KR20230068237A - Method of programming non-volatile memory device - Google Patents
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Abstract
비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법은, 제1 채널 초기화 구간에서 선택 워드 라인에 상대적으로 가깝고 프로그램 동작이 수행된 제1 워드 라인 그룹 및 선택 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 선택 워드 라인에 상대적으로 멀고 프로그램 동작이 수행된 제2 워드 라인 그룹에 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계, 데이터에 대한 제1 프로그램을 수행하기 위한 제1 프로그램 실행 구간에서 선택 워드 라인에 제1 프로그램 전압을 인가하는 단계, 제2 채널 초기화 구간에서 선택 워드 라인 및 제1 워드 라인 그룹에 제1 전압을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹에 제2 전압을 인가하는 단계, 및 데이터에 대한 제2 프로그램을 수행하기 위한 제2 프로그램 실행 구간에서 선택 워드 라인에 제2 프로그램 전압을 인가하는 단계를 포함한다.A programming method of a non-volatile memory device includes applying a first voltage to a first word line group and a selected word line that are relatively close to a selected word line in a first channel initialization period and on which a program operation has been performed, and relatively to the selected word line. Applying a second voltage lower than the first voltage to a remote second word line group on which a program operation has been performed, applying a first program voltage to a selected word line in a first program execution period for performing a first program on data. applying a first voltage to a selected word line and a first word line group in a second channel initialization period, applying a second voltage to a second word line group, and performing a second program on data. and applying a second program voltage to the selected word line in a second program execution period for
Description
본 개시의 기술적 사상은 메모리 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 순차적으로 수행되는 제1 및 제2 프로그램들을 포함하는 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a memory device, and more particularly, to a method for programming a non-volatile memory device including first and second programs sequentially executed.
메모리 장치는 데이터를 저장하는데 사용되며, 휘발성 메모리 장치와 비휘발성 메모리 장치로 구분된다. 비휘발성 메모리 장치에 대한 고용량화 및 소형화 요구에 따라, 기판 상에서 수직 방향으로 연장되는 복수의 셀 스트링들을 포함하는 3차원 메모리 장치가 개발되었다. 프로그램을 실행하기 위한 채널 초기화 구간에서, 복수의 셀 스트링들에 대한 채널 초기화 또는 프리차지 동작이 수행될 수 있다. 이때, 셀 스트링의 상부에 위치하는 메모리 셀들이 프로그램된 상태이면, 프로그램된 메모리 셀들에 대응하는 채널 일부가 네거티브 부스팅되고 프로그램된 메모리 셀들의 높은 문턱 전압으로 인하여 채널 초기화 또는 프리차지 동작이 제대로 수행되지 못할 수 있다. 이로써, 프로그램 디스터브(disturb) 또는 핫 캐리어 인젝션(hot carrier injection, HCI) 문제가 발생하여 비휘발성 메모리 장치의 신뢰성이 저하될 수 있다.Memory devices are used to store data and are classified into volatile memory devices and non-volatile memory devices. According to the demand for high capacity and miniaturization of nonvolatile memory devices, a three-dimensional memory device including a plurality of cell strings extending in a vertical direction on a substrate has been developed. In a channel initialization period for executing a program, a channel initialization or precharge operation may be performed on a plurality of cell strings. At this time, if the memory cells positioned above the cell string are in a programmed state, a portion of the channel corresponding to the programmed memory cells is negatively boosted and the channel initialization or precharge operation is not properly performed due to the high threshold voltage of the programmed memory cells. may not be As a result, a program disturb or hot carrier injection (HCI) problem may occur, and reliability of the nonvolatile memory device may deteriorate.
본 개시의 기술적 사상은 채널 초기화 구간에서 워드 라인 전압을 제어함으로써 프로그램 디스터브를 감소시킬 수 있는 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법을 제공한다.Technical features of the present disclosure provide a programming method of a nonvolatile memory device capable of reducing program disturb by controlling a word line voltage in a channel initialization period.
본 개시의 기술적 사상에 따른 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법은, 제1 채널 초기화 구간에서, 선택 워드 라인에 상대적으로 가깝고 프로그램 동작이 수행된 제1 워드 라인 그룹 및 상기 선택 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 상기 선택 워드 라인에 상대적으로 멀고 프로그램 동작이 수행된 제2 워드 라인 그룹에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계, 데이터에 대한 제1 프로그램을 수행하기 위한 제1 프로그램 실행 구간에서, 상기 선택 워드 라인에 제1 프로그램 전압을 인가하는 단계, 제2 채널 초기화 구간에서, 상기 선택 워드 라인 및 상기 제1 워드 라인 그룹에 상기 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 워드 라인 그룹에 상기 제2 전압을 인가하는 단계, 및 상기 데이터에 대한 제2 프로그램을 수행하기 위한 제2 프로그램 실행 구간에서, 상기 선택 워드 라인에 제2 프로그램 전압을 인가하는 단계를 포함한다.A programming method of a nonvolatile memory device according to technical features of the present disclosure may apply a first voltage to a first word line group relatively close to a selected word line and subjected to a program operation and the selected word line in a first channel initialization period. and applying a second voltage lower than the first voltage to a second word line group relatively distant from the selected word line and on which a program operation has been performed, executing a first program for performing a first program on data. applying a first program voltage to the selected word line during a period; applying the first voltage to the selected word line and the first word line group during a second channel initialization period; and applying a second program voltage to the selected word line in a second program execution period for performing a second program on the data.
본 개시의 기술적 사상에 따른 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법은, 제1 데이터에 대한 제1 프로그램을 수행하기 위한 제1 프로그램 실행 구간에서, 제1 선택 워드 라인에 제1 프로그램 전압을 인가함으로써 상기 제1 선택 워드 라인에 연결된 제1 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계; 상기 제1 선택 워드 라인에 인접한 제2 선택 워드 라인에 연결된 제2 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계; 상기 제2 메모리 셀들에 대한 상기 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계 이후의 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 선택 워드 라인에 제1 바이어스 전압을 인가하고, 상기 제2 선택 워드 라인에 상기 제1 바이어스 전압보다 전압 레벨이 높은 제2 바이어스 전압을 인가하는 단계; 및 상기 제1 데이터에 대한 제2 프로그램을 수행하기 위한 제2 프로그램 실행 구간에서, 상기 제1 선택 워드 라인에 제2 프로그램 전압을 인가함으로써 상기 제1 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작을 수행하는 단계를 포함한다.A programming method of a nonvolatile memory device according to technical features of the present disclosure may include applying a first program voltage to a first select word line in a first program execution period for performing a first program on first data, thereby performing a first program operation on first memory cells connected to one selected word line; performing a first program operation on second memory cells connected to a second selected word line adjacent to the first selected word line; In a word line setup period after performing the first program operation on the second memory cells, a first bias voltage is applied to the first selected word line, and the first bias voltage is applied to the second selected word line. applying a second bias voltage having a higher voltage level than the voltage; and performing a second program operation on the first memory cells by applying a second program voltage to the first selected word line in a second program execution period for performing a second program on the first data. includes
본 개시의 기술적 사상에 따른 비휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법은, 채널 초기화 구간에서, 공통 소스 라인에 프리차지 전압을 인가하는 단계; 비트 라인 셋업 구간에서, 프로그램 동작이 수행되고 선택 워드 라인의 상부에 배치된 제1 워드 라인 및 상기 선택 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 프로그램 동작이 완료되고 상기 제1 워드 라인의 상부에 배치된 제2 워드 라인에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계; 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 선택 워드 라인, 상기 제1 및 제2 워드 라인들에 상기 제1 및 제2 전압들보다 낮은 제3 전압을 인가하는 단계; 및 프로그램 실행 구간에서, 선택 워드 라인에 연결된 메모리 셀들에 대한 프로그램 동작을 실행하는 단계를 포함하고, 상기 채널 초기화 구간 및 상기 비트 라인 셋업 구간은 실질적으로 동일한 시간 구간에 대응한다.A programming method of a nonvolatile memory device according to the technical idea of the present disclosure includes, in a channel initialization period, applying a precharge voltage to a common source line; In a bit line setup period, a program operation is performed and a first voltage is applied to a first word line disposed above a selected word line and a first voltage is applied to the selected word line, and the program operation is completed and disposed above the first word line applying a second voltage lower than the first voltage to a second word line; applying a third voltage lower than the first and second voltages to the selected word line and the first and second word lines in a word line setup period; and executing a program operation on memory cells connected to a selected word line in a program execution period, wherein the channel initialization period and the bit line setup period correspond to substantially the same time period.
본 개시의 기술적 사상에 따르면, 프로그램 동작을 위한 채널 프리차지 또는 채널 초기화 구간에서, 프로그램 동작이 수행된 워드 라인들을 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑하고, 복수의 워드 라인들에 서로 다른 전압들을 인가함으로써, 선택 워드 라인과 인접 워드 라인들에 대응하는 채널 영역들의 채널 포텐셜 차이를 감소시킬 수 있다. 이로써, FN 스트레스 또는 HCI에 의한 프로그램 디스터브를 줄일 수 있고, 결과적으로, 메모리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the technical idea of the present disclosure, in a channel precharge or channel initialization period for a program operation, word lines on which a program operation has been performed are grouped into a plurality of word line groups, and different voltages are applied to the plurality of word lines. Accordingly, a channel potential difference between channel regions corresponding to the selected word line and adjacent word lines may be reduced. Accordingly, program disturb caused by FN stress or HCI can be reduced, and as a result, reliability of the memory device can be improved.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 블록을 나타내는 회로도이다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 메모리 블록을 각각 나타내는 사시도들이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 선택 워드 라인에 대한 제1 프로그램 동작 및 제2 프로그램 동작을 포함하는 프로그램 동작을 나타낸다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 프로그램 동작들을 나타낸다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 프로그램 동작들을 나타낸다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이를 개략적으로 나타낸다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 프로그램 순서를 예시적으로 나타낸다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 선택 워드 라인에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들을 포함하는 프로그램 동작 및 인접 워드 라인에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들을 포함하는 프로그램 동작을 나타낸다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 제1 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19a는 본 개시의 비교예에 따른, 제1 선택 워드 라인에 대한 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이고, 도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 선택 워드 라인에 대한 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라, COP 구조를 갖는 메모리 장치를 나타낸다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따라, B-VNAND 구조를 갖는 메모리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치가 적용된 SSD 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a memory system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram illustrating a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is a circuit diagram illustrating a memory block according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
4A and 4B are perspective views each illustrating a memory block according to some exemplary embodiments of the present disclosure.
5 schematically illustrates a memory cell array according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
6 illustrates a program operation including a first program operation and a second program operation on a selected word line, according to an embodiment of the present disclosure.
7 illustrates first and second program operations according to an embodiment of the present disclosure.
8 illustrates first and second program operations according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
10 is a timing diagram illustrating a program operation of a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
11 schematically illustrates a memory cell array according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
12A and 12B illustratively show a program sequence according to some embodiments of the present disclosure.
13 illustrates a program operation including first and second program operations on a selected word line and a program operation including first and second program operations on an adjacent word line, according to an embodiment of the present disclosure.
14 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
15 is a timing diagram illustrating a first program operation of a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
16 is a timing diagram illustrating a second program operation of a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
17 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
18 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
19A is a timing diagram illustrating a second program operation for a first selected word line according to a comparative example of the present disclosure, and FIG. 19B is a second program for a first selected word line according to an embodiment of the present disclosure. It is a timing diagram showing the operation.
20 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
21 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
22 is a timing diagram illustrating a program operation of a memory device according to an embodiment of the present disclosure.
23 illustrates a memory device having a COP structure, according to an embodiment of the present disclosure.
24 is a cross-sectional view illustrating a memory device having a B-VNAND structure, according to an exemplary embodiment.
25 is a block diagram illustrating an SSD system to which a memory device according to an embodiment of the present disclosure is applied.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions thereof are omitted.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(10)을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 메모리 시스템(10)은 메모리 장치(100) 및 메모리 컨트롤러(200)를 포함할 수 있고, 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110) 및 제어 로직 회로(120)를 포함할 수 있다. 메모리 장치(100)는 비휘발성 메모리 장치일 수 있고, 본 명세서에서 "메모리 장치"는 "비휘발성 메모리 장치"를 지칭하기로 한다. 1 is a block diagram illustrating a
메모리 컨트롤러(200)는 호스트(HOST)로부터의 독출/기입 요청에 응답하여 메모리 장치(100)에 저장된 데이터를 독출하도록 또는 메모리 장치(100)에 데이터를 프로그램하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 메모리 컨트롤러(200)는 메모리 장치(100)에 어드레스(ADDR), 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)를 제공함으로써, 메모리 장치(100)에 대한 프로그램, 독출 및 소거 동작을 제어할 수 있다. 또한, 프로그램하기 위한 데이터(DATA)와 독출된 데이터(DATA)가 메모리 컨트롤러(200)와 메모리 장치(100) 사이에서 송수신될 수 있다.The
메모리 셀 어레이(110)는 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 개시의 실시예들을 상술하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 일부 실시예들에서, 복수의 메모리 셀들은 ReRAM(resistive RAM), PRAM(phase change RAM) 또는 MRAM(magnetic RAM)과 같은 저항형 메모리 셀들일 수 있다.The
제어 로직 회로(120)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)를 수신하고, 수신한 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)를 기초로 메모리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메모리 컨트롤러(200)로부터 프로그램 커맨드에 해당하는 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 데이터(DATA)를 수신하는 경우, 제어 로직 회로(120)는 어드레스(ADDR)에 대응하는 선택 워드 라인 또는 선택 메모리 셀에 대한 제1 프로그램 동작 및 제2 프로그램 동작을 포함하는 프로그램 동작을 제어함으로써, 수신한 데이터(DATA)를 메모리 셀 어레이(110)에 기입할 수 있다. 제1 및 제2 프로그램 동작들은 순차적으로 수행될 수 있고, 제1 및 제2 프로그램 동작들을 통해 데이터(DATA)에 대한 프로그램이 완료될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 프로그램 동작은 선(先) 프로그램 동작, 프리 프로그램 동작 또는 초기 프로그램 동작이라고 지칭할 수 있고, 제2 프로그램 동작은 후(後) 프로그램 동작 또는 최종(final) 프로그램 동작이라고 지칭할 수 있다. The
제어 로직 회로(120)는 프로그램 컨트롤러(PGM CONTROLLER)(121)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로그램 컨트롤러(121)는 제1 프로그램 동작을 위한 채널 프리차지 또는 채널 초기화 구간에서, 어드레스(ADDR)에 대응하는 선택 워드 라인보다 먼저 프로그램이 수행된 워드 라인들을 적어도 두 개의 워드 라인 그룹들로 그룹핑할 수 있다. 프로그램 컨트롤러(121)는 적어도 두 개의 워드 라인 그룹들 중 선택 워드 라인에 상대적으로 가까운 워드 라인 그룹에 인가되는 제1 전압과 선택 워드 라인에 상대적으로 먼 워드 라인 그룹에 인가되는 제2 전압을 서로 다르게 제어할 수 있고, 제1 전압의 전압 레벨을 제2 전압의 전압 레벨보다 높게 제어할 수 있다. 이때, 제1 전압은 선택 워드 라인에 인가되는 전압과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있고, 이로써, 경계 워드 라인에서 채널 포텐셜 차이를 감소시킬 수 있고, 채널 영역에서 네거티브 부스팅을 억제할 수 있다.The
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 제어 로직 회로(120), 페이지 버퍼 회로(130), 전압 생성기(140) 및 로우 디코더(150)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 메모리 장치(100)는 인터페이스 회로를 더 포함할 수 있고, 인터페이스 회로는 데이터 입출력 회로, 커맨드/어드레스 입출력 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(100)는 온도 센서를 더 포함할 수도 있다.2 is a block diagram illustrating a
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1 내지 BLKz)을 포함할 수 있고, z는 양의 정수이다. 복수의 메모리 블록들(BLK1 내지 BLKz) 각각은 복수의 페이지들을 포함할 수 있으며, 복수의 페이지들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 블록은 소거의 단위이고, 페이지는 기입 및 독출의 단위일 수 있다. 각 메모리 셀은 하나 또는 그 이상의 비트들을 저장할 수 있으며, 구체적으로, 각 메모리 셀은 SLC(Single Level Cell), MLC(Multi-Level Cell), TLC(Triple Level Cell) 또는 QLC(Quadruple Level Cell)로 이용될 수 있다. The
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 워드 라인들(WL), 복수의 스트링 선택 라인들(SSL), 복수의 그라운드 선택 라인들(GSL) 및 복수의 비트 라인들(BL)에 연결될 수 있다. 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 워드 라인들(WL), 복수의 스트링 선택 라인들(SSL) 및 복수의 그라운드 선택 라인들(GSL)을 통해 로우 디코더(150)에 연결되고, 복수의 비트 라인들(BL)을 통해 페이지 버퍼 회로(130)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 셀 어레이(110)는 GIDL(gate induced drain leakage) 소거 제어 라인들에 더 연결될 수 있다. The
일 실시예에서, 메모리 셀 어레이(110)는 3차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있고, 3차원 메모리 셀 어레이는 복수의 셀 스트링들 또는 낸드 스트링들을 포함할 수 있다. 각 셀 스트링은 기판 위에 수직으로 적층된 워드 라인들에 각각 연결된 메모리 셀들을 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 본 명세서에 인용 형식으로 결합된다. In one embodiment, the
제어 로직 회로(120)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 수신한 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)를 기초로, 메모리 셀 어레이(110)에 데이터를 기입하거나 메모리 셀 어레이(110)로부터 데이터를 독출하기 위한 각종 제어 신호를 출력할 수 있다. 이로써, 제어 로직 회로(120)는 메모리 장치(100) 내의 각종 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어 로직 회로(120)는 전압 생성기(140)에 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 제공할 수 있고, 로우 디코더(150)에 로우 어드레스(X_ADDR)를 제공할 수 있으며, 페이지 버퍼 회로(130)에 칼럼 어드레스(Y_ADDR)를 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제어 로직 회로(120)는 전압 생성기(140), 로우 디코더(150) 및 페이지 버퍼 회로(130)에 다른 제어 신호들을 더 제공할 수 있다.The
프로그램 컨트롤러(121)는 프로그램 동작이 수행된 워드 라인들을 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑하고, 채널 초기화 구간에서 워드 라인 그룹 별로 서로 다른 전압을 인가하도록 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 프로그램 컨트롤러(121)는 프로그램 동작이 수행되고 선택 워드 라인에 상대적으로 가까운 워드 라인을 제1 워드 라인 그룹으로 결정하고, 프로그램 동작이 수행되고 선택 워드 라인에 상대적으로 먼 워드 라인을 제2 워드 라인 그룹으로 결정하며, 채널 초기화 구간에서 제1 워드 라인 그룹에는 선택 워드 라인과 동일한 제1 전압을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹에는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하도록 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 생성할 수 있다.The
전압 생성기(140)는 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 기반으로 프로그램, 독출, 및 소거 동작들을 수행하기 위한 다양한 종류의 전압들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 전압 생성기(140)는 워드 라인 전압(VWL), 스트링 선택 라인 전압(VSSL) 및 그라운드 선택 라인 전압(VGSL)을 생성할 수 있고, 생성된 워드 라인 전압(VWL), 스트링 선택 라인 전압(VSSL) 및 그라운드 선택 라인 전압(VGSL)을 로우 디코더(150)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 전압 생성기(140)는 워드 라인 전압(VWL)으로서 프로그램 전압, 패스 전압, 독출 전압, 프로그램 검증 전압, 소거 전압 등을 생성할 수 있다. 또한, 전압 생성기(140)는 비트 라인 전압 및 공통 소스 라인 전압 등을 더 생성할 수 있다.The
일 실시예에서, 전압 생성기(140)는 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 기초로, 선택 워드 라인에 대한 제1 또는 제2 프로그램 동작을 위한 제1 또는 제2 채널 초기화 구간(예를 들어, 도 15의 USIP1 또는 도 16의 USIP2)에서, 선택 워드 라인 및 제1 워드 라인 그룹에 인가하는 제1 전압과 제2 워드 라인 그룹에 인가하는 제2 전압을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 전압 생성기(140)는 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 기초로, 선택 워드 라인에 대한 제2 프로그램 동작을 위한 제2 채널 초기화 구간(예를 들어, 도 16의 USIP2)에서, 제1 프로그램 동작이 수행되고 제2 프로그램 동작이 완료되지 않은 워드 라인에 인가되는 제1 전압을 생성할 수 있다. In an embodiment, the
로우 디코더(150)는 로우 어드레스(X_ADDR)에 응답하여 복수의 워드 라인들(WL) 중 하나를 선택할 수 있고, 복수의 스트링 선택 라인들(SSL) 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 프로그램 동작 시, 로우 디코더(150)는 프로그램 실행 구간에 선택 워드 라인으로 프로그램 전압(예를 들어, 도 10의 VPGM)을 인가하고, 프로그램 검증 구간에 선택 워드 라인으로 프로그램 검증 전압을 인가할 수 있다. 또한, 프로그램 실행 구간에서, 로우 디코더(150)는 채널 초기화 구간에 제1 워드 라인 그룹에 제1 전압(예를 들어, 도 10의 V1)을 인가하고, 제1 워드 라인 그룹에 제2 전압(예를 들어, 도 10의 V2)를 인가할 수 있다. 페이지 버퍼 회로(130)는 컬럼 어드레스(Y_ADDR)에 응답하여 복수의 비트 라인들(BL) 중 적어도 하나의 비트 라인을 선택할 수 있다. 페이지 버퍼 회로(130)는 동작 모드에 따라 기입 드라이버 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. The
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 블록(BLK)을 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a memory block BLK according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 메모리 블록(BLK)은 도 2의 복수의 메모리 블록들(BLK1 내지 BLKz) 중 하나에 대응할 수 있다. 메모리 블록(BLK)은 비트 라인들(BL1 내지 BL3), 스트링 선택 라인들(SSL1 내지 SSL3), 워드 라인들(WL1 내지 WL8) 및 그라운드 선택 라인들(GSL1 내지 GSL3)에 연결될 수 있고, 수직 방향(VD)을 따라 각각 연장된 낸드 스트링들 또는 셀 스트링들(NS11 내지 NS33)을 포함할 수 있다. 여기서, 셀 스트링들의 개수, 워드 라인들의 개수, 비트 라인들의 개수, 그라운드 선택 라인의 개수, 스트링 선택 라인들의 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the memory block BLK may correspond to one of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 2 . The memory block BLK may be connected to bit lines BL1 to BL3, string select lines SSL1 to SSL3, word lines WL1 to WL8, and ground select lines GSL1 to GSL3, and may be connected in a vertical direction. NAND strings or cell strings NS11 to NS33 each extending along (VD) may be included. Here, the number of cell strings, the number of word lines, the number of bit lines, the number of ground selection lines, and the number of string selection lines may be variously changed according to embodiments.
비트 라인들(BL1 내지 BL3)은 제1 방향 또는 제1 수평 방향(HD1)을 따라 연장될 있고, 워드 라인들(WL1 내지 WL8)은 제2 방향 또는 제2 수평 방향(HD2)을 따라 연장될 수 있다. 제1 비트 라인(BL1)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 셀 스트링들(NS11, NS21, NS31)이 위치하고, 제2 비트 라인(BL2)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 셀 스트링들(NS12, NS22, NS32)이 위치하고, 제3 비트 라인(BL3)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 셀 스트링들(NS13, NS23, NS33)이 위치할 수 있다.The bit lines BL1 to BL3 may extend along a first direction or a first horizontal direction HD1 , and the word lines WL1 to WL8 may extend along a second direction or a second horizontal direction HD2 . can Cell strings NS11, NS21, and NS31 are positioned between the first bit line BL1 and the common source line CSL, and cell strings NS12 are positioned between the second bit line BL2 and the common source line CSL. , NS22, and NS32) may be positioned, and cell strings NS13, NS23, and NS33 may be positioned between the third bit line BL3 and the common source line CSL.
예를 들어, 셀 스트링(NS11)은 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀들(MCs) 및 그라운드 선택 트랜지스터(GST)를 포함할 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결되며, 메모리 셀들(MCs)은 대응하는 워드 라인들(WL1 내지 WL8)에 각각 연결될 수 있다. 그라운드 선택 트랜지스터(GST)는 대응하는 그라운드 선택 라인(GSL1)에 연결될 수 있다. For example, the cell string NS11 may include a string select transistor SST, a plurality of memory cells MCs, and a ground select transistor GST connected in series. The string select transistor SST may be connected to a corresponding string select line SSL1 , and the memory cells MCs may be connected to corresponding word lines WL1 to WL8 , respectively. The ground select transistor GST may be connected to a corresponding ground select line GSL1.
일부 실시예들에서, 메모리 블록(BLK)은 비트 라인들(BL1 내지 BL3)과 스트링 선택 라인들(SSL1 내지 SSL3) 사이의 상부 GIDL 소거 제어 라인들을 더 포함할 수 있고, 각 셀 스트링은 적어도 하나의 상부 GIDL 소거 제어 라인에 연결되는 적어도 하나의 상부 GIDL 소거 제어 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 블록(BLK)은 그라운드 선택 라인들(GSL1 내지 GSL3)과 공통 소스 라인(CSL) 사이의 하부 GIDL 소거 제어 라인들을 더 포함할 수 있고, 각 셀 스트링은 적어도 하나의 하부 GIDL 소거 제어 라인에 연결되는 적어도 하나의 하부 GIDL 소거 제어 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the memory block BLK may further include upper GIDL erase control lines between the bit lines BL1 to BL3 and the string select lines SSL1 to SSL3, and each cell string has at least one It may further include at least one upper GIDL erase control transistor connected to the upper GIDL erase control line of the upper GIDL erase control line. In some embodiments, the memory block BLK may further include lower GIDL erase control lines between the ground select lines GSL1 to GSL3 and the common source line CSL, and each cell string has at least one lower It may further include at least one lower GIDL erase control transistor connected to the GIDL erase control line.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 블록(BLKa)을 나타내는 사시도이다. 도 4a를 참조하면, 메모리 블록(BLKa)은 도 2의 복수의 메모리 블록들(BLK1 내지 BLKz) 중 하나에 대응할 수 있다. 메모리 블록(BLKa)은 기판(SUB)에 대해 수직 방향(VD)으로 형성되어 있다. 4A is a perspective view illustrating a memory block BLKa according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 4A , a memory block BLKa may correspond to one of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 2 . The memory block BLKa is formed in a direction VD perpendicular to the substrate SUB.
기판(SUB)은 제1 도전형(예를 들어, p 타입)을 가지며, 기판(SUB) 상에 제2 수평 방향 또는 제2 방향(HD2)을 따라 신장된다. 일 실시예에서, 제2 도전형(예를 들어, n 타입)의 불순물들이 도핑된 공통 소스 라인(CLS)이 기판(SUB)에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(SUB)은 폴리실리콘으로 구현될 수 있고, 기판(SUB) 상에 평판(plate)형의 공통 소스 라인(CSL)이 배치될 수도 있다. 기판(SUB) 상에, 제2 방향(HD2)을 따라 신장되는 복수의 절연막들(IL)이 수직 방향(VD)을 따라 순차적으로 제공되며, 복수의 절연막들(IL)은 수직 방향(VD)을 따라 특정 거리만큼 이격된다. 예를 들어, 복수의 절연막들(IL)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.The substrate SUB has a first conductivity type (eg, p-type) and extends on the substrate SUB in a second horizontal direction or in a second direction HD2. In one embodiment, a common source line CLS doped with impurities of the second conductivity type (eg, n-type) may be provided on the substrate SUB. In one embodiment, the substrate SUB may be implemented with polysilicon, and a plate-shaped common source line CSL may be disposed on the substrate SUB. On the substrate SUB, a plurality of insulating layers IL extending along the second direction HD2 are sequentially provided along the vertical direction VD, and the plurality of insulating layers IL extend in the vertical direction VD. are spaced apart by a certain distance along For example, the plurality of insulating layers IL may include an insulating material such as silicon oxide.
기판(SUB) 상에, 제1 수평 방향 또는 제1 방향(HD1)을 따라 순차적으로 배치되며, 수직 방향(VD)을 따라 복수의 절연막들(IL)을 관통하는 복수의 필라들(pillars)(P)이 제공된다. 예를 들어, 복수의 필라들(P)은 복수의 절연막들(IL)을 관통하여 기판(SUB)과 컨택할 것이다. 구체적으로, 각 필라(P)의 표면층(surface layer)(S)은 제1 타입을 갖는 실리콘 물질을 포함할 수 있고, 채널 영역으로 기능할 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예들에서, 필라(P)는 채널 구조물 또는 수직 채널 구조물이라고 지칭할 수 있다. 한편, 각 필라(P)의 내부층(I)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질 또는 에어 갭(air gap)을 포함할 수 있다.On the substrate SUB, a plurality of pillars are sequentially disposed along the first horizontal direction or the first direction HD1 and penetrate the plurality of insulating layers IL along the vertical direction VD ( P) is provided. For example, the plurality of pillars P penetrate the plurality of insulating layers IL and contact the substrate SUB. Specifically, a surface layer (S) of each pillar (P) may include a first type silicon material and may function as a channel region. Accordingly, in some embodiments, the pillar P may be referred to as a channel structure or a vertical channel structure. Meanwhile, the inner layer I of each pillar P may include an insulating material such as silicon oxide or an air gap.
절연막들(IL), 필라들(P) 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, 그라운드 선택 라인(GSL), 워드 라인들(WL1 내지 WL8) 및 스트링 선택 라인(SSL)과 같은 게이트 전극들(GE)이 제공된다. 그라운드 선택 라인(GSL), 워드 라인들(WL1 내지 WL8) 및 스트링 선택 라인(SSL)의 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.A charge storage layer (CS) is provided along the exposed surface of the insulating layers IL, the pillars P, and 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. Also, gate electrodes GE such as a ground select line GSL, word lines WL1 to WL8, and string select lines SSL are provided on the exposed surface of the charge storage layer CS. The number of ground select lines GSL, word lines WL1 to WL8, and string select lines SSL may be variously changed according to embodiments.
복수의 필라들(P) 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 방향(HD1)으로 신장되고 제2 방향(HD2)을 따라 특정 거리만큼 이격되어 배치된 비트 라인들(BL1 내지 BL3)이 제공된다. Drain contacts or drains DR are respectively provided on the plurality of pillars P. For example, the drains DR may include a silicon material doped with impurities of the second conductivity type. Bit lines BL1 to BL3 extending in the first direction HD1 and spaced apart from each other by a specific distance along the second direction HD2 are provided on the drains DR.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 블록(BLKb)을 나타내는 사시도이다. 도 4b를 참조하면, 메모리 블록(BLKb)은 도 2의 복수의 메모리 블록들(BLK1 내지 BLKz) 중 하나에 대응할 수 있다. 또한, 메모리 블록(BLKb)은 도 4a의 메모리 블록(BLKa)의 변형 예에 대응하며, 도 4a를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 메모리 블록(BLKb)은 기판(SUB)에 대해 수직 방향으로 형성되어 있다. 메모리 블록(BLKb)은 수직 방향(VD)으로 적층된 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 메모리 블록(BLKb)은 3개 이상의 메모리 스택들을 포함할 수도 있다.4B is a perspective view illustrating a memory block BLKb according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 4B , the memory block BLKb may correspond to one of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. 2 . Also, the memory block BLKb corresponds to a modified example of the memory block BLKa of FIG. 4A, and the details described above with reference to FIG. 4A may also be applied to the present embodiment. The memory block BLKb is formed in a direction perpendicular to the substrate SUB. The memory block BLKb may include a first memory stack ST1 and a second memory stack ST2 stacked in the vertical direction VD. However, the present invention is not limited thereto, and the memory block BLKb may include three or more memory stacks.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이(110a)를 개략적으로 나타낸다. 도 5를 참조하면, 메모리 셀 어레이(110a)는 제1 방향(HD1)으로 연장되는 공통 소스 라인(CSL) 및 비트 라인(BL)을 포함하고, 수직 방향(VD)으로 연장되는 메모리 스택(ST)을 포함할 수 있다. 이때, 스택(ST)은 드레인(DR)을 통해 비트 라인(BL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀 어레이(110a)는 도 4a의 일 예에 대응하며, 메모리 스택(ST)은 도 4a의 필라(P)에 대응할 수 있고, 도 3의 제1 셀 스트링(NS11)에 대응할 수도 있다. 일 실시예에서, 공통 소스 라인(CSL)에서 비트 라인(BL) 방향으로 채널 리커버리(CH_RCY) 또는 채널 초기화가 수행될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서, 비트 라인(BL)에서 공통 소스 라인(CSL)의 방향으로 채널 리커버리(CH_RCY) 또는 채널 초기화가 수행될 수 있고, 다른 실시예들에서, 채널 리커버리(CH_RCY)는 양방향으로 수행될 수도 있다.5 schematically illustrates a
메모리 셀 어레이(110a)는 수직 방향(VD)으로 적층되는 복수의 워드 라인들(WL1 내지 WLk)을 더 포함하고, 공통 소스 라인(CSL)과 워드 라인(WL1) 사이에는 그라운드 선택 라인(GSL)이 배치되고, 비트 라인(BL)과 워드 라인(WLk) 사이에는 스트링 선택 라인(SSL)이 배치될 수 있으며, k는 양의 정수이다. 도시되지는 않았으나, 스트링 선택 라인(SSL)과 비트 라인(BL) 사이에는 상부 GIDL 소거 제어 라인이 더 배치되거나, 그라운드 선택 라인(GSL)과 공통 소스 라인(CLS) 사이에는 하부 GIDL 소거 제어 라인이 더 배치될 수 있다.The
일 실시예에서, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 프로그램 동작 시, 비선택 워드 라인들은 제1 내지 제3 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2, WLG3)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있고, n은 양의 정수이다. 이때, 선택 워드 라인(WLn)보다 먼저 프로그램 동작이 수행되는 비선택 워드 라인들은 적어도 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있고, 선택 워드 라인(WLn)보다 늦게 프로그램 동작이 수행되는 비선택 워드 라인들은 제3 워드 라인 그룹(WLG3)을 포함하는 적어도 하나의 워드 라인 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따르면, 프로그램 순서가 선택 워드 라인(WLn)보다 빠른 워드 라인들은 적어도 두 개의 워드 라인 그룹들로 그룹핑되고, 프로그램 순서가 선택 워드 라인(WLn)보다 느린 워드 라인들은 적어도 하나의 워드 라인 그룹으로 그룹핑될 수 있다.In an embodiment, during a program operation on the selected word line WLn, unselected word lines are grouped into a plurality of word line groups including first to third word line groups WLG1 , WLG2 , and WLG3 . can be, and n is a positive integer. In this case, unselected word lines on which a program operation is performed prior to the selected word line WLn may be grouped into a plurality of word line groups including at least first and second word line groups WLG1 and WLG2. Unselected word lines on which a program operation is performed later than the selected word line WLn may be grouped into at least one word line group including a third word line group WLG3. As such, according to the present embodiment, word lines whose program order is faster than the selected word line WLn are grouped into at least two word line groups, and word lines whose program order is slower than the selected word line WLn are grouped into at least one word line group. may be grouped into word line groups of
예를 들어, 비트 라인(BL)에 상대적으로 가까운 워드 라인(WLk)부터 공통 소스 라인(CSL)에 상대적으로 가까운 워드 라인(WL1)의 방향으로 프로그램이 수행될 수 있다. 즉, 프로그램 동작은 T2B(top to bottom) 프로그램 시퀀스에 따라 수행될 수 있다. 이때, 선택 워드 라인(WLn)의 상부에 배치된 워드 라인들(WLn+1 내지 WLk)은 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 워드 라인 그룹(WLG1)은 선택 워드 라인(WLn)에 상대적으로 가까운 워드 라인들(예를 들어, WLn+1 내지 WLi)을 포함하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)은 선택 워드 라인 그룹(WLn)에 상대적으로 먼 워드 라인들(예를 들어, WLi+1 내지 WLk)을 포함할 수 있고, i는 n 보다 크고 k보다 작은 양의 정수이다. For example, programming may be performed in a direction from a word line WLk relatively close to the bit line BL to a word line WL1 relatively close to the common source line CSL. That is, the program operation may be performed according to a top to bottom (T2B) program sequence. At this time, the word lines WLn+1 to WLk disposed above the selected word line WLn are grouped into a plurality of word line groups including first and second word line groups WLG1 and WLG2. can For example, the first word line group WLG1 includes word lines (eg, WLn+1 to WLi) relatively close to the selected word line WLn, and the second word line group WLG2 includes Word lines (eg, WLi+1 to WLk) relatively far from the selected word line group WLn may be included, and i is a positive integer greater than n and less than k.
한편, 선택 워드 라인(WLn)의 하부에 배치된 워드 라인들(WL1 내지 WLn-1)은 제3 워드 라인 그룹(WLG3)을 포함하는 적어도 하나의 워드 라인 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)은 선택 워드 라인(WLn)에 워드 라인들(WL1 내지 WLn-1)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 일부 실시예들에서, 선택 워드 라인(WLn)의 하부에 배치된 워드 라인들(WL1 내지 WLn-1)은 제3 워드 라인 그룹(WLG3)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)은 선택 워드 라인(WLn)에 상대적으로 가까운 적어도 하나의 워드 라인(예를 들어, WLn-1)을 포함하고, 나머지 워드 라인들은 제4 워드 라인 그룹에 포함될 수 있다.Meanwhile, the word lines WL1 to WLn−1 disposed under the selected word line WLn may be grouped into at least one word line group including a third word line group WLG3. For example, the third word line group WLG3 may include word lines WL1 to WLn−1 in the selected word line WLn. However, the present invention is not limited thereto, and in some embodiments, the word lines WL1 to WLn-1 disposed below the selected word line WLn include a plurality of word lines including the third word line group WLG3. can be grouped into word line groups of For example, the third word line group WLG3 includes at least one word line (eg, WLn−1) relatively close to the selected word line WLn, and the remaining word lines are the fourth word line group. can be included in
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1) 및 제2 프로그램 동작(PGM2)을 포함하는 프로그램 동작을 나타낸다.6 illustrates a program operation including a first program operation PGM1 and a second program operation PGM2 for a selected word line WLn according to an embodiment of the present disclosure.
도 1 및 도 6을 함께 참조하면, 메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 데이터(DATA)를 수신할 수 있다. 이때, 커맨드(CMD)는 프로그램 커맨드에 대응하고, 어드레스(ADDR)는 기입 어드레스에 대응하며, 데이터(DATA)는 기입 데이터에 대응할 수 있다. 선택 워드 라인(WLn)는 어드레스(ADDR)에 대응할 수 있고, 메모리 장치(100)는 제1 프로그램 동작(PGM1) 및 제2 프로그램 동작(PGM2)을 순차적으로 수행함으로써 데이터(DATA)를 선택 메모리 셀에 기입할 수 있다. 제1 프로그램 동작(PGM1)은 제1 채널 초기화 구간(CH_INT1)(61) 및 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1)(62)을 포함할 수 있고, 제2 프로그램 동작(PGM2)은 제2 채널 초기화 구간(CH_INT2)(63) 및 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2)(64)을 포함할 수 있다. 제1 프로그램 동작(PGM1)과 제2 프로그램 동작(PGM2) 사이에는 소정의 시간 간격이 있을 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 6 together, the
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1a, PGM2a)을 나타낸다. 도 7에 예시된 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1a, PGM2a)을 포함하는 프로그램 방식을 쉐도우(shadow) 프로그램 방식이라고 지칭할 수 있다. 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1a, PGM2a)은 도 6의 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2)에 각각 대응할 수 있다. 도 7에서는 MLC에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1a, PGM2a)을 예시하고 있으나, 도 7에서 설명된 방식은 TLC 또는 QLC에 동일하게 적용될 수 있다. 7 illustrates first and second program operations PGM1a and PGM2a according to an embodiment of the present disclosure. A program method including the first and second program operations PGM1a and PGM2a illustrated in FIG. 7 may be referred to as a shadow program method. The first and second program operations PGM1a and PGM2a may respectively correspond to the first and second program operations PGM1 and PGM2 of FIG. 6 . Although FIG. 7 illustrates first and second program operations PGM1a and PGM2a for MLC, the method described in FIG. 7 may be equally applied to TLC or QLC.
제1 프로그램 동작(PGM1a)은 소거 상태의 메모리 셀들을 M개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램할 수 있고, M은 2 이상의 정수이다. 초기 프로그램 산포(71)는 주변 메모리 셀들의 프로그램 동작에 따른 커플링 또는 간섭(interference)에 의해 프로그램 산포(71')로 변경될 수 있다. 제2 프로그램 동작(PGM2a)은 제1 프로그램 동작(PGM1a)이 수행된 메모리 셀들을 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램할 수 있고, N은 M보다 큰 정수이다. 초기 프로그램 산포(72)는 주변 메모리 셀들의 프로그램 동작에 따른 커플링 또는 간섭에 의해 프로그램 산포(72')로 변경될 수 있다.The first program operation PGM1a may program memory cells in an erase state into one of M program states, where M is an integer greater than or equal to 2. The
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1b, PGM2b)을 나타낸다. 도 8에 예시된 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1b, PGM2b)을 포함하는 프로그램 방식을 리프로그램(reprogram) 방식이라고 지칭할 수 있다. 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1b, PGM2b)은 도 6의 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2)에 각각 대응할 수 있다. 도 8에서는 MLC에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들을 예시하고 있으나, 도 18에서 설명된 방식은 TLC 또는 QLC에 동일하게 적용될 수 있다.8 illustrates first and second program operations PGM1b and PGM2b according to an embodiment of the present disclosure. A program method including the first and second program operations PGM1b and PGM2b illustrated in FIG. 8 may be referred to as a reprogram method. The first and second program operations PGM1b and PGM2b may respectively correspond to the first and second program operations PGM1 and PGM2 of FIG. 6 . Although FIG. 8 illustrates first and second program operations for MLC, the method described in FIG. 18 may be equally applied to TLC or QLC.
제1 프로그램 동작(PGM1b)은 소거 상태의 메모리 셀들을 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램할 수 있고, N은 2 이상의 정수이다. 초기 프로그램 산포(81)는 주변 메모리 셀들의 프로그램 동작에 따른 커플링 또는 간섭에 의해 프로그램 산포(81')로 변경될 수 있다. 제2 프로그램 동작(PGM2b)은 제1 프로그램 동작(PGM1b)이 수행된 메모리 셀들을 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램할 수 있다. 초기 프로그램 산포(82)는 주변 메모리 셀들의 프로그램 동작에 따른 커플링 또는 간섭에 의해 프로그램 산포(82')로 변경될 수 있다.The first program operation PGM1b may program memory cells in an erase state into one of N program states, where N is an integer greater than or equal to 2. The
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에 따른 프로그램 방법은 프로그램 동작을 위한 채널 프리차지 또는 채널 초기화 구간에서 비선택 워드 라인들에 인가되는 전압들을 제어하는 방법으로서, 예를 들어, 도 1의 메모리 장치(100)에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 8을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용되며, 중복된 설명은 생략하기로 한다. 9 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The program method according to the present embodiment is a method of controlling voltages applied to unselected word lines in a channel precharge or channel initialization period for a program operation, and is performed in the
도 6 및 도 9를 함께 참조하면, 단계 S110에서, 제1 채널 초기화 구간(61)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 제1 전압(예를 들어, 도 10의 V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제1 전압보다 낮은 제2 전압(예를 들어, 도 10의 V2)을 인가한다. 여기서, 메모리 장치의 프로그램 순서는 제2 워드 라인 그룹(WLG2), 제1 워드 라인 그룹(WLG1) 및 선택 워드 라인(WLn)의 방향에 대응할 수 있다. 단계 S130에서, 제1 프로그램 실행 구간(62)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 제1 프로그램 전압(예를 들어, 도 10의 VPGM)을 인가한다.6 and 9 together, in step S110, in the first
단계 S150에서, 제2 채널 초기화 구간(63)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 제1 전압(예를 들어, 도 10의 V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제2 전압(예를 들어, 도 10의 V2)을 인가한다. 이와 같이, 단계 S110과 단계 S150에서 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 인가되는 전압은 제1 전압으로 동일할 수 있고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 인가되는 전압은 제2 전압으로 동일할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 단계 S140에서, 제2 프로그램 실행 구간(64)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 제2 프로그램 전압(예를 들어, 도 10의 VPGM)을 인가한다. In step S150, in the second
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.10 is a timing diagram illustrating a program operation of a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 10을 참조하면, 워드 라인 리커버리 구간(WL_RCY)은 t0에서 t1까지의 시간 구간에 대응하며, 워드 라인 리커버리 구간(WL_RCY)에서, 워드 라인 전압이 소정의 전압 레벨로 하강할 수 있다. 이어서, 채널 초기화 구간(Unselected String Initial Precharge, USIP)은 t1에서 t2까지의 시간 구간에 대응하여 예를 들어, 도 6의 제1 채널 초기화 구간(61) 또는 제2 채널 초기화 구간(63)에 대응할 수 있다. 또한, 채널 초기화 구간(USIP)은 비트 라인 셋업 구간(BL_SETUP)과 실질적으로 동일할 수 있고, 채널 초기화 구간(USIP)에서 채널 초기화 및 비트 라인 셋업 동작이 병렬적으로 수행될 수 있다. Referring to FIG. 10 , the word line recovery period WL_RCY corresponds to a time period from t0 to t1, and in the word line recovery period WL_RCY, the word line voltage may drop to a predetermined voltage level. Subsequently, the channel initialization period (Unselected String Initial Precharge, USIP) corresponds to the time period from t1 to t2, for example, to correspond to the first
채널 초기화 구간(USIP)에서, 공통 소스 라인(CSL)에 공통 소스 라인 전압(VCSL)이 인가되고, 스트링 선택 라인(SSL)에 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 인가되며, 그라운드 선택 라인(GSL)에 그라운드 선택 라인 전압(VGSL)이 인가될 수 있다. 스트링 선택 라인 전압(VSSL)은 스트링 선택 트랜지스터(예를 들어, 도 3의 SST)를 턴온시키는 전압 레벨에 대응하며, 그라운드 선택 라인 전압(VGSL)은 그라운드 선택 트랜지스터(예를 들어, 도 3의 GST)를 턴온시키는 전압 레벨에 대응할 수 있다. In the channel initialization period (USIP), the common source line voltage (VCSL) is applied to the common source line (CSL), the string select line voltage (VSSL) is applied to the string select line (SSL), and the ground select line (GSL) A ground select line voltage (VGSL) may be applied to . The string select line voltage VSSL corresponds to a voltage level that turns on the string select transistor (eg, SST of FIG. 3 ), and the ground select line voltage VGSL corresponds to the voltage level of the ground select transistor (eg, GST of FIG. 3 ). ) may correspond to a voltage level that turns on.
채널 초기화 구간(USIP)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 선택 워드 라인(WLn)에 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에는 제1 전압(V1)이 인가되고, 워드 라인들(WLi+1~)에는 제2 전압(V2)이 인가될 수 있다. 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)은 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 포함되고, 워드 라인들(WLi+1~)은 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 포함될 수 있다. 프로그램 동작이 수행된 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에 연결된 메모리 셀들의 문턱 전압은 상당히 높을 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 채널 초기화 구간(USIP)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에 동일한 제1 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 선택 워드 라인(WLn) 및 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에서 채널 포텐셜 차이를 감소시킬 수 있고, 이로써, 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에 대응하는 채널 영역에서 네거티브 부스킹을 억제할 수 있다.In the channel initialization period USIP, the first voltage V1 is applied to the selected word line WLn and the word lines WLn+1 to WLi adjacent to the selected word line WLn, and the word lines
워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP)은 t2에서 t3까지의 시간 구간에 대응하며, 워드 라인 셋업 구간에서, 선택된 스트링 선택 라인에는 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 계속하여 인가되는 반면, 비 선택된 스트링 선택 라인에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP)에서, 공통 소스 라인(CSL)에는 공통 소스 라인 전압(VCSL)이 계속하여 인가되고, 그라운드 선택 라인(GSL)에는 접지 전압(GND)이 인가되며, 선택 워드 라인(WLn) 및 비선택 워드 라인들(WLn+1~)에는 제3 전압(V3)이 인가될 수 있다. 이때, 제3 전압(V3)은 제1 및 제2 전압들(V1, V2)보다 전압 레벨이 낮을 수 있다. 예를 들어, 제3 전압(V3)은 접지 전압(GND)에 대응할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The word line setup period WL_SETUP corresponds to the time period from t2 to t3. In the word line setup period, the string selection line voltage VSSL is continuously applied to the selected string selection line, while the non-selected string selection line A ground voltage may be applied. Also, in the word line setup period WL_SETUP, the common source line voltage VCSL is continuously applied to the common source line CSL, the ground voltage GND is applied to the ground select line GSL, and the selected word line A third voltage V3 may be applied to WLn and the unselected word lines WLn+1 to . In this case, the third voltage V3 may have a lower voltage level than the first and second voltages V1 and V2. For example, the third voltage V3 may correspond to the ground voltage GND, but the present invention is not limited thereto.
프로그램 실행 구간(PGM_EXE)은 예를 들어, 도 6의 제1 프로그램 실행 구간(62) 또는 제2 프로그램 실행 구간(64)에 대응할 수 있고, t3에서 t4까지의 시간 구간에 대응할 수 있다. 프로그램 실행 구간(PGM_EXE)에서, 선택 워드 라인(WLn)에는 프로그램 전압(VPGM)이 인가되고, 비선택 워드 라인들(WLn+1~)에는 패스 전압(VPASS)이 인가될 수 있다. 이때, 프로그램 전압(VPGM)은 패스 전압(VPASS)보다 전압 레벨이 높을 수 있다.The program execution section PGM_EXE may correspond to, for example, the first
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이(110b)를 개략적으로 나타낸다. 도 11을 참조하면, 메모리 셀 어레이(110b)는 제1 방향(HD1)으로 연장되는 공통 소스 라인(CSL) 및 비트 라인(BL)을 포함하고, 수직 방향(VD)으로 연장되는 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 메모리 스택(ST1)은 공통 소스 라인(CSL)의 상부에 배치되고, 제2 메모리 스택(ST2)은 제1 메모리 스택(ST1)의 상부에 배치되며 드레인(DR)을 통해 비트 라인(BL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀 어레이(110b)는 도 4b의 일 예에 대응하며, 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)은 도 4b의 제1 메모리 스택(ST1) 및 제2 메모리 스택(ST2)에 각각 대응할 수 있다.11 schematically illustrates a
메모리 셀 어레이(110b)는 수직 방향(VD)으로 적층되는 복수의 워드 라인들(WL1 내지 WLk)을 포함하고, 공통 소스 라인(CSL)과 워드 라인(WL1) 사이에는 그라운드 선택 라인(GSL)이 배치되고, 비트 라인(BL)과 워드 라인(WLk) 사이에는 스트링 선택 라인(SSL)이 배치될 수 있다. 또한, 메모리 셀 어레이(110b)는 제1 메모리 스택(ST1)과 제2 메모리 스택(ST2)의 접합부에 대응하는 제1 및 제2 접합 더미 워드 라인들(CDL1, CDL2)을 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 접합부에 대응하는 접합 더미 워드 라인들의 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 접합 더미 워드 라인이 배치되지 않을 수도 있다.The
예를 들어, 제1 메모리 스택(ST1)의 경우 공통 소스 라인(CSL)에서 먼 워드 라인부터 공통 소스 라인(CSL)에서 가까운 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, T2B(top to bottom) PGM)이 수행될 수 있다. 이때, 선택 워드 라인(WLa)의 상부에 배치된 워드 라인들(WLa+1 내지 WLb)은 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1a, WLG2a)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 워드 라인 그룹(WLG1a)은 선택 워드 라인(WLa)에 상대적으로 가까운 워드 라인(WLa+1)을 포함하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2a)은 선택 워드 라인 그룹(WLa)에 상대적으로 먼 워드 라인들(예를 들어, WLb-1, WLb)을 포함할 수 있고, a와 b는 1 보다 큰 양의 정수이고, b는 a보다 크다. 한편, 선택 워드 라인(WLa)의 하부에 배치된 워드 라인들(WL1 내지 WLa-1)은 제3 워드 라인 그룹(WLG3a)을 포함하는 적어도 하나의 워드 라인 그룹으로 그룹핑될 수 있다.For example, in the case of the first memory stack ST1, a program (that is, a top to bottom (T2B) PGM) is executed in the direction from a word line far from the common source line CSL to a word line close to the common source line CSL. can be performed At this time, the word lines WLa+1 to WLb disposed above the selected word line WLa are grouped into a plurality of word line groups including first and second word line groups WLG1a and WLG2a. can For example, the first word line group WLG1a includes the word line WLa+1 relatively close to the selected word line WLa, and the second word line group WLG2a is the selected word line group WLa. may include relatively distant word lines (eg, WLb-1, WLb), where a and b are positive integers greater than 1, and b is greater than a. Meanwhile, the word lines WL1 to WLa-1 disposed under the selected word line WLa may be grouped into at least one word line group including a third word line group WLG3a.
예를 들어, 제2 메모리 스택(ST2)의 경우 비트 라인(BL)에서 먼 워드 라인부터 비트 라인(BL)에서 가까운 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, B2T(bottom to top) PGM)이 수행될 수 있다. 이때, 선택 워드 라인(WLc)의 하부에 배치된 워드 라인들(WLb+1 내지 WLc)은 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1b, WLG2b)을 포함하는 복수의 워드 라인 그룹들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 워드 라인 그룹(WLG1b)은 선택 워드 라인(WLc)에 상대적으로 가까운 워드 라인(WLc-1, WLc-2)을 포함하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2b)은 선택 워드 라인 그룹(WLc)에 상대적으로 먼 워드 라인들(WLb+1)을 포함할 수 있고, c는 b 보다 큰 양의 정수이다. 한편, 선택 워드 라인(WLc)의 상부에 배치된 워드 라인들(WLc+1 내지 WLk)은 제3 워드 라인 그룹(WLG3b)을 포함하는 적어도 하나의 워드 라인 그룹으로 그룹핑될 수 있다.For example, in the case of the second memory stack ST2, a program (ie, bottom to top (B2T) PGM) is performed in a direction from a word line far from the bit line BL to a word line close to the bit line BL. can At this time, the word lines WLb+1 to WLc disposed under the selected word line WLc are grouped into a plurality of word line groups including first and second word line groups WLG1b and WLG2b. can For example, the first word line group WLG1b includes word lines WLc-1 and WLc-2 relatively close to the selected word line WLc, and the second word line group WLG2b includes the selected word line. The group WLc may include relatively distant word
일 실시예에서, 선택 워드 라인(WLa)에 대한 프로그램 동작 시, 제1 프로그램 동작을 위한 제1 채널 초기화 구간에서 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1a, WLG2a)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있고, 제2 메모리 스택(ST2)에 연결되는 워드 라인들(WLb+1 내지 WLk)에는 동일한 전압을 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 선택 워드 라인(WLc)에 대한 프로그램 동작 시, 제1 프로그램 동작을 위한 제1 채널 초기화 구간에서 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1b, WLG2b)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있고, 제1 메모리 스택(ST1)에 연결되는 워드 라인들(WL1 내지 WLb)에는 동일한 전압을 인가할 수 있다.In an exemplary embodiment, different voltages may be applied to the first and second word line groups WLG1a and WLG2a in a first channel initialization period for a first program operation during a program operation on the selected word line WLa. The same voltage may be applied to the word lines WLb+1 to WLk connected to the second memory stack ST2. In an embodiment, during a program operation on the selected word line WLc, different voltages may be applied to the first and second word line groups WLG1b and WLG2b in a first channel initialization period for the first program operation. The same voltage may be applied to the word lines WL1 to WLb connected to the first memory stack ST1.
일 실시예에서, 선택 워드 라인(WLa)에 대한 프로그램 동작 시, 제2 프로그램 동작을 위한 제2 채널 초기화 구간에서 제1 내지 제3 워드 라인 그룹들(WLG1a, WLG2a, WLG3a)에 인가되는 전압들 중 적어도 하나를 서로 다르게 제어할 수 있고, 제2 메모리 스택(ST2)에 연결되는 워드 라인들(WLb+1 내지 WLk)에는 동일한 전압을 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 선택 워드 라인(WLc)에 대한 프로그램 동작 시, 제2 프로그램 동작을 위한 제2 채널 초기화 구간에서 제1 내지 제3 워드 라인 그룹들(WLG1a, WLG2a, WLG3a)에 인가되는 전압들 중 적어도 하나를 서로 다르게 제어할 수 있고, 제1 메모리 스택(ST1)에 연결되는 워드 라인들(WL1 내지 WLb)에는 동일한 전압을 인가할 수 있다.In an embodiment, voltages applied to the first to third word line groups WLG1a, WLG2a, and WLG3a in a second channel initialization period for a second program operation during a program operation on the selected word line WLa. At least one of them may be differently controlled, and the same voltage may be applied to word lines WLb+1 to WLk connected to the second memory stack ST2. In an embodiment, voltages applied to the first to third word line groups WLG1a, WLG2a, and WLG3a in a second channel initialization period for a second program operation during a program operation on the selected word line WLc. At least one of them may be differently controlled, and the same voltage may be applied to the word lines WL1 to WLb connected to the first memory stack ST1.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 일부 실시예들에서, 제1 메모리 스택(ST1)의 경우 공통 소스 라인(CSL)에서 가까운 워드 라인부터 공통 소스 라인(CSL)에서 먼 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, B2T PGM)이 수행되고, 제2 메모리 스택(ST2)의 경우 비트 라인(BL)에서 가까운 워드 라인부터 비트 라인(BL)에서 먼 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, T2B PGM)이 수행될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 제1 메모리 스택(ST1)의 경우 공통 소스 라인(CSL)에서 가까운 워드 라인부터 공통 소스 라인(CSL)에서 먼 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, B2T PGM)이 수행되고, 제2 메모리 스택(ST2)의 경우 비트 라인(BL)에서 먼 워드 라인부터 비트 라인(BL)에서 가까운 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, B2T PGM)이 수행될 수 있다. 나아가, 일부 실시예들에서, 제1 메모리 스택(ST1)의 경우 공통 소스 라인(CSL)에서 먼 워드 라인부터 공통 소스 라인(CSL)에서 가까운 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, T2B PGM)이 수행되고, 제2 메모리 스택(ST2)의 경우 비트 라인(BL)에서 가까운 워드 라인부터 비트 라인(BL)에서 먼 워드 라인의 방향으로 프로그램(즉, T2B PGM)이 수행될 수 있다. 이와 같이, 메모리 스택 별로 서로 다른 프로그램 방향에 따라, 각 메모리 스택에서 워드 라인 그룹들은 다양하게 그룹핑될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and in some embodiments, in the case of the first memory stack ST1, programming is performed in a direction from a word line close to the common source line CSL to a word line far from the common source line CSL. (ie, B2T PGM) is performed, and in the case of the second memory stack ST2, a program (ie, T2B PGM) is performed in the direction from a word line close to the bit line BL to a word line far from the bit line BL. It can be. Also, in some embodiments, in the case of the first memory stack ST1, programming (ie, B2T PGM) is performed in a direction from a word line close to the common source line CSL to a word line far from the common source line CSL. In the case of the second memory stack ST2, programming (ie, B2T PGM) may be performed in a direction from a word line far from the bit line BL to a word line close to the bit line BL. Furthermore, in some embodiments, in the case of the first memory stack ST1, programming (ie, T2B PGM) is performed in a direction from a word line far from the common source line CSL to a word line close to the common source line CSL. In the case of the second memory stack ST2, programming (ie, T2B PGM) may be performed in a direction from a word line close to the bit line BL to a word line far from the bit line BL. In this way, according to different program directions for each memory stack, word line groups in each memory stack may be grouped in various ways.
도 12a는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로그램 순서를 예시적으로 나타낸다. 도 12a를 참조하면, 본 실시예는 제1 스크램블 방식에 대응할 수 있고, 비트 라인에 인접한 메모리 셀들에서 공통 소스 라인에 인접한 메모리 셀들의 순서로 프로그램을 수행하는 T2B 프로그램 방식일 수 있다. 예를 들어, 메모리 블록(BLK)은 워드 라인들(WLn-1, WLn, WLn+1, WLn+2) 및 제1 내지 제4 스트링 선택 라인들(SSL1 내지 SSL4)을 포함할 수 있다.12A illustratively shows a program sequence according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 12A , the present embodiment may correspond to the first scrambling method and may be a T2B program method in which memory cells adjacent to a bit line are programmed in order of memory cells adjacent to a common source line. For example, the memory block BLK may include word lines WLn−1, WLn, WLn+1, and WLn+2 and first to fourth string select lines SSL1 to SSL4.
예를 들어, 워드 라인(WLn+2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작들(PMG1)이 순차적으로 수행될 수 있다. 이어서, 워드 라인(WLn+1) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+1) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+1) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+1) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작들(PMG1)이 순차적으로 수행될 수 있다. 이어서, 워드 라인(WLn+2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn+2) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작들(PMG2)이 순차적으로 수행될 수 있다.For example, memory cells connected to the word line WLn+2 and the first string select line SSL1 , memory cells connected to the word line WLn+2 and the second string select line SSL2 , and word line WLn +2) and the memory cells connected to the third string select line SSL3, and the memory cells connected to the word line WLn+2 and the fourth string select line SSL4, the first program operations PMG1 are sequentially performed. can be performed Subsequently, memory cells connected to the word line WLn+1 and the first string select line SSL1 , memory cells connected to the word line WLn+1 and the second string select line SSL2 , and word line WLn+1 ) and memory cells connected to the third string select line SSL3, and memory cells connected to the word line WLn+1 and the fourth string select line SSL4, the first program operations PMG1 are sequentially performed. can Subsequently, memory cells connected to the word line WLn+2 and the first string select line SSL1 , memory cells connected to the word line WLn+2 and the second string select line SSL2 , and word line WLn+2 ) and memory cells connected to the third string select line SSL3, and memory cells connected to the word line WLn+2 and the fourth string select line SSL4, the second program operations PMG2 are sequentially performed. can
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 워드 라인(WLn+2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작(PGM2)을 수행하기 이전에, 워드 라인(WLn+1) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1)을 수행함으로써, 워드 라인(WLn+2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들은 제1 프로그램 동작(PGM1) 이후에 워드 라인과 채널 간의 전압 차이를 유지한 상태에서 충분히 긴 시간을 경험할 수 있게 된다. 따라서, 검증 동작 시와 독출 동작 시의 셀 스트링의 채널 트랩 상태가 유사하게 되어 메모리 장치의 산포를 개선할 수 있다. 또한, 제1 프로그램 동작(PGM1)과 제2 프로그램 동작(PGM2) 사이의 시간이 길어져 쉘로우(shallow) 트랩에 의한 영향을 줄일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, prior to performing the second program operation PGM2 on the memory cells connected to the word line WLn+2 and the first string select line SSL1, the word line WLn+1 ) and the memory cells connected to the fourth string selection line SSL4, the first program operation PGM1 is performed on the memory cells connected to the word line WLn+2 and the first string selection line SSL1. After the program operation (PGM1), a sufficiently long time can be experienced while maintaining the voltage difference between the word line and the channel. Accordingly, channel trap states of the cell string during the verify operation and during the read operation may be similar, thereby improving distribution of the memory device. Also, since the time between the first program operation PGM1 and the second program operation PGM2 becomes longer, the effect of the shallow trap can be reduced.
도 12b는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로그램 순서를 예시적으로 나타낸다. 도 12b를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로그래밍 방식은 도 12a의 T2B 프로그램 방식의 변형 실시예에 대응하며, 공통 소스 라인에 인접한 메모리 셀들에서 비트 라인에 인접한 메모리 셀들의 순서로 프로그램을 수행하는 B2T 프로그램 방식일 수 있다.12B illustratively shows a program sequence according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 12B, the programming method according to the present embodiment corresponds to a modified embodiment of the T2B program method of FIG. 12A, and performs programming in the order of memory cells adjacent to a bit line in memory cells adjacent to a common source line. It can be programmatic.
예를 들어, 워드 라인(WLn-2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작들(PMG1)이 순차적으로 수행될 수 있다. 이어서, 워드 라인(WLn-1) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-1) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-1) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-1) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작들(PMG1)이 순차적으로 수행될 수 있다. 이어서, 워드 라인(WLn-2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 메모리 셀들, 워드 라인(WLn-2) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작들(PMG2)이 순차적으로 수행될 수 있다.For example, memory cells connected to the word line WLn-2 and the first string select line SSL1, memory cells connected to the word line WLn-2 and the second string select line SSL2, and the word line WLn -2) and the memory cells connected to the third string select line SSL3, the memory cells connected to the word line WLn-2 and the fourth string select line SSL4, the first program operations PMG1 are sequentially performed. can be performed Subsequently, memory cells connected to the word line WLn-1 and the first string select line SSL1, memory cells connected to the word line WLn-1 and the second string select line SSL2, and word line WLn-1 ) and memory cells connected to the third string select line SSL3, and memory cells connected to the word line WLn−1 and the fourth string select line SSL4, the first program operations PMG1 are sequentially performed. can Next, memory cells connected to the word line WLn-2 and the first string select line SSL1, memory cells connected to the word line WLn-2 and the second string select line SSL2, and the word line WLn-2 ) and memory cells connected to the third string select line SSL3, and memory cells connected to the word line WLn−2 and the fourth string select line SSL4, the second program operations PMG2 are sequentially performed. can
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 워드 라인(WLn-2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작(PGM2)을 수행하기 이전에, 워드 라인(WLn-1) 및 제4 스트링 선택 라인(SSL4)에 연결된 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1)을 수행함으로써, 워드 라인(WLn-2) 및 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 메모리 셀들은 제1 프로그램 동작(PGM1) 이후에 워드 라인과 채널 간의 전압 차이를 유지한 상태에서 충분히 긴 시간을 경험할 수 있게 된다. 따라서, 검증 동작 시와 독출 동작 시의 셀 스트링의 채널 트랩 상태가 유사하게 되어 메모리 장치의 산포를 개선할 수 있다. 또한, 제1 프로그램 동작(PGM1)과 제2 프로그램 동작(PGM2) 사이의 시간이 길어져 쉘로우 트랩에 의한 영향을 줄일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, prior to performing the second program operation PGM2 on the memory cells connected to the word line WLn-2 and the first string select line SSL1, the word line WLn-1 ) and the memory cells connected to the fourth string selection line SSL4, the first program operation PGM1 is performed on the memory cells connected to the word line WLn-2 and the first string selection line SSL1. After the program operation (PGM1), a sufficiently long time can be experienced while maintaining the voltage difference between the word line and the channel. Accordingly, channel trap states of the cell string during the verify operation and during the read operation may be similar, thereby improving distribution of the memory device. In addition, since the time between the first program operation PGM1 and the second program operation PGM2 becomes longer, the effect of the shallow trap can be reduced.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들을 포함하는 프로그램 동작 및 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들을 포함하는 프로그램 동작을 나타낸다.13 illustrates a program operation including first and second program operations for a selected word line WLn and first and second program operations for an adjacent word line WLn-1 according to an embodiment of the present disclosure. Indicates program operations that include
도 13을 참조하면, 예를 들어, 프로그램 순서가 T2B 프로그램인 경우, 선택 워드 라인(WLn) 및 선택 워드 라인(WLn) 하부의 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 프로그램 동작들이 순차적으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 채널 초기화 구간(131) 및 제1 프로그램 실행 구간(132)을 포함하는 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행되고, 이어서, 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 채널 초기화 구간(133) 및 제1 프로그램 실행 구간(134)을 포함하는 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행되며, 이어서, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 채널 초기화 구간(135) 및 제2 프로그램 실행 구간(136)을 포함하는 제2 프로그램 동작(PGM2)이 수행되고, 이어서, 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제2 채널 초기화 구간(137) 및 제2 프로그램 실행 구간(138)을 포함하는 제2 프로그램 동작(PGM2)이 수행될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따르면, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2) 사이에, 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 프로그램 동작이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 13 , for example, when the program sequence is a T2B program, program operations for a selected word line WLn and an adjacent word line WLn-1 below the selected word line WLn are sequentially performed. can Specifically, the first program operation PGM1 including the first
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 프로그램 순서가 B2T 프로그램인 경우, 선택 워드 라인(WLn) 및 선택 워드 라인(WLn) 상부의 인접 워드 라인(WLn+1)에 대한 프로그램 동작들이 순차적으로 수행될 수도 있다. 구체적으로, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행되고, 이어서, 인접 워드 라인(WLn+1)에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행되며, 이어서, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 프로그램 동작(PGM2)이 수행되고, 이어서, 인접 워드 라인(WLn+1)에 대한 제2 프로그램 동작(PGM2)이 수행될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따르면, 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2) 사이에, 인접 워드 라인(WLn+1)에 대한 제1 프로그램 동작이 수행될 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and when the program sequence is a B2T program, program operations for the selected word line WLn and the adjacent word
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 제1 프로그램 동작(PGM1)을 나타내는 타이밍도이다. 도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 제2 프로그램 동작(PGM2)을 나타내는 타이밍도이다. 도 15 및 도 16은 도 10의 변형 예에 대응하며, 중복된 설명은 생략하기로 한다.14 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 15 is a timing diagram illustrating a first program operation PGM1 of a memory device according to an embodiment of the present disclosure. 16 is a timing diagram illustrating a second program operation PGM2 of a memory device according to an embodiment of the present disclosure. 15 and 16 correspond to a modified example of FIG. 10, and duplicate descriptions will be omitted.
도 5, 도 16 내지 도 18을 함께 참조하면, 단계 S110에서, 제1 채널 초기화 구간(USIP1)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제2 전압(V2)을 인가한다. 여기서, 제1 전압(V1)은 제2 전압(V2)보다 전압 레벨이 높을 수 있고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 대응하는 메모리 셀들은 턴온될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 워드 라인 그룹(WLG1)은 제1 프로그램 동작(PGM1)만 수행된 적어도 하나의 워드 라인을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 워드 라인 그룹(WLG1)은 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2)이 모두 수행된 워드 라인들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)은 제1 및 제2 프로그램 동작들(WLG1, WLG2)이 모두 수행된 워드 라인들을 포함할 수 있다. 5 and 16 to 18 together, in step S110, in the first channel initialization period USIP1, a first voltage V1 is applied to the selected word line WLn and the first word line group WLG1. and the second voltage V2 is applied to the second word line group WLG2. Here, the first voltage V1 may have a higher voltage level than the second voltage V2 , and memory cells corresponding to the second word line group WLG2 may be turned on. In one embodiment, the first word line group WLG1 may include at least one word line on which only the first program operation PGM1 is performed. In one embodiment, the first word line group WLG1 may include word lines on which both the first and second program operations PGM1 and PGM2 are performed. In an embodiment, the second word line group WLG2 may include word lines on which both the first and second program operations WLG1 and WLG2 are performed.
한편, 제1 채널 초기화 구간(USIP1)에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 접지 전압(GND)이 인가될 수 있고, 이에 따라, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 대응하는 채널의 부스팅 포텐셜을 극대화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)은 제1 및 제2 프로그램 동작들(PGM1, PGM2)이 모두 수행되지 않은 워드 라인들을 포함할 수 있다. 제1 채널 초기화 구간(USIP1)에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 대해서는 아직 프로그램 동작이 수행되지 않은 상태이므로, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 연결된 메모리 셀들은 소거 상태일 것이다. 따라서, 제1 채널 초기화 구간(USIP1)에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 제1 전압(V1)을 인가하지 않아도 될 것이다.Meanwhile, in the first channel initialization period USIP1, the ground voltage GND may be applied to the third word line group WLG3, and thus, the boosting potential of the channel corresponding to the third word line group WLG3 can maximize. In an embodiment, the third word line group WLG3 may include word lines on which neither the first nor the second program operations PGM1 and PGM2 are performed. In the first channel initialization period USIP1, since the program operation has not yet been performed on the third word line group WLG3, the memory cells connected to the third word line group WLG3 will be in an erased state. Accordingly, in the first channel initialization period USIP1, the first voltage V1 may not be applied to the third word line group WLG3.
단계 S130에서, 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 제1 프로그램 전압(VPGM1)을 인가한다. 또한, 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1)에서, 비선택 워드 라인들, 즉, 제1 내지 제3 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2, WLG3)에는 패스 전압(VPASS)을 인가한다. 일부 실시예들에서, 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 패스 전압(VPASS)을 먼저 인가하고, 이어서, 제1 프로그램 전압(VPGM1)을 인가할 수 있다. 단계 S140에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 포함된 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 프로그램 동작(PGM1)을 수행한다. In step S130, in the first program execution period PGM_EXE1, the first program voltage VPGM1 is applied to the selected word line WLn. Also, in the first program execution period PGM_EXE1, the pass voltage VPASS is applied to unselected word lines, that is, to the first to third word line groups WLG1, WLG2, and WLG3. In some embodiments, in the first program execution period PGM_EXE1 , the pass voltage VPASS may be first applied to the selected word line WLn and then the first program voltage VPGM1 may be applied. In step S140, a first program operation PGM1 is performed on the adjacent word line WLn-1 included in the third word line group WLG3.
단계 S160에서, 제2 채널 초기화 구간(USIP2)에서, 선택 워드 라인(WLn), 제1 워드 라인 그룹(WLG1) 및 인접 워드 라인(WLn-1)에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제2 전압(V2)을 인가한다. 이때, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 포함된 워드 라인들 중 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행된 인접 워드 라인(WLn-1)에는 제1 전압(V1)을 인가하고, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 포함된 나머지 워드 라인들, 즉, 제1 프로그램 동작(PGM1)이 수행되지 않은 워드 라인(WLn-2)에는 접지 전압(GND)을 인가한다. 이로써, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 대응하는 메모리 셀들 및 인접 워드 라인(WLn-1)에 대응하는 메모리 셀은 턴온될 수 있다. 이에 따라, 선택 워드 라인(WLn) 및 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에서 채널 포텐셜 차이를 감소시킬 수 있고, 이로써, 인접한 워드 라인들(WLn+1 내지 WLi)에 대응하는 채널 영역에서 네거티브 부스킹을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 선택 워드 라인(WLn) 및 인접 워드 라인(WLn-1)에서 채널 포텐셜 차이를 감소시킬 수 있고, 이로써, 인접 워드 라인(WLn-1)에 대응하는 채널 영역에서 네거티브 부스킹을 억제할 수 있다.In step S160, in the second channel initialization period USIP2, the first voltage V1 is applied to the selected word line WLn, the first word line group WLG1, and the adjacent word line WLn−1, and The second voltage V2 is applied to the two word line group WLG2. At this time, the first voltage V1 is applied to an adjacent word line WLn-1 on which the first program operation PGM1 is performed among the word lines included in the third word line group WLG3, and the third word line The ground voltage GND is applied to the remaining word lines included in the group WLG3, that is, to the word line WLn−2 on which the first program operation PGM1 is not performed. Accordingly, memory cells corresponding to the second word line group WLG2 and memory cells corresponding to the adjacent word line WLn−1 may be turned on. Accordingly, a channel potential difference between the selected word line WLn and the adjacent word lines WLn+1 to WLi may be reduced, and thus, in a channel region corresponding to the adjacent word lines WLn+1 to WLi. Negative busking can be suppressed. Similarly, it is possible to reduce the difference in channel potential between the selected word line (WLn) and the adjacent word line (WLn-1), thereby suppressing negative busing in the channel region corresponding to the adjacent word line (WLn-1). there is.
단계 S190에서, 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2)에서, 선택 워드 라인(WL2)에 제2 프로그램 전압(VPGM2)을 인가한다. 또한, 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2)에서, 비선택 워드 라인들, 즉, 제1 내지 제3 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2, WLG3)에는 패스 전압(VPASS)를 인가한다. 일부 실시예들에서, 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 패스 전압(VPASS)을 먼저 인가하고, 이어서, 제2 프로그램 전압(VPGM2)을 인가할 수 있다. In step S190, in the second program execution period PGM_EXE2, the second program voltage VPGM2 is applied to the selected word line WL2. Also, in the second program execution period PGM_EXE2, the pass voltage VPASS is applied to unselected word lines, that is, to the first to third word line groups WLG1, WLG2, and WLG3. In some embodiments, in the second program execution period PGM_EXE2, the pass voltage VPASS may be first applied to the selected word line WLn, and then the second program voltage VPGM2 may be applied.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에 따른 프로그램 방법은 도 14의 프로그램 방법의 변형 예에 대응하며, 중복된 설명은 생략하기로 한다.17 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The program method according to this embodiment corresponds to a modified example of the program method of FIG. 14, and redundant description will be omitted.
도 17을 참조하면, 단계 S110에서, 제1 채널 초기화 구간(USIP1)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 워드 라인 그룹(WLG1)에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제2 전압(V2)을 인가한다. 단계 S120에서, 제1 채널 초기화 구간(USIP1)과 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1) 사이의 제1 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP1)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2)에 제1 및 제2 전압들(V1, V2)보다 낮은 제3 전압(V3)을 인가한다.Referring to FIG. 17 , in step S110, in the first channel initialization period USIP1, the first voltage V1 is applied to the selected word line WLn and the first word line group WLG1, and the second word line The second voltage V2 is applied to the group WLG2. In step S120, in the first word line setup period WL_SETUP1 between the first channel initialization period USIP1 and the first program execution period PGM_EXE1, the selected word line WLn and the first and second word line groups A third voltage V3 lower than the first and second voltages V1 and V2 is applied to (WLG1 and WLG2).
단계 S130에서, 제1 프로그램 실행 구간(PGM_EXE1)에서, 선택 워드 라인(WLn)에 제1 프로그램 전압(VPGM1)을 인가한다. 단계 S140에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 포함된 인접 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. 단계 S170에서, 제2 채널 초기화 구간(USIP2)에서, 선택 워드 라인(WLn), 제1 워드 라인 그룹(WLG1) 및 인접 워드 라인(WLn-1)에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 워드 라인 그룹(WLG2)에 제2 전압(V2)을 인가한다.In step S130, in the first program execution period PGM_EXE1, the first program voltage VPGM1 is applied to the selected word line WLn. In step S140, a first program operation is performed on the adjacent word line WLn−1 included in the third word line group WLG3. In step S170, in the second channel initialization period USIP2, the first voltage V1 is applied to the selected word line WLn, the first word line group WLG1, and the adjacent word line WLn−1, and The second voltage V2 is applied to the two word line group WLG2.
단계 S180에서, 제2 채널 초기화 구간(USIP2)과 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2) 사이의 제2 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP2)에서, 선택 워드 라인(WLn) 및 제1 및 제2 워드 라인 그룹들(WLG1, WLG2)에 제1 및 제2 전압들(V1, V2)보다 낮은 제3 전압(V3)이 인가될 수 있다. 또한, 제2 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP2)에서, 제3 워드 라인 그룹(WLG3)에 포함된 인접 워드 라인(WLn-1)에는 제1 전압(V1)보다 낮거나 같은 제4 전압(V4)이 인가될 수 있다. 이로써, 제2 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP2)에서, 인접 워드 라인(WLn-1)에 대응하는 메모리 셀을 턴온시킬 수 있고, FN 스트레스 또는 HCI을 감소시킴으로써 일부 채널의 네거티브 부스팅을 억제시킬 수 있다. 또한, 선택 워드 라인(WLn)에 대응하는 채널의 부스팅 포텐셜을 극대화시킬 수 있다. 단계 S190에서, 제2 프로그램 실행 구간(PGM_EXE2)에서, 선택 워드 라인(WL2)에 제2 프로그램 전압(VPGM2)을 인가한다.In step S180, in the second word line setup period WL_SETUP2 between the second channel initialization period USIP2 and the second program execution period PGM_EXE2, the selected word line WLn and the first and second word line groups A third voltage V3 lower than the first and second voltages V1 and V2 may be applied to (WLG1 and WLG2). Also, in the second word line setup period WL_SETUP2, a fourth voltage V4 lower than or equal to the first voltage V1 is applied to an adjacent word line WLn-1 included in the third word line group WLG3. may be authorized. Accordingly, in the second word line setup period WL_SETUP2, the memory cell corresponding to the adjacent word line WLn−1 may be turned on, and negative boosting of some channels may be suppressed by reducing FN stress or HCI. Also, boosting potential of a channel corresponding to the selected word line WLn may be maximized. In step S190, in the second program execution period PGM_EXE2, the second program voltage VPGM2 is applied to the selected word line WL2.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.18 is a flowchart illustrating a programming method of a memory device according to an exemplary embodiment, and FIG. 19B is a timing diagram illustrating a second program operation for a first selected word line WLn according to an exemplary embodiment. It is also
도 18 및 도 19b를 함께 참조하면, 단계 S220에서, 제1 프로그램 실행 구간에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제1 프로그램 전압을 인가함으로써, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 연결된 제1 메모리 셀들(MCn)에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. 단계 S240에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 인접한 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 연결된 제2 메모리 셀들(MCn-1)에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. Referring to FIGS. 18 and 19B together, in step S220, in a first program execution period, a first program voltage is applied to the first selected word line WLn, so that a first program voltage connected to the first selected word line WLn is applied. A first program operation is performed on the memory cells MCn. In step S240, a first program operation is performed on the second memory cells MCn-1 connected to the second selected word line WLn-1 adjacent to the first selected word line WLn.
단계 S260에서, 워드 라인 셋업 구간(192b)에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제1 바이어스 전압(Vbais1)을 인가하고, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 제1 바이어스 전압(Vbais1)보다 높은 제2 바이어스 전압(Vbais2)을 인가한다. 단계 S280에서, 제2 프로그램 실행 구간(193b)에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제2 프로그램 전압을 인가함으로써, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 연결된 제1 메모리 셀들(MCn)에 대한 제2 프로그램 동작을 수행한다.In step S260, in the word
도 19a는 본 개시의 비교예에 따른, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다. 19A is a timing diagram illustrating a second program operation for a first selected word line WLn according to a comparative example of the present disclosure.
도 19a를 참조하면, 메모리 장치에 대해 T2B 방향으로 프로그램 동작이 수행되는 경우, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 프로그램 동작이 수행된 후, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 프로그램 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대해 수직 방향(VD)으로 상부에 배치된 워드 라인들(WLn+1 내지 WLn+3)에 대한 제1 및 제2 프로그램 동작들은 모두 완료된 상태일 수 있다. 다시 말해, 워드 라인들(WLn+1 내지 WLn+3)에 각각 연결된 메모리 셀들(MCn+1 내지 MCn+2)은 프로그램 완료 상태(P)일 수 있다. Referring to FIG. 19A , when a program operation is performed on the memory device in the T2B direction, after the first program operation is performed on the second selected word line WLn-1, the first selected word line WLn A second program operation may be performed for At this time, both first and second program operations for the word lines WLn+1 to WLn+3 disposed above the first selected word line WLn in the vertical direction VD may be completed. . In other words, the memory cells MCn+1 to MCn+2 respectively connected to the word lines WLn+1 to WLn+3 may be in a program completion state (P).
한편, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제1 프로그램 동작이 완료된 후 제1 선택 워드 라인(WLn)에 연결된 제1 선택 메모리 셀(MCn)은 소거 상태(E)일 수 있고, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 대한 제1 프로그램 동작이 완료된 후 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 연결된 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)은 제1 선택 메모리 셀(MCn)보다 상위 프로그램 상태일 수 있다. 예를 들어, 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)은 제15 프로그램 상태(P15)일 수 있고, 이때, 제2 선택 메모리 셀(MCn-2)의 문턱 전압은 약 4.5 V일 수 있다.Meanwhile, after the first program operation for the first selected word line WLn is completed, the first selected memory cell MCn connected to the first selected word line WLn may be in an erase state (E), and the second selected memory cell MCn may be in an erase state (E). After the first program operation on the word line WLn-1 is completed, the second selected memory cell MCn-1 connected to the second selected word line WLn-1 has a higher program than the first selected memory cell MCn. may be in a state For example, the second selected memory cell MCn-1 may be in the fifteenth program state P15, and at this time, the threshold voltage of the second selected memory cell MCn-2 may be about 4.5 V.
채널 초기화 구간(191a)에서, 제1 및 제2 선택 워드 라인들(WLn, WLn-1)에 바이어스 전압(Vbias)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전압(Vbias)이 2.6 V이고, 채널 포텐셜은 0 V일 수 있다. 워드 라인 셋업 구간(192a)에서, 제1 및 제2 선택 워드 라인들(WLn, WLn-1)에 0 V가 인가될 경우, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 인가되는 전압 레벨은 제2 선택 메모리 셀의 문턱 전압보다 낮기 때문에, 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)은 턴오프될 것이다. In the
제2 선택 메모리 셀(MCn-1)의 턴오프에 따른 로컬 부스팅에 의해, 채널 영역은 제1 채널(CH1) 및 제2 채널(CH2)로 분리될 수 있고, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대응하는 제1 채널(CH1)의 채널 포텐셜은 -Vbias, 예를 들어, -2.6 V에 대응할 수 있다. 프로그램 실행 구간(193a)에서, 제1 및 제2 선택 워드 라인들(WLn, WLn-1)에 패스 전압(VPASS)이 먼저 인가될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 이어서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 프로그램 전압이 인가되고, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에는 계속해서 패스 전압(VPASS)이 인가될 수 있다. 프로그램 실행 구간(193a)에서, 채널 포텐셜은 제1 채널 전압(Vch1)으로 상승할 수 있다.By local boosting according to the turn-off of the second selected memory cell MCn−1, the channel region may be divided into a first channel CH1 and a second channel CH2, and the first selected word line WLn The channel potential of the first channel CH1 corresponding to may correspond to -Vbias, for example, -2.6 V. In the
도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 대한 제2 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다. 이하에서는, 도 19a와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.19B is a timing diagram illustrating a second program operation for a first selected word line WLn according to an embodiment of the present disclosure. Hereinafter, differences from FIG. 19A will be mainly described.
도 19b를 참조하면, 채널 초기화 구간(191b)에서, 제1 및 제2 선택 워드 라인들(WLn, WLn-1)에 바이어스 전압(Vbias)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전압(Vbias)이 2.6 V이고, 채널 포텐셜은 0 V일 수 있다. 워드 라인 셋업 구간(192b)에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제1 바이어스 전압(Vbias1), 예를 들어, 0 V가 인가되는 반면, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에는 제1 바이어스 전압(Vbias1)보다 높은 제2 바이어스 전압(Vbias2)가 인가될 수 있다. 여기서, 제2 바이어스 전압(Vbias2)는 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 대응하는 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)을 턴온시키는 전압 레벨에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제2 바이어스 전압(Vbias2)은 바이어스 전압(Vbias)에 대응할 수 있다. Referring to FIG. 19B , in the
제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 인가되는 제2 바이어스 전압(Vbias2)은 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)의 문턱 전압 이상일 수 있고, 이에 따라, 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)은 턴온될 것이다. 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)의 턴온에 의해 제1 및 제2 선택 워드 라인들(WLn, WLn-1)에 대응하는 제2 채널(CH2)의 채널 포텐셜은 Vs에 대응할 수 있다. 이때, Vs는 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 인가되는 제2 바이어스 전압(Vbias2)에서 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)의 문턱 전압(Vth@P15)을 감산한 값에 대응할 수 있다(즉, Vs = Vbias2 - Vth@P15). 이때, Vs의 크기는 Vbias보다 작을 수 있다. The second bias voltage Vbias2 applied to the second selected word line WLn-1 may be equal to or higher than the threshold voltage of the second selected memory cell MCn-1, and thus, the second selected memory cell MCn-1. ) will be turned on. When the second selected memory cell MCn−1 is turned on, the channel potential of the second channel CH2 corresponding to the first and second selected word lines WLn and WLn−1 may correspond to Vs. In this case, Vs may correspond to a value obtained by subtracting the threshold voltage Vth@P15 of the second selected memory cell MCn-1 from the second bias voltage Vbias2 applied to the second selected word line WLn-1. (i.e. Vs = Vbias2 - Vth@P15). In this case, the magnitude of Vs may be smaller than Vbias.
예를 들어, 제2 바이어스 전압(Vbias2)이 2.6 V이고, 제2 선택 메모리 셀(MCn-1)의 문턱 전압(Vth@P15)이 4.5 V이며, Vs는 -1.9 V일 것이다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 워드 라인 셋업 구간(192b)에서의 채널 포텐셜은 종래의 워드 라인 셋업 구간(192a)에서의 채널 포텐셜보다 높을 수 있다. 프로그램 실행 구간(193b)에서, 채널 포텐셜은 제2 채널 전압(Vch2)으로 상승할 수 있고, 제2 채널 전압(Vch2)은 종래의 프로그램 실행 구간(193a)의 제1 채널 전압(Vch1)보다 높을 수 있다.For example, the second bias voltage Vbias2 is 2.6 V, the threshold voltage Vth@P15 of the second selected memory cell MCn-1 is 4.5 V, and Vs is -1.9 V. Accordingly, the channel potential in the word
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다.20 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 20을 참조하면, 단계 S210에서, 제1 워드 라인 셋업 구간에서, 서로 인접한 제1 선택 워드 라인(WLn) 및 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 제1 바이어스 전압(Vbias1)을 인가한다. 단계 S220에서, 제1 프로그램 실행 구간에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제1 프로그램 전압을 인가함으로써, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 연결된 제1 메모리 셀들(MCn)에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. 단계 S240에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 인접한 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 연결된 제2 메모리 셀들(MCn-1)에 대한 제1 프로그램 동작을 수행한다. Referring to FIG. 20 , in step S210, in a first word line setup period, a first bias voltage Vbias1 is applied to the first selected word line WLn and the second selected word line WLn-1 adjacent to each other. . In step S220, a first program for the first memory cells MCn connected to the first selected word line WLn is performed by applying a first program voltage to the first selected word line WLn in the first program execution period. perform the action In step S240, a first program operation is performed on the second memory cells MCn-1 connected to the second selected word line WLn-1 adjacent to the first selected word line WLn.
단계 S270에서, 제2 워드 라인 셋업 구간(192b)에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제1 바이어스 전압(Vbias1)을 인가하고, 제2 선택 워드 라인(WLn-1)에 제1 바이어스 전압(Vbias1)보다 높은 제2 바이어스 전압(Vbias2)을 인가한다. 단계 S280에서, 제2 프로그램 실행 구간(193b)에서, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 제2 프로그램 전압을 인가함으로써, 제1 선택 워드 라인(WLn)에 연결된 제1 메모리 셀들(MCn)에 대한 제2 프로그램 동작을 수행한다.In step S270, in the second word
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치의 프로그램 동작을 나타내는 타이밍도이다.21 is a flowchart illustrating a method of programming a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 22 is a timing diagram illustrating a program operation of a memory device according to an embodiment of the present disclosure.
도 21 및 도 22를 함께 참조하면, 단계 S320에서, 채널 초기화 구간(USIP)에서, 공통 소스 라인(CSL)에 프리차지 전압에 대응하는 공통 소스 라인 전압(VCSL)을 인가한다. 단계 S340에서, 비트 라인 셋업 구간(BL_SETUP)에서, 선택 워드 라인(WLn)의 상부에 배치된 제1 워드 라인(WLn+1) 및 선택 워드 라인(WLn)에 제1 전압(Va)을 인가하고, 제1 워드 라인(WLn+1)의 상부에 배치된 제2 워드 라인(WLn+7)에 제1 전압(Va)보다 낮은 제2 전압(Va')을 인가한다. 이와 같이, 제1 워드 라인(WLn+1)과 같이 선택 워드 라인(WLn)에 인접한 워드 라인들에 선택 워드 라인(WLn)과 동일한 제1 전압(Va)을 인가함으로써, 채널 전압 차이를 감소시킬 수 있다. 이로써, 선택 워드 라인(WLn)의 주위의 일부 채널에서 네거티브 부스팅을 억제시킬 수 있다. Referring to FIGS. 21 and 22 together, in step S320, in the channel initialization period USIP, the common source line voltage VCSL corresponding to the precharge voltage is applied to the common source line CSL. In step S340, in the bit line setup period BL_SETUP, a first voltage Va is applied to the first word line WLn+1 disposed above the selected word line WLn and the selected word line WLn, , a second voltage Va' lower than the first voltage Va is applied to the second word line WLn+7 disposed above the first word
단계 S360에서, 워드 라인 셋업 구간(WL_SETUP)에서, 선택 워드 라인(WLn), 제1 및 제2 워드 라인들(WLn+1, WLn+7) 에 제1 및 제2 전압들보다 낮은 제3 전압(Vb)을 인가한다. 예를 들어, 제3 전압(Vb)은 접지 전압에 대응할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 단계 S380에서, 프로그램 실행 구간에서, 선택 워드 라인에 연결된 메모리 셀들에 대한 프로그램 동작을 실행한다.In step S360, in the word line setup period WL_SETUP, a third voltage lower than the first and second voltages is applied to the selected word line WLn and the first and second word lines WLn+1 and WLn+7. (Vb) is applied. For example, the third voltage Vb may correspond to the ground voltage, but the present invention is not limited thereto. In step S380, a program operation is performed on memory cells connected to the selected word line in the program execution section.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라, COP 구조를 갖는 메모리 장치(30)를 나타낸다.23 illustrates a
도 2 및 도 23을 함께 참조하면, 메모리 장치(30)는 제1 반도체 층(L1) 및 제2 반도체 층(L2)을 포함할 수 있고, 제1 반도체 층(L1)은 제2 반도체 층(L2)에 대해 수직 방향(VD)으로 적층될 수 있다. 구체적으로, 제2 반도체 층(L2)은 제1 반도체 층(L1)에 대해 수직 방향(VD)으로 하부에 배치될 수 있다. 도 1의 메모리 장치(100)는 메모리 장치(30)와 같이 COP 구조를 가질 수 있다.2 and 23 together, the
일 실시예에서, 메모리 셀 어레이(110)는 제1 반도체 층(L1)에 형성될 수 있고, 제어 로직 회로(120), 페이지 버퍼 회로(130), 전압 생성기(140) 및 로우 디코더(150)는 제2 반도체 층(L2)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 메모리 장치(30)는 메모리 셀 어레이(110)가 일부 주변 회로의 상부에 배치된 구조, 즉 COP(Cell Over Peri) 구조를 가질 수 있다. COP 구조는 수평 방향 면적을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 메모리 장치(30)의 집적도를 향상시킬 수 있다.In an exemplary embodiment, the
일 실시예에서, 제2 반도체 층(L2)은 기판을 포함할 수 있고, 기판 상에 트랜지스터와 같은 반도체 소자들 및 소자들을 배선하기 위한 패턴을 형성함으로써 제2 반도체 층(L2)에 회로들을 형성할 수 있다. 제2 반도체 층(L2)에 회로들이 형성된 후, 메모리 셀 어레이(110)를 포함하는 제1 반도체 층(L1)이 형성될 수 있고, 메모리 셀 어레이(110)의 워드 라인들(WL) 및 비트 라인들(BL)과 제2 반도체 층(L2)에 형성된 회로들을 전기적으로 연결하기 위한 패턴들이 형성될 수 있다.In one embodiment, the second semiconductor layer L2 may include a substrate, and circuits are formed on the second semiconductor layer L2 by forming semiconductor elements such as transistors and patterns for wiring the elements on the substrate. can do. After circuits are formed on the second semiconductor layer L2, a first semiconductor layer L1 including the
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따라, B-VNAND 구조를 갖는 메모리 장치를 나타내는 단면도이다. 메모리 장치에 포함되는 비휘발성 메모리가 B-VNAND(Bonding Vertical NAND) 타입의 플래시 메모리로 구현될 경우, 비휘발성 메모리는 도 24에 도시된 구조를 가질 수 있다.24 is a cross-sectional view illustrating a memory device having a B-VNAND structure, according to an exemplary embodiment. When the nonvolatile memory included in the memory device is implemented as a B-VNAND (Bonding Vertical NAND) type flash memory, the nonvolatile memory may have a structure shown in FIG. 24 .
도 24를 참조하면, 메모리 장치(500)의 셀 영역(CELL)은 제1 반도체 층(L1)에 대응하고, 주변 회로 영역(PERI)은 제2 반도체 층(L2)에 대응할 수 있다. 메모리 장치(500)의 주변 회로 영역(PERI)과 셀 영역(CELL) 각각은 외부 패드 본딩 영역(PA), 워드 라인 본딩 영역(WLBA), 및 비트 라인 본딩 영역(BLBA)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 복수의 워드 라인들(WL), 복수의 스트링 선택 라인들(SSL), 복수의 그라운드 선택 라인들(GSL) 및 메모리 셀 어레이(110)는 제1 반도체 층(L1)에 형성되고, 제어 로직 회로(120), 페이지 버퍼 회로(130), 전압 생성기(140) 및 로우 디코더(150)는 제2 반도체 층(L2)에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 24 , the cell region CELL of the
주변 회로 영역(PERI)은 제1 기판(610), 층간 절연층(615), 제1 기판(610)에 형성되는 복수의 회로 소자들(620a, 620b, 620c), 복수의 회로 소자들(620a, 620b, 620c) 각각과 연결되는 제1 메탈층(630a, 630b, 630c), 제1 메탈층(630a, 630b, 630c) 상에 형성되는 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 메탈층(630a, 630b, 630c)은 상대적으로 저항이 높은 텅스텐으로 형성될 수 있고, 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)은 상대적으로 저항이 낮은 구리로 형성될 수 있다.The peripheral circuit region PERI includes a
본 명세서에서는 제1 메탈층(630a, 630b, 630c)과 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)만 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 메탈층(640a, 640b, 640c) 상에 적어도 하나 이상의 메탈층이 더 형성될 수도 있다. 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)의 상부에 형성되는 하나 이상의 메탈층 중 적어도 일부는, 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)을 형성하는 구리보다 더 낮은 저항을 갖는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. In this specification, only the
층간 절연층(615)은 복수의 회로 소자들(620a, 620b, 620c), 제1 메탈층(630a, 630b, 630c), 및 제2 메탈층(640a, 640b, 640c)을 커버하도록 제1 기판(610) 상에 배치되며, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(640b) 상에 하부 본딩 메탈(671b, 672b)이 형성될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(671b, 672b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(571b, 572b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 하부 본딩 메탈(671b, 672b)과 상부 본딩 메탈(571b, 572b)은 알루미늄, 구리, 혹은 텅스텐 등으로 형성될 수 있다. The interlayer insulating
셀 영역(CELL)은 적어도 하나의 메모리 블록을 제공할 수 있다. 셀 영역(CELL)은 제2 기판(510)과 공통 소스 라인(520)을 포함할 수 있다. 제2 기판(510) 상에는, 제2 기판(510)의 상면에 대해 수직 방향(VD)을 따라 복수의 워드 라인들(531~538; 530)이 적층될 수 있다. 워드 라인들(530)의 상부 및 하부 각각에는 스트링 선택 라인들과 그라운드 선택 라인이 배치될 수 있으며, 스트링 선택 라인들과 그라운드 선택 라인 사이에 복수의 워드 라인들(530)이 배치될 수 있다.The cell area CELL may provide at least one memory block. The cell region CELL may include the
비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서, 채널 구조물(CHS)는 제2 기판(510)의 상면에 수직하는 방향으로 연장되어 워드 라인들(530), 스트링 선택 라인들, 및 그라운드 선택 라인을 관통할 수 있다. 채널 구조물(CHS)는 데이터 저장층, 채널층, 및 매립 절연층 등을 포함할 수 있으며, 채널층은 제1 메탈층(550c) 및 제2 메탈층(560c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 메탈층(550c)은 비트 라인 컨택일 수 있고, 제2 메탈층(560c)은 비트 라인일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비트 라인(560c)은 제2 기판(510)의 상면에 평행한 제2 수평 방향(HD2)을 따라 연장될 수 있다. In the bit line bonding area BLBA, the channel structure CHS may extend in a direction perpendicular to the upper surface of the
예시적인 실시예에서, 채널 구조물(CHS)와 비트 라인(560c) 등이 배치되는 영역이 비트 라인 본딩 영역(BLBA)으로 정의될 수 있다. 비트 라인(560c)은 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서 주변 회로 영역(PERI)의 페이지 버퍼(593)를 제공하는 회로 소자들(620c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 비트 라인(560c)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(571c, 572c)과 연결되며, 상부 본딩 메탈(571c, 572c)은 페이지 버퍼(593)의 회로 소자들(620c)에 연결되는 하부 본딩 메탈(671c, 672c)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 페이지 버퍼(593)는 본딩 메탈들(571c, 572c, 671c, 672c)을 통해 비트 라인(560c)에 연결될 수 있다. In an exemplary embodiment, an area where the channel structure CHS and the
일 실시예에서, 메모리 장치(400)는 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에 배치된 관통 전극(THV)을 더 포함할 수 있다. 관통 전극(THV)은 워드 라인들(530)을 관통하여 수직 방향(VD)으로 연장될 수 있다. 관통 전극(THV)은 공통 소스 라인(520) 및/또는 상부 기판(510)에 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 관통 전극(THV)의 주변에는 절연 링이 배치될 수 있고, 관통 전극(THV)은 워드 라인들(530)과 절연될 수 있다. 관통 전극(THV)은 상부 본딩 메탈(572d) 및 하부 본딩 메탈(672d)을 통해 주변 회로 영역(PERI)에 연결될 수 있다. In one embodiment, the memory device 400 may further include a through electrode THV disposed in the bit line bonding area BLBA. The through electrode THV may pass through the word lines 530 and extend in the vertical direction VD. The through electrode THV may be connected to the
워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 워드 라인들(530)은 제2 기판(510)의 상면에 평행한 제1 수평 방향(HD1)을 따라 연장될 수 있으며, 복수의 셀 컨택 플러그들(541~547; 540)과 연결될 수 있다. 워드 라인들(530)과 셀 컨택 플러그들(540)은, 수직 방향(VD)을 따라 워드 라인들(530) 중 적어도 일부가 서로 다른 길이로 연장되어 제공하는 패드들에서 서로 연결될 수 있다. 워드 라인들(530)에 연결되는 셀 컨택 플러그들(540)의 상부에는 제1 메탈층(550b)과 제2 메탈층(560b)이 차례로 연결될 수 있다. 셀 컨택 플러그들(540)은 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(571b, 572b)과 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(671b, 672b)을 통해 주변 회로 영역(PERI)과 연결될 수 있다. In the word line bonding area WLBA, the word lines 530 may extend along the first horizontal direction HD1 parallel to the upper surface of the
셀 컨택 플러그들(540)은 주변 회로 영역(PERI)에서 로우 디코더(594)를 제공하는 회로 소자들(620b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 로우 디코더(594)를 제공하는 회로 소자들(620b)의 동작 전압은, 페이지 버퍼(593)를 제공하는 회로 소자들(620c)의 동작 전압과 다를 수 있다. 예를 들어, 페이지 버퍼(593)를 제공하는 회로 소자들(620c)의 동작 전압이 로우 디코더(594)를 제공하는 회로 소자들(620b)의 동작 전압보다 클 수 있다.The cell contact plugs 540 may be electrically connected to
외부 패드 본딩 영역(PA)에는 공통 소스 라인 컨택 플러그(580)가 배치될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(580)는 금속, 금속 화합물, 또는 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 형성되며, 공통 소스 라인(520)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(580) 상부에는 제1 메탈층(550a)과 제2 메탈층(560a)이 차례로 적층될 수 있다. 예를 들어, 공통 소스 라인 컨택 플러그(580), 제1 메탈층(550a), 및 제2 메탈층(560a)이 배치되는 영역은 외부 패드 본딩 영역(PA)으로 정의될 수 있다.A common source
한편 외부 패드 본딩 영역(PA)에는 입출력 패드들(505, 605)이 배치될 수 있다. 제1 기판(610)의 하부에는 제1 기판(610)의 하면을 덮는 하부 절연막(601) 이 형성될 수 있으며, 하부 절연막(601) 상에 제1 입출력 패드(605)가 형성될 수 있다. 제1 입출력 패드(605)는 제1 입출력 컨택 플러그(603)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(620a, 620b, 620c) 중 적어도 하나와 연결되며, 하부 절연막(601)에 의해 제1 기판(610)과 분리될 수 있다. 또한, 제1 입출력 컨택 플러그(603)와 제1 기판(610) 사이에는 측면 절연막이 배치되어 제1 입출력 컨택 플러그(603)와 제1 기판(610)을 전기적으로 분리할 수 있다.Meanwhile, input/
제2 기판(510)의 상부에는 제2 기판(510)의 상면을 덮는 상부 절연막(501)이 형성될 수 있으며, 상부 절연막(501) 상에 제2 입출력 패드(505)가 배치될 수 있다. 제2 입출력 패드(505)는 제2 입출력 컨택 플러그(503)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(620a, 620b, 620c) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. An upper insulating
실시예들에 따라, 제2 입출력 컨택 플러그(503)가 배치되는 영역에는 제2 기판(510) 및 공통 소스 라인(520) 등이 배치되지 않을 수 있다. 또한, 제2 입출력 패드(505)는 제3 방향(Z축 방향)에서 워드 라인들(530)과 오버랩되지 않을 수 있다. 제2 입출력 컨택 플러그(503)는 제2 기판(510)의 상면에 평행한 방향에서 제2 기판(510)과 분리되며, 셀 영역(CELL)의 층간 절연층을 관통하여 제2 입출력 패드(505)에 연결될 수 있다. According to example embodiments, the
실시예들에 따라, 제1 입출력 패드(605)와 제2 입출력 패드(505)는 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(500)는 제1 기판(610)의 상부에 배치되는 제1 입출력 패드(605)만을 포함하거나, 또는 제2 기판(510)의 상부에 배치되는 제2 입출력 패드(505)만을 포함할 수 있다. 또는, 메모리 장치(500)가 제1 입출력 패드(605)와 제2 입출력 패드(505)를 모두 포함할 수도 있다. 셀 영역(CELL)과 주변 회로 영역(PERI) 각각에 포함되는 외부 패드 본딩 영역(PA)과 비트 라인 본딩 영역(BLBA) 각각에는 최상부 메탈층의 메탈 패턴이 더미 패턴(dummy pattern)으로 존재하거나, 최상부 메탈층이 비어있을 수 있다.According to embodiments, the first input/
메모리 장치(500)는 외부 패드 본딩 영역(PA)에서, 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(572a)에 대응하여 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 상부 메탈 패턴(572a)과 동일한 형태의 하부 메탈 패턴(673a)을 형성할 수 있다. 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(673a)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 패턴에 대응하여 셀 영역(CELL)의 상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴을 형성할 수도 있다.In the
워드 라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(640b) 상에는 하부 본딩 메탈(471b, 472b)이 형성될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(671b, 672b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(571b, 572b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. Lower bonding metals 471b and 472b may be formed on the
또한, 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(652)에 대응하여 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 하부 메탈 패턴(652)과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴(592)을 형성할 수 있다. 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(592) 상에는 콘택을 형성하지 않을 수 있다.In addition, in the bit line bonding area BLBA, the lower metal pattern 652 is formed on the uppermost metal layer of the cell region CELL corresponding to the lower metal pattern 652 formed on the uppermost metal layer of the peripheral circuit area PERI. An
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치가 적용된 SSD 시스템을 나타내는 블록도이다.25 is a block diagram illustrating an SSD system to which a memory device according to an embodiment of the present disclosure is applied.
도 25를 참조하면, SSD 시스템(1000)은 호스트(1100) 및 SSD(1200)를 포함할 수 있다. SSD(1200)는 신호 커넥터를 통해 호스트(1100)와 신호를 주고 받으며, 전원 커넥터를 통해 전원을 입력 받는다. SSD(1200)는 SSD 컨트롤러(1210), 보조 전원 장치(1220) 및 메모리 장치들(1230, 1240, 1250)을 포함할 수 있다. 메모리 장치들(1230, 1240, 1250)은 수직 적층형 NAND 플래시 메모리 장치일 수 있다. 이때, SSD(1200)는 도 1 내지 도 24를 참조하여 상술된 실시예들을 이용하여 구현될 수 있다.Referring to FIG. 25 , an
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specifications. Although the embodiments have been described using specific terms in this specification, they are only used for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure, and are not used to limit the scope of the present disclosure described in the claims. . Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present disclosure should be determined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (20)
제1 채널 초기화 구간에서, 선택 워드 라인에 상대적으로 가깝고 프로그램 동작이 수행된 제1 워드 라인 그룹 및 상기 선택 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 상기 선택 워드 라인에 상대적으로 멀고 프로그램 동작이 수행된 제2 워드 라인 그룹에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계;
데이터에 대한 제1 프로그램을 수행하기 위한 제1 프로그램 실행 구간에서, 상기 선택 워드 라인에 제1 프로그램 전압을 인가하는 단계;
제2 채널 초기화 구간에서, 상기 선택 워드 라인 및 상기 제1 워드 라인 그룹에 상기 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 워드 라인 그룹에 상기 제2 전압을 인가하는 단계; 및
상기 데이터에 대한 제2 프로그램을 수행하기 위한 제2 프로그램 실행 구간에서, 상기 선택 워드 라인에 제2 프로그램 전압을 인가하는 단계를 포함하는 방법.As a programming method of a non-volatile memory device,
In a first channel initialization period, a first voltage is applied to a first word line group relatively close to the selected word line and subjected to the program operation and to the selected word line, and relatively distant from the selected word line and subjected to the program operation. applying a second voltage lower than the first voltage to a second word line group;
applying a first program voltage to the selected word line in a first program execution period for performing a first program on data;
applying the first voltage to the selected word line and the first word line group and applying the second voltage to the second word line group in a second channel initialization period; and
and applying a second program voltage to the selected word line in a second program execution period for performing a second program on the data.
상기 비휘발성 메모리 장치는, 기판의 상부에 배치된 제3 워드 라인 그룹, 상기 제3 워드 라인 그룹과 상기 제1 워드 라인 그룹 사이의 상기 선택 워드 라인, 상기 선택 워드 라인의 상부에 배치된 상기 제1 워드 라인 그룹, 및 상기 제1 워드 라인 그룹의 상부에 배치된 상기 제2 워드 라인 그룹을 포함하고,
상기 방법은, 상기 제1 프로그램 실행 구간과 상기 제2 채널 초기화 구간 사이에, 상기 제3 워드 라인 그룹에 포함된 인접 워드 라인에 대한 제1 프로그램을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 1,
The nonvolatile memory device may include a third word line group disposed above a substrate, the selected word line between the third word line group and the first word line group, and the first word line disposed above the selected word line. one word line group, and the second word line group disposed above the first word line group;
The method further comprises performing a first program on an adjacent word line included in the third word line group between the first program execution period and the second channel initialization period.
상기 제2 채널 초기화 구간은 상기 인접 워드 라인에 대한 상기 제1 프로그램 이후이고,
상기 방법은, 상기 제2 채널 초기화 구간에서, 상기 인접 워드 라인에 상기 제1 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 2,
The second channel initialization period is after the first program for the adjacent word line;
The method further comprises applying the first voltage to the adjacent word line in the second channel initialization period.
상기 제1 채널 초기화 구간에서, 상기 제1 워드 라인 그룹에 접지 전압을 인가하는 단계; 및
상기 제2 채널 초기화 구간에서, 상기 제1 워드 라인 그룹에서 상기 인접 워드 라인 이외의 적어도 하나의 워드 라인에 상기 접지 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 2,
applying a ground voltage to the first word line group in the first channel initialization period; and
and applying the ground voltage to at least one word line other than the adjacent word line in the first word line group during the second channel initialization period.
상기 제2 채널 초기화 구간과 상기 제2 프로그램 실행 구간 사이의 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 및 제2 워드 라인 그룹들 및 상기 선택 워드 라인에 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압을 인가하고, 상기 인접 워드 라인에 상기 제1 전압 이하의 제4 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 2,
Applying a third voltage lower than the second voltage to the first and second word line groups and the selected word line in a word line setup period between the second channel initialization period and the second program execution period; and applying a fourth voltage less than or equal to the first voltage to the adjacent word line.
상기 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 및 제2 워드 라인 그룹들에 연결된 메모리 셀들에 대한 프로그램 동작은 완료된 상태이고, 상기 인접 워드 라인에 연결된 메모리 셀에 대한 프로그램 동작은 완료되지 않은 상태인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 5,
In the word line setup period, a program operation for memory cells connected to the first and second word line groups is completed, and a program operation for memory cells connected to the adjacent word line is not completed. How to.
상기 제1 채널 초기화 구간과 상기 제1 프로그램 실행 구간 사이의 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 및 제1 워드 라인 그룹들 및 상기 선택 워드 라인에 상기 제1 및 제2 전압들보다 낮은 제3 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
a third voltage lower than the first and second voltages on the first and first word line groups and the selected word line in a word line setup period between the first channel initialization period and the first program execution period; A method characterized in that it further comprises the step of applying.
상기 제3 전압은 접지 전압에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 7,
wherein the third voltage corresponds to a ground voltage.
상기 제1 및 제2 프로그램들을 통해 상기 선택 워드 라인에 연결된 메모리 셀에 상기 데이터를 기입하는 프로그램 동작이 완료되고,
상기 제1 프로그램에 의해, 상기 메모리 셀은 소거 상태에서 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램되며,
상기 제2 프로그램은 상기 메모리 셀에 대한 재프로그램에 대응하고,
N은 양의 정수인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
A program operation of writing the data into a memory cell connected to the selected word line through the first and second programs is completed;
By the first program, the memory cell is programmed from an erase state to one of N program states;
The second program corresponds to reprogramming of the memory cell;
Wherein N is a positive integer.
상기 제1 및 제2 프로그램들을 통해 상기 선택 워드 라인에 연결된 메모리 셀에 상기 데이터를 기입하는 프로그램 동작이 완료되고,
상기 제1 프로그램에 의해, 상기 메모리 셀은 소거 상태에서 M개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램되며,
상기 제2 프로그램에 의해, 상기 메모리 셀은 상기 M개의 프로그램 상태들 중 하나에서 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 프로그램되고,
M과 N은 양의 정수이고, N은 M보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
A program operation of writing the data into a memory cell connected to the selected word line through the first and second programs is completed;
By the first program, the memory cell is programmed from an erase state to one of M program states;
The memory cell is programmed from one of the M program states to one of N program states by the second program;
Wherein M and N are positive integers, and N is greater than M.
상기 비휘발성 메모리 장치는, 기판의 상부에 배치된 상기 제2 워드 라인 그룹, 상기 제2 워드 라인 그룹의 상부에 배치된 상기 제1 워드 라인 그룹, 상기 제1 워드 라인 그룹의 상부에 배치된 상기 선택 워드 라인, 및 상기 선택 워드 라인의 상부에 배치된 제3 워드 라인 그룹을 포함하고,
상기 방법은, 상기 제1 프로그램 실행 구간과 상기 제2 채널 초기화 구간 사이에, 상기 제3 워드 라인 그룹에 포함된 인접 우드 라인에 대한 제1 프로그램을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 1,
The non-volatile memory device may include the second word line group disposed on a substrate, the first word line group disposed on the second word line group, and the first word line group disposed on the first word line group. a selected word line and a third word line group disposed above the selected word line;
The method further comprises performing a first program on an adjacent wood line included in the third word line group between the first program execution period and the second channel initialization period.
상기 제1 및 제2 채널 초기화 구간들에서, 공통 소스 라인에 프리차지 전압이 인가되고, 선택 비트 라인에는 비트 라인 프로그램 전압이 인가되며, 비선택 비트 라인에는 비트 라인 프로그램 금지 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
In the first and second channel initialization periods, a precharge voltage is applied to a common source line, a bit line program voltage is applied to a selected bit line, and a bit line program inhibit voltage is applied to an unselected bit line. How to.
상기 비휘발성 메모리 장치는, 기판 상에서 수직 방향으로 연장된 제1 메모리 스택 및 상기 제1 메모리 스택의 상부에서 상기 수직 방향으로 연장된 제2 메모리 스택을 포함하는 복수의 메모리 스택들을 포함하고,
상기 선택 워드 라인, 상기 제1 및 제2 워드 라인 그룹들은 상기 제1 메모리 스택에 연결되는 경우, 상기 제1 및 제2 채널 초기화 구간들에서, 상기 제2 메모리 스택에 연결되는 워드 라인들에는 동일한 전압이 인가되며,
상기 선택 워드 라인, 상기 제1 및 제2 워드 라인 그룹들은 상기 제2 메모리 스택에 연결되는 경우, 상기 제1 및 제2 채널 초기화 구간들에서, 상기 제1 메모리 스택에 연결되는 워드 라인들에는 동일한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The non-volatile memory device includes a plurality of memory stacks including a first memory stack extending vertically on a substrate and a second memory stack extending vertically from an upper portion of the first memory stack,
When the selected word line and the first and second word line groups are connected to the first memory stack, the same word lines are connected to the second memory stack in the first and second channel initialization periods. voltage is applied,
When the selected word line and the first and second word line groups are connected to the second memory stack, in the first and second channel initialization periods, word lines connected to the first memory stack have the same A method characterized in that a voltage is applied.
제1 데이터에 대한 제1 프로그램을 수행하기 위한 제1 프로그램 실행 구간에서, 제1 선택 워드 라인에 제1 프로그램 전압을 인가함으로써 상기 제1 선택 워드 라인에 연결된 제1 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계;
상기 제1 선택 워드 라인에 인접한 제2 선택 워드 라인에 연결된 제2 메모리 셀들에 대한 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계;
상기 제2 메모리 셀들에 대한 상기 제1 프로그램 동작을 수행하는 단계 이후의 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 선택 워드 라인에 제1 바이어스 전압을 인가하고, 상기 제2 선택 워드 라인에 상기 제1 바이어스 전압보다 전압 레벨이 높은 제2 바이어스 전압을 인가하는 단계; 및
상기 제1 데이터에 대한 제2 프로그램을 수행하기 위한 제2 프로그램 실행 구간에서, 상기 제1 선택 워드 라인에 제2 프로그램 전압을 인가함으로써 상기 제1 메모리 셀들에 대한 제2 프로그램 동작을 수행하는 단계를 포함하는 방법.As a programming method of a non-volatile memory device,
In a first program execution period for performing a first program on first data, a first program operation is performed on the first memory cells connected to the first selected word line by applying a first program voltage to the first selected word line. performing;
performing a first program operation on second memory cells connected to a second selected word line adjacent to the first selected word line;
In a word line setup period after performing the first program operation on the second memory cells, a first bias voltage is applied to the first selected word line, and the first bias voltage is applied to the second selected word line. applying a second bias voltage having a higher voltage level than the voltage; and
performing a second program operation on the first memory cells by applying a second program voltage to the first selected word line in a second program execution period for performing a second program on the first data; How to include.
상기 제1 바이어스 전압은 접지 전압에 대응하고,
상기 제2 바이어스 전압은 상기 제2 메모리 셀들을 턴온시키는 전압 레벨에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법. According to claim 14,
The first bias voltage corresponds to a ground voltage,
wherein the second bias voltage corresponds to a voltage level turning on the second memory cells.
상기 제1 프로그램 실행 구간 이전의 워드 라인 셋업 구간에서, 상기 제1 및 제2 선택 워드 라인들에 상기 제1 바이어스 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 14,
The method of claim 1, further comprising applying the first bias voltage to the first and second selected word lines in a word line setup period prior to the first program execution period.
상기 제1 및 제2 프로그램 동작들을 통해 상기 제1 메모리 셀들에 상기 제1 데이터를 기입하는 프로그램 동작이 완료되고,
상기 제1 프로그램 동작에 의해, 상기 제1 메모리 셀들은 소거 상태에서 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 각각 프로그램되며,
상기 제2 프로그램 동작은 상기 제1 메모리 셀들에 대한 재프로그램 동작에 대응하고,
N은 양의 정수인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 14,
A program operation of writing the first data into the first memory cells is completed through the first and second program operations;
By the first program operation, the first memory cells are each programmed from an erase state to one of N program states;
The second program operation corresponds to a reprogram operation of the first memory cells;
Wherein N is a positive integer.
상기 제1 및 제2 프로그램 동작들을 통해 상기 제1 메모리 셀들에 상기 제1 데이터를 기입하는 프로그램 동작이 완료되고,
상기 제1 프로그램 동작에 의해, 상기 제1 메모리 셀들은 소거 상태에서 M개의 프로그램 상태들 중 하나로 각각 프로그램되며,
상기 제2 프로그램 동작에 의해, 상기 제1 메모리 셀들은 상기 M개의 프로그램 상태들 중 하나에서 N개의 프로그램 상태들 중 하나로 각각 프로그램되고,
M과 N은 양의 정수이고, N은 M보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 14,
A program operation of writing the first data into the first memory cells is completed through the first and second program operations;
By the first program operation, the first memory cells are each programmed from an erase state to one of M program states;
By the second program operation, the first memory cells are each programmed from one of the M program states to one of N program states;
Wherein M and N are positive integers, and N is greater than M.
채널 초기화 구간에서, 공통 소스 라인에 프리차지 전압을 인가하는 단계;
비트 라인 셋업 구간에서, 프로그램 동작이 수행되고 선택 워드 라인의 상부에 배치된 제1 워드 라인 및 상기 선택 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 프로그램 동작이 완료되고 상기 제1 워드 라인의 상부에 배치된 제2 워드 라인에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계;
워드 라인 셋업 구간에서, 상기 선택 워드 라인, 상기 제1 및 제2 워드 라인들에 상기 제1 및 제2 전압들보다 낮은 제3 전압을 인가하는 단계; 및
프로그램 실행 구간에서, 선택 워드 라인에 연결된 메모리 셀들에 대한 프로그램 동작을 실행하는 단계를 포함하고,
상기 채널 초기화 구간 및 상기 비트 라인 셋업 구간은 실질적으로 동일한 시간 구간에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.As a programming method of a non-volatile memory device,
applying a precharge voltage to a common source line in a channel initialization period;
In a bit line setup period, a program operation is performed and a first voltage is applied to a first word line disposed above a selected word line and a first voltage is applied to the selected word line, and the program operation is completed and disposed above the first word line applying a second voltage lower than the first voltage to a second word line;
applying a third voltage lower than the first and second voltages to the selected word line and the first and second word lines in a word line setup period; and
Executing a program operation on memory cells connected to a selected word line in a program execution section;
The method of claim 1, wherein the channel initialization period and the bit line setup period correspond to substantially the same time period.
상기 제3 전압은 접지 전압에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 19,
wherein the third voltage corresponds to a ground voltage.
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