JP2011181156A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】容量結合の効果を緩和でき、読み出しマージンが低減することを防止できる半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体記憶装置は、メモリセルアレイ11と、ビット線を介してメモリセルに書込み電圧を与えるカラムデコーダ12と、外部から書込みデータをロードし、第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行い、第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行い、前記書込んだビット線のベリファイ読出しを行い、前記ベリファイ読出しの値が、所定の閾値にまで書込めているか否かの判定を行い、書込めていない場合は、前記第1,第2データプログラムの順序を入れ替えて、前記第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行った後、前記第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御する制御回路17とを具備する。
【選択図】図5
【解決手段】半導体記憶装置は、メモリセルアレイ11と、ビット線を介してメモリセルに書込み電圧を与えるカラムデコーダ12と、外部から書込みデータをロードし、第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行い、第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行い、前記書込んだビット線のベリファイ読出しを行い、前記ベリファイ読出しの値が、所定の閾値にまで書込めているか否かの判定を行い、書込めていない場合は、前記第1,第2データプログラムの順序を入れ替えて、前記第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行った後、前記第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御する制御回路17とを具備する。
【選択図】図5
Description
この発明は、半導体記憶装置に関し、例えば、NAND型フラッシュメモリ等に適用されるものである。
NAND型フラッシュメモリ等では、データ書込み動作の際に、even/odd-BL(ビット線)別で書き込みを行う場合がある。世代が進むにつれ、隣接BL間、セル間の寄生容量が大きくなり、セル間干渉効果が大きくなっている。隣り合うBL方向のセル間干渉効果の影響を緩和するには、BL0,BL1,BL2,・・・とした際に、偶数番目のBLをeven(BL)、奇数番目のBLをodd(BL)として、隣り合うBLをeven /oddBLの2つに分け、隣り合うBLを同時に書き込まない方式が有効である(例えば、特許文献1参照)。
上記方式によれば、even(BL)側が書かれているときodd(BL)側は非選択、odd(BL)側が書かれているときeven(BL)側は非選択である。
この発明によれば、容量結合の効果を緩和でき、読み出しマージンが低減することを防止できる。
この発明の一態様に係る半導体記憶装置は、複数のビット線とワード線との交差位置に配置される複数のメモリセルを備えるメモリセルアレイと、前記ビット線を介してメモリセルに書込み電圧を与えるカラムデコーダと、外部から書込みデータをロードし、第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行い、第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行い、前記書込んだビット線のベリファイ読出しを行い、前記ベリファイ読出しの値が、所定の閾値にまで書込めているか否かの判定を行い、書込めていない場合は、前記第1,第2データプログラムの順序を入れ替えて、前記第1偶数ビット線に係る第2データプログラムを行った後、前記第1奇数ビット線に係る第1データプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御する制御回路とを具備する。
この発明によれば、容量結合の効果を緩和でき、読み出しマージンが低減することを防止できる半導体記憶装置が得られる。
上記背景技術に記載の方式によれば、even(BL)側が書かれているときodd(BL)側は非選択、odd(BL)側が書かれているときeven(BL)側は非選択である。上記方式ではeven(BL)書き込みとodd(BL)書き込みの順番は一定である。例えばeven(BL)書き込みをした後にodd(BL)を書き込む。このとき、寄生容量の効果でeven(BL)側の方が強く書き込みされてしまう。なぜなら、even(BL)側が書き込みされた後に常にodd(BL)側が書きこみされるので、even(BL)側が後から書かれるodd(BL)書き込みの影響を受けて広がってしまうからである。
この結果、odd(BL)側の閾値分布は、even(BL)側の閾値分布に比べて、広くなってしまっている。このように、閾値分布が広がってしまい、読み出しマージンが低減する傾向にある。
尚、最小加工寸法、即ちBL幅、隣接BL間隔がそれぞれ例えば25nm程度以下となる場合などのように、世代がさらに進むと、隣接BLだけでなく隣接BLの更に隣のBLからもセル間干渉効果を受ける。隣り合うBL方向のセル間干渉効果の影響を緩和するには、BLをeven/oddの2つに分ける上記方式が有効であるが、隣接BLの更に隣のBLからの影響は緩和できない。この影響を除く提案も望まれる。
そこで、以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。尚、この説明においては、全図にわたり共通の部分には共通の参照符号を付す。以下の実施形態では、半導体記憶装置として、NAND型フラッシュメモリを一例に挙げて説明する。
[第1の実施形態]
図1乃至図7を用いて、この発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置を説明する。
図1乃至図7を用いて、この発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置を説明する。
<1.構成例>
1−1.全体構成例
まず、図1を用いて、第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの全体構成例について説明する。
図示するように、本例に係るNAND型フラッシュメモリは、メモリセルアレイ11,カラムデコーダ12,データ入出力バッファ14,データ入出力端子15,ワード線駆動回路16,制御回路17,および制御信号入力端子18,を備える。
1−1.全体構成例
まず、図1を用いて、第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの全体構成例について説明する。
図示するように、本例に係るNAND型フラッシュメモリは、メモリセルアレイ11,カラムデコーダ12,データ入出力バッファ14,データ入出力端子15,ワード線駆動回路16,制御回路17,および制御信号入力端子18,を備える。
メモリセルアレイ11は、複数のブロック(BLOCK1〜BLOCKn)により構成される。複数のブロック(BLOCK1〜BLOCKn)のそれぞれは、複数のワード線および複数のビット線との交差位置にマトリクス状に配置される複数のメモリセルを備える。このメモリセルアレイ11には、ワード線を制御するワード線駆動回路16とビット線を制御するためのカラムデコーダ12、および制御回路17とが電気的に接続される。
BLOCK1(ROMFUSEブロック)には、本例の場合、後述する本例に係るデータ書込みシーケンスを実行するパラメータ等が記録される。これらのパラメータ等は、例えば、NAND型フラッシュメモリ10の電源立ち上げ時に、そのROMFUSEブロックから読み出され、制御回路17中のレジスタ等に読み込まれ、NAND型フラッシュメモリのデータ書込み動作の際に用いられる。これについては、後述する。
複数のブロック(BLOCK2〜BLOCKn)に対しては、例えば、ユーザデータ等の一般データの書込み、読み出し、消去が行われる。
カラムデコーダ12は、ビット線を介してメモリセルアレイ11中のメモリセルのデータを読み出し、ビット線を介してメモリセルアレイ11中のメモリセルの状態を検出する。また、カラムデコーダ12は、制御回路17の制御に従い、ビット線を介してメモリセルアレイ11中のメモリセルに書込み制御電圧を印加してメモリセルにデータ書込みを行なう。カラムデコーダ12には、データ入出力バッファ14が接続される。
カラムデコーダ13によって選択され読み出されたメモリセルのデータは、データ入出力バッファ14を介してデータ入出力端子15から外部へ出力される。データ入出力端子15は、例えば、外部のメモリコントローラやホスト機器等に接続される。
ホスト機器は、例えば、マイクロコンピュータ等であって、データ入出力端子15から出力された読み出しデータを受ける。さらに、ホスト機器は、NAND型フラッシュメモリの動作を制御する各種コマンド(Command)、アドレス(Address)、および書込みデータ(Data)を出力する。ホスト機器からデータ入出力端子15に入力された書込みデータは、データ入出力バッファ14を介して、カラムデコーダ12内の選択されたデータ記憶回路(図示せず)に供給される。一方、各種コマンド(Command)およびアドレス(Address)は、制御回路17に供給される。
ワード線駆動回路16は、制御回路17の制御に従い、メモリセルアレイ11中のワード線を選択し、選択されたワード線に、データ読み出し、データ書込み、あるいは消去に必要な電圧を印加する。
制御回路17は、電気的に接続される上記各回路に必要な制御信号および制御電圧を与える。制御回路17は、メモリセルアレイ11、カラムデコーダ12、データ入出力バッファ14、およびワード線駆動回路16に電気的に接続される。接続された上記構成回路は、制御回路17によって制御される。制御回路17は、制御信号入力端子18に接続され、ホスト機器から制御信号入力端子18を介して入力されるALE(アドレス・ラッチ・イネーブル)信号等の制御信号によって制御される。また、制御回路17は内部電圧発生回路を有し、接続された上記構成回路の動作に必要な制御電圧を供給する。
ここで、上記カラムデコーダ12、データ入出力バッファ14、ワード線駆動回路16、制御回路17は、書込み回路、読み出し回路、および消去回路を構成している。
1−2.ブロック(BLOCK1)の構成例
次に、図2を用いて、第1の実施形態に係るメモリセルアレイ11を構成するブロック(BLOCK)の構成例について説明する。ここでは、図1中の一ブロック(BLOCK1(ROMFUSE BLOCK))を一例に挙げて説明する。また、このブロックBLOCK1中のメモリセルは、一括して消去される。そのため、ブロックは消去単位である。
次に、図2を用いて、第1の実施形態に係るメモリセルアレイ11を構成するブロック(BLOCK)の構成例について説明する。ここでは、図1中の一ブロック(BLOCK1(ROMFUSE BLOCK))を一例に挙げて説明する。また、このブロックBLOCK1中のメモリセルは、一括して消去される。そのため、ブロックは消去単位である。
ブロックBLOCK1は、ワード線方向(WL方向)に配置された複数のメモリセルユニットMUから構成される。メモリセルユニットMUは、ワード線と交差するビット線方向(BL方向)に配置され電流経路が直列接続される32個のメモリセルMTからなるNANDストリング(メモリセルストリング)と、NANDストリングの電流経路の一端に接続されるソース側の選択トランジスタS1と、NANDストリングの電流経路の他端に接続されるドレイン側の選択トランジスタS2とから構成される。
メモリセル(メモリセルトランジスタ)MTは、半導体基板上に、順次、ゲート絶縁膜,フローティングゲートFG,ゲート間絶縁膜,およびコントロールゲートCGが積層されてなる積層構造である。
ソース側の選択トランジスタS1の電流経路の他端はソース線SLに接続される。ドレイン側の選択トランジスタS2の電流経路の他端は、各メモリセルユニットMUに対応して複数のビット線BLのいずれかに接続される。
ビット線BL0〜BLmは、偶数番目のBLをeven 1(BL), even 2(BL)、奇数番目のBLをodd 1(BL), odd 2(BL)として番号化されている。even 2(BL)は、even 1(BL)に隣接する偶数番目のビット線である。odd 2(BL)は、odd 1(BL)に隣接する奇数番目のビット線である。
ワード線WL0〜WL31は、WL方向に延び、WL方向の複数のメモリセルの制御ゲート電極CGに共通に接続される。選択ゲート線SGSは、WL方向に延び、WL方向の複数の選択トランジスタS1に共通に接続される。選択ゲート線SGDも、WL方向に延び、WL方向の複数の選択トランジスタS2に共通に接続される。
ワード線WL0〜WL32ごとにページ(PAGE)が存在する。例えば、図中の破線で囲って示すように、ワード線WL1には、ページ(PAGE1)が存在する。このページごとに、読み出し動作、書込み動作が行われるため、ページは読み出し単位であり、書込み単位である。
また、上記のように、本例に係るBLOCK1(ROMFUSEブロック)のページは、本例の場合、後述する本例に係るデータ書込みシーケンスを実行するパラメータ等を記録する記憶回路として働く。
1−3.隣接セル間の容量結合について
次に、図3および図4を用いて、本例に係る隣接セル間の容量結合について説明する。
図3は、ワード線方向(WL direction)に隣接するメモリセルトランジスタMTの容量結合および印加電圧を示す断面図である。図4は、図3に示す容量結合および印加電圧の等価回路図である。
次に、図3および図4を用いて、本例に係る隣接セル間の容量結合について説明する。
図3は、ワード線方向(WL direction)に隣接するメモリセルトランジスタMTの容量結合および印加電圧を示す断面図である。図4は、図3に示す容量結合および印加電圧の等価回路図である。
図示するように、ワード線方向に隣接するメモリセルトランジスタMTには、少なくとも容量結合Cp、Cipdcg1、Cipdcg2、Coxsg1、Coxsg2が形成され、印加電圧Vcgが与えられる。
容量結合Cpは、層間絶縁膜(図示せず)を挟んでWL方向に隣接する浮遊電極FG間に発生する寄生容量の効果により形成される容量結合である。
容量結合Cipdcg1、Cipdcg2は、ゲート間絶縁膜IPDを挟んで隣接する制御電極CGと浮遊電極FGとの間に発生する寄生容量の効果により形成される。容量結合Coxsg1、Coxsg2は、ゲート絶縁膜Toxを挟んで隣接する浮遊電極FGと半導体基板21との間に発生する寄生容量の効果により形成される。
印加電圧Vcgは、例えば、データ書込み動作等の際に、メモリセルトランジスタMT1のワード線WL(制御電極)に与えられる印加電圧である。
上記のように、ワード線方向において隣接するセル間(隣接BL間)においては、上記のような容量結合Cp、Cipdcg1、Cipdcg2、Coxsg1、Coxsg2が存在する。この容量結合の値は、メモリセルの微細化の進行に伴った世代が進むにつれ、大きくなる。
特に、例えば、データ書込み動作の際においては、浮遊電極FG間に発生する寄生容量Cpの効果で、even(BL)の後にodd(BL)を書き込む順番にした際には、even(BL)側の方が強く書き込みされてしまう。そこで、本例では、上記寄生容量の効果を低減させるために、以下のデータ書込み動作を行うことを提案する。
尚、ここでは、ビット線方向に隣接するセル間の容量結合や、更に隣接するセル間における容量結合や、斜め方向に形成される容量結合等についての詳細な図示を省略している。
<2.データ書込み動作>
次に、第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリのデータ書込み動作について説明する。この説明では、図5のフローおよび図6のタイミングチャートに沿って説明する。
(ステップST11(Data Load))
まず、制御回路17は、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、データ入出力端子15,データ入出力バッファ14を介して、カラムデコーダ12にロードする。
次に、第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリのデータ書込み動作について説明する。この説明では、図5のフローおよび図6のタイミングチャートに沿って説明する。
(ステップST11(Data Load))
まず、制御回路17は、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、データ入出力端子15,データ入出力バッファ14を介して、カラムデコーダ12にロードする。
(ステップST12(Program even (BL)))
続いて、制御回路17は、選択ビット線even (BL)(本例では、even1, even2)にデータを書込む(第1データプログラム)。より具体的には、選択ワード線WLに書込み電圧パルス(VPGM、例えば16V程度)を与え、選択セルの浮遊電極FGに電子を注入させ、所定の閾値分布(例えば、2値セル(SLC:Single level cell)の場合、閾値分布が、”1”状態→”0”状態)とさせる。この際、他のビット線(odd)については、非書き込み状態にする(以下同様である)。尚、このステップの後、上記ステップST11と同様に、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、カラムデコーダ12に再びロードしても良いが、ここでの図示を省略する。
続いて、制御回路17は、選択ビット線even (BL)(本例では、even1, even2)にデータを書込む(第1データプログラム)。より具体的には、選択ワード線WLに書込み電圧パルス(VPGM、例えば16V程度)を与え、選択セルの浮遊電極FGに電子を注入させ、所定の閾値分布(例えば、2値セル(SLC:Single level cell)の場合、閾値分布が、”1”状態→”0”状態)とさせる。この際、他のビット線(odd)については、非書き込み状態にする(以下同様である)。尚、このステップの後、上記ステップST11と同様に、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、カラムデコーダ12に再びロードしても良いが、ここでの図示を省略する。
(ステップST13(Program odd (BL)))
続いて、同様に、制御回路17は、選択ビット線odd (BL) (本例では、odd1, odd2)にデータを書込む(第2データプログラム)。
続いて、同様に、制御回路17は、選択ビット線odd (BL) (本例では、odd1, odd2)にデータを書込む(第2データプログラム)。
(ステップST14(Verify))
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う(図6中のVerify1)。より具体的には、制御回路17が、カラムデコーダ中のセンスアンプ(図示せず)により、選択セルのデータ読み出しを行う。
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う(図6中のVerify1)。より具体的には、制御回路17が、カラムデコーダ中のセンスアンプ(図示せず)により、選択セルのデータ読み出しを行う。
(ステップST15(Verify Check))
続いて、制御回路17は、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセル行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。
上記ST15の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
続いて、制御回路17は、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセル行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。
上記ST15の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
(ステップST16)
上記ST15の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、上記ステップST12,ST13のデータプログラム(Program even (BL), Program odd (BL))の順序を入れ替える。
上記ST15の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、上記ステップST12,ST13のデータプログラム(Program even (BL), Program odd (BL))の順序を入れ替える。
(ステップST17((Vpgm+ΔVpgm))
続いて、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。尚、このステップの後、上記ステップST11と同様に、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、カラムデコーダ12に再びロードしても良いが、ここでの図示を省略する。
続いて、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。尚、このステップの後、上記ステップST11と同様に、外部から書込みデータおよび対応するアドレスを、カラムデコーダ12に再びロードしても良いが、ここでの図示を省略する。
この結果、図6中の第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)においては、even/oddのデータプログラムの順序を入れ替えて(Program odd (BL)、Program even (BL)))、行う。
続いて、同様に、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う(Verify2)。
以後、所定の閾値に書き込めるまで、同様のデータプログラムおよびベリファイを行う(Program3・Verify3, Program4・Verify4, …)。第3,第4データプログラムの際(Program3, Program4)には、同様に、even/oddのデータプログラムの順序が入れ替えられて、実行される。
続いて、同様に、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う(Verify2)。
以後、所定の閾値に書き込めるまで、同様のデータプログラムおよびベリファイを行う(Program3・Verify3, Program4・Verify4, …)。第3,第4データプログラムの際(Program3, Program4)には、同様に、even/oddのデータプログラムの順序が入れ替えられて、実行される。
<3.作用効果>
この実施形態に係る半導体記憶装置およびそのデータ書込み方法によれば、少なくとも下記(1)乃至(2)の効果が得られる。
この実施形態に係る半導体記憶装置およびそのデータ書込み方法によれば、少なくとも下記(1)乃至(2)の効果が得られる。
(1)even(BL)/odd(BL)間のデータ書込みにおいて、容量結合の効果を緩和でき、読み出しマージンが低減することを防止できる。
上記のように、本例に係る半導体記憶装置10は、外部から書込みデータをロードし(ST11)、第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行い(ST12)、第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行い(ST13)、書込んだビット線のベリファイ読出しを行い(ST14)、ベリファイ読出しの値が、所定の閾値にまで書込めているか否かの判定を行い(ST15)、書込めていない場合は、前記第1,第2データプログラムの順序を入れ替えて、第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行った後、第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行う(ST16)、ようにメモリセルアレイ11およびカラムデコーダ12を制御する制御回路(シーケンサ)17とを具備する。
ここで、後述する比較例のように、even(BL)/odd(BL)間のデータプログラム順序が固定されたデータ書込みでは、odd(BL)側のプログラムが、常に、even(BL)側の後に実行される。そのため、even(BL)側のプログラムが、常に、一回ごとで動く閾値値の量が多いことと、それゆえ先に書き込み終了することにより、上記示した容量結合の効果によって、even側の閾値分布が、odd側に比べて、広くなってしまう。また、Evenとoddの書き込み電圧の条件が順番によって異なる場合、この差は更に顕著になる場合もある。
しかしながら、本例では、上記のように、制御回路17が、even/oddのデータプログラムの順序を入れ替えることにより、even/oddのデータプログラムの順番を交互にすることで、even/odd間の閾値分布のばらつきを軽減することができる。
例えば、図6に示すように、最初のプログラムサイクル(Program 1)では、(1)even→(2)oddの順序でデータプログラムが行われる。
続いて、図6に示すように、次のプログラムサイクル(Program 2)では、even/oddのデータプログラムの順序を入れ替えて、(1)odd→(2)evenの順序でプログラムが行われる。このように、プログラムの順番を交互にすることで、容量結合の影響を緩和でき、even/oddの書き込まれやすさを、even/odd間で同程度にすることができる。
そのため、図7(z)に示すように、最終的には、even/oddの書き込みが終わるタイミングも同程度に近づけることができ、oddが書き終わってからevenのしきい値が変化してセル間干渉効果によりoddの分布が広がり、読み出しマージンが低減することを防止できる点で有利である。また、信頼性を向上できるというメリットもある。
上記示した容量結合の効果は、例えば、20nm世代,10nm世代等のような、更に微細化が進行した世代においてより顕著である。この点で、本例は、微細化に対して有利であるとも言える。
(2)微細化および製造コストの低減化に対して有利である。
ここで、even/odd間の上記閾値分布の広がりを抑えようと思えば、VPGMのステップアップ幅DVPGMの電圧をeven、odd用に分ける、例えば、初期VPGMに対してもevenに比べoddを下げておけば良いとも考えられる。しかしながら、これらを行うと書き込み時の非選択WLに印加する電圧であるDVPASSやVPASS等も変化させることも望ましくなる。これらを行うために、DVPGMや初期VPGM、DVPASS やVPASSなどのパラメータをeven、odd用に分けて用意すると、現状のDVPGMや初期VPGMやVPASSの種類は複数ずつあるにも関わらず、更に2倍の種類のパラメータが必要となってしまう。パラメータを持つためのレジスタ数には限りがあり、レジスタ数も少ないほうが好まれる。パラメータ数を増やさずに、しきい値分布の広がりを抑える方法が望まれる。
ここで、even/odd間の上記閾値分布の広がりを抑えようと思えば、VPGMのステップアップ幅DVPGMの電圧をeven、odd用に分ける、例えば、初期VPGMに対してもevenに比べoddを下げておけば良いとも考えられる。しかしながら、これらを行うと書き込み時の非選択WLに印加する電圧であるDVPASSやVPASS等も変化させることも望ましくなる。これらを行うために、DVPGMや初期VPGM、DVPASS やVPASSなどのパラメータをeven、odd用に分けて用意すると、現状のDVPGMや初期VPGMやVPASSの種類は複数ずつあるにも関わらず、更に2倍の種類のパラメータが必要となってしまう。パラメータを持つためのレジスタ数には限りがあり、レジスタ数も少ないほうが好まれる。パラメータ数を増やさずに、しきい値分布の広がりを抑える方法が望まれる。
本例によれば、even/oddのデータプログラムの順序を入れ替えて、同様のeven/oddデータプログラムを行えば良いため、上記のような2倍の種類のパラメータおよびレジスタを必要とすることはない。この点で、微細化および製造コストの低減化に対して有利である。
[第2の実施形態(更に隣のビット線の容量結合を低減する一例)]
次に、第2の実施形態に係る半導体記憶装置について、図8乃至図10を用いて説明する。この実施形態は、隣接ビット線の更に隣のビット線の容量結合を低減する一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
次に、第2の実施形態に係る半導体記憶装置について、図8乃至図10を用いて説明する。この実施形態は、隣接ビット線の更に隣のビット線の容量結合を低減する一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
ここで、世代が進むと、隣接BLだけでなく、隣接BLの更に隣のBLからのセル間干渉効果の影響も大きくなる。そこで、更に隣のBLからのセル間干渉効果を軽減するために、図2に示した隣接するビット線BLを順番にeven 1/ odd 1/ even 2 /odd 2のように、even,odd間それぞれを更に2つに分けた、以下に示す書込み方法を提案する。
<データ書込み動作>
第2の実施形態に係る半導体記憶装置のデータ書込み動作について説明する。この説明では、図8のフローおよび図9に沿って説明する。
第2の実施形態に係る半導体記憶装置のデータ書込み動作について説明する。この説明では、図8のフローおよび図9に沿って説明する。
(ステップST22(Program even 1 (BL)))
上記と同様なデータロード(ST21)の後、制御回路17は、選択ビット線even 1 (BL)にデータを書込む(第1データプログラム)。この際、他のビット線(odd 1, even 2, odd 2)については、非書き込み状態にする(以下、同様であるため、説明を省略する)。
上記と同様なデータロード(ST21)の後、制御回路17は、選択ビット線even 1 (BL)にデータを書込む(第1データプログラム)。この際、他のビット線(odd 1, even 2, odd 2)については、非書き込み状態にする(以下、同様であるため、説明を省略する)。
(ステップST23(Program odd 1 (BL)))
続いて、制御回路17は、選択ビット線odd 1 (BL) にデータを書込む(第2データプログラム)。
続いて、制御回路17は、選択ビット線odd 1 (BL) にデータを書込む(第2データプログラム)。
(ステップST24(Program even 2 (BL)+DVPGM))
続いて、制御回路17は、選択ビット線even 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を加え(+DVPGM)、データを書込む(第3データプログラム)。
続いて、制御回路17は、選択ビット線even 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を加え(+DVPGM)、データを書込む(第3データプログラム)。
(ステップST25(Program odd 2 (BL) +DVPGM))
続いて、制御回路17は、選択ビット線odd 2 (BL) に、ステップアップさせた電圧を加え(+DVPGM)、データを書込む(第4データプログラム)。
続いて、制御回路17は、選択ビット線odd 2 (BL) に、ステップアップさせた電圧を加え(+DVPGM)、データを書込む(第4データプログラム)。
(ステップST27(Verify Check))
続いて、制御回路17は、上記選択ビット線even 1/ odd 1/ even 2 /odd 2 (BL)に係るセルに行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。
上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
続いて、制御回路17は、上記選択ビット線even 1/ odd 1/ even 2 /odd 2 (BL)に係るセルに行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。
上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
(ステップST28(+DVPGM))
上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、even 1, odd 1, even 2, odd 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を更に加える(+DVPGM)。
上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、even 1, odd 1, even 2, odd 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を更に加える(+DVPGM)。
(ステップST29((Vpgm+ΔVpgm))
続いて、上記と同様に、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。
以後、所定の閾値に書き込めるまで、同様のデータプログラムおよびベリファイ(Program2, Verify2, …)を行う。
続いて、上記と同様に、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。
以後、所定の閾値に書き込めるまで、同様のデータプログラムおよびベリファイ(Program2, Verify2, …)を行う。
<作用効果>
上記のように、第2の実施形態に係る半導体記憶装置およびデータ書込み方法によれば、少なくとも上記(1)乃至(2)と同様の効果が得られる。さらに、本例によれば、下記(3)乃至(4)に示す効果が得られる。
上記のように、第2の実施形態に係る半導体記憶装置およびデータ書込み方法によれば、少なくとも上記(1)乃至(2)と同様の効果が得られる。さらに、本例によれば、下記(3)乃至(4)に示す効果が得られる。
(3)隣接ビット線の更に隣のビット線からのセル間干渉効果を軽減することができる。
第2の実施形態に係る半導体記憶装置が具備する制御回路17は、図2に示した隣接するビット線BLを順番にeven 1/ odd 1/ even 2 /odd 2のように、even,odd間それぞれで更に2つに分けて、データ書込みを制御する点で、上記第1の実施形態と相違する。
より具体的には、制御回路17は、
第1偶数ビット線(even 1)に係る第1データプログラムを行い(ST22)、
第1奇数ビット線(odd 1)に係る第2データプログラムを行い(ST23)、
第1偶数ビット線に隣接する第2偶数ビット線(even 2)に係る第3データプログラムを行い(ST24)、
第1奇数ビット線に隣接する第2奇数ビット線(odd 2)に係る第2データプログラムを行うこと(ST25)を実行させる。
第2の実施形態に係る半導体記憶装置が具備する制御回路17は、図2に示した隣接するビット線BLを順番にeven 1/ odd 1/ even 2 /odd 2のように、even,odd間それぞれで更に2つに分けて、データ書込みを制御する点で、上記第1の実施形態と相違する。
より具体的には、制御回路17は、
第1偶数ビット線(even 1)に係る第1データプログラムを行い(ST22)、
第1奇数ビット線(odd 1)に係る第2データプログラムを行い(ST23)、
第1偶数ビット線に隣接する第2偶数ビット線(even 2)に係る第3データプログラムを行い(ST24)、
第1奇数ビット線に隣接する第2奇数ビット線(odd 2)に係る第2データプログラムを行うこと(ST25)を実行させる。
そのため、図10に破線で示すように、書込みの選択セルは4セル(4Cell)単位となり、後述する比較例の2セル(2Cell)単位に比べて、選択セルの単位を拡大することができる。
例えば、図10中のサイクルT1の際には、第1偶数ビット線(even 1)に係るセルが選択セルとなる。サイクルT2の際には、第1奇数ビット線(odd 1)に係るセルが選択セルとなる。サイクルT3の際には、第1偶数ビット線に隣接する第2偶数ビット線(even 2)に係るセルが選択セルとなる。同様に、サイクルT4の際には、第1奇数ビット線に隣接する第2奇数ビット線(odd 2)に係るセルが選択セルとなる。
上記のように、制御することで、隣接BLだけでなく、隣接BLの更に隣のBLからの容量結合(例えば、図10中のサイクルT1の際では、容量Cp´)の影響をも低減することができる点で有利である。
(4)信頼性を向上できる。
加えて、本例では、ステップST24、ST25の際に、ステップアップさせた電圧を加える(+DVPGM)。さらに、ステップST28の際に、上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、even 1, odd 1, even 2, odd 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を更に加える(+DVPGM)。
加えて、本例では、ステップST24、ST25の際に、ステップアップさせた電圧を加える(+DVPGM)。さらに、ステップST28の際に、上記ST27の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていないと判定された場合(Fail)には、制御回路17は、even 1, odd 1, even 2, odd 2 (BL)に、ステップアップさせた電圧を更に加える(+DVPGM)。
このように、個別的に、または全体的にステップアップ電圧を加えることで、信頼性を向上できる点で有利である。
ここで、第2の実施形態の趣旨を超えない範囲で、必要に応じ、種々の変形を加えることが可能である。以下、図11乃至図13を用い、変形例2−1〜変形例2−3について説明する。
[変形例2−1(書込み順序を最後から始めるように入れ替える一例)]
変形例2−1について、図11を用いて説明する。この変形例2−1は、更に書込み順序を入れ替える一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例2−1について、図11を用いて説明する。この変形例2−1は、更に書込み順序を入れ替える一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えて(even 1, odd 1, even 2, odd 2 →odd 2, even 2, odd 1, even 1))、行う点で、上記第2の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST27の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST2−1を更に加えれば良い。
この場合、例えば、上記ステップST27の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST2−1を更に加えれば良い。
本例によれば、さらにeven 1, odd 1, even 2, odd 2のデータプログラムの順番を交互にすることで、even1/odd1/ even2/odd2間の閾値分布のばらつきを軽減することができる点で有利である。
[変形例2−2(先にeven1,even2側から書込む一例)]
変形例2−2について、図12を用いて説明する。この変形例2−2は、先にeven1,eve2側から書込む一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例2−2について、図12を用いて説明する。この変形例2−2は、先にeven1,eve2側から書込む一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、先にeven1,even2側からデータプログラムを行い、その後で、odd1,odd2側のデータプログラムを行う点で、上記第2の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST22〜ST25の際に、even 1, even 2, odd 1, odd 2の順番で、プログラムを行うように制御すれば良い。
[変形例2−3(更に順序を入れ替える一例)]
変形例2−3について、図13を用いて説明する。この変形例2−3は、変形例2−2に更に、順序を入れ替えて書込む一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例2−3について、図13を用いて説明する。この変形例2−3は、変形例2−2に更に、順序を入れ替えて書込む一例に関するものである。この説明において、上記第2の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えて(even 1, even 2, odd 1, odd 2 →odd 2, odd 1, even 2, even 1))、行う点で、上記第2の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST27の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST2−3を更に加えれば良い。
この場合、例えば、上記ステップST27の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST2−3を更に加えれば良い。
[第3の実施形態(更に隣のビット線の容量結合を低減する一例)]
次に、第3の実施形態に係る半導体記憶装置について、図14および図15を用いて説明する。この実施形態も、隣接ビット線の更に隣のビット線の容量結合を低減する一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
次に、第3の実施形態に係る半導体記憶装置について、図14および図15を用いて説明する。この実施形態も、隣接ビット線の更に隣のビット線の容量結合を低減する一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
<データ書込み動作>
第3の実施形態に係る半導体記憶装置のデータ書込み動作について説明する。この説明では、図14のフローおよび図15に沿って説明する。
第3の実施形態に係る半導体記憶装置のデータ書込み動作について説明する。この説明では、図14のフローおよび図15に沿って説明する。
図示するように、本例に係るデータ書込み動作は、ステップST34,ST35の際にステップアップ書込みがなされず、一度書かれたセルが次に書かれる第2サイクルの際にDVPGMのみが足された状態になる点(ST38)で、上記第2の実施形態と相違する。
上記と同様に、ST32の際、まず始めにeven1のみに書き込みを行い、他は非書き込み状態にする。続いて、ST33の際、odd1のみに書き込みを行い、他は非書き込みにする。続いて、ST34、ST35の際、DVPGMの電圧をプラスせず、同様にeven2のみ、odd2のみにもプログラムを行う。その後、ベリファイをする。所望のしきい値まで書けていないセルに対しては、ここでST38の際にのみDVPGMをプラスして再び書き込みをする。
本例によれば、少なくとも上記(1)乃至(3)に示す効果が得られる。さらに、必要に応じ、本例を適用することが可能である。
ここで、第3の実施形態の趣旨を超えない範囲で、必要に応じ、種々の変形を加えることが可能である。以下、図16乃至図18を用い、変形例3−1〜変形例3−3について説明する。
[変形例3−1(書込み順序を最後から始めるように入れ替える一例)]
変形例3−1について、図16を用いて説明する。この変形例3−1は、更に書込み順序を入れ替える一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例3−1について、図16を用いて説明する。この変形例3−1は、更に書込み順序を入れ替える一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えて(even 1, odd 1, even 2, odd 2 →odd 2, even 2, odd 1, even 1))、行う点で、上記第3の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST37の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST3−1を更に加えれば良い。
この場合、例えば、上記ステップST37の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST3−1を更に加えれば良い。
本例によれば、さらにeven 1, odd 1, even 2, odd 2のデータプログラムの順番を交互にすることで、even1/odd1/ even2/odd2間の閾値分布のばらつきを軽減することができる点で有利である。
[変形例3−2(先にeven1,eve2側から書込む一例)]
変形例3−2について、図17を用いて説明する。この変形例3−2は、先にeven1,eve2側から書込む一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例3−2について、図17を用いて説明する。この変形例3−2は、先にeven1,eve2側から書込む一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、先にeven1,eve2側からデータプログラムを行い、その後で、odd1,odd2側のデータプログラムを行う点で、上記第3の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST32〜ST35の際に、even 1, even 2, odd 1, odd 2の順番で、プログラムを行うように制御すれば良い。
[変形例3−3(更に順序を入れ替える一例)]
変形例3−3について、図18を用いて説明する。この変形例3−3は、変形例3−2に更に、順序を入れ替えて書込む一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
変形例3−3について、図18を用いて説明する。この変形例3−3は、変形例3−2に更に、順序を入れ替えて書込む一例に関するものである。この説明において、上記第3の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図示するように、本例は、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えて(even 1, even 2, odd 1, odd 2 →odd 2, odd 1, even 2, even 1))、行う点で、上記第3の実施形態と相違する。
この場合、例えば、上記ステップST37の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST3−3を更に加えれば良い。
この場合、例えば、上記ステップST37の後に、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)において、データプログラムの順序を、第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)のデータプログラムの反対側から始めるように入れ替えるようなステップST3−3を更に加えれば良い。
さらに、第3の実施形態の趣旨を超えない範囲で、必要に応じ、種々の変形を加えることが可能である。以下、図19乃至図20を用い、変形例4−1〜変形例4−2について説明する。
[変形例4−1(始めのうちは全て一括でプログラムし、途中からodd 1 /even 1 /odd 2/ even2の4つに分けてプログラムする一例)]
変形例4−1について、図19を用いて説明する。本例は、以下の点で、上記と相違する。
変形例4−1について、図19を用いて説明する。本例は、以下の点で、上記と相違する。
図示するように、本例は、はじめの第1サイクル目のデータプログラム(Program 1)の際には、odd1, even1, odd2, even2にかかわらず、全て一括で(all)プログラムする。
続いて、第2サイクル目のデータプログラム(Program 2)の際には、DVPGMだけステップアップさせて、同様に全て一括で(all)プログラムする。
続いて、第3サイクル目のデータプログラム(Program 2)の際から、DVPGMだけステップアップさせて、上記第3の実施形態と同様なodd 1 /even 1 /odd 2/ even2の4つに分けたデータプログラムを行う。
この場合、例えば、上記ステップST31の後に、全て一括でプログラムするステップST4−1−1,ベリファイステップST4−1−2,ステップアップさせるステップST4−1−3,全て一括でプログラムするステップST4−1−4,ベリファイステップST4−1−5,を更に加えれば良い。
本例では、データ書込みがすぐに書き終わらないことを考慮して、パフォーマンスを考えて、始めのうちは全て一括でプログラムし、途中からodd 1 /even 1 /odd 2/ even2の4つに分けたデータプログラムを行うものである。図示するように、一度書かれたセルが次に書かれる際には、2倍のDVPGMが足された状態になるので、書き込みのあらさは2*DVPGMのものと近くなる。
本例によれば、はじめのプログラムサイクルには、eve/oddを区別せずに、全て一括して(all)書込むことができるため、データ書込み時間を低減できる点で、更に有利である。
[変形例4−2(ステップアップ電圧を変化させる一例)]
変形例4−2について、図20を用いて説明する。
図示するように、本例は、始めの第1,第2サイクルうちは全て一括で(all)プログラムし、途中の第3サイクルのodd 1 / even1/odd2/even2の4つに分ける際に一括でプログラムする時と4つに分けるときとでステップアップ電圧を小さくするようにステップアップ電圧DVPGM´を異ならせる(DVPGM´<DVPGM)点で、相違する。
必要に応じ、本例を適応することも可能である。
変形例4−2について、図20を用いて説明する。
図示するように、本例は、始めの第1,第2サイクルうちは全て一括で(all)プログラムし、途中の第3サイクルのodd 1 / even1/odd2/even2の4つに分ける際に一括でプログラムする時と4つに分けるときとでステップアップ電圧を小さくするようにステップアップ電圧DVPGM´を異ならせる(DVPGM´<DVPGM)点で、相違する。
必要に応じ、本例を適応することも可能である。
[比較例(データ書込みに係るeven/oddビット線の順序を入れ替えない一例)]
次に、上記実施形態および変形例に係る半導体記憶装置と比較するために、比較例に係る半導体記憶装置について、図21乃至図24を用いて説明する。この変形例は、データ書込みに係るeven/oddビット線の順序を入れ替えない点で、上記第1の実施形態と相違する。
次に、上記実施形態および変形例に係る半導体記憶装置と比較するために、比較例に係る半導体記憶装置について、図21乃至図24を用いて説明する。この変形例は、データ書込みに係るeven/oddビット線の順序を入れ替えない点で、上記第1の実施形態と相違する。
<データ書込みシーケンス>
比較例に係る半導体記憶装置は、図21に示すフローで、データ書込みがされる。
比較例に係る半導体記憶装置は、図21に示すフローで、データ書込みがされる。
(ステップST111(Data Load))
まず、外部から書込みデータおよび対応するアドレスをロードする。
まず、外部から書込みデータおよび対応するアドレスをロードする。
(ステップST112(Program))
続いて、選択ビット線even (BL)にデータを書込む。この際、他のビット線(odd (BL))については、非書き込み状態である。続いて、同様に、選択ビット線odd (BL)にデータを書込む。
続いて、選択ビット線even (BL)にデータを書込む。この際、他のビット線(odd (BL))については、非書き込み状態である。続いて、同様に、選択ビット線odd (BL)にデータを書込む。
(ステップST114(Verify))
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う。
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセルにベリファイ読出しを行う。
(ステップST115(Verify Check))
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセル行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。上記ST115の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
続いて、上記選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るセル行ったベリファイ読出しの結果、所望の閾値分布(例えば、”1”状態→”0”状態)まで書けているか否かを判定する。上記ST115の判定の結果、所望の閾値まで書き込まれていると判定された場合(Pass)には、この動作を終了する(End)。
(ステップST117((Vpgm+ΔVpgm))
続いて、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。
上記のように、所定の閾値まで書き込まれているまで、選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るデータ書込みを繰り返して書いていく。evenが書かれているときoddは非選択、oddが書かれているときevenは非選択である。
続いて、所望の閾値まで書けていないセルに対して、書き込み電圧にVPGMを増やして(+ΔVpgm)再びデータプログラムを行う(ステップアップ書込み)。
上記のように、所定の閾値まで書き込まれているまで、選択ビット線even (BL)/odd (BL)に係るデータ書込みを繰り返して書いていく。evenが書かれているときoddは非選択、oddが書かれているときevenは非選択である。
このステップST112(Program)の際、図22に示すように、第2サイクル以降のプログラム(Prog 2, Prog 3, Prog 4, …)であっても、比較例では、even/oddの順番が変わらないため、(1)even→(2)oddの順序で、データ書込みが実行される。
その結果、図23に示すように、寄生容量Cpの効果でeven側の方が強く書き込みされてしまう。なぜなら、even側が書き込みされた後にodd側が書込まれるので、odd側を書き込む際にはeven側のしきい値が広がってしまう。
この影響は、しきい値分布で表すと、図24のようになる。
この結果、図24(z)に示すように、最終的に、ここの例では、odd(BL)側の閾値分布は、even(BL)側の閾値分布に比べて、ΔVthだけ広くなってしまっている。このように、比較例では、閾値分布が広がってしまい、読み出しマージンが低減する点で、不利である。
このしきい値分布の広がりを抑えようと思えば、VPGMのステップアップ幅DVPGMの電圧をeven、odd用に分ければ良いとも考えられる。例えば、oddに比べevenのDVPGM電圧を下げておけば、実効的なDVPGMを同じに近づけることができる。
しかしながら、これらを行うと書き込み時の非選択WLに印加する電圧であるDVPASSやVPASS等も変化させることも望ましくなる。これらを行うために、DVPGMや初期VPGM、DVPASS やVPASSなどのパラメータをeven、odd用に分けて用意すると、現状のDVPGMや初期VPGMやVPASSの種類は複数ずつあるにも関わらず、更に2倍の種類のパラメータが必要となってしまう。パラメータを持つためのレジスタ数には限りがあり、レジスタ数も少ないほうが好まれる。パラメータ数を増やさずに、しきい値分布の広がりを抑える方法が望まれる。その結果、微細化および製造コストの低減に対して不利である。
加えて、世代がさらに進むと、隣接BLだけでなく隣接BLの隣のBLからもセル間干渉効果を受ける。図23に示すように、比較例では、BLをeven/oddの2つに分け、書込みの選択セルは2セル(2Cell)単位であるため、隣接BLの隣のBLからの影響を緩和することができない点でも不利であると言える。
以上、上記実施形態および変形例を用いて本発明の説明を行ったが、この発明は上記各実施形態および各変形例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記各実施形態および各変形例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば各実施形態および各変形例に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
10…NAND型フラッシュメモリ、11…メモリセルアレイ、12…カラムデコーダ、14…データ入出力バッファ、15…データ入出力端子、16…ワード線駆動回路、17…制御回路、18…制御信号入力端子。
Claims (5)
- 複数のビット線とワード線との交差位置に配置される複数のメモリセルを備えるメモリセルアレイと、
前記ビット線を介してメモリセルに書込み電圧を与えるカラムデコーダと、
外部から書込みデータをロードし、
第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行い、
第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行い、
前記書込んだビット線のベリファイ読出しを行い、
前記ベリファイ読出しの値が、所定の閾値にまで書込めているか否かの判定を行い、
書込めていない場合は、前記第1,第2データプログラムの順序を入れ替えて、前記第1奇数ビット線に係る第2データプログラムを行った後、前記第1偶数ビット線に係る第1データプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御する制御回路とを具備すること
を特徴とする半導体記憶装置。 - 更に前記制御回路は、
前記第1偶数ビット線に隣接する第2偶数ビット線に係る第3データプログラムを行い、
前記第1奇数ビット線に隣接する第2奇数ビット線に係る第4データプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御すること
を特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 更に前記制御回路は、
書込めていない場合は、前記第1乃至第4データプログラムの順序を入れ替えて、順次、前記第4,第3,第2,第1データプログラムの順番でデータプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 更に前記制御回路は、
書込めていない場合は、前記第1乃至第4データプログラムの順序を入れ替えて、順次、前記第4,第2,第3,第1データプログラムの順番でデータプログラムを行う、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 更に前記制御回路は、
前記第1乃至第4データプログラムの前に、前記第1,第2偶数ビット線および前記第1,第2奇数ビット線の全てを一括でデータプログラムする、ように前記メモリセルアレイおよび前記カラムデコーダを制御すること
を特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
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