인 관리부(129)가 제어 회로(124) 내에 구비된 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시예에 따른 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제어 회로(124) 외부에 별개의 구성 요소로서 구현될 수도 있을 것이다.In the example of FIG. 1 , the inter-stack
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치(120)를 설명하는 블록도이다. 도 2에서는 플래시 메모리 장치의 개략적인 구성을 보여준다. 도 2에 도시된 플래시 메모리 장치의 구성은 예로서 제공되며, 반드시 실제의 플래시 메모리 장치 구성은 아니라는 것을 밝혀둔다. 또한, 도 2에 도시된 예시적인 플래시 메모리 장치의 구성은 본 개시 내용에 대한 제한을 나타내거나 암시하지 않는다. 설명의 편의를 위하여, 메모리 장치(120)는 플래시 메모리 장치(120)로 혼용될 수 있다.2 is a block diagram illustrating a
도 1 및 도 2를 참조하면, 메모리 장치(120)는 메모리 셀 어레이(122), 로우 디코더(394), 제어 회로(124), 페이지 버퍼부(393), 입출력 회로부(126) 그리고 전압 생성부(127)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 메모리 장치(120)는 입출력 인터페이스를 더 포함할 수 있다.1 and 2, the
메모리 셀 어레이(122)는 워드라인들(WL), 스트링 선택 라인들(SSL), 접지 선택 라인들(GSL) 및 비트라인들(BL)에 연결될 수 있다. 메모리 셀 어레이(122)는 워드라인들(WL), 스트링 선택 라인들(SSL) 및 접지 선택 라인들(GSL)을 통해 로우 디코더(394)에 연결되고, 비트라인들(BL)을 통해 페이지 버퍼부(393)에 연결될 수 있다. 메모리 셀 어레이(122)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKn)을 포함할 수 있다.The
각 메모리 블록(BLK1~BLKn)은 복수의 메모리 셀들 및 복수의 선택 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 메모리 셀들은 워드라인들(WL)에 연결되고, 선택 트랜지스터들은 스트링 선택 라인들(SSL) 또는 접지 선택 라인들(GSL)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들 각각은 하나 또는 그 이상의 비트들을 저장할 수 있으며, 일 예로서 각 메모리 셀은 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell, MLC), 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell, TLC) 또는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell, QLC)에 해당할 수 있다.Each memory block BLK1 to BLKn may include a plurality of memory cells and a plurality of selection transistors. Memory cells may be connected to word lines WL, and select transistors may be connected to string select lines SSL or ground select lines GSL. Each of the memory cells may store one or more bits, and as an example, each memory cell may be a multi level cell (MLC), triple level cell (TLC), or quad level cell (Quad Level Cell). , QLC).
로우 디코더(394)는 복수의 스트링 선택 라인(SSL), 복수의 워드라인들(WL) 및 복수의 접지 선택 라인(GSL)을 통해 메모리 셀 어레이(122)와 연결될 수 있다. 프로그램 동작 또는 읽기 동작시, 로우 디코더(394)는 제어 회로(124)로부터 제공되는 로우 어드레스(R_ADDR)에 기초하여 복수의 워드라인들(WL) 중의 하나를 선택 워드라인으로 결정하고, 나머지 워드라인들을 비선택 워드라인들로 결정할 수 있다. 또한, 프로그램 동작 또는 읽기 동작시, 로우 디코더(394)는 제어 회로(124)로부터 제공되는 로우 어드레스(R_ADDR)에 기초하여 복수의 스트링 선택 라인들(SSL) 중의 하나를 선택 스트링 선택 라인으로 결정하고, 나머지 스트링 선택 라인들을 비선택 스트링 선택 라인들로 결정할 수 있다.The
제어 회로(124)는 메모리 콘트롤러(110)에서 전송되는 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)에 기초하여, 메모리 셀 어레이(122)에 대한 프로그램, 읽기 및 소거 동작을 수행하기 위한 각종 내부 제어 신호를 출력할 수 있다. 제어 회로(124)는 로우 디코더(394)에 로우 어드레스(R_ADDR)를 제공할 수 있고, 입출력 회로부(126)에 칼럼 어드레스를 제공할 수 있고, 전압 생성부(127)에 전압 제어 신호(CTRL_VOL)를 제공할 수 있다.The
페이지 버퍼부(393)는 동작 모드에 따라 기입 드라이버로서 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 읽기 동작시, 페이지 버퍼부(393)는 제어 회로(124)의 제어에 따라 선택된 메모리 셀의 비트라인(BL)을 센싱할 수 있다. 센싱된 데이터는 페이지 버퍼부(393) 내부에 구비되는 래치들에 저장될 수 있다. 페이지 버퍼부(393)는 제어 회로(124)의 제어에 따라 래치들에 저장된 데이터를 데이터 라인(DL)을 통해 입출력 회로부(126)로 전달할 수 있다.The
데이터 입출력 회로부(126)는 데이터 라인들(DL)을 통해 페이지 버퍼부(393)와 연결될 수 있다. 프로그램 동작시, 데이터 입출력 회로부(126)는 메모리 콘트롤러(110)로부터 프로그램 데이터를 수신하고, 제어 회로(124)로부터 제공되는 칼럼 어드레스에 기초하여 프로그램 데이터를 페이지 버퍼부(393)에 제공할 수 있다. 읽기 동작시, 데이터 입출력 회로부(126)는 제어 회로(124)로부터 제공되는 컬럼 어드레스에 기초하여 페이지 버퍼부(393)에 저장된 독출 데이터를 메모리 콘트롤러(110)에 제공할 수 있다.The data input/
전압 생성부(127)는 전압 제어 신호(CTRL_VOL)를 기초로 하여 메모리 셀 어레이(122)에 대한 프로그램, 읽기 및 소거 동작을 수행하기 위한 다양한 종류의 전압들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 전압 생성부(127)는 워드라인 전압(VWL), 예를 들어, 프로그램 전압, 검증 전압, 읽기 전압, 패스 전압, 소거 전압, 소거 검증 전압 등을 생성할 수 있다.The
제어 회로(124)는 인터-스택 워드라인 관리부(129)를 포함할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 메모리 스택들 사이 스택간 영역에 인접한 워드라인들의 동작 시점들을 서로 다르게 제어하도록 구성될 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 제어하거나 관리하기 위한 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합 방식으로 구현되는 것을 통칭한다. 이하의 실시예에서는 인터-스택 워드라인 관리부(129)가 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 스택들의 워드라인들 중에서 스택간 영역에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하고 인터-스택 워드라인들을 제어하는 것으로 설명될 것이나, 본 발명의 실시예들은 이에 국한될 필요가 없다. 예컨대, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제어 로직 회로(220) 내에 구비되는 구성에 해당하고, 제어 로직 회로(220)가 인터-스택 워드라인들을 제어하는 것으로 설명되어도 무방할 것이다.The
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구조를 설명하는 도면(diagram)이다.3 is a diagram illustrating the structure of a memory device according to example embodiments.
도 3을 참조하면, 메모리 장치(120)는 C2C(chip to chip) 구조일 수 있다. C2C 구조는 제1 웨이퍼 상에 셀 영역(CELL)을 포함하는 상부 칩을 제작하고, 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼 상에 주변 회로 영역(PERI)을 포함하는 하부 칩을 제작한 후, 상부 칩과 하부 칩을 본딩(bondng) 방식에 의해 서로 연결하는 것을 의미할 수 있다. 일례로, 본딩 방식은 상부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈과 하부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈을 서로 전기적으로 연결하는 방식을 의미할 수 있다. 예컨대, 본딩 메탈이 구리(Cu)로 형성된 경우, 본딩 방식은 Cu-Cu 본딩 방식일 수 있으며, 본딩 메탈은 알루미늄(Al) 혹은 텅스텐(W)으로도 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
메모리 장치(120)의 주변 회로 영역(PERI)과 셀 영역(CELL) 각각은 외부 패드 본딩 영역(PA), 워드라인 본딩 영역(WLBA), 및 비트라인 본딩 영역(BLBA)을 포함할 수 있다.Each of the peripheral circuit area PERI and the cell area CELL of the
주변 회로 영역(PERI)은 제1 기판(210), 층간 절연층(215), 제1 기판(210)에 형성되는 복수의 회로 소자들(220a, 220b, 220c), 복수의 회로 소자들(220a, 220b, 220c) 각각과 연결되는 제1 메탈층(230a, 230b, 230c), 제1 메탈층(230a, 230b, 230c) 상에 형성되는 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 메탈층(230a, 230b, 230c)은 상대적으로 전기적 비저항이 높은 텅스텐으로 형성될 수 있고, 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)은 상대적으로 전기적 비저항이 낮은 구리로 형성될 수 있다.The peripheral circuit region PERI includes a
본 명세서에서는 제1 메탈층(230a, 230b, 230c)과 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)만 도시되고 설명되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 메탈층(240a, 240b, 240c) 상에 적어도 하나 이상의 메탈층이 더 형성될 수도 있다. 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)의 상부에 형성되는 하나 이상의 메탈층 중 적어도 일부는, 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)을 형성하는 구리보다 더 낮은 전기적 비저항을 갖는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. In this specification, only the
층간 절연층(215)은 복수의 회로 소자들(220a, 220b, 220c), 제1 메탈층(230a, 230b, 230c), 및 제2 메탈층(240a, 240b, 240c)을 커버하도록 제1 기판(210) 상에 배치되며, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.The interlayer insulating
워드라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(240b) 상에 하부 본딩 메탈(271b, 272b)이 형성될 수 있다. 워드라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(271b, 272b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(371b, 372b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 하부 본딩 메탈(271b, 272b)과 상부 본딩 메탈(371b, 372b)은 알루미늄, 구리, 혹은 텅스텐 등으로 형성될 수 있다.
셀 영역(CELL)은 적어도 하나의 메모리 블록을 제공할 수 있다. 셀 영역(CELL)은 제2 기판(310)과 공통 소스 라인(320)을 포함할 수 있다. 제2 기판(310) 상에는, 제2 기판(310)의 상면에 수직하는 방향(Z축 방향)을 따라 복수의 워드라인들(331-338; 330)이 적층될 수 있다. 워드라인들(330)의 상부 및 하부 각각에는 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인이 배치될 수 있으며, 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인 사이에 복수의 워드라인들(330)이 배치될 수 있다.The cell area CELL may provide at least one memory block. The cell region CELL may include the
비트라인 본딩 영역(BLBA)에서, 채널 구조체(CH)는 제2 기판(310)의 상면에 수직하는 방향(Z축 방향)으로 연장되어 워드라인들(330), 스트링 선택 라인들, 및 접지 선택 라인을 관통할 수 있다. 채널 구조체(CH)는 데이터 저장층, 채널층, 및 매립 절연층 등을 포함할 수 있으며, 채널층은 제1 메탈층(350c) 및 제2 메탈층(360c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 메탈층(350c)은 비트라인 컨택일 수 있고, 제2 메탈층(360c)은 비트라인일 수 있다. 일 실시예에서, 비트라인(360c)은 제2 기판(310)의 상면에 평행한 제1 방향(Y축 방향)을 따라 연장될 수 있다.In the bit line bonding area BLBA, the channel structure CH extends in a direction (Z-axis direction) perpendicular to the top surface of the
도 3에 도시한 일 실시예에서, 채널 구조체(CH)와 비트라인(360c) 등이 배치되는 영역이 비트라인 본딩 영역(BLBA)으로 정의될 수 있다. 비트라인(360c)은 비트라인 본딩 영역(BLBA)에서 주변 회로 영역(PERI)에서 페이지 버퍼부(393)를 제공하는 회로 소자들(220c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 비트라인(360c)은 주변 회로 영역(PERI)에서 상부 본딩 메탈(371c, 372c)과 연결되며, 상부 본딩 메탈(371c, 372c)은 페이지 버퍼부(393)의 회로 소자들(220c)에 연결되는 하부 본딩 메탈(271c, 272c)과 연결될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 3 , an area where the channel structure CH and the
워드라인 본딩 영역(WLBA)에서, 워드라인들(330)은 제 1 방향(Y축 방향)에 수직하면서 제2 기판(310)의 상면에 평행한 제2 방향(X축 방향)을 따라 연장될 수 있으며, 복수의 셀 컨택 플러그들(341-347; 340)와 연결될 수 있다. 워드라인들(330)과 셀 컨택 플러그들(340)은, 제2 방향을 따라 워드라인들(330) 중 적어도 일부가 서로 다른 길이로 연장되어 제공하는 패드들에서 서로 연결될 수 있다. 워드라인들(330)에 연결되는 셀 컨택 플러그들(340)의 상부에는 제1 메탈층(350b)과 제2 메탈층(360b)이 차례로 연결될 수 있다. 셀 컨택 플러그들(340)은 워드라인 본딩 영역(WLBA)에서 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(371b, 372b)과 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(271b, 272b)을 통해 주변 회로 영역(PERI)과 연결될 수 있다.In the word line bonding area WLBA, the word lines 330 extend along a second direction (X-axis direction) perpendicular to the first direction (Y-axis direction) and parallel to the upper surface of the
셀 컨택 플러그들(340)은 주변 회로 영역(PERI)에서 로우 디코더(394)를 제공하는 회로 소자들(220b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 로우 디코더(394)를 형성하는 회로 소자들(220b)의 동작 전압은, 페이지 버퍼부(393)를 형성하는 회로 소자들(220c)의 동작 전압과 다를 수 있다. 일례로, 페이지 버퍼부(393)를 형성하는 회로 소자들(220c)의 동작 전압이 로우 디코더(394)를 형성하는 회로 소자들(220b)의 동작 전압보다 클 수 있다.The cell contact plugs 340 may be electrically connected to the
외부 패드 본딩 영역(PA)에는 공통 소스 라인 컨택 플러그(380)가 배치될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(380)는 금속, 금속 화합물, 또는 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 형성되며, 공통 소스 라인(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(380) 상부에는 제1 메탈층(350a)과 제2 메탈층(360a)이 차례로 적층될 수 있다. 일례로, 공통 소스 라인 컨택 플러그(380), 제1 메탈층(350a), 및 제2 메탈층(360a)이 배치되는 영역은 외부 패드 본딩 영역(PA)으로 정의될 수 있다.A common source
한편 외부 패드 본딩 영역(PA)에는 입출력 패드들(205, 305)이 배치될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 기판(210)의 하부에는 제1 기판(210)의 하면을 덮는 하부 절연막(201) 이 형성될 수 있으며, 하부 절연막(201) 상에 제1 입출력 패드(205)가 형성될 수 있다. 제1 입출력 패드(205)는 제1 입출력 컨택 플러그(203)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(220a, 220b, 220c) 중 적어도 하나와 연결되며, 하부 절연막(201)에 의해 제1 기판(210)과 분리될 수 있다. 또한, 제1 입출력 컨택 플러그(203)와 제1 기판(210) 사이에는 측면 절연막이 배치되어 제1 입출력 컨택 플러그(203)와 제1 기판(210)을 전기적으로 분리할 수 있다.Meanwhile, input/
도 3에서, 제2 기판(310)의 상부에는 제2 기판(310)의 상면을 덮는 상부 절연막(301)이 형성될 수 있으며, 상부 절연막(301) 상에 제2 입출력 패드(305)가 배치될 수 있다. 제2 입출력 패드(305)는 제2 입출력 컨택 플러그(303)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(220a, 220b, 220c) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 입출력 패드(305)는 회로 소자(220a)와 전기적으로 연결될 수 있다.3, an upper insulating
실시예들에 따라, 제2 입출력 컨택 플러그(303)가 배치되는 영역에는 제2 기판(310) 및 공통 소스 라인(320) 등이 배치되지 않을 수 있다. 또한, 제2 입출력 패드(305)는 제3 방향(Z축 방향)에서 워드라인들(330)과 오버랩되지 않을 수 있다. 도 3을 참조하면, 제2 입출력 컨택 플러그(303)는 제2 기판(310)의 상면에 평행한 방향에서 제2 기판(310)과 분리되며, 셀 영역(CELL)의 층간 절연층(315)을 관통하여 제2 입출력 패드(305)에 연결될 수 있다. According to example embodiments, the
실시예들에 따라, 제1 입출력 패드(205)와 제2 입출력 패드(305)는 선택적으로 형성될 수 있다. 일례로, 메모리 장치(120)는 제1 기판(210)의 상부에 배치되는 제1 입출력 패드(205)만을 포함하거나, 또는 제2 기판(310)의 상부에 배치되는 제2 입출력 패드(305)만을 포함할 수 있다. 또는, 메모리 장치(120)가 제1 입출력 패드(205)와 제2 입출력 패드(305)를 모두 포함할 수도 있다.According to embodiments, the first input/
셀 영역(CELL)과 주변 회로 영역(PERI) 각각에 포함되는 외부 패드 본딩 영역(PA)과 비트라인 본딩 영역(BLBA) 각각에는 최상부 메탈층의 메탈 패턴이 더미 패턴(dummy pattern)으로 존재하거나, 최상부 메탈층이 비어있을 수 있다.In each of the external pad bonding area PA and the bit line bonding area BLBA included in the cell area CELL and the peripheral circuit area PERI, the metal pattern of the uppermost metal layer exists in a dummy pattern, or The top metal layer may be empty.
메모리 장치(120)는 외부 패드 본딩 영역(PA)에서, 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(372a)에 대응하여 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 셀 영역(CELL)의 상부 메탈 패턴(372a)과 동일한 형태의 하부 메탈 패턴(273a)을 형성할 수 있다. 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(273a)은 주변 회로 영역(PERI)에서 별도의 콘택과 연결되지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 외부 패드 본딩 영역(PA)에서 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(273a)에 대응하여 셀 영역(CELL)의 상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴(273a)과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴(372a)을 형성할 수도 있다. In the
워드라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(240b) 상에는 하부 본딩 메탈(271b, 272b)이 형성될 수 있다. 워드라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(271b, 272b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(371b, 372b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 비트라인 본딩 영역(BLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(252)에 대응하여 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴(252)과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴(392)을 형성할 수 있다. 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(392) 상에는 콘택을 형성하지 않을 수 있다.In addition, in the bit line bonding area BLBA, the uppermost metal layer of the cell area CELL corresponds to the
한편, 메모리 장치(120)는 기판에 대해 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 멀티 스택 메모리 블록 구조로 형성할 수 있다. 도 3의 비트라인 본딩 영역(BLBA)에서, 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인 사이에 배치되는 복수의 워드라인들(331-338; 330)이 도시된 바와 같이 2개의 메모리 스택들로 분할될 수 있다. 메모리 스택들 사이에는 스택간 영역(INT-ST, 도 4)을 포함할 수 있다. 스택간 영역(INT-ST)에서도 채널 구조체(CH)가 형성되는데, 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명된다.Meanwhile, the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 메모리 블록(BLK1)을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 메모리 블록(BLK1)에 포함되는 스택간 영역(INT-ST)의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4에서는 도 2의 복수의 메모리 블록들(BLK1 ~ BLKn) 중에서 대표적으로 메모리 블록(BLK1)을 보여준다. 메모리 블록(BLK1)은 3차원 구조 또는 수직 구조로 형성되는 낸드 스트링들 또는 셀 스트링들을 포함한다. 메모리 블록(BLK1)은 복수의 방향들(X, Y, Z)을 따라 신장된 구조물들을 포함한다.4 is a perspective view illustrating a memory block BLK1 according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an inter-stack area INT-ST included in the memory block BLK1 of FIG. 4 . FIG. 4 shows a representative memory block BLK1 among the plurality of memory blocks BLK1 to BLKn of FIG. 2 . The memory block BLK1 includes NAND strings or cell strings formed in a three-dimensional or vertical structure. The memory block BLK1 includes structures extending along a plurality of directions X, Y, and Z.
도 4를 참조하면, 메모리 블록(BLK1)은 기판(SUB)에 대해 수직 방향(Z 방향)으로 형성되어 있다. 기판(SUB)은 제1 도전형(예를 들어, p 타입)을 가지며, 제2 도전형(예를 들어, n 타입)의 불순물들이 도핑된 공통 소스 라인(CSL)이 기판(SUB)에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the memory block BLK1 is formed in a vertical direction (Z direction) with respect to the substrate SUB. The substrate SUB has a first conductivity type (eg, p-type), and a common source line CSL doped with impurities of a second conductivity type (eg, n-type) is formed on the substrate SUB. It can be.
공통 소스 라인(CSL)들 사이의 기판(SUB)의 영역 상에, 제2 수평 방향(Y 방향)을 따라 신장되는 복수의 절연 물질들(IL)이 수직 방향(Z 방향)을 따라 순차적으로 제공된다. 예를 들면, 복수의 절연 물질들(IL)은 제1 수평 방향(X 방향)을 따라 특정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다. 예시적으로, 절연 물질들(IL)은 실리콘 산화물(Silicon Oxide)과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.On the region of the substrate SUB between the common source lines CSL, a plurality of insulating materials IL extending along the second horizontal direction (Y direction) are sequentially provided along the vertical direction (Z direction). do. For example, the plurality of insulating materials IL may be formed to be spaced apart by a specific distance along the first horizontal direction (X direction). For example, the insulating materials IL may include an insulating material such as silicon oxide.
공통 소스 라인(CSL)들 사이의 기판(SUB) 상부에, 제2 수평 방향(Y 방향)을 따라 순차적으로 배치되며 수직 방향(Z 방향)을 따라 절연 물질들(IL)을 관통하는 채널 구조체(CH)가 형성된다. 예시적으로, 채널 구조체(CH)는 절연 물질들(IL)을 관통하여 기판(SUB)과 연결될 수 있다. 예시적으로, 각 채널 구조체(CH)는 복수의 물질들로 구성될 수 있다. 채널 구조체(CH)의 표면층(surface layer)(S)은 제1 도전형을 갖는 실리콘 물질을 포함할 수 있고, 채널 영역으로 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널 구조체(CH)는 수직 채널 구조물 또는 필라(pilla)라고 지칭될 수 있다. 한편, 각 채널 구조체(CH)의 내부층(I)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질 또는 에어 갭(air gap)을 포함할 수 있다.A channel structure (which is sequentially disposed on the substrate SUB between the common source lines CSL) along the second horizontal direction (Y direction) and penetrates the insulating materials IL along the vertical direction (Z direction). CH) is formed. For example, the channel structure CH may be connected to the substrate SUB by penetrating the insulating materials IL. Illustratively, each channel structure CH may be composed of a plurality of materials. A surface layer S of the channel structure CH may include a silicon material having a first conductivity type and may function as a channel region. In some embodiments, the channel structure (CH) may be referred to as a vertical channel structure or a pillar. Meanwhile, the inner layer I of each channel structure CH may include an insulating material such as silicon oxide or an air gap.
절연막들(IL), 채널 구조체(CH) 및 기판(SUB)의 노출된 표면을 따라 전하 저장층(charge storage layer, CS)이 제공된다. 전하 저장층(CS)은 게이트 절연층(또는 '터널링 절연층'이라고 지칭함), 전하 트랩층 및 블로킹 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전하 저장층(CS)은 ONO(oxide-nitride-oxide) 구조를 가질 수 있다. 또한, 전하 저장층(CS)의 노출된 표면 상에, 접지 선택 라인(GSL), 스트링 선택 라인(SSL) 및 워드라인들(WL1 ~ WL8)과 같은 게이트 전극(GE)이 제공된다.A charge storage layer (CS) is provided along the insulating layers IL, the channel structure CH, and the exposed surface of the substrate SUB. The charge storage layer CS may include a gate insulating layer (or referred to as 'tunneling insulating layer'), a charge trap layer, and a blocking insulating layer. For example, the charge storage layer CS may have an oxide-nitride-oxide (ONO) structure. In addition, a gate electrode GE such as a ground select line GSL, a string select line SSL, and word lines WL1 to WL8 is provided on the exposed surface of the charge storage layer CS.
복수의 채널 구조체들(CH) 상에는 드레인 컨택들 또는 드레인들(DR)이 각각 제공된다. 예를 들어, 드레인들(DR)은 제2 도전형을 갖는 불순물들이 도핑된 실리콘 물질을 포함할 수 있다. 드레인들(DR) 상에, 제1 수평 방향(X 방향)으로 신장되고 제2 수평 방향(Y 방향)을 따라 특정 거리만큼 이격되어 배치된 비트라인들(BL1 ~ BL3)이 제공된다.Drain contacts or drains DR are respectively provided on the plurality of channel structures CH. For example, the drains DR may include a silicon material doped with impurities of the second conductivity type. Bit lines BL1 to BL3 are provided on the drains DR, extending in a first horizontal direction (X direction) and spaced apart from each other by a specific distance along a second horizontal direction (Y direction).
메모리 블록(BLK1)은 수직 방향(Z 방향)으로 적층된 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 메모리 스택(ST1)에는 워드라인들(WL1~WL4)이 포함되고 제2 메모리 스택(ST2)에는 워드라인들(WL5~WL8)이 포함될 수 있다. 제1 메모리 스택(ST1)과 제2 메모리 스택(ST2) 사이에는 메모리 장치(120)의 제조 공정에서 메모리 장치(120)의 구조적 안정성을 확보하기 위하여 스택간 영역(INT-ST)이 존재할 수 있다.The memory block BLK1 may include a first memory stack ST1 and a second memory stack ST2 stacked in a vertical direction (Z direction). For example, the first memory stack ST1 may include word lines WL1 to WL4 , and the second memory stack ST2 may include word lines WL5 to WL8 . An inter-stack region INT-ST may exist between the first memory stack ST1 and the second memory stack ST2 to secure structural stability of the
도 5를 참조하면, 각 채널 구조체(CH)에서 셀 스트링을 이루는 채널 홀은 제1 서브 채널 홀(510) 및 제2 서브 채널 홀(520)을 포함할 수 있다. 제1 메모리 스택(ST1)에 형성된 제1 서브 채널 홀(510)은 채널막(511), 내부 물질(512) 및 절연막(513)을 포함할 수 있다. 제2 메모리 스택(ST2)에 형성된 제2 서브 채널 홀(520)은 채널막(521), 내부 물질(522) 및 절연막(523)을 포함할 수 있다. 제1 서브 채널 홀(510)의 채널막(511)과 제2 서브 채널 홀(520)의 채널막(521)은 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a channel hole constituting a cell string in each channel structure (CH) may include a first
스택간 영역(INT-ST)에서, 제1 서브 채널 홀(510)의 채널막(511)과 제2 서브 채널 홀(520)의 채널막(521)의 연결 부위에서 제2 서브 채널 홀(520)의 크기(502)가 제1 서브 채널 홀(510)의 크기(501) 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 채널 홀(510)의 채널막(511)과 제2 서브 채널 홀(520)의 채널막(521)의 연결 부위에서 오버랩 마진을 확보할 수 있다. 제조 공정상 오버랩 마진을 증가시키기 위하여, 스택간 영역(INT-ST)이 수직 방향으로 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 스택간 영역(INT-ST)의 길이(L2)은 각 메모리 스택(ST1, ST2)의 워드라인들(WL1~WL4, WL5~WL8) 사이의 간격(L1)보다 상대적으로 길게 형성될 수 있다.In the inter-stack region INT-ST, the second
한편, 워드라인들(WL1~WL4, WL5~WL8) 각각에서 해당 게이트 전극(GE) 영역에서 서브 채널 홀(510, 520)이 관통한 영역을 제외한 나머지 영역이 해당 워드라인(WL1~WL4, WL5~WL8)의 저항값으로 나타난다. 워드라인(WL1~WL4, WL5~WL8)이 갖는 서브 채널 홀(510, 520)의 크기가 클수록 워드라인 저항 값이 클 수 있고, 워드라인(WL1~WL4, WL5~WL8)이 갖는 서브 채널 홀(510, 520)의 크기가 작을수록 워드라인 저항 값이 작을 수 있다.Meanwhile, in each of the word lines WL1 to WL4 and WL5 to WL8, the remaining area except for the area through which the
예시적으로, 제1 메모리 스택(ST1) 상단부의 제4 워드라인(WL4)은 제1 메모리 스택(ST1)의 나머지 워드라인들(WL1~WL3) 보다 제1 서브 채널 홀(510)의 크기가 상대적으로 클 수 있다. 제1 메모리 스택(ST1) 상단부의 제4 워드라인(WL4)의 저항값이 상대적으로 크게 나타날 수 있다. 제2 메모리 스택(ST2) 하단부의 제5 워드라인(WL5)은 제2 메모리 스택(ST2)의 나머지 워드라인들(WL6~WL8) 보다 제2 서브 채널 홀(520)의 크기가 상대적으로 작을 수 있다. 제2 메모리 스택(ST2) 하단부의 제5 워드라인(WL5)의 저항값이 상대적으로 작게 나타날 수 있다.Illustratively, the size of the first
스택간 영역(INT-ST)에 인접한 제4 워드라인(WL4)과 제5 워드라인(WL5)의 저항값 차이에 따라, 제1 메모리 스택(ST1)의 셀 스트링의 제1 채널 전압(VCH1)과 제2 메모리 스택(ST2)의 셀 스트링의 제2 채널 전압(VCH2)이 다르게 부스팅될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 저항값이 큰 제4 워드라인(WL4)과 관련되는 제1 채널 전압(VCH1)은 작게 부스팅되고, 저항값이 작은 제5 워드라인(WL5)과 관련되는 제2 채널 전압(VCH2)이 크게 부스팅될 수 있다. 스택간 영역(INT-ST)이 각 셀 스트링의 채널 영역에 포함되므로, 제1 채널 전압(VCH1)과 제2 채널 전압(VCH2)의 차이가 일정한 범위를 넘어 커지게 되면 채널 전압 차이로 인한 핫 캐리어 인젝션(HCI)이 발생될 수 있다. 이에 따라, 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 메모리 셀의 문턱 전압 상태가 왜곡될 수 있다.The first channel voltage VCH1 of the cell string of the first memory stack ST1 according to the difference in resistance between the fourth word line WL4 and the fifth word line WL5 adjacent to the inter-stack region INT-ST. The second channel voltage VCH2 of the cell string of the second memory stack ST2 may be boosted differently. As shown in FIG. 5 , the first channel voltage VCH1 associated with the fourth word line WL4 having a large resistance value is boosted small, and the second channel voltage VCH1 associated with a fifth word line WL5 having a small resistance value is boosted. The channel voltage VCH2 may be greatly boosted. Since the inter-stack area (INT-ST) is included in the channel area of each cell string, when the difference between the first channel voltage (VCH1) and the second channel voltage (VCH2) exceeds a certain range, a hot signal is generated due to the channel voltage difference. Carrier injection (HCI) may occur. Accordingly, a threshold voltage state of a memory cell adjacent to the inter-stack region INT-ST may be distorted.
각 셀 스트링의 채널 홀을 이루는 제1 서브 채널 홀(510)과 제2 서브 채널 홀(520)의 형성 공정 단계에서 채널 홀 프로파일(channel hole profile) 정보가 획득될 수 있다. 채널 홀 프로파일은 불휘발성 메모리 장치(120)의 제조 공정 단계에서 정의될 수 있고, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제조 공정 단계에서 정의된 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 워드라인들에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 저장할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 워드라인들 중 저항 값 차이가 큰 일부 워드라인들을 인터-스택 워드라인으로 결정할 수 있다.Channel hole profile information may be obtained in a process of forming the first
인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제1 및 제2 메모리 스택(ST1, ST2) 각각에서 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 워드라인 1개씩을 인터-스택 워드라인으로 결정할 수 있다. 예시적으로, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제1 메모리 스택(ST1)의 제4 워드라인(WL4) 및 제2 메모리 스택(ST2)의 제5 워드라인(WL5)을 인터-스택 워드라인들로 결정할 수 있다. 스택간 영역(INT-ST)에서 제1 채널 전압(VCH1)과 제2 채널 전압(VCH2) 차이에 의한 HCI를 방지하기 위하여, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들, 즉 제4 및 제5 워드라인들(WL4, WL5)의 동작 시점들을 제어할 수 있다. WL4 및 WL5 인터-스택 워드라인들의 동작 시점 제어를 통하여 스택간 영역(INT-ST)에 대한 채널 전위 균등화를 구현할 수 있다.The inter-stack
도 6는 도 4의 메모리 블록의 등가 회로도를 나타낸다.FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the memory block of FIG. 4 .
도 6을 참조하면, 메모리 블록(BLK1)은 낸드 스트링들(NS11~NS33), 워드라인들(WL1~WL8), 비트라인들(BL1~BL3), 접지 선택 라인들(GSL1~ GSL3), 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL3) 및 공통 소스 라인(CSL)을 포함할 수 있다. 도 5에는 셀 스트링들(NS11~NS33) 각각이 8개의 워드라인들(WL1~WL8)에 연결되는 8개의 메모리 셀들(MCs)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 6 , the memory block BLK1 includes NAND strings NS11 to NS33, word lines WL1 to WL8, bit lines BL1 to BL3, ground select lines GSL1 to GSL3, and a string. It may include selection lines SSL1 to SSL3 and a common source line CSL. Although FIG. 5 illustrates that each of the cell strings NS11 to NS33 includes eight memory cells MCs connected to eight word lines WL1 to WL8, the present invention is not limited thereto.
각 셀 스트링(예, NS11)은 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀들(MC) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)를 포함할 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된다. 복수의 메모리 셀들(MC)은 각각 대응하는 워드라인(WL1~WL8)에 연결된다. 접지 선택 트랜지스터(GST)는 대응하는 접지 선택 라인(GSL1)에 연결된다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 비트라인(BL1~BL3)에 연결되고, 접지 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소스 라인(CSL)에 연결된다.Each cell string (eg, NS11) may include a string select transistor SST, a plurality of memory cells MC, and a ground select transistor GST connected in series. The string select transistor SST is connected to the corresponding string select line SSL1. The plurality of memory cells MC are respectively connected to corresponding word lines WL1 to WL8. The ground select transistor GST is connected to a corresponding ground select line GSL1. The string select transistor SST is connected to the corresponding bit lines BL1 to BL3, and the ground select transistor GST is connected to the common source line CSL.
실시예에 따라, 각 셀 스트링에서, 스트링 선택 트랜지스터(SST)와 메모리 셀들(MC) 사이에 하나 또는 그보다 많은 더미 메모리 셀들이 제공될 수 있다. 각 셀 스트링에서, 접지 선택 트랜지스터(GST)와 메모리 셀들(MC) 사이에 하나 또는 그보다 많은 더미 메모리 셀들이 제공될 수 있다. 각 셀 스트링에서, 메모리 셀들(MC) 사이에 하나 또는 그보다 많은 더미 메모리 셀들이 제공될 수 있다. 더미 메모리 셀들은 메모리 셀들(MC)과 동일한 구조를 가지며, 프로그램되지 않거나(예를 들어, 프로그램 금지되거나) 또는 메모리 셀들(MC)과 다르게 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀들(MC)이 둘 또는 그보다 많은 개수의 문턱 전압 산포를 갖도록 프로그램될 때, 더미 메모리 셀들은 하나의 문턱 전압 산포 범위나 메모리 셀들(MC) 보다 적은 개수의 문턱 전압 산포를 갖도록 프로그램될 수 있다.Depending on exemplary embodiments, in each cell string, one or more dummy memory cells may be provided between the string select transistor SST and the memory cells MC. In each cell string, one or more dummy memory cells may be provided between the ground select transistor GST and the memory cells MC. In each cell string, one or more dummy memory cells may be provided between the memory cells MC. The dummy memory cells have the same structure as the memory cells MC, and may be unprogrammed (eg, program inhibited) or programmed differently from the memory cells MC. For example, when memory cells MC are programmed to have two or more threshold voltage distributions, dummy memory cells have one threshold voltage distribution range or fewer threshold voltage distributions than memory cells MC. can be programmed
도 7은 도 6에 도시된 메모리 셀들(MCs)에 기입 데이터가 기입된 때의 문턱 전압 산포를 예시적으로 도시한다. 도 7에서, 가로 축은 메모리 셀들의 문턱 전압들을 나타내고, 세로 축은 셀 카운트들, 즉 메모리 셀들의 개수를 나타낸다.FIG. 7 illustratively illustrates a threshold voltage distribution when write data is written into the memory cells MCs shown in FIG. 6 . In FIG. 7 , a horizontal axis represents threshold voltages of memory cells, and a vertical axis represents cell counts, that is, the number of memory cells.
도 6 및 도 7을 참조하면, 메모리 셀(MC)에 하나 이상의 비트들이 프로그램될 수 있다. 메모리 셀(MC)에 저장되는 비트들의 개수에 따라 메모리 셀은 SLC, MLC, TLC 또는 QLC로 분류될 수 있다. 메모리 셀(MC)에 저장되는 비트들의 개수에 따라 메모리 셀은 복수의 상태들을 가질 수 있다. 복수의 상태들은 문턱 전압의 범위로 정의될 수 있다. 도 7에서, 메모리 셀(MC)은 QLC이고, 메모리 셀(MC)의 문턱 전압은 16개의 상태들(S1-S16) 중 하나로 프로그램될 수 있다. 각 상태(S1-S16)는 메모리 셀들의 문턱 전압(Vth) 산포 범위에 대응할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , one or more bits may be programmed into the memory cell MC. According to the number of bits stored in the memory cell MC, the memory cell may be classified as SLC, MLC, TLC, or QLC. According to the number of bits stored in the memory cell MC, the memory cell may have a plurality of states. A plurality of states may be defined as a range of threshold voltages. In FIG. 7 , the memory cell MC is a QLC, and the threshold voltage of the memory cell MC can be programmed to one of 16 states S1 to S16. Each state S1 to S16 may correspond to a distribution range of threshold voltages Vth of memory cells.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 바이어스 조건을 나타내는 도면이다. 도 8에는 편의상, 도 7의 메모리 블록(BLK1)의 셀 스트링들(NS11~NS33, 도 4) 중에서 제1 비트라인(BL1)에 연결된 셀 스트링들(NS11, NS21)과 제2 비트라인(BL2)에 연결된 셀 스트링들(NS12, NS22)을 도시한다.8 is a diagram illustrating program bias conditions according to embodiments of the present invention. 8 , for convenience, cell strings NS11 and NS21 connected to the first bit line BL1 among the cell strings NS11 to NS33 ( FIG. 4 ) of the memory block BLK1 of FIG. 7 and the second bit line BL2 ) shows the cell strings NS12 and NS22 connected to.
도 8을 참조하면, 제1 비트라인(BL1)은 상대적으로 낮은 프로그램 허용 전압(VPER, 도 9), 예를 들어, 접지 전압(VSS)이 인가되는 프로그램 허용 비트라인이고, 제2 비트라인(BL2)은 상대적으로 높은 프로그램 금지 전압(VINH, 도 9), 예를 들어, 전원 전압(VDD)이 인가되는 프로그램 금지 비트라인이다.Referring to FIG. 8 , the first bit line BL1 is a program permission bit line to which a relatively low program permission voltage (VPER, FIG. 9 ), for example, a ground voltage (VSS) is applied, and a second bit line ( BL2) is a program inhibit bit line to which a relatively high program inhibit voltage VINH (FIG. 9), for example, the power supply voltage VDD is applied.
제1 비트라인(BL1)에 연결된 셀 스트링들(NS11, NS21) 중에서 NS21 셀 스트링이 선택된다고 가정하면, 프로그램 동작(PROGRAM. 도 9) 시, NS11 셀 스트링에 연결된 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에는 접지 전압(VSS) 레벨의 턴오프 전압이 인가되고, NS21 셀 스트링에 연결된 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에는 스트링 선택 트랜지스터(SST) 각각의 문턱 전압(Vth) 이상의 턴온 전압(VSSL1), 예컨대, 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다.Assuming that the NS21 cell string is selected from among the cell strings NS11 and NS21 connected to the first bit line BL1, during a program operation (PROGRAM. FIG. 9 ), the first string selection line SSL1 connected to the NS11 cell string A turn-off voltage of the ground voltage VSS level is applied, and a turn-on voltage VSSL1 equal to or higher than the threshold voltage Vth of each of the string select transistors SST is applied to the second string select line SSL2 connected to the cell string NS21, for example , the power supply voltage VDD may be applied.
제1 및 제2 접지 선택 라인들(GSL1, GSL2)에는 접지 전압(VSS) 레벨의 턴오프 전압이 인가되고, 소스 라인(CSL)에는 접지 전압(VSS) 이 인가될 수 있다. 선택 워드라인(예, WL2)에는 프로그램 전압(VPGM, 도 9)(예를 들어, 18V)이 인가되고, 비선택 워드라인(예, WL1, WL3)에는 프로그램 패스 전압(VPASS1, 도 9)(예를 들어, 8V)이 인가되고, 인터-스택 워드라인(예, WL4, WL5)에도 프로그램 패스 전압(VPASS1, 도 9)이 인가된다. 도시되지 않았지만, 비선택 워드라인에는 WL6, WL7, WL8 워드라인들을 포함할 수 있다. 프로그램 패스 전압(VPASS1)은 복수의 메모리 셀들이 항상 턴온될 수 있는 전압으로 설정될 수 있다.A turn-off voltage of the ground voltage VSS level may be applied to the first and second ground select lines GSL1 and GSL2, and the ground voltage VSS may be applied to the source line CSL. A program voltage (VPGM, FIG. 9) (eg, 18V) is applied to the selected word line (eg, WL2), and a program pass voltage (VPASS1, FIG. 9) (eg, WL1, WL3) is applied to the non-selected word lines (eg, WL1, WL3). For example, 8V) is applied, and the program pass voltage VPASS1 (FIG. 9) is also applied to the inter-stack word lines (eg, WL4 and WL5). Although not shown, the non-selected word lines may include word lines WL6, WL7, and WL8. The program pass voltage VPASS1 may be set to a voltage at which a plurality of memory cells are always turned on.
이러한 프로그램 바이어스 조건에서, 메모리 셀(A)의 게이트에는 18V가 인가되고 채널 전압은 0V이다. 메모리 셀(A)의 게이트와 채널 사이에 강한 전계(electric field)가 형성되기 때문에, 메모리 셀(A)는 프로그램된다. 한편, 메모리 셀(B)의 채널 전압은 전원 전압(VDD)이고 메모리 셀(B)의 게이트와 채널 사이에 약한 전계가 형성되기 때문에, 메모리 셀(B)는 프로그램되지 않는다. 메모리 셀들(C, D)의 채널들은 플로팅(floating) 상태에 있기 때문에, 채널 전압은 프로그램 패스 전압(VPASS1)에 의한 부스팅 레벨까지 상승하고, 메모리 셀들(C, D)은 프로그램되지 않는다.In this program bias condition, 18V is applied to the gate of the memory cell A and the channel voltage is 0V. Since a strong electric field is formed between the gate and the channel of the memory cell A, the memory cell A is programmed. Meanwhile, since the channel voltage of the memory cell B is the power supply voltage VDD and a weak electric field is formed between the gate and the channel of the memory cell B, the memory cell B is not programmed. Since the channels of the memory cells C and D are in a floating state, the channel voltage rises to the boosted level by the program pass voltage VPASS1, and the memory cells C and D are not programmed.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 9a 및 도 9b는 도 8의 NS21 셀 스트링에서 프로그램되는 메모리 셀(A)와 관련하여, 선택 워드라인(WLs)은 WL2 워드라인을 지칭하고, 비선택 워드라인들(WLu)은 WL1, WL3, WL6, WL7, WL8 워드라인들을 지칭하고, 인터-스택 워드라인들은 WL4, WL5 워드라인들을 지칭하고, 선택 스트링 선택 라인(SSL)은 SSL2 스트링 선택 라인을 지칭하고, 비선택 스트링 선택 라인(SSL)은 SSL1 스트링 선택 라인을 지칭하고, 선택 접지 선택 라인(GSL)은 GSL2 접지 선택 라인을 지칭하고, 비선택 접지 선택 라인(GSL)은 GSL1 접지 선택 라인을 지칭하고, 프로그램 허용 비트라인(BL)은 BL1 비트라인을 지칭하고, 프로그램 금지 비트라인(BL)은 BL2 비트라인을 지칭하는 것으로 혼용될 수 있다.9A and 9B are diagrams for explaining program operations according to embodiments of the present invention. 9A and 9B show the memory cell A programmed in the NS21 cell string of FIG. 8 , the selected word line WLs refers to the word line WL2, and the unselected word lines WLu refer to WL1 and WL3. , WL6, WL7, WL8 word lines, inter-stack word lines refer to WL4, WL5 word lines, select string select line (SSL) refers to SSL2 string select line, non-select string select line (SSL) ) refers to the SSL1 string select line, the selected ground select line (GSL) refers to the GSL2 ground select line, the unselected ground select line (GSL) refers to the GSL1 ground select line, and the program enable bit line (BL) may refer to the BL1 bit line, and the program inhibit bit line BL may refer to the BL2 bit line.
도 9a를 참조하면, 선택 워드라인(WLs)에 연결된 메모리 셀들에 대하여 ISPP에 따라서 프로그램이 완료될 때까지 복수의 프로그램 루프들(LOOP1, LOOP2, LOOP3, ?? )을 순차적으로 수행할 수 있다. 프로그램 루프가 반복될수록 프로그램 전압들(VPGM1, VPGM2, VPGM3, ?? )이 단계적으로 증가할 수 있다. 각각의 프로그램 루프(LOOPi, i은 자연수)은 선택된 메모리 셀을 프로그램하기 위해서 선택 워드라인(WLs)에 프로그램 전압(VPGM)을 인가하는 프로그램 구간(PROGRAM)과 프로그램 성공 여부를 검증하기 위해 선택 워드라인(WLs)에 검증 전압(VVFY)을 인가하는 검증 구간(VERIFY)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9A , a plurality of program loops (LOOP1, LOOP2, LOOP3, ??) may be sequentially performed on the memory cells connected to the selected word lines (WLs) according to ISPP until the program is completed. As the program loop is repeated, the program voltages VPGM1, VPGM2, VPGM3, ?? may increase in stages. Each program loop (LOOPi, where i is a natural number) includes a program period (PROGRAM) for applying the program voltage (VPGM) to the selected word lines (WLs) to program the selected memory cell, and a selected word line (PROGRAM) to verify program success. A verification period VERIFY for applying the verification voltage VVFY to WLs may be included.
프로그램 구간(PRGOGRAM)에는 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS), 채널 프리차지 및 비트라인 셋업 구간(PBLS), 프로그램 실행 구간(PEXE) 및 프로그램 리커버리 구간(PRCV)을 포함할 수 있다.The program period PRGOGRAM may include an inter-stack word line setup period PIWLS, a channel precharge and bit line setup period PBLS, a program execution period PEXE, and a program recovery period PRCV.
인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)은 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 제어하여 스택간 영역(INT-ST)에 대한 채널 전위 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)은 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가될 수 있다. WL4 및 WL5 인터-스택 워드라인들 중 WL4 인터-스택 워드라인의 저항 값이 WL5 인터-스택 워드라인의 저항 값보다 크다는 정보에 따라서, Ta1 시점에서 WL4 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가되고, Ta2 시점에서 WL5 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가될 수 있다. 즉, 채널 전위 균등화를 위해 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가될 수 있다.The inter-stack word line setup period PIWLS controls the inter-stack word lines WL4 and WL5 adjacent to the inter-stack area INT-ST to perform a channel potential equalization operation for the inter-stack area INT-ST. can be done During the inter-stack word line setup period PIWLS, the program pass voltage VPASS1 may be applied to the inter-stack word lines WL4 and WL5. According to the information that the resistance value of the WL4 inter-stack word line among the WL4 and WL5 inter-stack word lines is greater than the resistance value of the WL5 inter-stack word line, the program pass voltage (VPASS1 ) is applied, and the program pass voltage VPASS1 may be applied to the WL5 inter-stack word line at a time point Ta2. That is, for channel potential equalization, the program pass voltage VPASS1 may be first applied to the WL4 inter-stack word line having a large resistance value and applied later to the WL5 inter-sector word line having a small resistance value.
채널 프리차지 및 비트라인 셋업 구간(PBLS)은 게이트 유기 드레인 누설 전류(Gate Induced Drain Leakage: GIDL) 현상을 이용하여 프로그램 루프 전에 복수의 비선택 셀 스트링들의 채널들을 초기화 또는 프리차지 동작(이하, USIP(Unselect String Initial Precharge)로 칭함) 동작을 수행할 수 있다. 채널 프리차지 및 비트라인 셋업 구간(PBLS)에서, 프로그램 금지 비트라인(BL)에는 프로그램 금지 전압(VINH)인 전원 전압(VDD)이 인가되고, 프로그램 허용 비트라인(BL)에는 프로그램 허용 전압 레벨인 접지 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 선택 스트링 선택 라인(SSL)에는 제1 턴온 전압(VSSL1)이 인가되고, 비선택 스트링 선택 라인(SSL)에는 턴오프 전압, 즉 접지 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 접지 선택 라인들(GSL)에는 턴온 전압(VGSL)이 인가되고, 소스 라인(CSL)에는 프리차지 전압(VPC)으로 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다.The channel precharge and bit line setup period (PBLS) uses a gate induced drain leakage (GIDL) phenomenon to initialize or precharge channels of a plurality of unselected cell strings before a program loop (hereinafter, USIP (referred to as Unselect String Initial Precharge). In the channel pre-charge and bit line setup period (PBLS), the power supply voltage VDD, which is the program inhibit voltage VINH, is applied to the program inhibit bit line BL, and the program permission voltage level, which is the program permission voltage level, is applied to the program permission bit line BL. A ground voltage VSS may be applied. A first turn-on voltage VSSL1 may be applied to the select string select line SSL, and a turn-off voltage, that is, a ground voltage VSS may be applied to the non-select string select line SSL. The turn-on voltage VGSL may be applied to the ground select lines GSL, and the power supply voltage VDD may be applied as the precharge voltage VPC to the source line CSL.
채널 프리차지 및 비트라인 셋업 구간(PBLS)에서, 복수의 비선택 셀 스트링들의 채널들은 선택 스트링 선택 라인(SSL)에 연결된 선택 스트링 선택 트랜지스터(SST)를 통해 유기되는 GIDL 현상에 따라 초기화되고, 접지 선택 라인들(GSL)에 연결된 접지 선택 트랜지스터(GST)를 통해 유기되는 GIDL 현상에 따라 초기화될 수 있다. 이 후, 선택 스트링 선택 라인(SSL)에 제1 턴온 전압(VSSL1)을 유지하고, 비선택 스트링 선택 라인들(SSL)에 턴오프 전압을 인가하고, 소스 라인(CSL), 접지 선택 라인들(GSL)에는 접지 전압(VSS)을 인가할 수 있다.In the channel precharge and bit line setup period (PBLS), the channels of the plurality of unselected cell strings are initialized according to the GIDL phenomenon induced through the selection string selection transistor (SST) connected to the selection string selection line (SSL), and It may be initialized according to the GIDL phenomenon induced through the ground selection transistor GST connected to the selection lines GSL. Thereafter, the first turn-on voltage VSSL1 is maintained in the select string select line SSL, the turn-off voltage is applied to the non-select string select lines SSL, and the source line CSL and the ground select lines ( A ground voltage (VSS) may be applied to the GSL.
프로그램 실행 구간(PEXE)은 선택 워드라인(WLs) 및 비선택 워드라인들(WLu)에 프로그램 패스 전압(VPASS1)을 인가하고, 일정한 시간이 경과한 후에 선택 워드라인(WLs)에 프로그램 전압(VPGM)을 인가할 수 있다.In the program execution period PEXE, the program pass voltage VPASS1 is applied to the selected word lines WLs and non-selected word lines WLu, and after a lapse of a certain time, the program voltage VPGM is applied to the selected word lines WLs. ) can be applied.
프로그램 리커버리 구간(PRCV)은 비트라인들(BL), 스트링 선택 라인들(SSL), 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인(WLu) 및 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 접지 전압(VSS)으로 리커버리할 수 있다. 이 때, 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5) 중 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인은 Tb1 시점에서 접지 전압(VSS)으로 리커버리되고, 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 Tb2 시점에서 접지 전압(VSS)으로 리커버리될 수 있다. 즉, 프로그램 리커버리 구간(PRCV)에서 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 프로그램 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 프로그램 리커버리될 수 있다.The program recovery period PRCV grounds bit lines BL, string select lines SSL, selected word lines WLs, unselected word lines WLu, and inter-stack word lines WL4 and WL5. It can be recovered with the voltage (VSS). At this time, among the inter-stack word lines WL4 and WL5, the WL5 inter-sector word line having a small resistance value is recovered to the ground voltage (VSS) at the time point Tb1, and the WL4 inter-stack word line having a large resistance value is recovered to the ground voltage VSS at the time point Tb1. At this point, it can be recovered to the ground voltage (VSS). That is, in the program recovery period PRCV, the WL5 inter-sector word line having a low resistance value may be program recovered first, and the WL4 inter-stack word line having a large resistance value may be program recovered later.
실시예에 따라, 프로그램 리커버리 구간(PRCV)은 도 9b에 도시된 바와 같이, 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인(WLu) 및 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치(120)의 제어 회로(124)는 제조 공정 후 초기 상태의 메모리 셀들(MCs)의 특성 및/또는 셀 스트링에서 프로그램된 상태의 메모리 셀(A)의 특성을 고려하여 리커버리 전압(VRCV)을 결정할 수 있다. 리커버리 전압(VRCV)은 불휘발성 메모리 장치(120)로 인가되는 외부 전원 전압 또는 불휘발성 메모리 장치(120) 내부에서 외부 전원 전압으로부터 생성되는 내부 전원 전압으로 설정될 수 있다. 이 때, 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5) 중 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인은 Tb1 시점에서 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 Tb2 시점에서 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리될 수 있다. 즉, 프로그램 리커버리 구간(PRCV)에서 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 프로그램 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 프로그램 리커버리될 수 있다.According to an embodiment, the program recovery period PRCV, as shown in FIG. 9B , sets the selected word line WLs, the non-selected word line WLu, and the inter-stack word lines WL4 and WL5 to a recovery voltage ( VRCV) to recover. The
도 9a 및 도 9b에서, 프로그램 구간(PRGOGRAM)에서는 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가되고, 프로그램 리커버리 구간(PRCV)에서 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되도록 함으로써, 인터 스택 영역(INT-ST)의 채널 전위 균등화를 구현할 수 있다.9A and 9B, in the program period PRGOGRAM, in the inter-stack word line setup period PIWLS, the program pass voltage VPASS1 is first applied to the inter-stack word line WL4 having a large resistance value, and the inter-stack word line WL5 having a small resistance value The WL5 inter-sector word line, which is applied later to the inter-sector word line and has a small resistance value in the program recovery period (PRCV), is first recovered to the ground voltage (VSS) or recovery voltage (VRCV), and the WL4 inter-sector word line with a large resistance value is first recovered. Channel potential equalization of the inter-stack region INT-ST may be implemented by allowing the stack word line to be recovered later with the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV.
도 9a에서, 검증 구간(VERIFY)에는 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS), 검증 독출 구간(RVFY) 및 독출 리커버리 구간(RRCV)을 포함할 수 있다. 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)은 프로그램 구간(PRGOGRAM)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)과 유사하게, 독출 패스 전압(VPASS2)이 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가될 수 있다. Tc1 시점에서 WL4 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Tc2 시점에서 WL5 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가될 수 있다.9A, the verification period VERIFY may include an inter-stack word line setup period PIWLS, a verify read period RVFY, and a read recovery period RRCV. In the inter-stack word line setup period PIWLS, similar to the inter-stack word line setup period PIWLS of the program period PRGOGRAM, the read pass voltage VPASS2 is applied first to the WL4 inter-stack word line having a large resistance value. can be applied later to the WL5 inter-sector wordline, which is applied and has a small resistance value. At time Tc1, the read pass voltage VPASS2 may be applied to the inter-stack word line WL4, and at time Tc2, the read pass voltage VPASS2 may be applied to the inter-stack word line WL5.
검증 독출 구간(RVFY)은 비선택 워드라인(WLu)에는 메모리 셀의 프로그램 상태에 상관없이 메모리 셀이 항상 턴온될 수 있는 독출 패스 전압(VPASS2)을 인가하고 선택 워드라인(WLs)에는 검증 전압(VVFY)을 인가하고, 선택 접지 선택 라인(GSL)에는 턴온 전압(VGSL)을 인가하고, 비선택 접지 선택 라인(GSL)에는 턴오프 전압, 즉 접지 전압(VSS)을 인가할 수 있다.In the verification read period RVFY, the read pass voltage VPASS2 for turning on the memory cell is always applied to the unselected word line WLu regardless of the program state of the memory cell, and the verification voltage (VPASS2) is applied to the selected word line WLs. VVFY) may be applied, the turn-on voltage VGSL may be applied to the selected ground select line GSL, and the turn-off voltage, that is, the ground voltage VSS may be applied to the unselected ground select line GSL.
독출 리커버리 구간(RRCV)은 비트라인들(BL), 스트링 선택 라인들(SSL), 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인(WLu) 및 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 접지 전압(VSS)으로 리커버리할 수 있다. 독출 리커버리 구간(RRCV)은 프로그램 구간(PRGOGRAM)의 프로그램 리커버리 구간(PRCV)과 유사하게, 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 독출 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 독출 리커버리될 수 있다. Td1 시점에서 WL5 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS)으로 리커버리되고, Td2 시점에서 WL4 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS)으로 리커버리될 수 있다.The read recovery period RRCV grounds the bit lines BL, the string select lines SSL, the selected word line WLs, the unselected word line WLu, and the inter-stack word lines WL4 and WL5. It can be recovered with the voltage (VSS). In the read recovery period (RRCV), similar to the program recovery period (PRCV) of the program period (PRGOGRAM), the WL5 inter-sector word line with a small resistance value is read-recovered first, and the WL4 inter-stack word line with a large resistance value is read later. Read recovery can be performed. At time Td1, the WL5 inter-stack word line may be recovered to the ground voltage VSS, and at time Td2, the WL4 inter-stack word line may be recovered to the ground voltage VSS.
실시예에 따라, 독출 리커버리 구간(RRCV)은 도 9b에 도시된 바와 같이, 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인(WLu) 및 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리할 수 있다. 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5) 중 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인은 Td1 시점에서 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 Td2 시점에서 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리될 수 있다. 즉, 독출 리커버리 구간(RRCV)에서 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 리커버리될 수 있다.According to an embodiment, the read recovery period RRCV, as shown in FIG. 9B , is a recovery voltage ( VRCV) to recover. Among the inter-stack word lines WL4 and WL5, the WL5 inter-sector word line having a small resistance value is recovered with the recovery voltage VRCV at time Td1, and the WL4 inter-stack word line having a large resistance value is recovered at time Td2. It can be recovered as the voltage VRCV. That is, in the read recovery period RRCV, the WL5 inter-sector word line having a low resistance value may be recovered first, and the WL4 inter-stack word line having a large resistance value may be recovered later.
도 9a 및 도 9b에서, 검증 구간(VERIFY)에서는 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가되고, 독출 리커버리 구간(RRCV)에서 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인이 먼저 접지 전압(VSS)으로 리커버리되고 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인은 나중에 접지 전압으로 리커버리되도록 함으로써, 인터 스택 영역(INT-ST)의 채널 전위를 균등화할 수 있다.9A and 9B, in the verification period VERIFY, in the inter-stack word line setup period PIWLS, the program pass voltage VPASS1 is first applied to the WL4 inter-stack word line having a large resistance value, and WL5 having a small resistance value. It is applied to the inter-sector word line later, and in the read recovery period (RRCV), the WL5 inter-sector word line with a small resistance value is first recovered to the ground voltage (VSS), and the WL4 inter-stack word line with a large resistance value is grounded later. By allowing the voltage to be recovered, the channel potential of the inter-stack region INT-ST can be equalized.
도 10은 도 4의 메모리 블록(BLK1)에 포함되는 스택간 영역(INT-ST)의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 프로그램 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 프로그램 방법은 도 10의 WL3, WL4, WL5, WL6 인터-스택 워드라인들의 타이밍 다이어그램을 보여주고, 도면의 단순화를 위해 도 9에서 설명된 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인들(WLu), 선택/비선택 스트링 선택 라인(SSL), 선택/비선택 접지 선택 라인(GSL), 프로그램 허용/금지 비트라인(BL)에 대한 타이밍 다이어그램은 생략한다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of an inter-stack area INT-ST included in the memory block BLK1 of FIG. 4 . 11 is a diagram for explaining a program operation according to embodiments of the present invention. The programming method of FIG. 11 shows a timing diagram of inter-stack word lines WL3, WL4, WL5, and WL6 of FIG. 10, and selected word lines (WLs) and unselected word lines described in FIG. 9 for simplicity of the drawing. (WLu), a select/unselect string select line (SSL), a select/unselect ground select line (GSL), and a program enable/inhibit bit line (BL) are omitted.
도 10 및 도 11을 참조하면, 프로그램 구간(PRGOGRAM)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서, Ta1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가되고, Ta2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가되고, Ta3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가되고, Ta4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인에 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 인가될 수 있다. 즉, 프로그램 구간(PRGOGRAM)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서는 프로그램 패스 전압(VPASS1)이 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 인접한 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL6 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가될 수 있다.10 and 11, in the inter-stack word line setup period PIWLS of the program period PRGOGRAM, the program pass voltage VPASS1 is applied to the inter-stack word line WL4 of the first memory stack ST1 at a time point Ta1. ) is applied, the program pass voltage VPASS1 is applied to the WL3 inter-stack word line of the first memory stack ST1 at the time Ta2, and the WL5 inter-stack word line of the second memory stack ST2 is applied at the time Ta3. The program pass voltage VPASS1 may be applied to , and the program pass voltage VPASS1 may be applied to the WL6 inter-stack word line of the second memory stack ST2 at a time point Ta4 . That is, in the inter-stack word line setup period PIWLS of the program period PRGOGRAM, the program pass voltage VPASS1 is the WL4 adjacent to the inter-stack area INT among WL3 and WL4 inter-stack word lines having a large resistance value. The inter-stack word line may be applied first, and the WL6 inter-sector word line distant from the inter-stack area INT among the WL5 and WL6 inter-stack word lines having a low resistance may be applied later.
프로그램 리커버리 구간(PRCV)에서, Tb1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tb2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tb3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tb4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리될 수 있다. 즉, 프로그램 리커버리 구간(PRCV)에서는 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL3 인터-섹터 워드라인이 먼저 프로그램 리커버리되고 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 가까운 WL5 인터-섹터 워드라인이 나중에 프로그램 리커버리될 수 있다.In the program recovery period PRCV, the WL3 inter-stack word line of the first memory stack ST1 is recovered to the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV at a time Tb1, and at a time Tb2 the first memory stack ST1 The WL4 inter-stack word line of ) is recovered to the ground voltage (VSS) or the recovery voltage (VRCV), and the WL6 inter-stack word line of the second memory stack (ST2) is recovered to the ground voltage (VSS) or the recovery voltage at the time Tb3. (VRCV), and at the time point Tb4, the WL5 inter-stack word line of the second memory stack ST2 may be recovered to the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV. That is, in the program recovery period PRCV, among WL3 and WL4 inter-stack word lines having high resistance values, the WL3 inter-sector word lines far from the inter-stack area INT are first program recovered, and WL5 and WL6 having low resistance values Among the inter-stack word lines, a WL5 inter-sector word line close to the inter-stack area INT may be program recovered later.
검증 구간(VERIFY)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서, Tc1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Tc2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Tc3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Tc4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가될 수 있다. 즉, 검증 구간(VERIFY)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서는 독출 패스 전압(VPASS2)이 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 인접한 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL6 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가될 수 있다.In the inter-stack word line setup period PIWLS of the verification period VERIFY, the read pass voltage VPASS2 is applied to the inter-stack word line WL4 of the first memory stack ST1 at time Tc1, and at
검증 구간(VERIFY)의 독출 리커버리 구간(RRCV)에서, Td1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Td2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Td3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Td4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리될 수 있다. 즉, 검증 구간(VERIFY)의 독출 리커버리 구간(RRCV)에서는 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL3 인터-섹터 워드라인이 먼저 독출 리커버리되고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 가까운 WL5 인터-섹터 워드라인이 나중에 독출 리커버리될 수 있다.In the read recovery period RRCV of the verification period VERIFY, the WL3 inter-stack word line of the first memory stack ST1 is recovered to the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV at time Td1, and at time Td2 The WL4 inter-stack word line of the first memory stack ST1 is recovered to the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV, and the WL6 inter-stack word line of the second memory stack ST2 is recovered to the ground voltage at time Td3. (VSS) or the recovery voltage (VRCV), and at the time Td4, the WL5 inter-stack word line of the second memory stack (ST2) may be recovered to the ground voltage (VSS) or the recovery voltage (VRCV). That is, in the read recovery period RRCV of the verification period VERIFY, among the WL3 and WL4 inter-stack word lines having high resistance values, the WL3 inter-sector word line farther from the inter-stack area INT is first read-recovered, Among the WL5 and WL6 inter-stack word lines having low resistance values, the WL5 inter-sector word line close to the inter-stack area INT may be read-recovered later.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method of operating a nonvolatile memory device according to example embodiments.
도 12를 참조하면, 단계 S1210에서, 복수의 메모리 셀들이 수직 방향으로 복수의 비트라인들 및 소스 라인 사이에 각각 배치되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 복수의 스택들로 분할한다. 메모리 셀 어레이 또는 메모리 블록은 도 5를 참조하여 설명하는 바와 같이 2개의 메모리 스택들로 분할될 수도 있고, 도 15를 참조하여 설명하는 바와 같이 3개의 메모리 스택들로 분할될 수도 있다. 한편 도면에 도시하지는 않았으나, 유사한 방식으로 메모리 블록은 4개 이상의 메모리 스택들로 분할될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 12 , in step S1210, a memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction is divided into a plurality of stacks. A memory cell array or memory block may be divided into two memory stacks as described with reference to FIG. 5 or three memory stacks as described with reference to FIG. 15 . Meanwhile, although not shown in the drawings, it will be appreciated that a memory block may be divided into four or more memory stacks in a similar manner.
단계 S1220에서, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 불휘발성 메모리 장치(120)의 제조 공정 단계에서 정의된 스택간 영역(INT-ST)들에 인접한 워드라인들 일부에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 저장하고, 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 스택들의 워드라인들 중에서 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인으로 결정할 수 있다.In step S1220, the inter-stack word
단계 S1230에서, 인터-스택 워드라인 관리부(129)에 의해 결정된 인터-스택 워드라인들이 인터-스택 워드라인들의 저항값에 따라서 순차적으로 셋업될 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 패스 전압으로 셋업할 때, 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 저항값이 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다. 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 스택간 영역(INT-ST)에 인접한 저항값이 큰 WL4 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 저항 값이 작은 WL5 인터-섹터 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 인접한 WL4 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에서 먼 WL6 인터-섹터 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다.In step S1230, the inter-stack wordlines determined by the inter-stack
단계 S1240에서, 단계 S1230의 인터-스택 워드라인들이 저항값에 따라 순차적으로 셋업됨에 따라, 셀 스트링들의 채널 전압이 초기화 또는 균등화될 수 있다.In step S1240, channel voltages of cell strings may be initialized or equalized as the inter-stack word lines of step S1230 are sequentially set up according to resistance values.
단계 S1250에서, 선택된 셀 스트링에 대한 프로그램 또는 읽기 동작이 수행될 수 있다. 도 9에서 설명된 프로그램 실행 구간(PEXE) 또는 검증 독출 구간(RVFY), 그리고 도 14에서 설명될 독출 구간(RD)의 바이어스 조건들에 의해 선택된 스트링에 대한 프로그램 또는 읽기 동작이 수행될 수 있다.In step S1250, a program or read operation may be performed on the selected cell string. A program or read operation for a selected string may be performed according to the bias conditions of the program execution period PEXE or verification read period RVFY described in FIG. 9 and the read period RD described in FIG. 14 .
단계 S1260에서, 프로그램 또는 읽기 동작 후 수행되는 리커버리 동작에서 인터-스택 워드라인들이 리커버리 될 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리할 때, 저항값이 작은 인터-스택 워드라인을 먼저 리커버리하고 저항값이 큰 인터-스택 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다. 프로그램 리커버리 구간(PRCV) 및 독출 리커버리 구간(RRCV)에서, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 저항값이 작은 WL3 인터-섹터 워드라인을 먼저 리커버리하고 저항값이 큰 WL4 인터-섹터 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL3 인터-섹터 워드라인을 먼저 리커버리하고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 가까운 WL5 인터-섹터 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다.In step S1260, inter-stack word lines may be recovered in a recovery operation performed after a program or read operation. When the inter-stack word
도 13은 도 7에 도시된 메모리 셀들의 문턱 전압 산포와 관련되는 읽기 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 13 is a diagram explaining a read operation related to threshold voltage distribution of the memory cells shown in FIG. 7 .
도 2, 도 7 및 도 13을 참조하면, 메모리 셀들 각각이 QLC인 경우, 메모리 셀들 각각의 상태는 16개의 상태들(S1~S16) 중 하나의 상태에 해당할 수 있다. 하나의 워드라인(WL)에 연결된 메모리 셀들은 최하위 비트(LSB) 페이지, 제1 중간 비트(CSB1) 페이지, 제2 중간 비트(CSB2) 페이지 및 최상위 비트(MSB) 페이지를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2, 7, and 13 , when each of the memory cells is a QLC, the state of each of the memory cells may correspond to one of 16 states S1 to S16. Memory cells connected to one word line WL may include a least significant bit (LSB) page, a first middle bit (CSB1) page, a second middle bit (CSB2) page, and a most significant bit (MSB) page.
제어 회로(124)는 메모리 셀의 문턱 전압의 밸리 위치(VR1~VR15)를 찾는 동작, 밸리의 위치(VR1~VR15)에 기초하여 최적의 읽기 전압(VRD1~VRD15)을 추론하는(infer) 동작, 읽기 전압(VRD1~VRD15)을 이용하여 최하위 비트(LSB) 페이지, 제1 중간 비트(CSB1) 페이지, 제2 중간 비트(CSB2) 페이지 및 최상위 비트(MSB) 페이지 각각에 대한 페이지 독출 동작을 수행할 수 있다.The
최하위 비트(LSB) 페이지에 대한 읽기 동작에서, 제11 읽기 전압(VRD11)을 선택 워드라인(WL)에 인가함으로써 제11 및 제12 상태들(S11, S12)을 판별할 수 있고, 이어서 제6 읽기 전압(VRD6), 제4 읽기 전압(VRD4) 및 제1 읽기 전압(VRD1) 각각을 선택 워드라인(WL)에 순차적으로 인가함으로써 제6 및 제7 상태(S6, S7), 제4 및 제5 상태들(S4, S5) 및 제1 및 제2 상태들(S1, S2)을 판별할 수 있다.In a read operation for the least significant bit (LSB) page, the eleventh and twelfth states S11 and S12 may be determined by applying the eleventh read voltage VRD11 to the selected word line WL, and then the sixth The sixth and seventh states S6 and S7, the fourth and fourth read voltages VRD6, the fourth read voltage VRD4, and the first read voltage VRD1 are sequentially applied to the selected word line WL, respectively. Five states S4 and S5 and first and second states S1 and S2 may be determined.
제1 중간 비트(CSB1) 페이지에 대한 읽기 동작에서, 메모리 장치(120)는 제13 읽기 전압(VRD13), 제9 읽기 전압(VRD9), 제7 읽기 전압(VRD7) 및 제3 읽기 전압(VRD3) 각각을 선택 워드라인(WL)에 순차적으로 인가함으로써 제13 및 제14 상태들(S13, S14), 제9 및 제10 상태들(S9, S10), 제7 및 제8 상태들(S7, S8) 및 제3 및 제4 상태들(S3, S4)를 판별할 수 있다.In a read operation for the first middle bit CSB1 page, the
제2 중간 비트(CSB2) 페이지에 대한 독출 동작에서, 메모리 장치(120)는 제14 읽기 전압(VRD14), 제8 읽기 전압(VRD8) 및 제2 읽기 전압(VRD2) 각각을 선택 워드라인(WL)에 순차적으로 인가함으로써 제14 및 제15 상태들(S14, S15), 제8 및 제9 상태들(S8, S9) 및 제2 및 제3 상태들(S2, S3)을 판별할 수 있다.In the read operation for the second middle bit CSB2 page, the
최상위 비트(MSB) 페이지에 대한 독출 동작에서, 메모리 장치(120)는 제15 읽기 전압(VRD15), 제12 읽기 전압(VRD12), 제10 읽기 전압(VRD10) 및 제5 읽기 전압(VRD5) 각각을 선택 워드라인(WL)에 인가함으로써 제15 및 제16 상태들(S15, S16), 제12 및 제13 상태들(S12, S13), 제10 및 제11 상태(S10, S11) 및 제5 및 제6 상태들(S5, S6)을 판별할 수 있다.In a read operation for a most significant bit (MSB) page, the
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 읽기 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 읽기 동작은 전술한 도 9의 프로그램 동작의 검증 구간(VERIFY)과 유사하게 할 것이다.14 is a diagram for explaining a read operation according to example embodiments. The read operation of FIG. 14 will be similar to the verification period (VERIFY) of the program operation of FIG. 9 described above.
도 8, 도 10 및 도 14를 참조하면, 읽기 구간(READ)은 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS), 독출 구간(RD) 및 독출 리커버리 구간(RRCV)을 포함할 수 있다. 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)은 검증 구간(VERIFY)의 인터-스택 워드라인 셋업 구간(PIWLS)과 유사하게, 독출 패스 전압(VPASS2)이 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 인접한 WL4 인터-스택 워드라인에 먼저 인가되고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL6 인터-섹터 워드라인에 나중에 인가될 수 있다. Te1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Te2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Te3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가되고, Te4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인에 독출 패스 전압(VPASS2)이 인가될 수 있다. Referring to FIGS. 8, 10, and 14 , the read period READ may include an inter-stack word line setup period PIWLS, a read period RD, and a read recovery period RRCV. Similar to the inter-stack word line setup period (PIWLS) of the verification period (VERIFY), the inter-stack word line setup period (PIWLS) is similar to the inter-stack word line setup period (PIWLS) where the read pass voltage (VPASS2) has a large resistance value. Among them, the WL4 inter-stack word line adjacent to the inter-stack area INT is applied first and the WL6 inter-sector word farther from the inter-stack area INT among the WL5 and WL6 inter-stack word lines having a small resistance value. It can be applied later on the line. At the time Te1, the read pass voltage VPASS2 is applied to the WL4 inter-stack word line of the first memory stack ST1, and at the time Te2, the read pass voltage VPASS2 is applied to the WL3 inter-stack word line of the first memory stack ST1 ( VPASS2) is applied, the read pass voltage VPASS2 is applied to the WL5 inter-stack word line of the second memory stack ST2 at time Te3, and the WL6 inter-stack word of the second memory stack ST2 is applied at time Te4. A read pass voltage VPASS2 may be applied to the line.
독출 구간(RD)은 비선택 워드라인(WLu)에는 메모리 셀의 프로그램 상태에 상관없이 메모리 셀이 항상 턴온될 수 있는 독출 패스 전압(VPASS2)을 인가하고 선택 워드라인(WLs)에는 도 12의 읽기 전압(VRD)을 인가하고, 선택 접지 선택 라인(GSL)에는 턴온 전압(VGSL)을 인가하고, 비선택 접지 선택 라인(GSL)에는 턴오프 전압, 즉 접지 전압(VSS)을 인가할 수 있다.In the read period RD, the read pass voltage VPASS2 for always turning on the memory cell is applied to the unselected word line WLu regardless of the program state of the memory cell, and the read pass voltage VPASS2 of FIG. 12 is applied to the selected word line WLs. The voltage VRD may be applied, the turn-on voltage VGSL may be applied to the selected ground select line GSL, and the turn-off voltage, that is, the ground voltage VSS may be applied to the unselected ground select line GSL.
독출 리커버리 구간(RRCV)은 선택 워드라인(WLs), 비선택 워드라인(WLu) 및 인터-스택 워드라인들(WL4, WL5)을 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리할 수 있다. 독출 리커버리 구간(RRCV)은 검증 구간(VERIFY)의 독출 리커버리 구간(RRCV)과 유사하게, 저항값이 큰 WL3, WL4 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 먼 WL3 인터-섹터 워드라인이 먼저 독출 리커버리되고, 저항값이 작은 WL5, WL6 인터-스택 워드라인들 중에서 인터-스택 영역(INT)에 가까운 WL5 인터-섹터 워드라인이 나중에 독출 리커버리될 수 있다. Tf1 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL3 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tf2 시점에서 제1 메모리 스택(ST1)의 WL4 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tf3 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL6 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리되고, Tf4 시점에서 제2 메모리 스택(ST2)의 WL5 인터-스택 워드라인이 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리될 수 있다.The read recovery period RRCV may recover the selected word line WLs, the unselected word line WLu, and the inter-stack word lines WL4 and WL5 or the recovery voltage VRCV. Similar to the read recovery period (RRCV) of the verification period (VERIFY), the read recovery period (RRCV) is a WL3 inter-sector far from the inter-stack area (INT) among the WL3 and WL4 inter-stack word lines having a large resistance value. The word line is read-recovered first, and among the WL5 and WL6 inter-stack word lines having a small resistance value, the WL5 inter-sector word line close to the inter-stack area INT may be read-recovered later. At time Tf1, the WL3 inter-stack word line of the first memory stack ST1 is recovered to the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV, and at time Tf2, the WL4 inter-stack word line of the first memory stack ST1 is recovered. The ground voltage (VSS) or the recovery voltage (VRCV) is recovered, and the WL6 inter-stack word line of the second memory stack (ST2) is recovered to the ground voltage (VSS) or the recovery voltage (VRCV) at the time point Tf3, and the Tf4 At this point, the WL5 inter-stack word line of the second memory stack ST2 may be recovered with the ground voltage VSS or the recovery voltage VRCV.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 블록을 설명하는 도면이다. 이하, 서로 다른 도면에서 동일한 참조 번호에 붙은 첨자(예컨대, BLK1a의 a)는 유사하거나 동일한 기능을 하는 다수의 회로를 구분하기 위한 것이다.15 is a diagram illustrating a memory block according to another exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, suffixes (eg, a in BLK1a) attached to the same reference numeral in different drawings are for distinguishing a plurality of circuits having similar or identical functions.
도 2 및 도 15를 참조하면, 메모리 블록(BLK1a)은 3개의 메모리 스택들(ST1, ST2, ST3)을 포함할 수도 있다. 메모리 스택들(ST1, ST2, ST3) 사이에는 스택간 영역(1510, 1520)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 15 , the memory block BLK1a may include three memory stacks ST1 , ST2 , and ST3 . Inter-stack regions 1510 and 1520 may be included between the memory stacks ST1 , ST2 , and ST3 .
인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제조 공정 단계에서 정의된 스택간 영역(1510, 1520)에 인접한 워드라인들에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 저장할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 스택들(ST1, ST2, ST3) 각각의 워드라인들 중에서 스택간 영역(1510, 1520)에 인접한 워드라인 1개씩을 인터-스택 워드라인(1512, 1522)으로 결정할 수 있다. 실시예에 따라, 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 스택들(ST1, ST2, ST3)의 워드라인들 중 스택간 영역(1510, 1520)에 인접한 워드라인 2개씩을 인터-스택 워드라인(1514, 1524)으로 결정할 수 있다.The inter-stack word
인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)의 저항값에 따라 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)을 패스 전압으로 셋업할 때, 저항값이 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 저항값이 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다.The inter-stack word
인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)의 저항값에 따라 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)에 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들(1512, 1522, 1514, 1524)을 접지 전압(VSS) 또는 리커버리 전압(VRCV)으로 리커버리할 때, 저항값이 작은 인터-스택 워드라인을 먼저 리커버리하고 저항값이 큰 인터-스택 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다.The inter-stack
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 불휘발성 메모리 장치를 포함하는 시스템(3000)을 나타내는 블록 다이어그램이다.16 is a block diagram illustrating a
도 16을 참조하면, 시스템(3000)은 카메라(3100), 디스플레이(3200), 오디오 처리부(3300), 모뎀(3400), DRAM들(3500a, 3500b), 플래시 메모리들(3600a, 3600b), I/O 디바이스들(3700a, 3700b) 및 어플리케이션 프로세서(Application Processor, 3800, 이하 "AP"라고 칭함)를 포함할 수 있다. 시스템(3000)은 랩탑(laptop) 컴퓨터, 휴대용 단말기(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 웨어러블 기기, 헬스케어 기기, 또는 IOT(Internet Of Things) 기기로 구현될 수 있다. 또한, 시스템(3000)은 서버(Server), 또는 개인용 컴퓨터(Personal Computer)로 구현될 수도 있다.Referring to FIG. 16, a
카메라(3100)는 사용자의 제어에 따라 정지 영상 또는 동영상을 촬영하고, 쵤영한 이미지/영상 데이터를 저장하거나 디스플레이(3200)로 전송할 수 있다. 오디오 처리부(3300)는 플래시 메모리 장치들(3600a, 3600b)나 네트워크의 컨텐츠에 포함된 오디오 데이터를 처리할 수 있다. 모뎀(3400)는 유/무선데이터 송수신을 위하여 신호를 변조하여 송신하고, 수신측에서 원래의 신호로 복구하기 위해 복조할 수 있다. I/O 디바이스들(3700a, 3700b)는 USB(Universal Serial Bus)나 스토리지, 디지털 카메라, SD(Secure Digital) 카드, DVD(Digital Versatile Disc), 네트워크 어댑터(Network adapter), 터치 스크린 등과 같은 디지털 입력 및/또는 출력 기능을 제공하는 기기들을 포함할 수 있다.The
AP(3800)는 시스템(3000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. AP(3800)는 플래시 메모리 장치들(3600a, 3600b)에 저장된 컨텐츠의 일부가 디스플레이(3200)에 표시되도록 디스플레이(3200)를 제어할 수 있다. AP(3800)는 I/O 디바이스들(3700a, 3700b)을 통하여 사용자 입력이 수신되면, 사용자 입력에 대응하는 제어 동작을 수행할 수 있다. AP(3800)는 콘트롤러(3810) 및 인터페이스(3830)를 포함할 수 있고, AI(Artifitial Intelligence) 데이터 연산을 위한 전용 회로인 엑셀레이터(Accelerator) 블록을 포함하거나, AP(3800)와 별개로 엑셀레이터 칩(3820)을 구비할 수 있다. 엑셀레이터 블록 또는 엑셀레이터 칩(3820)에 추가적으로 DRAM(3500b)이 장착될 수 있다. 엑셀레이터는 AP(3800)의 특정 기능을 전문적으로 수행하는 기능 블록으로, 엑셀레이터는 그래픽 데이터 처리를 전문적으로 수행하는 기능 블럭인 GPU, AI 계산과 인퍼런스(Inference)를 전문적으로 수행하기 위한 블럭인 NPU(Neural Processing Unit), 데이터 전송을 전문적으로 하는 블록인 DPU(Data Processing Unit)를 포함할 수 있다The
시스템(3000)은 복수의 DRAM들(3500a, 3500b)을 포함할 수 있다. AP(3800)는 JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council) 표준 규격에 맞는 커맨드와 모드 레지스터(MRS) 셋팅을 통하여 DRAM들(3500a, 3500b)을 제어하거나, 저전압/고속/신뢰성 등 업체 고유 기능 및 CRC(Cyclic Redundancy Check)/ECC(Error Correction Code) 기능을 사용하기 위하여 DRAM 인터페이스 규약을 설정하여 통신할 수 있다. 예를 들어 AP(3800)는 LPDDR4, LPDDR5 등의 JEDEC 표준 규격에 맞는 인터페이스로 DRAM(3500a)과 통신할 수 있으며, 엑셀레이터 블록 또는 엑셀레이터 칩(3820)는 DRAM(3500a)보다 높은 대역폭을 가지는 엑셀레이터용 DRAM(3500b)을 제어하기 위하여 새로운 DRAM 인터페이스 규약을 설정하여 통신할 수 있다.The
도 16에서는 DRAM들(3500a, 3500b)만을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 AP(3800)이나 엑셀레이터 칩(3820) 대역폭과 반응 속도, 전압 조건들을 만족한다면 PRAM이나 SRAM, MRAM, RRAM, FRAM 또는 Hybrid RAM의 메모리 등 어떤 메모리라도 사용 가능하다. DRAM들(3500a, 3500b)은 I/O 디바이스(3700a, 3700b)나 플래시 메모리들(3600a, 3600b) 보다 상대적으로 작은 레이턴시(latency)와 대역폭(bandwidth)를 가지고 있다. DRAM들(3500a, 3500b)은 시스템(3000)의 파워 온 시점에 초기화되고, 운영 체제와 어플리케이션 데이터가 로딩되어 운영 체제와 어플리케이션 데이터의 임시 저장 장소로 사용되거나 각종 소프트웨어 코드의 실행 공간으로 사용될 수 있다.Although only the
DRAM들(3500a, 3500b) 내에서는 더하기/빼기/곱하기/나누기 사칙 연산과 벡터 연산, 어드레스 연산, 또는 FFT(Fast Fourier Transform) 연산이 수행될 수 있다. 또한, DRAM들(3500a, 3500b) 내에서는 인퍼런스(inference)에 사용되는 수행을 위한 함수 기능(function)이 수행될 수 있다. 여기서, 인퍼런스는 인공 신경망(artificial neural network)을 이용한 딥러닝 알고리즘에서 수행될 수 있다. 딥러닝 알고리즘은 다양한 데이터를 통해 모델을 학습하는 트레이닝(training) 단계와 학습된 모델로 데이터를 인식하는 인퍼런스 단계를 포함할 수 있다. 실시예로서, 사용자가 카메라(3100)를 통해 촬영한 이미지는 신호 처리되어 DRAM(3500b) 내에 저장이 되며, 엑셀레이터 블록 또는 엑셀레이터 칩(3820)은 DRAM(3500b)에 저장된 데이터와 인퍼런스에 사용되는 함수를 이용하여 데이터를 인식하는 AI 데이터 연산을 수행할 수 있다.In the
시스템(3000)은 DRAM들(3500a, 3500b) 보다 큰 용량을 가진 복수의 스토리지 또는 복수의 플래시 메모리들(3600a, 3600b)을 포함할 수 있다. 엑셀레이터 블록 또는 엑셀레이터 칩(3820)은 플래시 메모리 장치(3600a, 3600b)를 이용하여 트레이닝(training) 단계와 AI 데이터 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예로, 플래시 메모리들(3600a, 3600b)은 메모리 콘트롤러(3610) 내에 구비된 연산 장치를 사용하여 AP(3800) 및/내지 엑셀레이터 칩(3820)이 수행하는 트레이닝(training) 단계과 인퍼런스 AI 데이터 연산을 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 플래시 메모리들(3600a, 3600b)은 카메라(3100)를 통하여 찍은 사진을 저장하거나, 데이터 네트워크로 전송 받은 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실(Augmented Reality)/가상 현실(Virtual Reality), HD(High Definition) 또는 UHD(Ultra High Definition) 컨텐츠를 저장할 수 있다.The
플래시 메모리들(3600a, 3600b)은 도 1 내지 도 15을 참조하여 설명된 인터-스택 워드라인 관리부(129)를 포함할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 제조 공정 단계에서 정의된 스택간 영역에 인접한 워드라인들에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 저장할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 메모리 스택들 각각의 워드라인들 중에서 스택간 영역 에 인접한 워드라인 일부를 인터-스택 워드라인들로 결정할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들의 채널 홀의 크기에 따라 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 패스 전압으로 셋업할 때, 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 셋업할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들의 채널 홀의 크기에 따라 인터-스택 워드라인들에 접지 전압을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어하면서 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행할 수 있다. 인터-스택 워드라인 관리부(129)는 인터-스택 워드라인들을 접지 전압으로 리커버리할 때, 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 먼저 리커버리하고 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 나중에 리커버리할 수 있다.The
본 발명은 도면에 도시된 제한된 수의 실시예들과 관련하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변경들 및 변형들, 그리고 균등한 다른 실시예들이 가능하다는 점을 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 바 와 같은 모든 그러한 변경들 및 변형들을 커버하는 것을 의도한다.Although the present invention has been described with respect to a limited number of embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and various changes and modifications from this to those of ordinary skill in the art, and other implementations equivalent thereto. It will be appreciated that examples are possible. Accordingly, the appended claims are intended to cover all such changes and modifications as fall within the true spirit and scope of this invention.
Claims (20)
상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 상기 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하고, 상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 제어 회로를 포함하고,
상기 패스 전압은 상기 복수의 메모리 셀들이 항상 턴온될 수 있는 전압으로 설정되는 불휘발성 메모리 장치.A memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction, the memory cell array being divided into a plurality of memory stacks disposed in the vertical direction inter-stack regions are disposed between the plurality of memory stacks, word lines of the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction on each of the plurality of memory stacks, and each of the plurality of memory stacks Channel holes pass through the word lines; and
Some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks are provided as inter-stack word lines, and the inter-stack word lines are provided according to sizes of the channel holes of the inter-stack word lines. - A control circuit performing a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks while differently controlling setup times at which pass voltages are applied to stack word lines;
The pass voltage is set to a voltage at which the plurality of memory cells are always turned on.
상기 제어 회로는 상기 인터-스택 워드라인들을 상기 패스 전압으로 셋업할 때, 상기 인터-스택 워드라인들 중에서 상기 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 셋업하고 상기 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 셋업하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 1,
When setting up the inter-stack word lines to the pass voltage, the control circuit first sets up an inter-stack word line having a large channel hole size among the inter-stack word lines, and selects an inter-stack word line having a small channel hole size among the inter-stack word lines. A non-volatile memory device that sets up the stack wordlines later.
상기 제어 회로는 상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 리커버리 전압을 인가하는 리커버리 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 1,
The control circuit performs a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks while differently controlling recovery time points for applying recovery voltages to the inter-stack word lines according to the size of the channel hole of the inter-stack word lines. volatile memory device.
상기 리커버리 전압은 접지 전압, 상기 불휘발성 메모리 장치로 인가되는 외부 전원 전압 또는 상기 불휘발성 메모리 장치 내부에서 상기 외부 전원 전압으로부터 생성되는 내부 전원 전압으로 설정되는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 3,
The recovery voltage is set to a ground voltage, an external power voltage applied to the nonvolatile memory device, or an internal power voltage generated from the external power voltage inside the nonvolatile memory device.
상기 제어 회로는 상기 인터-스택 워드라인들을 상기 리커버리 전압으로 리커버리할 때, 상기 인터-스택 워드라인들 중에서 상기 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 먼저 리커버리하고 상기 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 나중에 리커버리하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 3,
When recovering the inter-stack word lines with the recovery voltage, the control circuit first recovers an inter-stack word line having a small channel hole size among the inter-stack word lines, and first recovers an inter-stack word line having a large channel hole size. A non-volatile memory device that recovers the stack wordlines at a later time.
상기 복수의 메모리 스택들은 제1 메모리 스택, 상기 제1 메모리 스택 상에 적층되는 제2 메모리 스택 및 상기 제1 메모리 스택과 상기 제2 메모리 스택 사이에 배치되는 제1 스택간 영역을 포함하고,
상기 제어 회로는 상기 제1 스택간 영역에 인접한 상기 제1 메모리 스택 상단부의 제1 인터-스택 워드라인을 제1 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하고, 상기 제2 메모리 스택 하단부의 제2 인터-스택 워드라인을 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 1,
The plurality of memory stacks include a first memory stack, a second memory stack stacked on the first memory stack, and a first inter-stack region disposed between the first memory stack and the second memory stack,
The control circuit sets up a first inter-stack word line at an upper portion of the first memory stack adjacent to the first inter-stack region to the pass voltage at a first time point, and sets up a second inter-stack word line at a lower portion of the second memory stack adjacent to the first inter-stack region. A nonvolatile memory device that sets up a word line to the pass voltage at a second point in time after the first point in time.
상기 제어 회로는 상기 제2 시점 후 상기 복수의 셀 스트링들 중 선택된 셀 스트링에 대하여 프로그램, 검증 독출 또는 읽기 동작을 수행하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 6,
The control circuit performs a program, verification read, or read operation on a cell string selected from among the plurality of cell strings after the second point in time.
상기 제어 회로는 상기 프로그램, 상기 검증 독출 또는 상기 읽기 동작 후에 제3 시점에서 상기 제2 인터-스택 워드라인을 리커버리 전압으로 리커버리하고, 상기 제3 시점 이후의 제4 시점에서 상기 제1 인터-스택 워드라인을 상기 리커버리 전압으로 리커버리하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 7,
The control circuit recovers the second inter-stack word line to a recovery voltage at a third point in time after the program, the verify read, or the read operation, and the first inter-stack word line at a fourth point in time after the third point in time. A nonvolatile memory device recovering a word line with the recovery voltage.
상기 리커버리 전압은 접지 전압, 상기 불휘발성 메모리 장치로 인가되는 외부 전원 전압 또는 상기 불휘발성 메모리 장치 내부에서 상기 외부 전원 전압으로부터 생성되는 내부 전원 전압으로 설정되는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 8,
The recovery voltage is set to a ground voltage, an external power voltage applied to the nonvolatile memory device, or an internal power voltage generated from the external power voltage inside the nonvolatile memory device.
상기 복수의 메모리 스택들은 제1 메모리 스택, 상기 제1 메모리 스택 상에 적층되는 제2 메모리 스택 및 상기 제1 메모리 스택과 상기 제2 메모리 스택 사이에 배치되는 제1 스택간 영역을 포함하고,
상기 제어 회로는 상기 제1 스택간 영역에 인접한 상기 제1 메모리 스택 상단부의 제1 인터-스택 워드라인을 제1 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하고, 상기 제1 인터-스택 워드라인 아래의 제2 인터-스택 워드라인을 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서에서 상기 패스 전압으로 셋업하고, 상기 제2 메모리 스택 하단부의 제3 인터-스택 워드라인을 상기 제2 시점 이후의 제3 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하고, 상기 제3 인터-스택 워드라인 위의 제4 인터-스택 워드라인을 상기 제3 시점 이후의 제4 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 1,
The plurality of memory stacks include a first memory stack, a second memory stack stacked on the first memory stack, and a first inter-stack region disposed between the first memory stack and the second memory stack,
The control circuit sets up a first inter-stack word line of an upper portion of the first memory stack adjacent to the first inter-stack region to the pass voltage at a first time point, and sets up a second inter-stack word line below the first inter-stack word line. An inter-stack word line is set up at the pass voltage at a second time point after the first time point, and a third inter-stack word line at the lower end of the second memory stack is set up at a third time point after the second time point. and setting up a fourth inter-stack word line above the third inter-stack word line to the pass voltage at a fourth point in time after the third point in time.
상기 제어 회로는 상기 제4 시점 후 상기 복수의 셀 스트링들 중 선택된 셀 스트링에 대하여 프로그램, 검증 독출 또는 읽기 동작을 수행하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 10,
The control circuit performs a program, verification read, or read operation on a cell string selected from among the plurality of cell strings after the fourth point in time.
상기 제어 회로는 상기 프로그램, 상기 검증 독출 또는 상기 읽기 동작 후에 제5 시점에서 상기 제2 인터-스택 워드라인을 리커버리 전압으로 리커버리하고, 상기 제5 시점 이후의 제6 시점에서 상기 제1 인터-스택 워드라인을 상기 리커버리 전압으로 리커버리하고, 상기 제6 시점 이후의 제7 시점에서 상기 제4 인터-스택 워드라인을 상기 리커버리 전압으로 리커버리하고, 상기 제7 시점 이후의 제8 시점에서 상기 제3 인터-스택 워드라인을 상기 리커버리 전압으로 리커버리하는 불휘발성 메모리 장치.According to claim 11,
The control circuit recovers the second inter-stack word line to a recovery voltage at a fifth point in time after the program, the verify read, or the read operation, and the first inter-stack word line at a sixth point in time after the fifth point in time. The word line is recovered to the recovery voltage, the fourth inter-stack word line is recovered to the recovery voltage at a seventh time point after the sixth time point, and the third inter-stack word line is recovered at an eighth time point after the seventh time point. - A nonvolatile memory device that recovers a stack word line with the recovery voltage.
상기 복수의 메모리 스택들 각각의 상기 워드라인들 중에서 상기 스택간 영역들에 인접한 워드라인들 일부를 인터-스택 워드라인들로 제공하는 단계; 및
상기 인터-스택 워드라인들의 상기 채널 홀의 크기에 따라 상기 인터-스택 워드라인들에 패스 전압을 인가하는 셋업 시점들을 다르게 제어하면서 상기 복수의 메모리 스택들의 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 패스 전압은 상기 복수의 메모리 셀들이 항상 턴온될 수 있는 전압으로 설정되는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.Dividing a memory cell array including a plurality of cell strings in which a plurality of memory cells are disposed between a plurality of bit lines and a source line in a vertical direction into a plurality of memory stacks, wherein between the plurality of memory stacks inter-stack regions are disposed, word lines of the plurality of memory cells are stacked in the vertical direction in each of the plurality of memory stacks, and a channel hole passes through the word lines of each of the plurality of memory stacks;
providing some of the word lines adjacent to the inter-stack regions among the word lines of each of the plurality of memory stacks as inter-stack word lines; and
performing a channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks while differently controlling setup times for applying pass voltages to the inter-stack word lines according to sizes of the channel holes of the inter-stack word lines;
The pass voltage is set to a voltage at which the plurality of memory cells are always turned on.
상기 불휘발성 메모리 장치의 제조 공정 단계에서 정의된 상기 스택간 영역들에 인접한 상기 워드라인들 일부에 대한 채널 홀 프로파일 정보를 상기 불휘발성 메모리 장치에 저장하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.14. The method of claim 13, wherein the method of operating the nonvolatile memory device comprises:
and storing, in the nonvolatile memory device, channel hole profile information for some of the word lines adjacent to the inter-stack regions defined in the manufacturing process of the nonvolatile memory device. method.
상기 채널 홀 프로파일 정보에 기초하여 상기 스택간 영역들에 인접한 상기 워드라인들 일부를 상기 인터-스택 워드라인들로 결정하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.15. The method of claim 14, wherein the method of operating the nonvolatile memory device comprises:
and determining some of the word lines adjacent to the inter-stack regions as the inter-stack word lines based on the channel hole profile information.
상기 복수의 메모리 스택들의 상기 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계는,
상기 인터-스택 워드라인들 중에서 상기 채널 홀의 크기가 큰 인터-스택 워드라인을 먼저 상기 패스 전압으로 셋업하고 상기 채널 홀의 크기가 작은 인터-스택 워드라인을 나중에 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.According to claim 13,
The step of performing the channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks,
The step of setting up an inter-stack word line having a large channel hole among the inter-stack word lines to the pass voltage first and setting an inter-stack word line having a small channel hole to the pass voltage later. A method of operating a nonvolatile memory device that
상기 복수의 메모리 스택들은 제1 메모리 스택, 상기 제1 메모리 스택 상에 적층되는 제2 메모리 스택 및 상기 제1 메모리 스택과 상기 제2 메모리 스택 사이에 배치되는 제1 스택간 영역을 포함하고,
상기 복수의 메모리 스택들의 상기 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계는,
상기 제1 스택간 영역에 인접한 상기 제1 메모리 스택 상단부의 제1 인터-스택 워드라인을 제1 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계; 및
상기 제2 메모리 스택 하단부의 제2 인터-스택 워드라인을 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.According to claim 13,
The plurality of memory stacks include a first memory stack, a second memory stack stacked on the first memory stack, and a first inter-stack region disposed between the first memory stack and the second memory stack,
The step of performing the channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks,
setting up a first inter-stack word line at an upper portion of the first memory stack adjacent to the first inter-stack region to the pass voltage at a first time point; and
and setting up a second inter-stack word line at the lower end of the second memory stack to the pass voltage at a second point in time after the first point in time.
상기 제2 시점 후 상기 복수의 셀 스트링들 중 선택된 셀 스트링에 대하여 프로그램, 검증 독출 또는 읽기 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.18. The method of claim 17, wherein the method of operating the nonvolatile memory device comprises:
The method of operating a nonvolatile memory device further comprising performing a program, verify read, or read operation on a cell string selected from among the plurality of cell strings after the second point in time.
상기 복수의 메모리 스택들은 제1 메모리 스택, 상기 제1 메모리 스택 상에 적층되는 제2 메모리 스택 및 상기 제1 메모리 스택과 상기 제2 메모리 스택 사이에 배치되는 제1 스택간 영역을 포함하고,
상기 복수의 메모리 스택들의 상기 채널 전압 균등화 동작을 수행하는 단계는,
상기 제1 스택간 영역에 인접한 상기 제1 메모리 스택 상단부의 제1 인터-스택 워드라인을 제1 시점에서에서 패스 전압으로 셋업하는 단계;
상기 제1 인터-스택 워드라인 아래의 제2 인터-스택 워드라인을 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계;
상기 제1 스택간 영역에 인접한 상기 제2 메모리 스택 하단부의 제3 인터-스택 워드라인을 상기 제2 시점 이후의 제3 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계; 및
상기 제3 인터-스택 워드라인 위의 제4 인터-스택 워드라인을 상기 제3 시점 이후의 제4 시점에서 상기 패스 전압으로 셋업하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.According to claim 13,
The plurality of memory stacks include a first memory stack, a second memory stack stacked on the first memory stack, and a first inter-stack region disposed between the first memory stack and the second memory stack,
The step of performing the channel voltage equalization operation of the plurality of memory stacks,
setting up a first inter-stack word line of an upper portion of the first memory stack adjacent to the first inter-stack region to a pass voltage at a first time point;
setting up a second inter-stack word line under the first inter-stack word line to the pass voltage at a second time point after the first time point;
setting up a third inter-stack word line at a lower end of the second memory stack adjacent to the first inter-stack region to the pass voltage at a third point in time after the second point in time; and
and setting up a fourth inter-stack word line above the third inter-stack word line to the pass voltage at a fourth time point after the third time point.
상기 제4 시점 후 상기 복수의 셀 스트링들 중 선택된 셀 스트링에 대하여 프로그램, 검증 독출 또는 읽기 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치의 동작 방법.20. The method of claim 19, wherein the method of operating the nonvolatile memory device comprises:
The method of operating a nonvolatile memory device further comprising performing a program, verify read, or read operation on a cell string selected from among the plurality of cell strings after the fourth point in time.
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