KR20230068264A - Semiconductor memory device capable of controlling floating state of adjacent wl and operating method thereof - Google Patents

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KR20230068264A
KR20230068264A KR1020220057796A KR20220057796A KR20230068264A KR 20230068264 A KR20230068264 A KR 20230068264A KR 1020220057796 A KR1020220057796 A KR 1020220057796A KR 20220057796 A KR20220057796 A KR 20220057796A KR 20230068264 A KR20230068264 A KR 20230068264A
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박현국
최사라
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는, 멀티-비트 데이터를 저장하는 제 1 및 제 2 메모리 셀; 상기 제 1 메모리 셀에 연결되는 제 1 워드 라인; 및 상기 제 2 메모리 셀에 연결되고 상기 제 1 워드 라인과 인접하는 제 2 워드 라인을 포함한다. 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 제 1 전압 레벨을 인가하는 제 1 구간; 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 제 2 전압 레벨을 갖는 제 2 구간; 및 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 제 2 전압 레벨보다 높은 제 3 전압 레벨을 인가하는 제 3 구간을 포함한다. 상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다. A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes first and second memory cells storing multi-bit data; a first word line connected to the first memory cell; and a second word line connected to the second memory cell and adjacent to the first word line. The period in which the first word line voltage is applied to read data stored in the first memory cell includes a first voltage level applied to read first bit data among multi-bit data stored in the first memory cell. section; a second period having a second voltage level lower than the first voltage level; and a third period of applying a third voltage level higher than the second voltage level in order to read second bit data among the multi-bit data stored in the first memory cell. In the second period, the second word line may be in a floating state.

Figure P1020220057796
Figure P1020220057796

Description

인접 워드 라인의 플로팅 상태를 조절할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 그것의 동작 방법 {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE CAPABLE OF CONTROLLING FLOATING STATE OF ADJACENT WL AND OPERATING METHOD THEREOF}Semiconductor memory device capable of controlling the floating state of an adjacent word line and its operating method

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인접 워드 라인의 플로팅 상태를 조절할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device capable of adjusting a floating state of an adjacent word line and an operating method thereof.

반도체 메모리 장치는 크게 휘발성 메모리 장치(Volatile memory device)와 불휘발성 메모리 장치(Non-volatile memory device)로 구분될 수 있다. 휘발성 메모리 장치는 읽고 쓰는 속도가 빠르지만 전원 공급이 끊기면 저장된 데이터를 더 이상 유지할 수 없다. 반면에, 불휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 중단되더라도 저장된 데이터를 유지할 수 있다. 불휘발성 메모리 장치는 전원에 관계없이 데이터를 유지하는 경우에 사용될 수 있다.Semiconductor memory devices can be largely classified into volatile memory devices and non-volatile memory devices. Volatile memory devices have high reading and writing speeds, but cannot retain stored data any longer when power supply is cut off. On the other hand, nonvolatile memory devices can retain stored data even if power supply is interrupted. A nonvolatile memory device may be used to retain data regardless of power.

불휘발성 메모리 장치의 대표적인 예로 플래시 메모리가 있다. 플래시 메모리는 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 사용자 단말기나 USB나 메모리 카드와 같은 저장 매체에 널리 사용되고 있다. 플래시 메모리는 하나의 메모리 셀에 하나 또는 그 이상의 멀티-비트 데이터를 저장할 수 있다. 멀티-비트 데이터를 저장하는 플래시 메모리는 프로그램 상태(program states)의 수만큼의 선택 읽기 전압의 레벨을 필요로 한다. A representative example of a nonvolatile memory device is a flash memory. Flash memory is widely used in user terminals such as computers and smart phones, and storage media such as USB and memory cards. Flash memory can store one or more multi-bit data in one memory cell. A flash memory storing multi-bit data requires as many select read voltage levels as the number of program states.

플래시 메모리는 선택 읽기 전압의 레벨 변경을 빠르게 하기 위해, 읽기 전압 레벨을 변경하는 중간에 프리-엠퍼시스 구간(pre-emphasis period)을 가질 수 있다. 플래시 메모리는 프리-엠퍼시스 구간마다 다른 프리-엠퍼시스 전압 레벨을 필요로 한다. 플래시 메모리는 프리-엠퍼시스 전압 레벨을 설정하기 위해 많은 수의 이퓨즈(e-fuse)를 필요로 할 수 있다. 이로 인해 플래시 메모리는 칩 사이즈가 증가할 수 있다. 또한, 플래시 메모리는 이퓨즈 회로의 복잡성 때문에 웨이퍼 팹 아웃(fab-out) 후에 진행되는 후처리 시간이 늘어날 수 있다.The flash memory may have a pre-emphasis period in the middle of changing the level of the read voltage in order to rapidly change the level of the selected read voltage. The flash memory requires a different pre-emphasis voltage level for each pre-emphasis period. Flash memory may require a large number of e-fuses to set the pre-emphasis voltage level. As a result, the flash memory may increase in chip size. In addition, the flash memory may increase post-processing time after wafer fab-out due to the complexity of the e-fuse circuit.

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0099657호 (2021-08-12)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0099657 (2021-08-12)

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 읽기 동작의 프리-엠퍼시스 구간에서 인접 워드 라인이 플로팅 상태가 되도록 함으로 이퓨즈 없이도 선택 워드 라인의 읽기 전압 레벨을 빠르게 변경할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to quickly change the read voltage level of a selected word line without an e-fuse by enabling an adjacent word line to be in a floating state in a pre-emphasis section of a read operation. It is to provide a semiconductor memory device and an operating method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는, 멀티-비트 데이터를 저장하는 제 1 및 제 2 메모리 셀; 상기 제 1 메모리 셀에 연결되는 제 1 워드 라인; 및 상기 제 2 메모리 셀에 연결되고 상기 제 1 워드 라인과 인접하는 제 2 워드 라인을 포함한다. 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 제 1 전압 레벨을 인가하는 제 1 구간; 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 제 2 전압 레벨을 갖는 제 2 구간; 및 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 제 2 전압 레벨보다 높은 제 3 전압 레벨을 인가하는 제 3 구간을 포함한다. 상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다. A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes first and second memory cells storing multi-bit data; a first word line connected to the first memory cell; and a second word line connected to the second memory cell and adjacent to the first word line. The period in which the first word line voltage is applied to read data stored in the first memory cell includes a first voltage level applied to read first bit data among multi-bit data stored in the first memory cell. section; a second period having a second voltage level lower than the first voltage level; and a third period of applying a third voltage level higher than the second voltage level in order to read second bit data among the multi-bit data stored in the first memory cell. In the second period, the second word line may be in a floating state.

실시 예로서, 상기 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 1 구간 이전에 상기 제 1 워드 라인으로 프리-펄스 전압을 인가하는 프리-펄스 구간을 더 포함할 수 있다. 상기 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 프리-펄스 구간과 상기 제 1 구간 사이에 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 프리-엠퍼시스 전압 레벨을 갖는 프리-엠퍼시스 구간을 더 포함할 수 있다. 상기 프리-엠퍼시스 구간에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다. 상기 프리-엠퍼시스 구간에서 상기 제 2 워드 라인이 플로팅 상태로 되는 시간이 상기 프리-엠퍼시스 구간의 시간보다 더 길게 설정될 수 있다. As an embodiment, the period for applying the first word line voltage may further include a pre-pulse period for applying the pre-pulse voltage to the first word line before the first period. The period for applying the 1 word line voltage may further include a pre-emphasis period having a pre-emphasis voltage level lower than the first voltage level between the pre-pulse period and the first period. In the pre-emphasis period, the second word line may be in a floating state. A time for the second word line to be in a floating state in the pre-emphasis section may be set longer than a time in the pre-emphasis section.

실시 예로서, 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 2 워드 라인과 인접하는 하나 또는 그 이상의 제 3 워드 라인을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 구간에서 상기 제 3 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다. As an example embodiment, the period in which the first word line voltage for reading data stored in the first memory cell is applied may further include one or more third word lines adjacent to the second word line. In the second period, the third word line may be in a floating state.

실시 예로서, 상기 프리-펄스 전압은 상기 제 1 전압 레벨보다 낮을 수 있다. 상기 제 1 및 제 3 구간에서 상기 제 2 워드 라인에 동일 레벨의 읽기 패스 전압이 인가될 수 있다. 상기 제 1 및 제 3 구간에서 상기 제 2 워드 라인에 다른 레벨의 읽기 패스 전압이 인가될 수 있다. 상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인이 플로팅 상태로 되는 시간이 상기 제 2 구간의 시간보다 더 길게 설정될 수 있다. As an example embodiment, the pre-pulse voltage may be lower than the first voltage level. A read pass voltage of the same level may be applied to the second word line in the first and third periods. Read pass voltages of different levels may be applied to the second word line in the first and third periods. A time period in which the second word line is in a floating state in the second period may be set longer than a time period in the second period.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는, 멀티-비트 데이터를 저장하는 제 1 및 제 2 메모리 셀; 상기 제 1 메모리 셀에 연결되는 제 1 워드 라인; 상기 제 2 메모리 셀에 연결되고 상기 제 1 워드 라인과 인접하는 제 2 워드 라인; 상기 제 2 워드 라인으로 제공되는 제 2 워드 라인 전압을 생성하기 위한 전압 발생기; 및 상기 전압 발생기와 상기 제 2 워드 라인 사이에 연결되는 워드 라인 연결 회로를 포함할 수 있다. 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 제 1 전압 레벨을 인가하는 제 1 구간; 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 제 2 전압 레벨을 갖는 제 2 구간; 및 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 제 2 전압 레벨보다 높은 제 3 전압 레벨을 인가하는 제 3 구간을 포함할 수 있다. 상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인으로 제공되는 상기 제 2 워드 라인 전압은 차단될 수 있다. A semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention includes first and second memory cells storing multi-bit data; a first word line connected to the first memory cell; a second word line connected to the second memory cell and adjacent to the first word line; a voltage generator for generating a second word line voltage supplied to the second word line; and a word line connection circuit connected between the voltage generator and the second word line. The period in which the first word line voltage is applied to read data stored in the first memory cell includes a first voltage level applied to read first bit data among multi-bit data stored in the first memory cell. section; a second period having a second voltage level lower than the first voltage level; and a third period of applying a third voltage level higher than the second voltage level in order to read second bit data among the multi-bit data stored in the first memory cell. In the second period, the second word line voltage provided to the second word line may be blocked.

실시 예로서, 상기 제 2 구간에서 상기 전압 발생기가 오프(off) 됨으로 상기 제 2 워드 라인 전압이 차단될 수 있다. 상기 제 2 구간에서 상기 워드 라인 연결 회로가 오프(off) 됨으로 상기 제 2 워드 라인 전압이 차단될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 메모리 셀은 기판과 수직 방향으로 적층되는 플래시 메모리 셀일 수 있다. 상기 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 제 1 구간 이전에 상기 제 1 워드 라인으로 프리-펄스 전압을 인가하는 프리-펄스 구간을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은, 상기 프리-펄스 구간과 상기 제 1 구간 사이에 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 프리-엠퍼시스 전압 레벨을 갖는 프리-엠퍼시스 구간을 더 포함할 수 있다. 상기 프리-엠퍼시스 구간에서 상기 제 2 워드 라인으로 제공되는 상기 제 2 워드 라인 전압은 차단될 수 있다. 상기 제 1 및 제 3 구간에서 상기 제 2 워드 라인에 동일 레벨 또는 다른 레벨의 읽기 패스 전압이 인가될 수 있다. As an embodiment, the second word line voltage may be blocked by turning off the voltage generator in the second period. In the second period, the word line connection circuit is turned off, so that the second word line voltage may be blocked. The first and second memory cells may be flash memory cells stacked in a direction perpendicular to the substrate. The period for applying the first word line voltage may further include a pre-pulse period for applying the pre-pulse voltage to the first word line before the first period. The period for applying the first word line voltage may further include a pre-emphasis period having a pre-emphasis voltage level lower than the first voltage level between the pre-pulse period and the first period. . In the pre-emphasis period, the second word line voltage provided to the second word line may be blocked. Read pass voltages of the same level or different levels may be applied to the second word line in the first and third periods.

본 발명은 반도체 메모리 장치의 동작 방법에 관한 것이다. 상기 반도체 메모리 장치는, 멀티-비트 데이터를 저장하는 제 1 및 제 2 메모리 셀; 상기 제 1 메모리 셀에 연결되는 제 1 워드 라인; 및 상기 제 2 메모리 셀에 연결되고 상기 제 1 워드 라인과 인접하는 제 2 워드 라인을 포함할 수 있다. 상기 반도체 메모리 장치의 동작 방법은, 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 상기 제 1 워드 라인으로 제 1 전압을 인가하는 단계; 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 인가하는 단계; 및 상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 상기 제 1 워드 라인으로 제 2 전압보다 높은 제 3 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 2 전압을 인가하는 단계에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다. The present invention relates to a method of operating a semiconductor memory device. The semiconductor memory device includes first and second memory cells storing multi-bit data; a first word line connected to the first memory cell; and a second word line connected to the second memory cell and adjacent to the first word line. The method of operating the semiconductor memory device may include applying a first voltage to the first word line to read first bit data among multi-bit data stored in the first memory cell; applying a second voltage lower than the first voltage; and applying a third voltage higher than the second voltage to the first word line in order to read second bit data among the multi-bit data stored in the first memory cell. In the step of applying the second voltage, the second word line may be in a floating state.

실시 예로서, 상기 제 1 전압을 인가하는 단계 이전에 상기 제 1 워드 라인으로 프리-펄스 전압을 인가하는 단계; 및 상기 프리-펄스 전압을 인가하는 단계와 상기 제 1 전압을 인가하는 단계 사이에 상기 제 1 전압보다 낮은 프리-엠퍼시스 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 프리-엠퍼시스 전압을 인가하는 단계에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 될 수 있다.As an example embodiment, applying a pre-pulse voltage to the first word line before applying the first voltage; and applying a pre-emphasis voltage lower than the first voltage between the applying of the pre-pulse voltage and the applying of the first voltage. In the step of applying the pre-emphasis voltage, the second word line may be in a floating state.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 읽기 전압 레벨이 변경되는 중간에 인접 워드 라인을 플로팅 상태로 만들고, 인접 워드 라인의 전압 레벨이 커패시티브 커플링(capacitive coupling)으로 인해 선택 워드 라인 전압과 유사한 파형을 가질 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 이퓨즈를 사용하지 않고서도 읽기 전압 레벨을 빠르게 변경할 수 있고, 선택 워드 라인의 셋업 시간을 줄일 수 있다.In the semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, an adjacent word line is made to float in the middle of a read voltage level change, and the voltage level of the adjacent word line is reduced to a selected word line voltage due to capacitive coupling. may have a waveform similar to According to the present invention, the read voltage level can be quickly changed without using a separate e-fuse, and the setup time of the selected word line can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 메모리 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 읽기 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플래시 메모리를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 메모리 셀 어레이의 메모리 블록(BLK1)을 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 6은 도 5에 도시된 메모리 블록(BLK1)의 셀 스트링들 중에서 하나의 비트 라인(BL1)과 공통 소스 라인(CSL)에 연결되는 셀 스트링들(cell strings, STR1~STR3)을 보여주는 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 메모리 셀의 문턱 전압 분포를 예시적으로 보여주는 다이어그램이다.
도 8은 도 4에 도시된 플래시 메모리의 워드 라인 연결 회로를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 온(ON)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 10은 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 온(ON)인 경우의 읽기 동작 방법의 다른 실시 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 11은 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 오프(OFF)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 12는 도 10에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 오프(OFF)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 13은 도 4에 도시된 플래시 메모리의 읽기 동작의 또 다른 실시 예를 보여주는 타이밍도이다.
1 is a block diagram showing a data storage device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the semiconductor memory device shown in FIG. 1 as an example.
FIG. 3 is a timing diagram illustrating a read operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 .
4 is a block diagram showing a flash memory according to an exemplary embodiment of the present invention by way of example.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a memory block BLK1 of the memory cell array shown in FIG. 4 as an example.
FIG. 6 is a circuit diagram showing cell strings STR1 to STR3 connected to one bit line BL1 and a common source line CSL among the cell strings of the memory block BLK1 shown in FIG. 5 . .
FIG. 7 is a diagram showing a threshold voltage distribution of the memory cell shown in FIG. 6 as an example.
FIG. 8 is a block diagram showing a word line connection circuit of the flash memory shown in FIG. 4 as an example.
FIG. 9 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is turned on in the word line connection circuit shown in FIG. 8 .
FIG. 10 is a timing diagram illustrating another embodiment of a read operation method when a switch signal is turned on in the word line connection circuit shown in FIG. 8 .
FIG. 11 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is OFF in the word line connection circuit shown in FIG. 8 .
FIG. 12 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is OFF in the word line connection circuit shown in FIG. 10 .
FIG. 13 is a timing diagram illustrating another embodiment of a read operation of the flash memory shown in FIG. 4 .

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described clearly and in detail to the extent that those skilled in the art can easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 데이터 저장 장치(1000)는 반도체 메모리 장치(1100) 및 메모리 컨트롤러(1200)를 포함한다. 반도체 메모리 장치(1100)와 메모리 컨트롤러(1200)는 데이터 입출력 라인(IOs), 제어 라인(CTRL), 전원 라인(VCC, VSS)을 통해 연결될 수 있다. 데이터 저장 장치(1000)는 메모리 컨트롤러(1200)의 제어를 통해 반도체 메모리 장치(1100)에 데이터를 저장할 수 있다.1 is a block diagram showing a data storage device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a data storage device 1000 includes a semiconductor memory device 1100 and a memory controller 1200 . The semiconductor memory device 1100 and the memory controller 1200 may be connected through data input/output lines (IOs), control lines (CTRL), and power lines (VCC and VSS). The data storage device 1000 may store data in the semiconductor memory device 1100 under the control of the memory controller 1200 .

반도체 메모리 장치(1100)는 메모리 셀 어레이(memory cell array, 1110)와 주변 회로(peripheral circuit, 1115)를 포함한다. 메모리 셀 어레이(1110)는 복수의 메모리 셀로 구성되고, 각각의 메모리 셀에는 멀티-비트 데이터(multi-bit data)가 저장될 수 있다. The semiconductor memory device 1100 includes a memory cell array 1110 and a peripheral circuit 1115 . The memory cell array 1110 includes a plurality of memory cells, and multi-bit data may be stored in each memory cell.

메모리 셀 어레이(1110)는 복수의 메모리 블록으로 구성될 수 있다. 각각의 메모리 블록은 평면형 2차원 구조 또는 수직형 3차원 구조를 가질 수 있다. 메모리 셀 어레이(1110)는 설계 배치 구조 상으로 주변 회로(1115) 옆이나 위에 위치할 수 있다. 메모리 셀 어레이(1110)가 주변 회로(1115) 위에 위치하는 구조를 COP(cell on peripheral) 구조라고 한다.The memory cell array 1110 may include a plurality of memory blocks. Each memory block may have a planar 2D structure or a vertical 3D structure. The memory cell array 1110 may be positioned next to or above the peripheral circuit 1115 in terms of the design layout structure. A structure in which the memory cell array 1110 is positioned over the peripheral circuit 1115 is referred to as a cell on peripheral (COP) structure.

주변 회로(1115)는 다양한 레벨의 내부 전원을 생성하고, 메모리 셀 어레이(1110)에 연결된 워드 라인들(WL)로 워드 라인 전압들을 제공할 수 있다. 주변 회로(1115)는 메모리 컨트롤러(1200)로부터 커맨드들, 어드레스들, 데이터를 입력받고, 내부 동작을 통해 메모리 셀 어레이(1110)에 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 주변 회로(1115)는 메모리 셀 어레이(1110)에 저장된 데이터를 읽고, 메모리 컨트롤러(1200)로 제공할 수 있다. The peripheral circuit 1115 may generate internal power of various levels and provide word line voltages to word lines WL connected to the memory cell array 1110 . The peripheral circuit 1115 may receive commands, addresses, and data from the memory controller 1200 and store data in the memory cell array 1110 through an internal operation. Also, the peripheral circuit 1115 may read data stored in the memory cell array 1110 and provide the data to the memory controller 1200 .

주변 회로(1115)는 워드 라인 연결 회로(1120)와 전압 발생기(1150)를 포함할 수 있다. 워드 라인 연결 회로(1120)는 워드 라인(WL)과 전압 발생기(1150) 사이에 위치하고, 전압 발생기(1150)에서 생성된 워드 라인 전압을 워드 라인(WL)으로 제공할 수 있다. 워드 라인 연결 회로(1120)가 오프(off) 된 경우에, 워드 라인(WL)은 플로팅 상태로 될 수 있다. 전압 발생기(1150)는 전원 라인(VCC, VSS)을 통해 외부 전원(external power)을 입력 받고, 읽기나 쓰기 등과 같은 내부 동작에 필요한 내부 전원(internal power)을 생성할 수 있다.The peripheral circuit 1115 may include a word line connection circuit 1120 and a voltage generator 1150 . The word line connection circuit 1120 may be positioned between the word line WL and the voltage generator 1150 and may provide the word line voltage generated by the voltage generator 1150 to the word line WL. When the word line connection circuit 1120 is turned off, the word line WL may be in a floating state. The voltage generator 1150 may receive external power through power lines VCC and VSS and generate internal power necessary for internal operations such as reading or writing.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 메모리 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 선택 메모리 셀(MCs)에 선택 워드 라인(WLs)이 연결되고, 인접 메모리 셀(MCs±1)에 인접 워드 라인(WLs±1)이 연결된다. 여기에서, MCs±1은 MCs+1 또는 MCs-1을 의미한다. 그리고 WLs±1은 WLs+1 또는 WLs-1을 의미할 수 있다. 또한, WLs±1은 하나의 인접 워드 라인 그룹을 의미할 수도 있다. 예를 들면, WLs±1, WLs±2, WLs±3 등이 하나의 인접 워드 라인 그룹에 포함될 수 있다. FIG. 2 is a block diagram illustrating the semiconductor memory device shown in FIG. 1 as an example. Referring to FIG. 2 , the selected word line WLs is connected to the selected memory cell MCs, and the adjacent word line WLs±1 is connected to the adjacent memory cell MCs±1. Here, MCs±1 means MCs+1 or MCs-1. And WLs±1 may mean WLs+1 or WLs-1. Also, WLs±1 may mean one adjacent word line group. For example, WLs±1, WLs±2, and WLs±3 may be included in one adjacent word line group.

선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이에서는 커플링 커패시턴스(Cap; coupling capacitance)가 존재할 수 있다. 커플링 커패시턴스(Cap)는 워드 라인 사이의 간격이 좁을수록 커질 수 있다. 또한, 커플링 커패시턴스(Cap)는 워드 라인 사이의 전압 변화(voltage change)가 클수록 커질 수 있다. A coupling capacitance (Cap) may exist between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1. The coupling capacitance Cap may increase as the spacing between word lines narrows. Also, the coupling capacitance Cap may increase as a voltage change between word lines increases.

워드 라인 연결 회로(1120)는 메모리 셀 어레이(1110)와 전압 발생기(1150)를 워드 라인(WL)을 통해 연결할 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)에는 선택 워드 라인 연결 회로(1121)가 연결되고, 인접 워드 라인(WLs±1)에는 인접 워드 라인 연결 회로(1122)가 연결될 수 있다. 워드 라인 연결 회로(1120)에는 스위치 신호(SW)에 의해 워드 라인 연결을 차단할 수 있는 스위치 회로가 포함될 수 있다. 스위치 신호(SW)에 의해 인접 워드 라인(WLs±1)의 연결이 차단된 경우에, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태(floating state)로 될 수 있다.The word line connection circuit 1120 may connect the memory cell array 1110 and the voltage generator 1150 through the word line WL. The selected word line connection circuit 1121 may be connected to the selected word line WLs, and the adjacent word line connection circuit 1122 may be connected to the adjacent word line WLs±1. The word line connection circuit 1120 may include a switch circuit capable of disconnecting the word line connection by a switch signal SW. When the connection of the adjacent word line WLs±1 is blocked by the switch signal SW, the adjacent word line WLs±1 may be in a floating state.

전압 발생기(1150)는 선택 워드 라인 전압 발생기(1151)와 인접 워드 라인 전압 발생기(1152)를 포함할 수 있다. 선택 워드 라인 전압 발생기(1151)는 선택 워드 라인 연결 회로(1121)에 연결되고, 선택 워드 라인(WLs)으로 선택 워드 라인 전압(V_WLs)을 제공할 수 있다. 인접 워드 라인 전압 발생기(1152)는 인접 워드 라인 연결 회로(1122)에 연결되고, 인접 워드 라인(WLs±1)으로 인접 워드 라인 전압(V_WLs±1)을 제공할 수 있다. 전압 발생기(1150)는 전압 발생 신호(VG)에 의해 오프(off)될 수 있다. 전압 발생 신호(VG)에 의해 인접 워드 라인 전압 발생기(1152)가 오프(off)된 경우에, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태(floating state)로 될 수 있다.The voltage generator 1150 may include a selected word line voltage generator 1151 and an adjacent word line voltage generator 1152 . The selected word line voltage generator 1151 is connected to the selected word line connection circuit 1121 and may provide the selected word line voltage V_WLs to the selected word line WLs. The adjacent word line voltage generator 1152 is connected to the adjacent word line connection circuit 1122 and may provide the adjacent word line voltage V_WLs±1 to the adjacent word line WLs±1. The voltage generator 1150 may be turned off by the voltage generating signal VG. When the adjacent word line voltage generator 1152 is turned off by the voltage generation signal VG, the adjacent word line WLs±1 may be in a floating state.

반도체 메모리 장치(1100)는 워드 라인 연결 회로(1120) 또는 전압 발생기(1150)에 제공되는 스위치 신호(SW) 또는 전압 발생 신호(VG)에 의해 인접 워드 라인(WLs±1)을 연결하거나 차단할 수 있다. 인접 워드 라인(WLs±1)이 연결된 상태를 바이어스된 상태(biased state)라고 하고, 차단된 상태를 플로팅 상태(floating state)라고 한다. In the semiconductor memory device 1100 , adjacent word lines WLs±1 may be connected or disconnected by a switch signal SW or a voltage generation signal VG provided to the word line connection circuit 1120 or the voltage generator 1150 . there is. A state in which the adjacent word lines WLs±1 are connected is referred to as a biased state, and a state in which the adjacent word lines WLs±1 are connected is referred to as a floating state.

도 3은 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 읽기 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 3은 선택 메모리 셀(MCs)에 저장된 멀티-비트 데이터를 읽기 위해 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1)으로 제공되는 워드 라인 전압 레벨을 보여준다. FIG. 3 is a timing diagram illustrating a read operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 . 3 shows word line voltage levels provided to a selected word line WLs and an adjacent word line WLs±1 to read multi-bit data stored in the selected memory cells MCs.

도 3에서, 인접 워드 라인(WLs±1)은 WLs+1 또는 WLs-1일 수 있다. 또한, 인접 워드 라인은 하나의 인접 워드 라인 그룹으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, WLs±1, WLs±2, ..., WLs±k (k는 3 이상의 자연수)이 인접 워드 라인 그룹에 포함될 수 있다. 이하에서는 인접 워드 라인이 WLs+1 또는 WLs-1인 것으로 설명될 것이다.In FIG. 3 , the adjacent word line (WLs±1) may be WLs+1 or WLs−1. Also, adjacent word lines may be formed as one adjacent word line group. For example, WLs±1, WLs±2, ..., WLs±k (where k is a natural number greater than or equal to 3) may be included in the adjacent word line group. Hereinafter, the adjacent word line will be described as WLs+1 or WLs-1.

도 3에서, (A)는 인접 워드 라인(WLs±1)이 연결된 상태, 즉 바이어스된 상태(biased state)를 보여준다. (B)는 인접 워드 라인(WLs±1)이 차단된 상태, 즉 플로팅 상태(floating state)를 보여준다. In FIG. 3, (A) shows a state in which adjacent word lines (WLs±1) are connected, that is, a biased state. (B) shows a state in which the adjacent word line (WLs±1) is blocked, that is, a floating state.

도 3의 (A) 바이어스된 상태를 참조하면, 선택 워드 라인(WLs)으로 선택 워드 라인 전압을 인가하는 구간은 제 1 내지 제 3 구간을 포함한다. 제 1 구간(T1~T2)에서는, 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 제 1 전압 레벨(Vs1)이 인가된다. 제 2 구간(T2~T4)에서는, 제 1 전압 레벨(Vs1)보다 낮은 제 2 전압 레벨(Vs2)이 인가된다. 그리고 제 3 구간(T4~T5)에서는 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 제 2 전압 레벨(Vs2)보다 높은 제 3 전압 레벨(Vs3)이 인가된다. 선택 워드 라인(WLs)으로 선택 읽기 전압을 인가하는 구간 동안에, 인접 워드 라인(WLs±1)에는 읽기 패스 전압(Vrdps)이 제공될 수 있다. Referring to the biased state (A) of FIG. 3 , the section in which the selected word line voltage is applied to the selected word line WLs includes first to third sections. In the first period T1 to T2, a first voltage level Vs1 is applied to read first bit data among multi-bit data. In the second period T2 to T4, a second voltage level Vs2 lower than the first voltage level Vs1 is applied. In the third period (T4 to T5), a third voltage level (Vs3) higher than the second voltage level (Vs2) is applied to read the second bit data. During a period in which the select read voltage is applied to the select word line WLs, the read pass voltage Vrdps may be provided to the adjacent word line WLs±1.

선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨은 T1 시점에서 Vs1일 수 있다. T2 시점에서 Vs1에서 Vs2로 변경될 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 Vs1에서 Vs2로 변경되는 데 걸리는 시간 T3-T2일 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 간격이 좁을수록, 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 커플링 커패시턴스(Cap)는 커질 수 있다. 또한, Vs1과 Vs2 사이의 전압 차이가 크면 클수록, 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 커플링 커패시턴스(Cap)는 커질 수 있다. 즉, Vrdps와 Vs1 사이의 전압 차이(Vrdps-Vs1)가 Vrdps과 Vs2 사이의 전압 차이(Vrdps-Vs2)보다 크면 클수록, 선택 워드 라인(WLs)은 커플링 커패시턴스(Cap)의 영향을 더 많이 받을 수 있다. A voltage level of the selected word line WLs may be Vs1 at a time point T1. At the time point T2, Vs1 may be changed to Vs2. The time taken for the voltage level of the selected word line WLs to change from Vs1 to Vs2 may be T3-T2. As the distance between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 decreases, the coupling capacitance Cap between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 may increase. Also, as the voltage difference between Vs1 and Vs2 increases, the coupling capacitance Cap between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 may increase. That is, as the voltage difference between Vrdps and Vs1 (Vrdps-Vs1) is larger than the voltage difference between Vrdps and Vs2 (Vrdps-Vs2), the selected word line (WLs) is more affected by the coupling capacitance (Cap). can

반도체 메모리 장치(1100)는 인접 워드 라인 연결 회로(도 2 참조, 1122)를 차단하거나 인접 워드 라인 전압 발생기(도 2 참조, 1152)를 오프(off)할 수 있다. 이때 인접 워드 라인(WLs±1)은 제 2 구간(T2~T4)에서 플로팅 상태(B)로 될 수 있다. 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태로 되면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압 레벨은 커패시티브 커플링(capacitive coupling)으로 인해 선택 워드 라인 전압과 유사한 파형을 가질 수 있다. 이로 인해 선택 워드 라인(WLs)은 커플링 커패시턴스(Cap)의 영향을 적게 받을 수 있다.The semiconductor memory device 1100 may block an adjacent word line connection circuit (refer to FIG. 2 1122 ) or turn off an adjacent word line voltage generator (refer to FIG. 2 1152 ). At this time, the adjacent word line (WLs±1) may be in a floating state (B) in the second period (T2 to T4). When the adjacent word line WLs±1 is in a floating state, the voltage level of the adjacent word line WLs±1 may have a waveform similar to that of the selected word line voltage due to capacitive coupling. Due to this, the selected word line WLs may be less affected by the coupling capacitance Cap.

제 2 구간(T2~T4)에서 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태(B)로 되면, 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 Vs1에서 Vs2로 변경되는 시점이 T3에서 T3'로 빨라될 수 있다. 또한, 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 Vs1에서 Vs3으로 변경되는 워드 라인 셋업 시간(setup time)이 T4-T2에서 T4'-T2로 줄어들 수 있다. When the adjacent word line (WLs±1) is in the floating state (B) in the second period (T2 to T4), the point at which the voltage level of the selected word line (WLs) changes from Vs1 to Vs2 is fast from T3 to T3'. It can be. Also, a word line setup time for changing the voltage level of the selected word line WLs from Vs1 to Vs3 may be reduced from T4-T2 to T4'-T2.

반도체 메모리 장치(1100)는 인접 워드 라인(WLs±1)을 플로팅 상태로 만들 수 있다. 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태로 되면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압 레벨은 커패시티브 커플링(capacitive coupling)으로 인해 선택 워드 라인 전압(V_WLs)의 파형과 유사한 파형을 가질 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)은 커플링 커패시턴스(Cap)의 영향을 적게 받을 수 있다. 본 발명에 의하면, 읽기 동작 시에 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨 셋업 시간을 줄일 수 있다.The semiconductor memory device 1100 may make the adjacent word line WLs±1 a floating state. When the adjacent word line (WLs±1) is in a floating state, the voltage level of the adjacent word line (WLs±1) has a waveform similar to that of the selected word line voltage (V_WLs) due to capacitive coupling. can have The selected word lines WLs may be less affected by the coupling capacitance Cap. According to the present invention, the voltage level setup time of the selected word lines WLs can be reduced during a read operation.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(1100)는 멀티-비트 데이터를 저장하고 읽기 동작 동안에 읽기 전압 레벨이 변경되는 불휘발성 메모리(NVM; nonvolitle memory)에 적용될 수 있다. 불휘발성 메모리(NVM)에는 FRAM, PRAM, MRAM, RRAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등이 포함될 수 있다. 이하에서는 불휘발성 메모리 중에서 수직 적층형 구조를 갖는 낸드 플래시 메모리(VNAND; Vertical NAND flash memory)를 예로 들어, 도 1 내지 도 3에서 설명한 반도체 메모리 장치(1100)의 동작 방법이 구체적으로 설명될 것이다.The semiconductor memory device 1100 according to an embodiment of the present invention may be applied to a nonvolatile memory (NVM) in which multi-bit data is stored and a read voltage level is changed during a read operation. Nonvolatile memory (NVM) may include FRAM, PRAM, MRAM, RRAM, flash memory, and the like. Hereinafter, the operating method of the semiconductor memory device 1100 described in FIGS. 1 to 3 will be described in detail, taking a vertical NAND flash memory (VNAND) having a vertical stacked structure among nonvolatile memories as an example.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플래시 메모리를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 플래시 메모리(2100)는 메모리 셀 어레이(2110), 워드 라인 연결 회로(2120), 페이지 버퍼 회로(2130), 데이터 입출력 회로(2140), 전압 발생기(2150), 그리고 제어 로직(2160)을 포함한다. 4 is a block diagram showing a flash memory according to an exemplary embodiment of the present invention by way of example. Referring to FIG. 4 , a flash memory 2100 includes a memory cell array 2110, a word line connection circuit 2120, a page buffer circuit 2130, a data input/output circuit 2140, a voltage generator 2150, and control logic. (2160).

메모리 셀 어레이(2110)는 사용자 데이터(user data)를 저장하기 위한 메모리 블록(2111, BLK1~BLKn)과 이퓨즈 데이터를 저장하기 위한 이퓨즈 메모리 블록(2112, BLKe)을 포함할 수 있다. 이퓨즈 메모리 블록(2112)에 저장된 이퓨즈 데이터는 플래시 메모리(2100)가 부팅될 때 제어 로직(2160)으로 로드될 수 있다. 이퓨즈 데이터는 플래시 메모리(2100)의 다양한 동작 전압이나 동작 시간 등을 설정하는 데 사용될 수 있다. The memory cell array 2110 may include memory blocks 2111 (BLK1 to BLKn) for storing user data and an e-fuse memory block 2112 (BLKe) for storing e-fuse data. The eFuse data stored in the eFuse memory block 2112 may be loaded into the control logic 2160 when the flash memory 2100 is booted. The eFuse data may be used to set various operating voltages or operating times of the flash memory 2100 .

메모리 블록(BLK1)은 기판과 수직 방향으로 형성될 수 있다. 기판 위에는 게이트 전극막(gate electrode layer)과 절연막(insulation layer)이 교대로 증착될 수 있다. 게이트 전극막과 절연막 사이에는 정보 저장막(information storage layer)이 형성될 수 있다. 정보 저장막은 터널 절연막(tunnel insulation layer), 전하 트랩막(charge trap layer), 그리고 블록킹 절연막(blocking insulation layer)으로 구성될 수 있다. 메모리 블록(BLK1)의 게이트 전극막은 접지 선택 라인(GSL), 복수의 워드 라인(WL), 그리고 스트링 선택 라인(SSL)에 연결될 수 있다. The memory block BLK1 may be formed in a direction perpendicular to the substrate. A gate electrode layer and an insulation layer may be alternately deposited on the substrate. An information storage layer may be formed between the gate electrode layer and the insulating layer. The information storage layer may include a tunnel insulation layer, a charge trap layer, and a blocking insulation layer. A gate electrode film of the memory block BLK1 may be connected to a ground selection line GSL, a plurality of word lines WL, and a string selection line SSL.

워드 라인 연결 회로(2120)는 메모리 셀 어레이(2110)와 전압 발생기(2150)를 워드 라인(WL)을 통해 연결할 수 있다. 워드 라인 연결 회로(2120)는 전압 발생기(2150)로부터 선택 읽기 전압(Vrd)이나 읽기 패스 전압(Vrdps) 등과 같은 동작 전압을 입력받고, 워드 라인 전압(wordline voltage)을 제공할 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)에는 선택 워드 라인 연결 회로(2121)가 연결되고, 인접 워드 라인(WLs-1)에는 인접 워드 라인 연결 회로(2122)가 연결될 수 있다. The word line connection circuit 2120 may connect the memory cell array 2110 and the voltage generator 2150 through the word line WL. The word line connection circuit 2120 may receive an operating voltage such as a select read voltage (Vrd) or a read pass voltage (Vrdps) from the voltage generator 2150 and may provide a word line voltage. The selected word line connection circuit 2121 may be connected to the selected word line WLs, and the adjacent word line connection circuit 2122 may be connected to the adjacent word line WLs-1.

워드 라인 연결 회로(2120)는 제어 로직(2160)으로부터 스위치 신호(SW)를 입력 받을 수 있다. 인접 워드 라인 연결 회로(2122)는 스위치 신호(SW)에 의해 연결되거나 차단될 수 있다. 인접 워드 라인 연결 회로(2122)가 차단된 경우에, 인접 워드 라인(WLs-1)은 플로팅 상태로 될 수 있다.The word line connection circuit 2120 may receive the switch signal SW from the control logic 2160 . The adjacent word line connection circuit 2122 may be connected or disconnected by the switch signal SW. When the adjacent word line connection circuit 2122 is blocked, the adjacent word line WLs-1 may be in a floating state.

페이지 버퍼 회로(2130)는 비트 라인(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(2110)와 연결될 수 있다. 페이지 버퍼 회로(2130)는 선택된 페이지에 프로그램될 데이터나 선택된 페이지로부터 읽은 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 페이지 버퍼 회로(2130)는 각각의 비트 라인과 연결되는 페이지 버퍼를 포함할 수 있다. 각각의 페이지 버퍼는 멀티-비트 데이터를 읽는 동안에, 제 1 비트 데이터를 저장하기 위한 제 1 래치와 제 2 비트 데이터를 저장하기 위한 제 2 래치를 포함할 수 있다.The page buffer circuit 2130 may be connected to the memory cell array 2110 through the bit line BL. The page buffer circuit 2130 may temporarily store data to be programmed into the selected page or data read from the selected page. The page buffer circuit 2130 may include a page buffer connected to each bit line. Each page buffer may include a first latch for storing first bit data and a second latch for storing second bit data while reading multi-bit data.

입출력 회로(2140)는 내부적으로는 데이터 라인을 통해 페이지 버퍼 회로(2130)와 연결되고, 외부적으로는 입출력 라인(IO1~IOn)을 통해 메모리 컨트롤러(도 1 참조, 1200)와 연결될 수 있다. 입출력 회로(2140)는 프로그램 동작 동안에 메모리 컨트롤러(1200)로부터 프로그램 데이터(program data)를 입력받고, 읽기 동작 동안 읽기 데이터(read data)를 메모리 컨트롤러(1200)로 제공할 수 있다.The input/output circuit 2140 may be internally connected to the page buffer circuit 2130 through a data line and externally connected to a memory controller (refer to FIG. 1 , 1200) through the input/output lines IO1 to IOn. The input/output circuit 2140 may receive program data from the memory controller 1200 during a program operation and provide read data to the memory controller 1200 during a read operation.

전압 발생기(2150)는 메모리 컨트롤러(1200)로부터 전원을 입력받고, 데이터를 읽거나 쓰는 데 필요한 워드 라인 전압을 발생할 수 있다. 워드 라인 전압은 워드 라인 연결 회로(2120)를 통해 워드 라인으로 제공될 수 있다. 전압 발생기(2150)는 프로그램 동작 동안에 선택 워드 라인(WLs; selected WL)으로 제공되는 프로그램 전압(Vpgm)과 비선택 워드 라인(WLu; unselected WL)으로 제공되는 패스 전압(Vpass) 등을 생성할 수 있다. 또한, 전압 발생기(2150)는 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인(WLs)으로 제공되는 선택 읽기 전압(Vrd)과 비선택 워드 라인(WLu)으로 제공되는 읽기 패스 전압(Vrdps) 등을 생성할 수 있다. The voltage generator 2150 may receive power from the memory controller 1200 and generate a word line voltage required to read or write data. The word line voltage may be provided to the word line through the word line connection circuit 2120 . The voltage generator 2150 may generate a program voltage Vpgm provided to selected word lines WLs (selected WL) and a pass voltage Vpass provided to unselected WL (WLu) during a program operation. there is. Also, the voltage generator 2150 may generate the selected read voltage Vrd provided to the selected word line WLs and the read pass voltage Vrdps provided to the unselected word line WLu during a read operation.

전압 발생기(2150)는 선택 읽기 전압 발생기(2151)와 읽기 패스 전압 발생기(2152)를 포함할 수 있다. 선택 읽기 전압 발생기(2151)는 선택 워드 라인(WLs)으로 제공되는 선택 읽기 전압(Vrd)을 생성할 수 있다. 읽기 패스 전압 발생기(2152)는 읽기 동작 동안에 인접 워드 라인(WLs-1)으로 제공되는 읽기 패스 전압(Vrdps)을 생성할 수 있다. 여기에서, 읽기 패스 전압(Vrdps)은 읽기 동작 동안에 비선택 워드 라인(WLu)에 연결된 메모리 셀들을 턴 온하기에 충분한 전압일 수 있다. The voltage generator 2150 may include a select read voltage generator 2151 and a read pass voltage generator 2152 . The select read voltage generator 2151 may generate the select read voltage Vrd provided to the select word line WLs. The read pass voltage generator 2152 may generate a read pass voltage Vrdps provided to an adjacent word line WLs-1 during a read operation. Here, the read pass voltage Vrdps may be a voltage sufficient to turn on memory cells connected to the unselected word line WLu during a read operation.

제어 로직(2160)은 메모리 컨트롤러(1200)로부터 제공되는 커맨드들(CMD), 어드레스들(ADDR), 그리고 제어신호들(CTRL)을 이용하여, 플래시 메모리(2100)의 프로그램, 읽기, 소거 등의 동작을 제어할 수 있다. 어드레스(ADDR)는 메모리 블록을 선택하기 위한 블록 선택 어드레스(BLK_ADDR)와 하나의 페이지를 선택하기 위한 페이지 선택 어드레스를 포함할 수 있다. 제어 로직(2160)은 이퓨즈 레지스터(2161)를 포함할 수 있다.The control logic 2160 performs programming, reading, and erasing of the flash memory 2100 using commands CMD, addresses ADDR, and control signals CTRL provided from the memory controller 1200. You can control the action. The address ADDR may include a block selection address BLK_ADDR for selecting a memory block and a page selection address for selecting one page. The control logic 2160 may include an eFuse register 2161 .

이퓨즈 레지스터(2161)는 전압 발생기(2150)에서 생성되는 동작 전압의 다양한 바이어스 조건을 제어하기 위한 파라미터를 생성할 수 있다. 이퓨즈 레지스터(2161)는 플래시 메모리(2100)의 부팅 동작 시에 이퓨즈 메모리 블록(2112)으로부터 제공된 이퓨즈 데이터를 이용하여 파라미터 신호를 생성할 수 있다. 또한, 이퓨즈 레지스터(2161)는 이퓨즈 데이터를 이용하여, 워드 라인 연결 회로(2120)로 제공되는 스위치 신호(SW)와 전압 발생기(2150)로 제공되는 전압 발생 신호(VG)를 생성할 수 있다.The e-fuse register 2161 may generate parameters for controlling various bias conditions of the operating voltage generated by the voltage generator 2150. The eFuse register 2161 may generate a parameter signal using eFuse data provided from the eFuse memory block 2112 during a booting operation of the flash memory 2100 . In addition, the e-fuse register 2161 may generate a switch signal SW provided to the word line connection circuit 2120 and a voltage generation signal VG provided to the voltage generator 2150 using e-fuse data. there is.

플래시 메모리(2100)는 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위해서 선택 워드 라인(WLs)으로 제 1 전압 레벨을 제공한 다음에, 제 2 비트 데이터를 읽기 위해 제 2 전압 레벨을 제공할 수 있다. 즉, 플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인으로 제공되는 읽기 전압 레벨을 제 1 전압 레벨에서 제 2 전압 레벨로 변경할 수 있다. The flash memory 2100 may provide a first voltage level to the selected word line WLs to read first bit data among multi-bit data and then provide a second voltage level to read second bit data. there is. That is, the flash memory 2100 may change the read voltage level provided to the selected word line from the first voltage level to the second voltage level during a read operation.

플래시 메모리(2100)는 인접 워드 라인 연결 회로(2122)에 스위치 신호(SW)를 제공하여, 읽기 전압이 변경될 때 인접 워드 라인(WLs-1)을 플로팅 상태(floating state)로 만들 수 있다. 플로팅 상태에서 읽기 전압이 변경되면, 인접 워드 라인은 커패시티브 커플링(capacitive coupling)으로 인해 선택 워드 라인 전압의 파형과 유사한 전압 파형을 가질 수 있다. 이로 인해 본 발명은 선택 워드 라인(WLs)이 커플링 커패시턴스(Cap)의 영향을 적게 받도록 할 수 있다. 한편, 플래시 메모리(2100)는 읽기 패스 전압 발생기(2152)를 오프(OFF)함으로 인접 워드 라인(WLs-1)을 플로팅 상태로 만들 수도 있다.The flash memory 2100 may provide the switch signal SW to the adjacent word line connection circuit 2122 to make the adjacent word line WLs-1 into a floating state when the read voltage is changed. When the read voltage is changed in the floating state, an adjacent word line may have a voltage waveform similar to that of the selected word line voltage due to capacitive coupling. Accordingly, according to the present invention, the selected word line WLs can be less affected by the coupling capacitance Cap. Meanwhile, the flash memory 2100 may turn off the read pass voltage generator 2152 to make the adjacent word line WLs-1 a floating state.

도 5는 도 4에 도시된 메모리 셀 어레이의 메모리 블록(BLK1)을 예시적으로 보여주는 회로도이다. 메모리 블록(BLK1)은 비트 라인들(BL1~BL3)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 복수의 셀 스트링(STR1~STR3, cell strings)이 형성되어 있다. 각각의 셀 스트링은 스트링 선택 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀(MC1~MC9), 그리고 접지 선택 트랜지스터(GST)를 포함한다.FIG. 5 is a circuit diagram showing a memory block BLK1 of the memory cell array shown in FIG. 4 as an example. In the memory block BLK1, a plurality of cell strings STR1 to STR3 are formed between the bit lines BL1 to BL3 and the common source line CSL. Each cell string includes a string select transistor SST, a plurality of memory cells MC1 to MC9, and a ground select transistor GST.

스트링 선택 트랜지스터(SST)는 스트링 선택 라인(String Selection Line; SSL1~SSL3)에 연결되어 있다. 접지 선택 트랜지스터(GST)는 접지 선택 라인(Ground Selection Line; GSL1~GSL3)에 연결되어 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 비트 라인(BL1~BL3)에 연결되고, 접지 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소스 라인(CSL; Common Source Line)에 연결되어 있다.The string selection transistor (SST) is connected to the string selection line (SSL1 to SSL3). The ground selection transistor GST is connected to ground selection lines (GSL1 to GSL3). The string select transistor SST is connected to bit lines BL1 to BL3, and the ground select transistor GST is connected to a common source line (CSL).

복수의 메모리 셀(MC1~MC9)은 복수의 워드 라인(WL1~WL9)에 연결되어 있다. 제 1 워드 라인(WL1)은 접지 선택 라인들(GSL1~GSL3) 위에 위치할 수 있다. 제 1 위드 라인(WL1)에는 기판으로부터 동일 높이에 있는 제 1 메모리 셀들(MC1)이 연결될 수 있다. 제 4 위드 라인(WL4)에는 기판으로부터 동일 높이에 있는 제 4 메모리 셀들(MC4)이 연결될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제 6 워드 라인(WL6) 및 제 9 워드 라인(WL9)에는 각각 제 6 메모리 셀들(MC6)과 제 9 메모리 셀들(MC9)이 연결될 수 있다. A plurality of memory cells MC1 to MC9 are connected to a plurality of word lines WL1 to WL9. The first word line WL1 may be positioned on the ground select lines GSL1 to GSL3. The first memory cells MC1 at the same height from the substrate may be connected to the first weed line WL1. Fourth memory cells MC4 at the same height from the substrate may be connected to the fourth weed line WL4. Similarly, the sixth memory cells MC6 and the ninth memory cells MC9 may be connected to the sixth word line WL6 and the ninth word line WL9, respectively.

제 4 워드 라인(WL4)과 제 6 워드 라인(WL6) 사이에는 선택 워드 라인(WL5)이 위치할 수 있다. 선택 워드 라인(WL5)에는 기판으로부터 동일 높이에 있는 선택 메모리 셀들(MC5)이 연결될 수 있다. 여기에서, 제 4 워드 라인(WL4)과 제 6 워드 라인(WL6)은 인접 워드 라인이고, 제 4 메모리 셀(MC4)과 제 6 메모리 셀(MC6)은 인접 메모리 셀일 수 있다.A selection word line WL5 may be positioned between the fourth word line WL4 and the sixth word line WL6 . Select memory cells MC5 located at the same height from the substrate may be connected to the select word line WL5. Here, the fourth word line WL4 and the sixth word line WL6 may be adjacent word lines, and the fourth memory cell MC4 and the sixth memory cell MC6 may be adjacent memory cells.

도 6은 도 5에 도시된 메모리 블록(BLK1)의 셀 스트링들 중에서 하나의 비트 라인(BL1)과 공통 소스 라인(CSL)에 연결되는 셀 스트링들(cell strings, STR1~STR3)을 보여주는 회로도이다. 각각의 셀 스트링(STR1~STR3)은 스트링 선택 라인(SSL1~SSL3)에 의해 선택되는 스트링 선택 트랜지스터들(SST), 복수의 워드 라인(WL1~WL9)에 의해 제어되는 복수의 메모리 셀(MC1~MC9), 그리고 접지 선택 라인(GSL1~GSL3)에 의해 선택되는 접지 선택 트랜지스터들(GST)을 포함한다.FIG. 6 is a circuit diagram showing cell strings STR1 to STR3 connected to one bit line BL1 and a common source line CSL among the cell strings of the memory block BLK1 shown in FIG. 5 . . Each of the cell strings STR1 to STR3 includes string select transistors SST selected by string select lines SSL1 to SSL3 and a plurality of memory cells MC1 to MC1 to control by a plurality of word lines WL1 to WL9. MC9), and ground selection transistors GST selected by the ground selection lines GSL1 to GSL3.

제 5 워드 라인(WL5)은 선택 워드 라인(WLs; selected WL)일 수 있다. 제 5 메모리 셀들(MC5)은 선택 메모리 셀들(MCs; selected MC)일 수 있다. 제 1 내지 제 4 워드 라인(WL1~WL4)은 비선택 워드라인들(WLu; unselected WL)일 수 있다. 제 1 내지 제 4 메모리 셀(MC1~MC4)은 비선택 메모리 셀들(MCu; unselected MC)이다. 마찬가지로, 제 6 내지 제 9 워드 라인(WL6~WL9)은 비선택 워드 라인들이고, 제 6 내지 제 9 메모리 셀(MC6~MC9)은 비선택 메모리 셀들일 수 있다. The fifth word line WL5 may be a selected word line (WLs; selected WL). The fifth memory cells MC5 may be selected memory cells MCs (selected MCs). The first to fourth word lines WL1 to WL4 may be unselected word lines WLu (unselected WL). The first to fourth memory cells MC1 to MC4 are unselected memory cells MCu (unselected MC). Similarly, the sixth to ninth word lines WL6 to WL9 may be unselected word lines, and the sixth to ninth memory cells MC6 to MC9 may be unselected memory cells.

선택 워드 라인(WLs)을 기준으로 제 4 워드 라인(WL4) 방향으로 프로그램을 진행할 수 있다. 이러한 프로그램 방식을 T2B(top to bottom) 프로그램이라고 한다. 선택 워드 라인(WLs)을 기준으로 제 6 워드 라인(WL6) 방향으로 프로그램을 진행할 수 있다. 이러한 프로그램 방식을 B2T(bottom to top) 프로그램이라고 한다. 선택 워드 라인(WLs)을 기준으로 제 4 워드 라인(WL4)과 제 6 워드 라인(WL6) 양방향으로 프로그램을 진행할 수도 있다. A program may be performed in the direction of the fourth word line WL4 based on the selected word line WLs. This programming method is referred to as a top to bottom (T2B) program. A program may be performed in the direction of the sixth word line WL6 based on the selected word line WLs. Such a program method is referred to as a B2T (bottom to top) program. The program may be performed in both directions of the fourth word line WL4 and the sixth word line WL6 based on the selected word lines WLs.

선택 워드 라인(WLs)을 기준으로, 이전과 이후에 프로그램을 진행하는 제 4 워드 라인(WL4) 또는 제 6 워드 라인(WL6)을 인접 워드 라인이고 한다. 인접 워드 라인에 연결되는 제 4 메모리 셀들(MC4)과 제 6 메모리 셀들(MC6)은 인접 메모리 셀이다. Based on the selected word lines WLs, the fourth word line WL4 or the sixth word line WL6 to be programmed before and after is referred to as an adjacent word line. Fourth memory cells MC4 and sixth memory cells MC6 connected to adjacent word lines are adjacent memory cells.

읽기 동작 시에 선택 워드 라인(WLs)에는 선택 읽기 전압(Vrd)이 제공되고, 비선택 워드 라인(WLu; WL1~WL4, WL6~WL9)에는 읽기 패스 전압(Vrdps)이 제공될 수 있다. 선택 워드 라인(WLs)은 인접 워드 라인(WL4, WL6)과 인접하고, 인접 워드 라인(WL4, WL6)은 각각 그 다음 인접 워드 라인(WL3, WL7)과 인접할 수 있다. 인접 워드 라인(WL4, WL6)에는 각각 인접 메모리 셀들(MC4, MC6)이 연결될 수 있다. 그 다음 인접 워드 라인(WL3, WL7)에는 그 다음 인접 메모리 셀들(MC3, MC7)이 연결될 수 있다.During a read operation, the selected read voltage Vrd may be provided to the selected word lines WLs, and the read pass voltage Vrdps may be provided to the non-selected word lines WLu (WL1 to WL4 and WL6 to WL9). The selected word lines WLs may be adjacent to adjacent word lines WL4 and WL6, and the adjacent word lines WL4 and WL6 may be adjacent to next adjacent word lines WL3 and WL7, respectively. Adjacent memory cells MC4 and MC6 may be connected to adjacent word lines WL4 and WL6, respectively. Next adjacent memory cells MC3 and MC7 may be connected to the next adjacent word lines WL3 and WL7 .

도 7은 도 6에 도시된 메모리 셀의 문턱 전압 분포를 예시적으로 보여주는 다이어그램이다. 가로축은 문턱 전압(Vth)을 나타내고, 세로축은 메모리 셀의 수(number of cells)를 나타낸다. 도 7에서는 하나의 메모리 셀에 3 비트 데이터가 저장되는 예를 보여준다. 3 비트 메모리 셀은 문턱 전압 분포에 따라 8개의 상태(E0, P1~P7) 중 하나를 가질 수 있다. 여기에서, E0는 소거 상태(erase state)를 나타내고, P1 내지 P7은 프로그램 상태(program state)를 나타낸다.FIG. 7 is a diagram showing a threshold voltage distribution of the memory cell shown in FIG. 6 as an example. The horizontal axis represents the threshold voltage (Vth), and the vertical axis represents the number of cells. 7 shows an example in which 3-bit data is stored in one memory cell. A 3-bit memory cell may have one of eight states (E0, P1 to P7) according to the threshold voltage distribution. Here, E0 represents an erase state, and P1 to P7 represent program states.

읽기 동작 시에 선택 워드 라인(WLs)으로 선택 읽기 전압(Vrd1~Vrd7)이 제공되고, 비선택 워드 라인(WLu)으로 패스 전압(Vps) 또는 읽기 패스 전압(Vrdps)이 제공될 수 있다. 패스 전압(Vps) 또는 읽기 패스 전압(Vrdps)은 메모리 셀을 턴 온 하기에 충분한 전압일 수 있다. During a read operation, the selected read voltages Vrd1 to Vrd7 may be provided to the selected word lines WLs, and the pass voltage Vps or the read pass voltage Vrdps may be provided to the non-selected word lines WLu. The pass voltage Vps or the read pass voltage Vrdps may be a voltage sufficient to turn on the memory cell.

제 1 선택 읽기 전압(Vrd1)은 소거 상태(E)와 제 1 프로그램 상태(P1) 사이의 전압 레벨을 갖고, 제 2 선택 읽기 전압(Vrd2)은 제 1 및 제 2 프로그램 상태(P1, P2) 사이의 전압 레벨을 갖고, 이와 같은 방식으로 제 7 선택 읽기 전압(Vrd7)은 제 6 및 제 7 프로그램 상태(P6, P7) 사이의 전압 레벨을 갖는다. The first select read voltage Vrd1 has a voltage level between the erase state E and the first program state P1, and the second select read voltage Vrd2 corresponds to the first and second program states P1 and P2. In this way, the seventh select read voltage Vrd7 has a voltage level between the sixth and seventh program states P6 and P7.

제 1 선택 읽기 전압(Vrd1)을 인가할 때, 소거 상태(E0)를 갖는 메모리 셀은 온 셀(on cell)이 되고 제 1 내지 제 7 프로그램 상태(P1~P7)를 갖는 메모리 셀은 오프 셀(off cell)이 된다. 제 2 선택 읽기 전압(Vrd2)을 인가할 때, 소거 상태(E0) 및 제 1 프로그램 상태(P1)를 갖는 메모리 셀은 온 셀(on cell)이 되고, 제 2 내지 제 7 프로그램 상태(P2~P7)를 갖는 메모리 셀은 오프 셀(off cell)이 된다. 이와 같은 방식으로, 제 7 선택 읽기 전압(Vrd7)을 인가할 때, 소거 상태(E0), 제 1 내지 제 6 프로그램 상태(P1~P6)를 갖는 메모리 셀은 온 셀(on cell)이 되고, 제 7 프로그램 상태(P7)를 갖는 메모리 셀은 오프 셀(off cell)이 된다.When the first select read voltage Vrd1 is applied, the memory cells in the erase state E0 become on cells, and the memory cells in the first to seventh program states P1 to P7 become off cells. (off cell). When the second select read voltage Vrd2 is applied, the memory cells in the erase state E0 and the first program state P1 become on-cell, and the second to seventh program states P2 to The memory cell having P7) becomes an off cell. In this way, when the seventh select read voltage Vrd7 is applied, the memory cells in the erase state E0 and the first to sixth program states P1 to P6 become on cells. A memory cell in the seventh program state P7 becomes an off cell.

도 8은 도 4에 도시된 플래시 메모리의 워드 라인 연결 회로를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 워드 라인 연결 회로(2120)는 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR)를 통해 메모리 셀들(MC5, MC4)과 연결될 수 있다. 여기에서, 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR)는 블록 선택 어드레스(BLK_ADDR)에 의해 제어될 수 있다. 블록 선택 어드레스(BLK_ADDR)는 도 4에 도시된 어드레스(ADDR)로부터 제공될 수 있다. FIG. 8 is a block diagram showing a word line connection circuit of the flash memory shown in FIG. 4 as an example. Referring to FIG. 8 , the word line connection circuit 2120 may be connected to the memory cells MC5 and MC4 through the block select transistor BLK_TR. Here, the block select transistor BLK_TR may be controlled by the block select address BLK_ADDR. The block selection address BLK_ADDR may be provided from the address ADDR shown in FIG. 4 .

워드 라인 연결 회로(2120)는 선택 워드 라인 연결 회로(2121)와 인접 워드 라인 연결 회로(2122)를 포함한다. 선택 워드 라인 연결 회로(2121)는 선택 읽기 전압 발생기(2151)와 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR) 사이에 연결되고, 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인(WLs, 예를 들면 WL5)으로 선택 읽기 전압(Vrd)을 제공할 수 있다. 인접 워드 라인 연결 회로(2122)는 읽기 패스 전압 발생기(2152)와 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR) 사이에 연결되고, 읽기 동작 동안에 인접 워드 라인(WLs-1, 예를 들면 WL4)으로 읽기 패스 전압(Vrdps)을 제공할 수 있다.The word line connection circuit 2120 includes a selected word line connection circuit 2121 and an adjacent word line connection circuit 2122 . The select word line connection circuit 2121 is connected between the select read voltage generator 2151 and the block select transistor BLK_TR, and transmits the select read voltage Vrd to the select word lines WLs (eg WL5) during a read operation. can provide The adjacent word line connection circuit 2122 is connected between the read pass voltage generator 2152 and the block select transistor BLK_TR, and is connected to the adjacent word line WLs-1 (eg WL4) during a read operation to read pass voltage Vrdps. ) can be provided.

선택 워드 라인 연결 회로(2121)와 인접 워드 라인 연결 회로(2122)는 스위치 회로(S/W)와 디코더(DEC)를 포함할 수 있다. 스위치 회로(S/W)와 디코더(DEC)가 연결되는 신호 라인에는 저항 성분과 커패시턴스 성분이 존재할 수 있다. 스위치 회로(S/W)와 디코더(DEC)는 하나 또는 그 이상이 존재할 수 있고, 그것의 위치와 순서가 다양하게 변경될 수 있다. The selected word line connection circuit 2121 and the adjacent word line connection circuit 2122 may include a switch circuit (S/W) and a decoder (DEC). A resistance component and a capacitance component may exist in a signal line to which the switch circuit (S/W) and the decoder (DEC) are connected. One or more switch circuits (S/W) and decoders (DEC) may exist, and their positions and order may be variously changed.

인접 워드 라인 연결 회로(2122)의 스위치 회로(S/W)는 읽기 패스 전압 발생기(2152)와 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR) 사이에 연결된 각종 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스위치 회로(S/W)는 간단하게는 스위치 트랜지스터(switch transistor)로 구성될 수 있다. 스위치 트랜지스터는 게이트로 인가되는 스위치 신호(SW)에 따라 온 또는 오프 될 수 있다. 인접 워드 라인 연결 회로(2122)의 스위치 회로(S/W)가 오프 되는 경우에, 인접 워드 라인(WL4)은 읽기 패스 전압 발생기(2152)와 차단되고 플로팅 상태(floating state)로 될 수 있다.The switch circuit (S/W) of the adjacent word line connection circuit 2122 may include various switches connected between the read pass voltage generator 2152 and the block select transistor BLK_TR. For example, the switch circuit (S/W) may be simply composed of a switch transistor. The switch transistor may be turned on or off according to the switch signal SW applied to the gate. When the switch circuit (S/W) of the adjacent word line connection circuit 2122 is turned off, the adjacent word line WL4 is cut off from the read pass voltage generator 2152 and enters a floating state.

인접 워드 라인 연결 회로(2122)의 디코더(DEC)는 읽기 패스 전압 발생기(2152)와 블록 선택 트랜지스터(BLK_TR) 사이에 연결된 각종 워드 라인 활성화 회로(WL activation circuit)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디코더(DEC)는 메모리 블록(BLK1)에 연결되는 워드 라인 중에서 하나 또는 그 이상의 워드 라인을 활성화하기 위한 행 디코더(row decoder)이거나, 하나 또는 그 이상의 워드 라인으로 워드 라인 전압을 제공하기 위한 전원 라인 디코더(power line decoder)일 수 있다. 디코더(DEC)는 스위치 신호(SW)에 따라 인접 워드 라인(WL4)을 비활성화하고 플로팅 상태(floating state)로 만들 수 있다.The decoder DEC of the adjacent word line connection circuit 2122 may include various word line activation circuits (WL activation circuits) connected between the read pass voltage generator 2152 and the block select transistor BLK_TR. For example, the decoder DEC is a row decoder for activating one or more word lines among word lines connected to the memory block BLK1, or providing word line voltage to one or more word lines. It may be a power line decoder for The decoder DEC may inactivate the adjacent word line WL4 and put it into a floating state according to the switch signal SW.

플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인(WLs)으로 선택 읽기 전압(Vrd)을 제공하고, 비선택 워드 라인(WLu)으로 읽기 패스 전압(Vrdps)을 제공할 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인(WL5)의 전압 레벨이 변경되는 경우에, 스위치 신호(SW)와 전압 발생 신호(VG)를 이용하여 인접 워드 라인(WL4)을 플로팅 상태로 만들 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 커패시티브 커플링을 이용하여, 선택 워드 라인(WL5)의 읽기 전압 변경 시간 또는 워드 라인 전압 셋업 시간을 줄일 수 있다.During a read operation, the flash memory 2100 may provide the selected read voltage Vrd to the selected word lines WLs and the read pass voltage Vrdps to the unselected word lines WLu. When the voltage level of the selected word line WL5 is changed during a read operation, the flash memory 2100 puts the adjacent word line WL4 in a floating state using the switch signal SW and the voltage generation signal VG. can The flash memory 2100 may reduce a time for changing a read voltage of the selected word line WL5 or a time for setting up a word line voltage by using capacitive coupling.

도 9는 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 온(ON)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 타이밍도에서, 가로축은 시간(T; time)이고 세로축은 전압(V; voltage)이다. 도 9는 스위치 신호(SW)가 온(ON)인 경우를 보여준다. 스위치 신호(SW)가 온(ON)인 경우에는 인접 워드 라인(WLs±1)이 읽기 패스 전압 발생기(2152)에 연결된 상태를 의미한다. FIG. 9 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is turned on in the word line connection circuit shown in FIG. 8 . In the timing diagram, the horizontal axis is time (T) and the vertical axis is voltage (V). 9 shows a case where the switch signal SW is ON. When the switch signal SW is ON, it means that the adjacent word line WLs±1 is connected to the read pass voltage generator 2152.

도 9를 참조하면, 플래시 메모리(도 4 참조, 2100)의 읽기 동작은 선택 워드 라인(WLs)에 제공되는 읽기 전압을 기준으로, 프리-펄스 구간(pre-pulse period, T0~T1), 제 1 프리-엠퍼시스 구간(first pre-emphasis period, T1~T2), 제 1 읽기 전압 구간(Vs1, T2~T3), 제 2 프리-엠퍼시스 구간(second pre-emphasis period, T3~T4), 그리고 제 2 읽기 전압 구간(Vs2, T4~T5) 등으로 구분할 수 있다. 제 2 읽기 전압 구간 이후에, 프리-엠퍼시스 구간과 읽기 전압 구간은 반복될 수 있다.Referring to FIG. 9, the read operation of the flash memory (refer to FIG. 4, 2100) is performed in a pre-pulse period (T0 to T1) based on the read voltage provided to the selected word line (WLs). 1 pre-emphasis period (first pre-emphasis period, T1~T2), 1st read voltage period (Vs1, T2~T3), 2nd pre-emphasis period (T3~T4), And it can be divided into the second read voltage interval (Vs2, T4 ~ T5) and the like. After the second read voltage period, the pre-emphasis period and the read voltage period may be repeated.

프리-펄스 구간(T0~T1)에는 선택 워드 라인(WLs)으로 프리-펄스 전압(Vpre)이 인가될 수 있다. 여기에서, 프리-펄스 전압은 패스 읽기 전압(Vrdps)이거나 그 보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 예를 들면, 플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 시에 모든 워드 라인에 패스 읽기 전압(Vrdps)을 인가하고, 그 다음에 선택 워드 라인(WLs)에 선택 읽기 전압을 인가할 수 있다. In the pre-pulse period T0 to T1, the pre-pulse voltage Vpre may be applied to the selected word line WLs. Here, the pre-pulse voltage may be a pass read voltage (Vrdps) or a higher or lower voltage. For example, during a read operation, the flash memory 2100 may apply the pass read voltage Vrdps to all word lines and then apply the select read voltage to the selected word lines WLs.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에는 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)이 인가될 수 있다. 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)은 프리-펄스 전압(Vpre)보다 소정의 전압 레벨 만큼 낮을 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 프리-펄스 전압(Vpre)을 인가하고 제 1 전압 레벨(Vs1)을 인가하기 전에, 선택 워드 라인(WLs)의 셋업 시간(setup time)을 줄이기 위하여, 두 전압 차이(Vpre-Vs1)보다 큰 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)을 인가할 수 있다. 여기에서, Va > Vpre - Vs1이다.A first pre-emphasis voltage Va may be applied to the first pre-emphasis period T1 to T2. The first pre-emphasis voltage Va may be lower than the pre-pulse voltage Vpre by a predetermined voltage level. Before applying the pre-pulse voltage Vpre and applying the first voltage level Vs1, the flash memory 2100 generates a difference between the two voltages Vpre in order to reduce the setup time of the selected word lines WLs. A first pre-emphasis voltage Va higher than -Vs1) may be applied. Here, Va > Vpre - Vs1.

제 1 읽기 전압 구간(T2~T3)에는 제 1 전압 레벨(Vs1)의 읽기 전압이 인가될 수 있다. 제 1 전압 레벨(Vs1)은 제 1 내지 제 7 선택 읽기 전압(도 7 참조, Vrd1~Vrd7) 중에서 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 제 1 전압 레벨(Vs1)은 제 7 선택 읽기 전압(Vrd7)일 수 있다. 제 1 전압 레벨(Vs1)은 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)보다 높고 프리-펄스 전압(Vpre)보다 낮을 수 있다. 제 1 읽기 전압 구간(T2~T3)에서, 선택 메모리 셀(MCs)에 저장된 멀티 비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터가 페이지 버퍼 회로(도 4 참조, 2130)의 래치(latch)에 저장될 수 있다.A read voltage having a first voltage level Vs1 may be applied to the first read voltage period T2 to T3. The first voltage level Vs1 may be any one of the first to seventh selected read voltages (Vrd1 to Vrd7 in FIG. 7 ). For example, the first voltage level Vs1 may be the seventh select read voltage Vrd7. The first voltage level Vs1 may be higher than the first pre-emphasis voltage Va and lower than the pre-pulse voltage Vpre. In the first read voltage period T2 to T3, first bit data among the multi-bit data stored in the selected memory cells MCs may be stored in a latch of the page buffer circuit 2130 (see FIG. 4 ).

제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에는 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)이 인가될 수 있다. 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)은 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)보다 낮을 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 제 1 전압 레벨(Vs1)을 인가하고 제 2 전압 레벨(Vs2)의 읽기 전압을 인가하기 전에, 선택 워드 라인(WLs)의 셋업 시간(setup time)을 줄이기 위하여, 두 전압 차이(Vs1-Vs2)보다 큰 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)을 인가할 수 있다. 여기에서, Vb > Vs1 - Vs2 이다.A second pre-emphasis voltage Vb may be applied to the second pre-emphasis period T3 to T4. The second pre-emphasis voltage Vb may be lower than the first pre-emphasis voltage Va. In order to reduce the setup time of the selected word line WLs, the flash memory 2100 applies two voltages before applying the first voltage level Vs1 and applying the read voltage of the second voltage level Vs2. A second pre-emphasis voltage Vb greater than the difference (Vs1-Vs2) may be applied. Here, Vb > Vs1 - Vs2.

제 2 읽기 전압 구간(T4~T5)에는 제 2 전압 레벨(Vs2)의 읽기 전압이 인가될 수 있다. 제 2 전압 레벨(Vs2)은 제 1 내지 제 6 선택 읽기 전압(도 7 참조, Vrd1~Vrd6) 중에서 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 제 2 전압 레벨(Vs2)은 제 4 선택 읽기 전압(Vrd4)일 수 있다. 제 2 전압 레벨(Vs2)은 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)보다 높고 제 1 전압 레벨(Vs1)보다 낮을 수 있다. 제 2 읽기 전압 구간(T4~T5)에서, 선택 메모리 셀(MCs)에 저장된 멀티 비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터가 페이지 버퍼 회로(도 4 참조, 2130)의 래치(latch)에 저장될 수 있다. A read voltage of the second voltage level Vs2 may be applied to the second read voltage period T4 to T5. The second voltage level Vs2 may be any one of the first to sixth selected read voltages (Vrd1 to Vrd6 in FIG. 7 ). For example, the second voltage level Vs2 may be the fourth select read voltage Vrd4. The second voltage level Vs2 may be higher than the second pre-emphasis voltage Vb and lower than the first voltage level Vs1. In the second read voltage period T4 to T5, second bit data among the multi-bit data stored in the selected memory cells MCs may be stored in a latch of the page buffer circuit (see FIG. 4 , 2130).

플래시 메모리(2100)는 제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2, T3~T4)에 워드 라인 연결 회로(도 8 참조, 2120) 및 전압 발생기(도 8 참조, 2150)에 온(ON) 신호를 제공할 수 있다. 온(ON) 신호가 제공된 경우에, 도 9에 도시된 바와 같이, 플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 동안에 인접 워드 라인(WLs±1)에 바이어스된 읽기 패스 전압(biased Vrdps)을 인가할 수 있다.The flash memory 2100 turns on the word line connection circuit (see FIG. 8 2120) and the voltage generator (see FIG. 8 2150) in the first and second pre-emphasis periods T1 to T2 and T3 to T4 ( ON) signal can be provided. When an ON signal is provided, as shown in FIG. 9 , the flash memory 2100 may apply a biased read pass voltage (biased Vrdps) to an adjacent word line (WLs±1) during a read operation. .

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)에 읽기 패스 전압(Vrdps)이 인가된 경우에, Ta-T1 시간 동안에 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 마찬가지로 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에서도, 소정의 시간 동안에 제 1 전압 레벨(Vs1)에서 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)으로 변경될 수 있다.In the first pre-emphasis period (T1 to T2), when the read pass voltage (Vrdps) is applied to the adjacent word line (WLs±1), the pre-pulse voltage (Vpre) during the time Ta-T1 It can be changed to the pre-emphasis voltage (Va). Likewise, in the second pre-emphasis intervals T3 to T4, the first voltage level Vs1 may be changed to the second pre-emphasis voltage Vb for a predetermined period of time.

도 10은 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 온(ON)인 경우의 읽기 동작 방법의 다른 실시 예를 보여주는 타이밍도이다. 도 10을 참조하면, 플래시 메모리(도 4 참조, 2100)는 읽기 동작 동안에, 선택 워드 라인(WLs)에 인가하는 전압과 유사한 파형을 인접 워드 라인(WLs±1)으로 제공할 수 있다.FIG. 10 is a timing diagram illustrating another embodiment of a read operation method when a switch signal is turned on in the word line connection circuit shown in FIG. 8 . Referring to FIG. 10 , a flash memory (refer to FIG. 4 2100 ) may provide a waveform similar to a voltage applied to a selected word line WLs to an adjacent word line WLs±1 during a read operation.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에는 Vc 전압 레벨이 인가될 수 있다. 제 1 읽기 전압 구간(T2~T3)에는 Vc 전압 레벨보다 높은 Vd 전압 레벨이 인가될 수 있다. 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에는 Vd 전압 레벨보다 낮은 Ve 전압 레벨이 인가될 수 있다. 제 2 읽기 전압 구간(T4~T5)에는 Ve 전압 레벨보다 높은 Vf 전압 레벨이 인가될 수 있다. 인접 워드 라인(WLs±1)으로 인가되는 Vc 내지 Vf 전압 레벨은 비선택 워드라인(WLu)에 연결된 메모리 셀을 턴 온하기에 충분한 전압으로, 패스 전압(도 7 참조, Vps)보다 높을 수 있다.A voltage level of Vc may be applied to the first pre-emphasis period T1 to T2. A Vd voltage level higher than the Vc voltage level may be applied to the first read voltage period T2 to T3. A Ve voltage level lower than the Vd voltage level may be applied to the second pre-emphasis sections T3 to T4. A Vf voltage level higher than the Ve voltage level may be applied to the second read voltage period T4 to T5. The voltage level of Vc to Vf applied to the adjacent word line WLs±1 is a voltage sufficient to turn on the memory cell connected to the unselected word line WLu, and may be higher than the pass voltage (Vps in FIG. 7 ). .

도 10에 도시된 플래시 메모리(2100)의 읽기 방법에 의하면, 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 커플링 커패시턴스를 줄일 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 읽기 동작 시에 커플링 커패시턴스의 영향을 줄임으로, 선택 워드 라인(WLs)의 읽기 전압 변경 시간을 줄일 수 있다. 또한, 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 급격하게 변경되는 경우에, 인접 메모리 셀에서 HCI(Hot carrier injection) 현상을 효과적으로 줄일 수 있다.According to the reading method of the flash memory 2100 shown in FIG. 10 , coupling capacitance between the selected word line WLs and an adjacent word line WLs±1 can be reduced. The flash memory 2100 may reduce the change time of the read voltage of the selected word lines WLs by reducing the effect of the coupling capacitance during a read operation. In addition, when the voltage level of the selected word line WLs rapidly changes, a hot carrier injection (HCI) phenomenon in an adjacent memory cell can be effectively reduced.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)에 Vc 전압 레벨이 인가된 경우에, Tb-T1 시간 동안에 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 도 10의 워드 라인 전압 변경 시간(Tb-T1)은 도 9의 워드 라인 전압 변경 시간(Ta-T1)보다 짧을 수 있다. In the first pre-emphasis period (T1 to T2), when the Vc voltage level is applied to the adjacent word line (WLs±1), the first pre-emphasis voltage is applied at the pre-pulse voltage (Vpre) during the time period Tb-T1. It can be changed to the persistence voltage (Va). The word line voltage change time Tb-T1 of FIG. 10 may be shorter than the word line voltage change time Ta-T1 of FIG. 9 .

도 10에 도시된 플래시 메모리(2100)의 읽기 방법은 도 4에 도시된 제어 로직(2160)의 이퓨즈 레지스터(2161)에 의해 수행될 수 있다. 이퓨즈 레지스터(2161)는 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압이 선택 워드 라인(WLs)의 전압 파형과 유사하도록 파라미터를 설정할 수 있다. 이퓨즈 레지스터(2161)는 읽기 패스 전압 발생기(2152)로 전압 발생 신호(VG)를 제공하거나 인접 워드 라인 연결 회로(2122)로 스위치 신호(SW)를 제공할 수 있다. 이퓨즈 레지스터(2161)는 파라미터 설정을 위한 데이터를 플래시 메모리(도 4 참조, 2100)의 부팅 동작 시에 이퓨즈 블록(2112)으로부터 제공받을 수 있다. The read method of the flash memory 2100 shown in FIG. 10 may be performed by the eFuse register 2161 of the control logic 2160 shown in FIG. 4 . The e-fuse register 2161 may set a parameter so that the voltage of the adjacent word line WLs±1 is similar to the voltage waveform of the selected word line WLs. The e-fuse register 2161 may provide a voltage generation signal VG to the read pass voltage generator 2152 or a switch signal SW to an adjacent word line connection circuit 2122 . The eFuse register 2161 may receive data for parameter setting from the eFuse block 2112 during a booting operation of the flash memory (refer to FIG. 4 2100 ).

도 11은 도 8에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 오프(OFF)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 스위치 신호(SW)가 오프(OFF)인 경우에, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 될 수 있다. 도 11을 참조하면, 제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2, T3~T4)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 될 수 있다. FIG. 11 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is OFF in the word line connection circuit shown in FIG. 8 . When the switch signal SW is OFF, the adjacent word line WLs±1 may be in a floating state. Referring to FIG. 11 , in the first and second pre-emphasis periods T1 to T2 and T3 to T4, the adjacent word lines WLs±1 may be in a floating state.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨은 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 이때 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압은 커패시티브 커플링으로 인해 선택 워드 라인(WLs)의 전압과 유사한 파형을 가질 수 있다. 제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 전압 차이가 프리-펄스 구간(T0~T1)과 유사하게 유지될 수 있다. In the first pre-emphasis period T1 to T2, the voltage level of the selected word line WLs may change from the pre-pulse voltage Vpre to the first pre-emphasis voltage Va. In this case, the voltage of the adjacent word line WLs±1 may have a waveform similar to that of the selected word line WLs due to capacitive coupling. In the first pre-emphasis period T1 to T2, a voltage difference between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 may be maintained similarly to that in the pre-pulse period T0 to T1.

마찬가지로 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에서, 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨은 제 1 전압 레벨(Vs1)에서 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)으로 변경될 수 있다. 이때 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압은 커패시티브 커플링 영향을 받을 수 있다. T4에서, 스위치 신호(SW)가 온(ON) 되면 인접 워드 라인(WLs±1)은 다시 패스 읽기 전압(Vrdps)으로 될 수 있다.Similarly, in the second pre-emphasis period T3 to T4, the voltage level of the selected word line WLs may change from the first voltage level Vs1 to the second pre-emphasis voltage Vb. At this time, the voltage of the adjacent word line WLs±1 may be affected by capacitive coupling. At T4, when the switch signal SW is turned on, the adjacent word line WLs±1 may become the pass read voltage Vrdps again.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태인 경우에, Tc-T1 시간 동안에 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 도 11의 워드 라인 전압 변경 시간(Tc-T1)은 도 9의 워드 라인 전압 변경 시간(Ta-T1)보다 짧을 수 있다. In the first pre-emphasis period T1 to T2, when the adjacent word line WLs±1 is in a floating state, the first pre-emphasis voltage ( Va) can be changed. The word line voltage change time Tc-T1 of FIG. 11 may be shorter than the word line voltage change time Ta-T1 of FIG. 9 .

플래시 메모리(2100)는 제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2, T3~T4)에서 인접 워드 라인(WLs±1)의 플로팅 시간을 늘릴 수 있다. 예를 들면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 플로팅 시간은 각각 T1~T2' 또는 T3~T4'로 늘어날 수 있다. The flash memory 2100 may increase the floating time of the adjacent word line WLs±1 in the first and second pre-emphasis periods T1 to T2 and T3 to T4. For example, the floating time of the adjacent word lines WLs±1 may be increased to T1 to T2' or T3 to T4', respectively.

제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서 인접 워드 라인(WLs±1)의 플로팅 시간의 조절은 제어 로직(도 4 참조, 2160)의 이퓨즈 레지스터(2161)의 파라미터 설정을 통해 수행될 수 있다. 제어 로직(2160)은 이퓨즈 레지스터(2161)에 설정된 파라미터를 이용하여 인접 워드 라인 전압 발생기(2152)의 오프 시간이나 인접 워드 라인 연결 회로(2122)의 차단 시간을 조절할 수 있다.The adjustment of the floating time of the adjacent word line (WLs±1) in the first and second pre-emphasis periods (T1 to T2) is performed by setting parameters of the eFuse register 2161 of the control logic (see FIG. 4, 2160). can be done through The control logic 2160 may adjust the off-time of the adjacent word line voltage generator 2152 or the off-time of the adjacent word line connection circuit 2122 using a parameter set in the e-fuse register 2161 .

도 12는 도 10에 도시된 워드 라인 연결 회로에서 스위치 신호가 오프(OFF)인 경우의 읽기 동작 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 스위치 신호(SW)가 오프(OFF)인 경우에, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 될 수 있다. 도 12를 참조하면, 제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2, T3~T4)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 될 수 있다. FIG. 12 is a timing diagram exemplarily illustrating a read operation method when a switch signal is OFF in the word line connection circuit shown in FIG. 10 . When the switch signal SW is OFF, the adjacent word line WLs±1 may be in a floating state. Referring to FIG. 12 , in the first and second pre-emphasis periods T1 to T2 and T3 to T4, the adjacent word lines WLs±1 may be in a floating state.

플래시 메모리(도 4 참조, 2100)는 도 10에서 설명한 바와 같이, 읽기 동작 동안에 선택 워드 라인(WLs)에 인가하는 전압과 유사한 파형을 인접 워드 라인(WLs±1)으로 제공할 수 있다. 즉, 제 1 읽기 전압 구간(T2~T3)에는 Vrdps 전압 레벨보다 낮은 Vd 전압 레벨이 인가될 수 있다. 제 2 읽기 전압 구간(T4~T5)에는 Vd 전압 레벨보다 낮은 Vf 전압 레벨이 인가될 수 있다. Vd 및 Vf 전압 레벨은 패스 전압(도 7 참조, Vps)보다 높을 수 있다.As described in FIG. 10 , the flash memory (refer to FIG. 4 2100 ) may provide a waveform similar to a voltage applied to the selected word line WLs to an adjacent word line WLs±1 during a read operation. That is, a Vd voltage level lower than the Vrdps voltage level may be applied to the first read voltage period T2 to T3. A Vf voltage level lower than the Vd voltage level may be applied to the second read voltage period T4 to T5. The Vd and Vf voltage levels may be higher than the pass voltage (see FIG. 7, Vps).

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 스위치 신호(SW)가 오프(OFF) 되면, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 된다. 이때 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경되면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압은 커패시티브 커플링으로 인해 선택 워드 라인(WLs)의 전압과 유사한 파형을 가질 수 있다. 제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 전압 차이가 프리-펄스 구간(T0~T1)과 유사하게 유지될 수 있다.In the first pre-emphasis period T1 to T2, when the switch signal SW is turned off, the adjacent word line WLs±1 is in a floating state. At this time, when the voltage level of the selected word line WLs changes from the pre-pulse voltage Vpre to the first pre-emphasis voltage Va, the voltage of the adjacent word line WLs±1 is capacitively coupled. Therefore, it may have a waveform similar to that of the voltage of the selected word line WLs. In the first pre-emphasis period T1 to T2, a voltage difference between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 may be maintained similarly to that in the pre-pulse period T0 to T1.

제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에서, 스위치 신호(SW)가 오프(OFF) 되면, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 된다. 이때 선택 워드 라인의 전압이 제 1 전압 레벨(Vs1)에서 제 2 프리-엠퍼시스 전압(Vb)으로 변경되면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 전압은 커패시티브 커플링으로 인해 선택 워드 라인(WLs)의 전압과 유사한 파형을 가질 수 있다. 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에서 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 전압 차이가 제 1 읽기 전압 구간(T2~T3)과 유사하게 유지될 수 있다.In the second pre-emphasis period T3 to T4, when the switch signal SW is turned off, the adjacent word line WLs±1 is in a floating state. At this time, when the voltage of the selected word line is changed from the first voltage level (Vs1) to the second pre-emphasis voltage (Vb), the voltage of the adjacent word line (WLs±1) is reduced to the selected word line due to capacitive coupling. It may have a waveform similar to the voltage of (WLs). In the second pre-emphasis period T3 to T4, a voltage difference between the selected word line WLs and the adjacent word line WLs±1 may be maintained similarly to the first read voltage period T2 to T3. .

도 12에 도시된 플래시 메모리(2100)의 읽기 방법에 의하면, 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 커플링 커패시턴스를 줄일 수 있다. 이로 인해 플래시 메모리(2100)는 선택 워드 라인(WLs)의 읽기 전압 변경 시간 또는 워드 라인 셋업 시간을 줄일 수 있다. 또한, 플래시 메모리(2100)는 선택 워드 라인(WLs)의 전압 레벨이 급격하게 변경되는 경우에, 인접 메모리 셀에서 HCI 현상이 나타나는 것을 효과적으로 줄일 수 있다.According to the reading method of the flash memory 2100 shown in FIG. 12 , coupling capacitance between the selected word line WLs and an adjacent word line WLs±1 can be reduced. Accordingly, the flash memory 2100 may reduce a time for changing a read voltage of the selected word line WLs or a time for setting up the word line. In addition, the flash memory 2100 can effectively reduce the occurrence of the HCI phenomenon in an adjacent memory cell when the voltage level of the selected word line WLs rapidly changes.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태인 경우에, Td-T1 시간 동안에 프리-펄스 전압(Vpre)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 도 12의 워드 라인 전압 변경 시간(Td-T1)은 도 9의 워드 라인 전압 변경 시간(Ta-T1)보다 짧을 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 제 1 및 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2, T3~T4)에서 인접 워드 라인(WLs±1)의 플로팅 시간을 늘릴 수 있다. 예를 들면, 인접 워드 라인(WLs±1)의 플로팅 시간은 각각 T1~T2' 또는 T3~T4'로 늘어날 수 있다. In the first pre-emphasis period (T1 to T2), when the adjacent word line (WLs±1) is in a floating state, the first pre-emphasis voltage ( Va) can be changed. The word line voltage change time Td-T1 of FIG. 12 may be shorter than the word line voltage change time Ta-T1 of FIG. 9 . The flash memory 2100 may increase the floating time of the adjacent word line WLs±1 in the first and second pre-emphasis periods T1 to T2 and T3 to T4. For example, the floating time of the adjacent word lines WLs±1 may be increased to T1 to T2' or T3 to T4', respectively.

도 12에 도시된 플래시 메모리(2100)의 읽기 방법은 커패시티브 커플링 현상을 이용함으로, 도 4에 도시된 제어 로직(2160)의 이퓨즈 레지스터(2161)에 관계 없이 수행될 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 커패시티브 커플링 현상을 이용하여, 플로팅된 인접 워드 라인(WLs±1)에서 프리-엠퍼시스 효과를 발생할 수 있다. 본 발명에 의하면, 이퓨즈 레지스터(2161)의 파라미터 설정이나 회로 또는 소자를 구비하지 않고서도, 프리-엠퍼시스 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 선택 워드 라인(WLs)의 셋업 시간을 줄일 수 있다.The read method of the flash memory 2100 shown in FIG. 12 uses a capacitive coupling phenomenon, so it can be performed regardless of the e-fuse register 2161 of the control logic 2160 shown in FIG. 4 . The flash memory 2100 may generate a pre-emphasis effect in the floated adjacent word line WLs±1 by using a capacitive coupling phenomenon. According to the present invention, the pre-emphasis effect can be obtained without setting the parameters of the e-fuse register 2161 or having a circuit or element. In addition, the present invention can reduce the setup time of the selected word lines WLs.

도 13은 도 4에 도시된 플래시 메모리의 읽기 동작의 또 다른 실시 예를 보여주는 타이밍도이다. 도 13은 읽기 전압 변경 구간에서 스위치 신호(SW)가 오프(OFF)와 온(ON)이 모두 존재하는 예를 보여준다. FIG. 13 is a timing diagram illustrating another embodiment of a read operation of the flash memory shown in FIG. 4 . 13 shows an example in which the switch signal SW is both OFF and ON in the read voltage change period.

프리-펄스 구간(T0~T1)에서, 선택 워드 라인(WLs)으로 읽기 패스 전압(Vrdps)이 제공될 수 있다. 이때 인접 워드 라인(WLs±1)으로 읽기 패스 전압(Vrdps)보다 낮은 제 1 프리-펄스 전압(Vpre1)이 제공될 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 읽기 패스 전압(Vrdps)보다 낮은 제 1 프리-펄스 전압(Vpre1)을 인가할 수 있다. 프리-펄스 구간(T0~T1)에서 선택 워드 라인(WLs)과 인접 워드 라인(WLs±1) 사이의 셋업 시간(setup time) 차이로 인해, 인접 워드 라인(WLs±1)에서 오버슈트(overshoot) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플래시 메모리(2100)는 선택 워드 라인(WLs)과 그 다음 인접 워드 라인(WLs+2) 사이의 커플-업(couple up) 현상으로 인한 인접 워드 라인(WLs±1)의 오버슈트(overshoot)도 억제할 수 있다.In the pre-pulse period T0 to T1, the read pass voltage Vrdps may be provided to the selected word line WLs. In this case, the first pre-pulse voltage Vpre1 lower than the read pass voltage Vrdps may be provided to the adjacent word line WLs±1. The flash memory 2100 may apply a first pre-pulse voltage Vpre1 lower than the read pass voltage Vrdps. Due to the difference in setup time between the selected word line (WLs) and the adjacent word line (WLs±1) in the pre-pulse period (T0 to T1), overshoot occurs in the adjacent word line (WLs±1). ) can be prevented from occurring. In addition, the flash memory 2100 prevents overshoot of an adjacent word line (WLs±1) due to a couple-up phenomenon between the selected word line (WLs) and the next adjacent word line (WLs+2). ) can also be suppressed.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서는 스위치 신호(SW)가 오프(OFF) 상태이고, 인접 워드 라인(WLs±1)은 플로팅 상태로 될 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2) 동안에, 커패시티브 커플링을 이용하여 선택 워드 라인(WLs)에 인가하는 전압과 유사한 파형을 인접 워드 라인(WLs±1)에 제공할 수 있다. 제 2 프리-엠퍼시스 구간(T3~T4)에서는 스위치 신호(SW)가 온(ON) 상태이고, 인접 워드 라인(WLs±1)은 바이어스된 전압(biased voltage) Ve가 제공될 수 있다.In the first pre-emphasis period T1 to T2, the switch signal SW is in an off state, and the adjacent word line WLs±1 may be in a floating state. During the first pre-emphasis period T1 to T2, the flash memory 2100 applies a waveform similar to the voltage applied to the selected word line WLs to the adjacent word line WLs±1 by using capacitive coupling. can be provided to In the second pre-emphasis period T3 to T4, the switch signal SW is in an on state, and a biased voltage Ve may be provided to the adjacent word line WLs±1.

제 1 프리-엠퍼시스 구간(T1~T2)에서, 인접 워드 라인(WLs±1)이 플로팅 상태인 경우에, Te-T1 시간 동안에 제 1 프리-펄스 전압(Vpre1)에서 제 1 프리-엠퍼시스 전압(Va)으로 변경될 수 있다. 도 13의 워드 라인 전압 변경 시간(Te-T1)은 도 9의 워드 라인 전압 변경 시간(Ta-T1)보다 짧을 수 있다. In the first pre-emphasis period (T1 to T2), when the adjacent word line (WLs±1) is in a floating state, the first pre-emphasis is generated at the first pre-pulse voltage (Vpre1) during the time period Te-T1. It can be changed to voltage (Va). The word line voltage change time (Te-T1) of FIG. 13 may be shorter than the word line voltage change time (Ta-T1) of FIG. 9 .

본 발명의 실시 예에 따른 플래시 메모리(2100)는 스위치 신호(SW)를 통해, 프리-엠퍼시스 구간에서 인접 워드 라인(WLs±1)을 플로팅 상태나 바이어스 상태로 만들 수 있다. 플래시 메모리(2100)는 커패시티브 커플링 현상을 이용하여, 플로팅된 인접 워드 라인(WLs±1)에서 프리-엠퍼시스 효과가 발생하도록 할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 이퓨즈 레지스터(2161)의 파라미터 설정이나 회로 또는 소자를 구비하지 않고서도, 프리-엠퍼시스 효과를 얻을 수 있고, 선택 워드 라인(WLs)의 셋업 시간을 줄일 수 있다.The flash memory 2100 according to an embodiment of the present invention may put the adjacent word line WLs±1 into a floating state or a bias state in a pre-emphasis period through a switch signal SW. The flash memory 2100 may generate a pre-emphasis effect in the floating adjacent word line WLs±1 by using a capacitive coupling phenomenon. According to the present invention, a pre-emphasis effect can be obtained and the setup time of the selected word lines WLs can be reduced without a separate parameter setting of the e-fuse register 2161 or a circuit or device.

상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The foregoing are specific examples for carrying out the present invention. In addition to the above-described embodiments, the present invention will also include embodiments that can be simply or easily changed in design. In addition, the present invention will also include techniques that can be easily modified and practiced using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and should not be defined, and should be defined by those equivalent to the claims of this invention as well as the claims to be described later.

Claims (10)

반도체 메모리 장치에 있어서,
멀티-비트 데이터를 저장하는 제 1 및 제 2 메모리 셀;
상기 제 1 메모리 셀에 연결되는 제 1 워드 라인; 및
상기 제 2 메모리 셀에 연결되고 상기 제 1 워드 라인과 인접하는 제 2 워드 라인을 포함하되,
상기 제 1 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은,
상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 1 비트 데이터를 읽기 위하여 제 1 전압 레벨을 인가하는 제 1 구간;
상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 제 2 전압 레벨을 갖는 제 2 구간; 및
상기 제 1 메모리 셀에 저장된 멀티-비트 데이터 중에서 제 2 비트 데이터를 읽기 위하여 제 2 전압 레벨보다 높은 제 3 전압 레벨을 인가하는 제 3 구간을 포함하고,
상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 되는 반도체 메모리 장치.
In the semiconductor memory device,
first and second memory cells that store multi-bit data;
a first word line connected to the first memory cell; and
A second word line connected to the second memory cell and adjacent to the first word line;
A period in which a first word line voltage for reading data stored in the first memory cell is applied,
a first period for applying a first voltage level to read first bit data among multi-bit data stored in the first memory cell;
a second period having a second voltage level lower than the first voltage level; and
a third period for applying a third voltage level higher than the second voltage level in order to read second bit data among the multi-bit data stored in the first memory cell;
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the second word line is in a floating state during the second period.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은,
상기 제 1 구간 이전에 상기 제 1 워드 라인으로 프리-펄스 전압을 인가하는 프리-펄스 구간을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to claim 1,
The period in which the first word line voltage is applied is
and a pre-pulse period for applying a pre-pulse voltage to the first word line before the first period.
제 2 항에 있어서,
상기 1 워드 라인 전압을 인가하는 구간은,
상기 프리-펄스 구간과 상기 제 1 구간 사이에 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 프리-엠퍼시스 전압 레벨을 갖는 프리-엠퍼시스 구간을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to claim 2,
The period in which the 1 word line voltage is applied is
and a pre-emphasis section having a pre-emphasis voltage level lower than the first voltage level between the pre-pulse section and the first section.
제 3 항에 있어서,
상기 프리-엠퍼시스 구간에서 상기 제 2 워드 라인은 플로팅 상태로 되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 3,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the second word line is in a floating state during the pre-emphasis period.
제 4 항에 있어서,
상기 프리-엠퍼시스 구간에서 상기 제 2 워드 라인이 플로팅 상태로 되는 시간이 상기 프리-엠퍼시스 구간의 시간보다 더 길게 설정되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 4,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein a time for the second word line to be in a floating state in the pre-emphasis section is set to be longer than a time in the pre-emphasis section.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 워드 라인과 인접하는 하나 또는 그 이상의 제 3 워드 라인을 더 포함하고,
상기 제 2 구간에서 상기 제 3 워드 라인은 플로팅 상태로 되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 2,
Further comprising one or more third word lines adjacent to the second word line;
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the third word line is in a floating state during the second period.
제 2 항에 있어서,
상기 프리-펄스 전압은 상기 제 1 전압 레벨보다 낮은 반도체 메모리 장치.
According to claim 2,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the pre-pulse voltage is lower than the first voltage level.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 구간에서 상기 제 2 워드 라인에 동일 레벨의 읽기 패스 전압이 인가되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 1,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein a read pass voltage of the same level is applied to the second word line in the first and third periods.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 구간에서 상기 제 2 워드 라인에 다른 레벨의 읽기 패스 전압이 인가되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 1,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein read pass voltages of different levels are applied to the second word line in the first and third periods.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구간에서 상기 제 2 워드 라인이 플로팅 상태로 되는 시간이 상기 제 2 구간의 시간보다 더 길게 설정되는 반도체 메모리 장치.
According to claim 1,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein a time period for the second word line to be in a floating state in the second period is set to be longer than a time period of the second period.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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