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KR100965080B1 - Nand Flash Memory Devices - Google Patents

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KR100965080B1
KR100965080B1 KR1020040033212A KR20040033212A KR100965080B1 KR 100965080 B1 KR100965080 B1 KR 100965080B1 KR 1020040033212 A KR1020040033212 A KR 1020040033212A KR 20040033212 A KR20040033212 A KR 20040033212A KR 100965080 B1 KR100965080 B1 KR 100965080B1
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KR
South Korea
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cell
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local
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심근수
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

본 발명은 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것으로, 글로벌 워드라인 신호를 로컬 워드라인에 인가하는 트랜지스터의 문턱 전압을 조절하여 프로그램 전압이 워드라인별로 다르게 인가할 수 있고, 양끝 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압이 안쪽 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압과 동일한 수준이 되도록 하여 프로그램된 셀의 프로그램 문턱전압의 디스터번스를 개선할 수 있으며, 또한, 프로그램 문턱 전압의 디스터번스를 개선하여 프로그램 펄스를 줄일 수 있고, 프로그램 펄스의 감소에 의해 프로그램 시간을 감소시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 낸드 플래시 메모리 소자를 제공한다. The present invention relates to a NAND flash memory device, wherein a program voltage can be applied differently for each word line by adjusting a threshold voltage of a transistor applying a global word line signal to a local word line, and the program of a cell connected to both word lines. By setting the threshold voltage equal to the program threshold voltage of the cell connected to the inner word line, the disturbance of the program threshold voltage of the programmed cell can be improved, and the program pulse can be reduced by improving the disturbance of the program threshold voltage. The present invention provides a NAND flash memory device capable of improving program characteristics by reducing program time by reducing program pulses.

낸드 플래시, 프로그램, 문턱전압, 디스터번스, 패스 트랜지스터Nand Flash, Program, Threshold, Disruptive, Pass Transistor

Description

낸드 플래시 메모리 소자{NAND flash memory device} NAND flash memory device             

도 1은 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 프로그램을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a program of a NAND flash memory device according to the present invention.

도 2는 패스 전압에 따른 프로그램된 메모리 셀의 문턱 전압을 나타낸 그래프이다. 2 is a graph illustrating threshold voltages of programmed memory cells according to pass voltages.

도 3은 단일 스트링내의 워드라인별로 나타난 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압의 분포 그래프이다. 3 is a distribution graph of threshold voltages of programmed memory cells shown for each word line in a single string.

도 4는 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of a NAND flash memory device according to the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 패스 트랜지스터의 전압 인가 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
5A and 5B are conceptual views illustrating a voltage application method of a pass transistor according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 셀 스트링 20 : 동작 전압 생성부
10: cell string 20: operating voltage generator

본 발명은 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것으로, 특히 X 디코더 내부 트랜지스터를 워드라인 별로 달리하여 프로그램된 셀의 문턱전압 디스터번스를 개선할 수 있는 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a NAND flash memory device, and more particularly, to a NAND flash memory device capable of improving threshold voltage disturbance of a programmed cell by varying an X decoder internal transistor for each word line.

낸드 플래시 메모리 셀은 노아 플래시와 달리 다수의 셀이 스트링 형태로 접속된 셀 스트링과, 셀 스트링의 드레인과 소스에 각기 선택 트랜지스터를 포함한 구조로 구성된다. 이러한 낸드 셀을 프로그램한 후, 프로그램 확인을 통하여 프로그램 셀을 분별하게 된다. 하지만, 낸드 셀 단점은 프로그램 스피드는 한 페이지내에서 가장 느린 셀에 의해 좌우된다는 것이다. 이를 해결하고, 프로그램 스피드를 높이기 위해 프로그램될 셀의 워드라인에 더 높은 전압을 인가하게 되면 오버 프로그램되는 셀이 발생하게 되어 스트링 내의 소거 셀을 판독할 경우, 오버 프로그램된 셀의 높은 문턱전압에 의해 오류가 발생하게 된다.
Unlike NOR flash, NAND flash memory cells have a cell string in which a plurality of cells are connected in a string form, and a structure including select transistors in drains and sources of the cell strings. After programming such a NAND cell, the program cell is identified through program confirmation. The disadvantage of NAND cells, however, is that program speed is governed by the slowest cell in a page. To solve this problem, if a higher voltage is applied to the word line of the cell to be programmed to increase the program speed, the overprogrammed cell is generated. When the erase cell in the string is read, the high threshold voltage of the overprogrammed cell is caused. An error will occur.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 낸드 플래시 메모리 소자의 X 디코더 내부 트랜지스터의 문턱전압을 각기 달리하여 프로그램된 셀의 문턱 전압 디스터번스를 개선하고, 프로그램 시간을 줄일 수 있는 낸드 플래시 메모리 소자를 제공한다. Accordingly, the present invention provides a NAND flash memory device capable of improving the threshold voltage disturbance of a programmed cell and reducing the program time by varying the threshold voltages of internal transistors of the X decoder of the NAND flash memory device. to provide.

본 발명에 따른 각기 다수의 로컬 워드라인에 접속된 다수의 메모리 셀이 스트링 형태로 접속된 다수의 셀 스트링 및 동작 전압에 따라 다수의 글로벌 워드라인 전압을 상기 다수의 로컬 워드라인에 인가하는 다수의 패스 트랜지스터를 포함하되, 상기 다수의 패스 트랜지스터 각각의 문턱 전압을 달리하여 각기 다른 레벨의 전압을 상기 다수의 로컬 워드라인에 인가하는 낸드 플래시 메모리 소자를 제공한다. According to the present invention, a plurality of memory cells each connected to a plurality of local word lines is applied to a plurality of local word lines according to a plurality of cell strings and operating voltages connected in a string form. A NAND flash memory device including a pass transistor and applying a different level of voltage to the plurality of local word lines by varying threshold voltages of each of the plurality of pass transistors is provided.

바람직하게, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝의 상기 메모리 셀들과 각각 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 패스 트랜지스터들의 문턱전압을 상기 셀 스트링의 양쪽 끝을 제외한 상기 메모리 셀들과 각각 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 패스 트랜지스터들의 문턱전압에 비해 작게 하는 것이 효과적이다. Preferably, threshold voltages of pass transistors for transmitting the global word line voltage to the local word lines respectively connected to the memory cells at both ends of the cell string may be set to the memory cells except for both ends of the cell string. It is effective to make it smaller than the threshold voltage of pass transistors which transfer the global word line voltage to the connected local word lines.

바람직하게, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝의 상기 메모리 셀들과 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 상기 패스 트랜지스터들의 문턱전압을 Vt1로 하고, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝을 제외한 상기 메모리 셀들과 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 상기 패스 트랜지스터들의 문턱전압 Vt2로 하였을 때, Vt2는 Vt1 + 0.3 내지 0.5V 인 것이 효과적이다. Preferably, the threshold voltages of the pass transistors for transmitting the global word line voltage to the local word lines connected to the memory cells at both ends of the cell string are set to Vt1, and except for both ends of the cell string. When the threshold voltage Vt2 of the pass transistors for transmitting the global wordline voltage to the local wordlines connected to the memory cells is set, it is effective that Vt2 is Vt1 + 0.3 to 0.5V.

바람직하게, 상기 다수의 셀 스트링의 드레인 단자에 각기 접속되어 로컬 스트링 선택 신호에 따라 비트라인 신호를 전송하는 다수의 드레인 선택 트랜지스터 와, 상기 다수의 셀 스트링의 소스 단자에 접속되어 로컬 소스 선택 신호에 따라 공통 소스라인 신호를 전송하는 소스 선택 트랜지스터와, 동작 전압에 따라 글로벌 스트링 선택 신호를 로컬 스트링 선택 신호로 전송하는 스트링 패스 트랜지스터 및 상기 동작 전압에 따라 글로벌 소스 선택 신호를 로컬 소스 선택 신호로 전송하는 소스 패스 트랜지스터를 더 포함하는 것이 효과적이다.
Preferably, the plurality of drain select transistors are respectively connected to the drain terminals of the plurality of cell strings to transmit bit line signals according to local string select signals, and are connected to the source terminals of the plurality of cell strings. A source select transistor for transmitting a common source line signal, a string pass transistor for transmitting a global string selection signal according to an operating voltage, and a local source select signal for transmitting a global source selection signal according to the operating voltage; It is effective to further include a source pass transistor.

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

낸드 플래시 메모리 소자는 프로그램된 셀의 문턱전압에 의해 소거 또는 프로그램 확인 과정에서 많은 오류가 발생한다. 따라서 프로그램된 셀의 문턱 전압 디스터번스를 엄격히 제어하는 것이 매우 중요하다. In the NAND flash memory device, many errors occur during an erase or program check process due to a threshold voltage of a programmed cell. Therefore, it is very important to strictly control the threshold voltage disturbance of the programmed cell.

도 1은 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 프로그램을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a program of a NAND flash memory device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 셀의 프로그램은 셀 스트링의 다수의 셀 중 프로그램 셀 게이트 즉, 선택된 워드라인에는 프로그램 전압을 인가하고, 패스 셀 게이트 즉, 선택되지 않은 워드라인에는 패스 전압을 인가 한다. 프로그램될 셀이 접속된 비트라인에는 접지전원을 인가하여 셀 게이트와 벌크간의 전압차에 의해 FN 터널링이 발생하여 프로그램이 되도록 한다. 프로그램되지 않을 셀이 접속된 비트라인에는 전원전압를 인가하여 채널 부스팅을 통해, 셀 게이트와 벌크간의 전압차를 감소시켜 FN 터널링을 막아준다. 프로그램 전압으로는 17 내지 19V의 전압을 사용하고, 패스 전압으로는 9 내지 11V의 전압을 사용하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 1, a program of a NAND flash memory cell according to the present invention applies a program voltage to a program cell gate, that is, a selected word line, among a plurality of cells of a cell string, and applies a program voltage to a pass cell gate, that is, a non-selected word line. Apply pass voltage. A ground power is applied to a bit line to which a cell to be programmed is connected so that FN tunneling occurs due to a voltage difference between the cell gate and the bulk, so that the program can be programmed. A power supply voltage is applied to a bit line to which a cell that is not to be programmed is connected to the channel line, thereby reducing the voltage difference between the cell gate and the bulk, thereby preventing FN tunneling. A voltage of 17 to 19 V is preferably used as the program voltage, and a voltage of 9 to 11 V is preferably used as the pass voltage.

낸드 플래시 메모리 소자는 16개 또는 32개의 셀이 스트링 형태로 구성된 셀 스트링과, 셀 스트링의 드레인 단자와 비트라인 사이에는 스트링 선택 신호에 따라 구동하는 스트링 선택 트랜지스터와, 셀 스트링의 소스 단자와 공통 소스라인 사이에는 소스 선택 신호에 따라 구동하는 소스 선택 트랜지스터를 포함한다. 또한, 낸드 플래시 메모리 셀의 프로그램은 페이지 단위로 프로그램을 실시한다. 즉, 512M의 낸드 플래시 메모리 셀일 경우, 페이지 단위는 512Byte이다. The NAND flash memory device includes a cell string consisting of 16 or 32 cells in the form of a string, a string select transistor driven according to a string select signal between the drain terminal and the bit line of the cell string, a source terminal of the cell string and a common source. Between the lines includes a source select transistor for driving in accordance with the source select signal. In addition, the program of the NAND flash memory cell performs a program in units of pages. That is, in the case of a 512M NAND flash memory cell, the page unit is 512 bytes.

상술한 구조와 프로그램 방법을 이용하여 플래시 메모리 셀을 프로그램하게 될 경우, 프로그램될 메모리 셀의 문턱전압은 프로그램될 메모리 셀에 인가되는 프로그램 전압뿐만 아니라 동일 비트라인(스트링)에 있는 양옆의 프로그램되지 않을 메모리 셀에 인가되는 패스 전압에 의해서는 프로그램된 메모리 셀의 문턱 전압 레벨이 변화한다. When the flash memory cell is programmed using the above-described structure and programming method, the threshold voltage of the memory cell to be programmed may not be programmed on both sides of the same bit line (string) as well as the program voltage applied to the memory cell to be programmed. The threshold voltage level of the programmed memory cell changes according to the pass voltage applied to the memory cell.

도 2는 패스 전압에 따른 프로그램된 메모리 셀의 문턱 전압을 나타낸 그래프이다. 2 is a graph illustrating threshold voltages of programmed memory cells according to pass voltages.

도 2를 참조하면, 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압이 프로그램되지 않는 셀 에 인가되는 패스 전압에 의해 약 1V정도의 차이를 나타낸다. 즉, 패스 전압을 0V에서 10V까지 변화시켜 가면서 프로그램된 메모리 셀의 문턱 전압을 측정한 결과로써, 패스 전압이 0V일때 보다 10V일때 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압이 약 1V 가량 높아짐을 알 수 있다. 이는 패스 전압의 커플링이 프로그램될 메모리 셀에 영향을 미치기 때문이다. Referring to FIG. 2, the threshold voltage of the programmed memory cell is about 1 V due to the pass voltage applied to the non-programmed cell. That is, as a result of measuring the threshold voltage of the programmed memory cell while changing the pass voltage from 0V to 10V, it can be seen that the threshold voltage of the programmed memory cell is increased by about 1V when the pass voltage is 0V. This is because the coupling of the pass voltage affects the memory cell to be programmed.

또한, 단일 스트링 내에서의 메모리 셀을 프로그램하는 시간 및 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압에 있어서도 상대적으로 큰 차이를 보인다. In addition, there is a relatively large difference in the time for programming a memory cell in a single string and the threshold voltage of the programmed memory cell.

도 3은 단일 스트링내의 워드라인별로 나타난 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압의 분포 그래프이다. 3 is a distribution graph of threshold voltages of programmed memory cells shown for each word line in a single string.

도 3을 참조하면, 단일 스트링이 양 끝쪽의 메모리 셀의 프로그램 문턱 전압이 안쪽 메모리 셀에 비하여 상대적으로 낮음을 알 수 있고, 이로 인해 셀의 프로그램 속도가 느림을 알 수 있다. 즉, 16개의 워드라인에 접속된 셀 스트링을 측정한 결과, 제 1 워드라인에 접속된 메모리 셀의 프로그램 문턱전압이 약 1.65V이고, 제 16 워드라인에 접속된 메모리 셀의 프로그램 문턱전압이 약 1.75V로 제 2 내지 제 15 워드라인에 접속된 메모리 셀의 프로그램 문턱전압 보다 상대적으로 낮음을 알 수 있다. 이는 제 2 내지 제 15 워드라인에 접속된 안쪽 메모리 셀은 프로그램시 프로그램 전압뿐만 아니라 양옆 셀의 패스 전압에 의한 커플링을 받게 되는 반면, 제 1 및 제 16 워드라인에 접속된 양끝쪽 메모리 셀은 옆 메모리 셀이 한쪽 밖에 없으므로 상대적으로 패스 전압에 의한 커플링 영향을 덜 받게 된다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the program threshold voltage of the memory cells at both ends of the single string is relatively lower than that of the inner memory cell, and thus, the program speed of the cell is slow. That is, as a result of measuring the cell strings connected to the 16 word lines, the program threshold voltage of the memory cells connected to the first word line is about 1.65V, and the program threshold voltages of the memory cells connected to the 16th word line are about. It can be seen that the voltage is relatively lower than the program threshold voltage of the memory cell connected to the second to fifteenth word lines at 1.75V. This means that the inner memory cells connected to the second to fifteen word lines are coupled by the pass voltages of both sides of the cells as well as the program voltage during programming, while the opposite memory cells connected to the first and sixteen word lines are connected. Since there is only one side of the memory cell, the coupling voltage is relatively less affected by the pass voltage.

따라서, 본 발명에서는 외부의 글로벌 워드라인 전압을 로컬 워드라인으로 인가하는 X 디코더 내부 트랜지스터의 문턱전압을 조절하여 메모리 셀의 프로그램 속도와 프로그램된 메모리 셀의 문턱전압을 일정하게 할 수 있다. 즉, 셀 스트링 양쪽 끝 메모리 셀과 접속된 패스 트랜지스터의 문턱전압을 셀 스트링 안쪽 메모리 셀과 접속된 패스 트랜지스터의 문턱전압에 비해 상대적으로 감소시켜 양쪽 끝 메모리 셀에 인가되는 프로그램 전압을 상향 조정하여 메모리 셀의 프로그램 속도와 프로그램된 셀의 문턱 전압을 향상시킬 수 있다. Therefore, in the present invention, the threshold voltage of the internal transistor of the X decoder that applies the external global word line voltage to the local word line may be adjusted to make the program rate of the memory cell and the threshold voltage of the programmed memory cell constant. That is, the threshold voltage of the pass transistor connected to both ends of the cell string memory cell is reduced relative to the threshold voltage of the pass transistor connected to the cell string inner memory cell, and the program voltage applied to both end memory cells is adjusted upward to increase the memory. The program speed of the cell and the threshold voltage of the programmed cell can be improved.

도 4는 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of a NAND flash memory device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 낸드 플래시 메모리 소자는 각기 다수의 로컬 워드라인(WL0 내지 WLn)에 접속된 다수의 메모리 셀(C1 내지 Cn)이 스트링 형태로 접속된 다수의 셀 스트링(10)과, 동작 전압(VBSEL)에 따라 글로벌 워드라인 신호(GWL0 내지 GWLn)를 로컬 워드라인(WL0 내지 WLn)에 인가하는 다수의 패스 트랜지스터(GWT1 내지 GWTn)를 포함하되, 셀 스트링(10)의 양쪽 끝의 메모리 셀들(C1 및 Cn)과 접속된 로컬 워드라인들(WL0 및 WLn)에 글로벌 워드라인 신호(GWL0 및 GWLn)를 전송하는 패스 트랜지스터들(GWL1 및 GWLn)의 문턱전압을 셀 스트링(10)의 양쪽 끝을 제외한 메모리 셀들(C2 내지 Cn-1)과 접속된 로컬 워드라인들(WL1 내지 WLn-1)에 글로벌 워드라인 신호(GWL1 내지 GWLn-1)를 전송하는 패스 트랜지스터들(GWT2 내지 GWTn-1)의 문턱전압에 비해 작게 하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the NAND flash memory device of the present invention includes a plurality of cell strings 10 in which a plurality of memory cells C1 to Cn connected to a plurality of local word lines WL0 to WLn are connected in a string form. And a plurality of pass transistors GWT1 to GWTn for applying the global word line signals GWL0 to GWLn to the local word lines WL0 to WLn according to the operating voltage VBSEL. Threshold voltages of the pass transistors GWL1 and GWLn transferring the global word line signals GWL0 and GWLn to the local word lines WL0 and WLn connected to the memory cells C1 and Cn at the end thereof are determined by the cell string 10. Pass transistors GWT2 through which the global word line signals GWL1 through GWLn-1 are transferred to the local word lines WL1 through WLn-1 connected to the memory cells C2 through Cn-1 except for both ends of the C1 through Cn-1. It is preferable to make it small compared with the threshold voltage of GWTn-1).

또한, 다수의 셀 스트링(10)의 드레인 단자에 각기 접속되어 로컬 스트링 선택 신호(DSL)에 따라 비트라인(BL0 내지 BLn) 신호를 전송하는 다수의 드레인 선택 트랜지스터(DST1 내지 DSTn)와, 다수의 셀 스트링(10)의 소스 단자에 접속되어 로컬 소스 선택 신호(SSL)에 따라 공통 소스라인(CSL) 신호를 전송하는 소스 선택 트랜지스터(SST1 내지 SSTn)와, 동작 전압(VBSEL)에 따라 글로벌 스트링 선택 신호(GDSL)를 로컬 스트링 선택 신호(DSL)로 전송하는 스트링 패스 트랜지스터(GDST)와, 동작 전압(VBSEL)에 따라 글로벌 소스 선택 신호(GSSL)를 로컬 소스 선택 신호(SSL)로 전송하는 소스 패스 트랜지스터(GSST)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 외부의 어드레스 신호(미도시) 및 고전압(미도시)을 입력받아 글로벌 워드라인(GWL0 내지 GWLn)에 인가되는 전압보다 높은 전압레벨의 동작 전압(VBSEL)을 생성하는 동작 전압 생성부(20)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 외부의 어드레스 신호와 제어신호에 따라 비트라인(BL0 내지 BLn)으로부터의 소정의 데이터를 버퍼링하거나 비트라인(BL0 내지 BLn)에 소정의 데이터를 인가하는 페이지 버퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다. Also, a plurality of drain select transistors DST1 to DSTn connected to drain terminals of the plurality of cell strings 10 to transmit bit line BL0 to BLn signals according to the local string select signal DSL, Source selection transistors SST1 to SSTn connected to the source terminal of the cell string 10 to transmit the common source line CSL signal according to the local source selection signal SSL, and global string selection according to the operating voltage VBSEL. The string pass transistor GDST which transmits the signal GDSL as the local string selection signal DSL, and the source path which transmits the global source selection signal GSSL as the local source selection signal SSL according to the operating voltage VBSEL. It may further include a transistor GSST. In addition, an operation voltage generator 20 that receives an external address signal (not shown) and a high voltage (not shown) and generates an operating voltage VBSEL having a voltage level higher than that applied to the global word lines GWL0 to GWLn. ) May be further included. The apparatus may further include a page buffer (not shown) for buffering predetermined data from the bit lines BL0 to BLn or applying predetermined data to the bit lines BL0 to BLn according to an external address signal and a control signal. Can be.

이로인해, 셀 스트링(10)의 양쪽 끝의 메모리 셀들(C1 및 Cn)의 게이트 단자(워드라인)에 인가되는 전압을 셀 스트링(10)의 양쪽 끝의 메모리 셀을 제외한 메모리 셀들(C2 내지 Cn-1)의 게이트 단자에 인가되는 전압에 비해 상대적으로 높게 할 수 있다. 즉, 글로벌 워드라인(GWL0 내지 GWLn) 전압이 동일하게 인가되더라도 다수의 패스 트랜지스터(GWT1 내지 GWTn)를 지나면서 로컬 워드라인(WL0 내지 WLn)에 인가되는 전압은 패스 트랜지스터(GWT1 내지 GWTn)의 문턱전압에 의해 다양하게 나타날 수 있기 때문이다. As a result, the voltages applied to the gate terminals (word lines) of the memory cells C1 and Cn at both ends of the cell string 10 are excluded from the memory cells C2 to Cn except the memory cells at both ends of the cell string 10. It can be made relatively high compared with the voltage applied to the gate terminal of -1). That is, even when the global word lines GWL0 to GWLn are equally applied, the voltages applied to the local word lines WL0 to WLn while passing through the plurality of pass transistors GWT1 to GWTn are thresholds of the pass transistors GWT1 to GWTn. This can be caused by various voltages.

이하, 16개의 메모리 셀(C1 내지 C16)이 하나의 셀 스트링을 이루는 구조를 예를 들어 설명한다. 즉 제 1 내지 제 16 메모리 셀(C1 내지 C16)이 하나의 스트링 형태의 셀 스트링과, 이들 각각에 접속된 제 1 내지 제 16 로컬 워드라인(WL0 내지 WL15)과, 제 1 내지 제 16 로컬 워드라인(WL0 내지 WL15)과 제 1 내지 제 16 글로벌 워드라인(GWL0 내지 GWL15) 사이에 각기 접속된 제 1 내지 제 16 패스 트랜지스터(GWT1 내지 GWT16)를 기본으로 하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a structure in which sixteen memory cells C1 to C16 form one cell string will be described as an example. That is, the first to sixteenth memory cells C1 to C16 include one string of cell strings, first to sixteenth local word lines WL0 to WL15 connected to each of them, and first to sixteenth local words. A description will be given based on the first to sixteenth pass transistors GWT1 to GWT16 respectively connected between the lines WL0 to WL15 and the first to sixteenth global word lines GWL0 to GWL15.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 패스 트랜지스터의 전압 인가 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 5A and 5B are conceptual views illustrating a voltage application method of a pass transistor according to the present invention.

도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제 1 및 제 16 패스 트랜지스터(GWT1 및 GWT16)의 문턱 전압을 Vt1으로 하고, 제 2 내지 제 15 패스 트랜지스터(GWT2 내지 GWT15)의 문턱 전압을 Vt2로 한다. Vt1은 Vt2보다 작은 값을 갖는 것이 바람직하다. 즉, Vt2는 Vt1 + 0.3 내지 0.5V인 것이 바람직하다.4, 5A and 5B, the threshold voltages of the first and sixteenth pass transistors GWT1 and GWT16 are set to Vt1, and the threshold voltages of the second to fifteenth pass transistors GWT2 to GWT15 are set to Vt2. do. Vt1 preferably has a value smaller than Vt2. That is, it is preferable that Vt2 is Vt1 + 0.3-0.5V.

이때, 동작 전압(VBSEL)으로 Vpp + Vt1이 인가되고, 제 1 내지 제 16 글로벌 워드라인(GWL0 내지 GWL15) 신호로 Vpp + Vt1의 전압이 인가되면, 제 1 및 제 16 패스 트랜지스터(GWT1 및 GWT16)를 통해 제 1 및 제 16 로컬 워드라인(WL0 및 WL15)에는 Vpp의 전압이 인가된다. 즉, 앞서 설명한 제 1 및 제 16 패스 트랜지스터(GWT1 및 GWT16)의 문턱 전압만큼 강하된 값(Vpp + Vt1 - Vt1)이 인가된다(도 5a 참조). 한편, 제 2 내지 제 15 패스 트랜지스터(GWT2 내지 GWT15)를 통해 제 2 내지 제 15 로컬 워드라인(WL1 내지 WL14)에는 Vpp + Vt1 - Vt2의 전압이 인가된다(도 5b 참조). In this case, when Vpp + Vt1 is applied to the operating voltage VBSEL and a voltage of Vpp + Vt1 is applied to the first to sixteenth global word line GWL0 to GWL15 signals, the first and sixteenth pass transistors GWT1 and GWT16 are applied. A voltage of Vpp is applied to the first and sixteenth local word lines WL0 and WL15 through θ. That is, the values (Vpp + Vt1-Vt1) dropped by the threshold voltages of the first and sixteenth pass transistors GWT1 and GWT16 described above are applied (see FIG. 5A). Meanwhile, a voltage of Vpp + Vt1-Vt2 is applied to the second to fifteenth local word lines WL1 to WL14 through the second to fifteenth pass transistors GWT2 to GWT15 (see FIG. 5B).

이와같이 프로그램 전압이 워드라인별로 차별화되어 인가됨으로 인해 양끝 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압이 안쪽 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압과 동일한 수준이 되도록 할 수 있다. 이로인해 프로그램된 셀의 프로그램 문턱전압의 디스터번스를 개선할 수 있다. 프로그램 문턱 전압의 디스터번스를 개선하여 프로그램 펄스를 줄일 수 있고, 프로그램 펄스의 감소에 의해 프로그램 시간을 감소시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 소자의 테스트 타임을 줄일 수 있다. 셀의 문턱 전압에 따라 다양한 상태를 나타내는 멀티레벨 플래시 메모리 소자에도 적용이 가능하다. As the program voltage is differentiated and applied to each word line, the program threshold voltage of the cell connected to both word lines may be the same as the program threshold voltage of the cell connected to the inner word line. This can improve the disturbance of the program threshold voltage of the programmed cell. The program pulse can be reduced by improving the discontinuity of the program threshold voltage, and the program time can be reduced by reducing the program pulse, thereby improving the characteristics of the device. It also reduces the test time of the device. The present invention can also be applied to a multilevel flash memory device having various states depending on the threshold voltage of the cell.

상술한 바와 같이, 본 발명은 글로벌 워드라인 신호를 로컬 워드라인에 인가하는 트랜지스터의 문턱 전압을 조절하여 프로그램 전압이 워드라인별로 다르게 인가할 수 있다. As described above, the present invention may apply the program voltage differently for each word line by adjusting the threshold voltage of the transistor applying the global word line signal to the local word line.

또한, 양끝 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압이 안쪽 워드라인과 접속된 셀의 프로그램 문턱전압과 동일한 수준이 되도록 하여 프로그램된 셀의 프로그램 문턱전압의 디스터번스를 개선할 수 있다. In addition, the disturbance of the program threshold voltage of the programmed cell can be improved by making the program threshold voltage of the cell connected to both word lines equal to the program threshold voltage of the cell connected to the inner word line.

또한, 프로그램 문턱 전압의 디스터번스를 개선하여 프로그램 펄스를 줄일 수 있고, 프로그램 펄스의 감소에 의해 프로그램 시간을 감소시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to reduce the program pulse by improving the disturbance of the program threshold voltage, and to improve the characteristics of the device by reducing the program time by reducing the program pulse.

Claims (4)

각기 다수의 로컬 워드라인에 접속된 다수의 메모리 셀이 스트링 형태로 접속된 다수의 셀 스트링; 및A plurality of cell strings each having a plurality of memory cells connected to a plurality of local word lines in a string form; And 동작 전압에 따라 다수의 글로벌 워드라인 전압을 상기 다수의 로컬 워드라인에 인가하는 다수의 패스 트랜지스터를 포함하되, A plurality of pass transistors for applying a plurality of global word line voltages to the plurality of local word lines in accordance with an operating voltage; 상기 다수의 패스 트랜지스터 각각의 문턱 전압을 달리하여 각기 다른 레벨의 전압을 상기 다수의 로컬 워드라인에 인가하는 낸드 플래시 메모리 소자.And applying different levels of voltage to the plurality of local word lines by varying threshold voltages of the plurality of pass transistors. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝의 상기 메모리 셀들과 각각 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 패스 트랜지스터들의 문턱전압을 상기 셀 스트링의 양쪽 끝을 제외한 상기 메모리 셀들과 각각 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 패스 트랜지스터들의 문턱전압에 비해 작게 하는 낸드 플래시 메모리 소자.Threshold voltages of pass transistors for transmitting the global word line voltage to the local word lines respectively connected to the memory cells at both ends of the cell string, respectively connected to the memory cells except for both ends of the cell string. A NAND flash memory device having a smaller value than a threshold voltage of pass transistors for transmitting the global word line voltage to local word lines. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝의 상기 메모리 셀들과 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 상기 패스 트랜지스터들의 문턱전압을 Vt1로 하고, 상기 셀 스트링의 양쪽 끝을 제외한 상기 메모리 셀들과 접속된 상기 로컬 워드라인들에 상기 글로벌 워드라인 전압을 전송하는 상기 패스 트랜지스터들의 문턱전압 Vt2로 하였을 때, Vt2는 1.1Vt1 내지 3Vt1인 낸드 플래시 메모리 소자.The threshold voltages of the pass transistors for transmitting the global word line voltage to the local word lines connected to the memory cells at both ends of the cell string are set to Vt1, and the memory cells except for both ends of the cell string; And a threshold voltage Vt2 of the pass transistors for transmitting the global wordline voltage to the connected local wordlines, wherein Vt2 is 1.1 Vt1 to 3 Vt1. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다수의 셀 스트링의 드레인 단자에 각기 접속되어 로컬 스트링 선택 신호에 따라 비트라인 신호를 전송하는 다수의 드레인 선택 트랜지스터;A plurality of drain select transistors respectively connected to drain terminals of the plurality of cell strings to transmit bit line signals according to local string select signals; 상기 다수의 셀 스트링의 소스 단자에 접속되어 로컬 소스 선택 신호에 따라 공통 소스라인 신호를 전송하는 소스 선택 트랜지스터;A source select transistor connected to source terminals of the plurality of cell strings to transmit a common source line signal according to a local source select signal; 동작 전압에 따라 글로벌 스트링 선택 신호를 로컬 스트링 선택 신호로 전송하는 스트링 패스 트랜지스터; 및A string pass transistor configured to transmit a global string select signal as a local string select signal according to an operating voltage; And 상기 동작 전압에 따라 글로벌 소스 선택 신호를 로컬 소스 선택 신호로 전송하는 소스 패스 트랜지스터를 더 포함하는 낸드 플래시 메모리 소자.And a source pass transistor configured to transmit a global source select signal as a local source select signal according to the operating voltage.
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