KR20110094989A - Nonvolatile memory device, programming method thereof and memory system including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리에 관한 것으로, 더 상세하게는 불휘발성 메모리 장치, 그것의 프로그램 방법, 그리고 그것을 포함하는 메모리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory, and more particularly to a nonvolatile memory device, a program method thereof, and a memory system including the same.
반도체 메모리 장치(semiconductor memory device)는 실리콘(Si, silicon), 게르마늄(Ge, Germanium), 비화 갈륨(GaAs, gallium arsenide), 인화인듐(InP, indium phospide) 등과 같은 반도체를 이용하여 구현되는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 휘발성 메모리 장치(Volatile memory device)와 불휘발성 메모리 장치(Nonvolatile memory device)로 구분된다.A semiconductor memory device is a memory device implemented using a semiconductor such as silicon (Si), germanium (Ge, Germanium), gallium arsenide (GaAs, gallium arsenide), or indium phospide (InP). to be. Semiconductor memory devices are classified into a volatile memory device and a nonvolatile memory device.
휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되면 저장하고 있던 데이터가 소멸되는 메모리 장치이다. 휘발성 메모리 장치에는 SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM) 등이 있다. 불휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되어도 저장하고 있던 데이터를 유지하는 메모리 장치이다. 불휘발성 메모리 장치에는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등이 있다. 플래시 메모리 장치는 크게 노어 타입과 낸드 타입으로 구분된다.Volatile memory devices lose their stored data when their power supplies are interrupted. Volatile memory devices include static RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), and synchronous DRAM (SDRAM). A nonvolatile memory device is a memory device that retains data that has been stored even when power is turned off. A nonvolatile memory device includes a ROM (Read Only Memory), a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Electrically Programmable ROM), an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), a flash memory device, a PRAM ), RRAM (Resistive RAM), and FRAM (Ferroelectric RAM). Flash memory devices are largely divided into NOR type and NAND type.
본 발명의 목적은 향상된 신뢰성을 갖는 불휘발성 메모리 장치, 그것의 프로그램 방법, 그리고 그것을 포함하는 메모리 시스템을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide a nonvolatile memory device having improved reliability, a program method thereof, and a memory system including the same.
기판 상에 수직한 방향으로 순차적으로 제공되는 메모리 셀들의 그룹들을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법은, 선택 비트 라인에 제 1 전압을 인가하고; 비선택 비트 라인에 제 2 전압을 인가하고; 선택 메모리 셀들에 대응하는 스트링 선택 라인에 제 3 전압을 인가하고; 비선택 메모리 셀들에 대응하는 스트링 선택 라인에 제 4 전압을 인가하고; 그리고 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것을 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 전압은 양전압이다.A program method of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention, which includes groups of memory cells sequentially provided in a vertical direction on a substrate, comprising: applying a first voltage to a select bit line; Applying a second voltage to the unselected bit line; Applying a third voltage to the string select line corresponding to the selected memory cells; Applying a fourth voltage to the string select line corresponding to the unselected memory cells; And applying a program operating voltage to word lines, wherein the first to third voltages are positive voltages.
실시 예로서, 상기 제 1 전압은 상기 제 2 전압보다 낮은 레벨을 갖고, 상기 제 3 전압은 상기 제 4 전압 보다 높은 레벨을 갖고, 그리고 상기 제 4 전압은 상기 제 1 전압 보다 낮은 레벨을 갖는다.In an embodiment, the first voltage has a level lower than the second voltage, the third voltage has a level higher than the fourth voltage, and the fourth voltage has a level lower than the first voltage.
실시 예로서, 상기 제 2 양전압은 전원 전압이다.In an embodiment, the second positive voltage is a power supply voltage.
실시 예로서, 각 메모리 셀들의 그룹은 낸드 스트링을 구성하고, 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것은, 상기 선택 비트 라인을 공유하는 복수의 낸드 스트링들 및 상기 비선택 비트 라인을 공유하는 복수의 낸드 스트링들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것을 포함한다.In an embodiment, each group of memory cells constitutes a NAND string, and applying a program operating voltage to word lines includes: a plurality of NAND strings sharing the selection bit line and a plurality of sharing the non-selection bit line. And applying a program operating voltage to the NAND strings of the.
본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치는, 기판 상에 수직한 방향으로 순차적으로 제공되는 메모리 셀들의 그룹들을 포함하는 메모리 셀 어레이; 그리고 상기 메모리 셀 어레이에 연결된 비트 라인들을 선택하도록 구성되는 읽기 및 쓰기 회로를 포함하고, 프로그램 동작 시에, 상기 읽기 및 쓰기 회로는 프로그램될 메모리 셀들에 대응하는 비트 라인들에 양의 전압을 인가하도록 구성된다.A nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention may include a memory cell array including groups of memory cells sequentially provided in a vertical direction on a substrate; And read and write circuitry configured to select bit lines coupled to the memory cell array, wherein during a program operation, the read and write circuitry is configured to apply a positive voltage to bit lines corresponding to the memory cells to be programmed. It is composed.
실시 예로서, 각 메모리 셀들의 그룹은 낸드 스트링들을 구성하고, 상기 비트 라인들 각각은 복수의 낸드 스트링들과 연결되고, 프로그램 동작 시에, 상기 복수의 낸드 스트링들에 연결된 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 전달하도록 구성되는 디코더를 더 포함한다.In an embodiment, each group of memory cells constitutes NAND strings, each of the bit lines is connected to a plurality of NAND strings, and during a program operation, a program operation is performed on word lines connected to the plurality of NAND strings. And a decoder configured to deliver a voltage.
실시 예로서, 상기 읽기 및 쓰기 회로는 상기 비트 라인들에 각각 대응하는 페이지 버퍼들을 포함하고, 각 페이지 버퍼는 프로그램 동작 시에, 쓰기 데이터를 수신 및 저장하도록 구성되는 래치; 그리고 상기 래치에 저장된 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 대응하는 비트 라인을 상기 양의 전압으로 셋업하도록 구성되는 바이어스 회로를 포함한다.In an embodiment, the read and write circuit includes page buffers corresponding to the bit lines, each page buffer comprising: a latch configured to receive and store write data during a program operation; And a bias circuit configured to set up a corresponding bit line to the positive voltage when the write data stored in the latch is program data.
실시 예로서, 상기 바이어스 회로는 제 1 및 제 2 트랜지스터들을 포함하고, 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 노드는 상기 래치에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제 1 노드는 기준 전압을 제공받고, 그리고 상기 트랜지스터의 제 2 노드는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 노드에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터의 제 1 노드는 전원 전압을 제공받고, 그리고 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 노드는 상기 대응하는 비트 라인에 연결된다.In an embodiment, the bias circuit includes first and second transistors, a gate node of the first transistor is coupled to the latch, a first node of the transistor is provided with a reference voltage, and a first voltage of the transistor Two nodes are connected to a gate node of the second transistor, a first node of the second transistor is supplied with a power supply voltage, and a second node of the second transistor is connected to the corresponding bit line.
실시 예로서, 상기 바이어스 회로는 상기 제 2 트랜지스터의 상기 제 2 노드 및 상기 대응하는 비트 라인 사이에 연결되는 제 3 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제 3 트랜지스터는 프로그램 동작 신호에 응답하여 상기 제 2 트랜지스터의 상기 제 2 노드 및 상기 대응하는 비트 라인을 전기적으로 연결한다.In example embodiments, the bias circuit may further include a third transistor coupled between the second node of the second transistor and the corresponding bit line, wherein the third transistor is configured to respond to a program operation signal. Electrically connect the second node and the corresponding bit line.
본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템은 불휘발성 메모리 장치; 그리고 상기 불휘발성 메모리 장치를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하고, 상기 불휘발성 메모리 장치는 기판 상에 수직한 방향으로 순차적으로 제공되는 메모리 셀들의 그룹들을 포함하는 메모리 셀 어레이; 그리고 상기 메모리 셀 어레이에 연결된 비트 라인들을 선택하도록 구성되는 읽기 및 쓰기 회로를 포함하고, 프로그램 동작 시에, 상기 읽기 및 쓰기 회로는 프로그램될 메모리 셀들에 대응하는 비트 라인들에 양의 전압을 인가하도록 구성된다.In an embodiment, a memory system may include a nonvolatile memory device; And a controller configured to control the nonvolatile memory device, wherein the nonvolatile memory device includes a memory cell array including groups of memory cells sequentially provided in a vertical direction on a substrate; And read and write circuitry configured to select bit lines coupled to the memory cell array, wherein during a program operation, the read and write circuitry is configured to apply a positive voltage to bit lines corresponding to the memory cells to be programmed. It is composed.
본 발명에 의하면, 프로그램 동작 시에 선택 비트 라인에 양의 전압이 인가된다. 따라서, 채널 전압 및 비트 라인 전압의 차이에 의한 누설이 감소되며, 불휘발성 메모리 장치의 신뢰성이 향상된다.According to the present invention, a positive voltage is applied to the select bit line during the program operation. Therefore, leakage due to the difference between the channel voltage and the bit line voltage is reduced, and the reliability of the nonvolatile memory device is improved.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 메모리 셀 어레이를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 메모리 블록들 중 하나의 제 1 실시 예를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 메모리 블록의 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 트랜지스터 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로를 보여주는 회로도이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 메모리 블록의 프로그램 전압 조건의 제 1 실시 예를 보여주는 테이블들이다.
도 9는 도 1의 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 방법을 보여주는 순서도이다.
도 10은 도 9의 프로그램 방법에 따른 전압 변화를 보여주는 타이밍도이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 전압 변화에 기반한 프로그램 전압 조건들을 각각 보여주는 테이블들이다.
도 13은 도 1의 읽기 및 쓰기 회로 보여주는 블록도이다.
도 14는 도 13의 페이지 버퍼들 중 하나의 제 1 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 15는 도 13의 페이지 버퍼들 중 하나의 제 2 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 16은 도 13의 페이지 버퍼들 중 하나의 제 3 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 17은 도 13의 페이지 버퍼들 중 하나의 제 4 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 18은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 1 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 19는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 2 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 20은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 3 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 21은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 4 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 22는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 5 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 23은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록의 등가 회로의 제 6 응용 예를 보여주는 회로도이다.
도 24는 도 3의 메모리 블록의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 25는 도 2의 메모리 블록의 제 2 실시 예를 보여주는 사시도이다.
도 26은 도 25의 메모리 블록의 선에 따른 단면도이다.
도 27은 도 2의 메모리 블록의 제 3 실시 예를 보여주는 사시도이다.
도 28은 도 27의 메모리 블록의 선에 따른 단면도이다.
도 29는 도 2의 메모리 블록의 제 4 실시 예를 보여주는 사시도이다.
도 30은 도 29의 메모리 블록의 선에 따른 단면도이다.
도 31은 도 1의 불휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 32는 도 31의 메모리 시스템의 응용 예를 보여주는 블록도이다.
도 33은 도 32를 참조하여 설명된 메모리 시스템을 포함하는 컴퓨팅 시스템(3000)을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a memory cell array of FIG. 1.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a first embodiment of one of the memory blocks of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along line of the memory block of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view illustrating the transistor structure of FIG. 4.
6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
7 and 8 are tables illustrating a first embodiment of a program voltage condition of the memory block of FIG. 6.
9 is a flowchart illustrating a program method of the nonvolatile memory device of FIG. 1.
10 is a timing diagram illustrating a voltage change according to the program method of FIG. 9.
11 and 12 are tables showing program voltage conditions based on the voltage change of FIG. 10, respectively.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a read and write circuit of FIG. 1.
FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a first embodiment of one of the page buffers of FIG. 13.
FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a second embodiment of one of the page buffers of FIG. 13.
FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a third embodiment of one of the page buffers of FIG. 13.
FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a fourth embodiment of one of the page buffers of FIG. 13.
FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a first application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
19 is a circuit diagram illustrating a second application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
20 is a circuit diagram illustrating a third application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a fourth application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a fifth application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 23 is a circuit diagram illustrating a sixth application example of an equivalent circuit of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5.
24 is a block diagram illustrating another embodiment of the memory block of FIG. 3.
FIG. 25 is a perspective view illustrating a second embodiment of the memory block of FIG. 2.
FIG. 26 is a cross-sectional view taken along lines of the memory block of FIG. 25.
FIG. 27 is a perspective view illustrating a third embodiment of the memory block of FIG. 2.
FIG. 28 is a cross-sectional view taken along lines of the memory block of FIG. 27.
FIG. 29 is a perspective view illustrating a fourth embodiment of the memory block of FIG. 2.
30 is a cross-sectional view taken along line of the memory block of FIG. 29.
FIG. 31 is a block diagram illustrating a memory system including the nonvolatile memory device of FIG. 1.
32 is a block diagram illustrating an application example of the memory system of FIG. 31.
33 is a block diagram illustrating a
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조 번호들을 이용하여 인용될 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. . Identical components will be referred to using the same reference numerals. Similar components will be referred to using similar reference numerals.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 데이터 입출력 회로(140), 그리고 제어 로직(150)을 포함한다.1 is a block diagram illustrating a nonvolatile memory device 100 according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a nonvolatile memory device 100 according to an exemplary embodiment may include a
메모리 셀 어레이(110)는 워드 라인들(WL)을 통해 어드레스 디코더(120)에 연결되고, 비트 라인들(BL)을 통해 읽기 및 쓰기 회로(130)에 연결된다. 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 예시적으로, 메모리 셀 어레이(110)는 셀 당 하나 또는 그 이상의 비트를 저장할 수 있도록 구성된다.The
어드레스 디코더(120)는 워드 라인들(WL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 어드레스 디코더(120)는 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 동작하도록 구성된다. 어드레스 디코더(120)는 외부로부터 어드레스(ADDR)를 수신한다.The
어드레스 디코더(120)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 행 어드레스를 디코딩하여, 복수의 워드 라인들(WL) 중 대응하는 워드 라인들을 선택한다. 또한, 어드레스 디코더(120)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 열 어드레스를 디코딩하고, 디코딩된 열 어드레스를 읽기 및 쓰기 회로(130)에 전달한다. 예시적으로, 어드레스 디코더(120)는 행 디코더, 열 디코더, 어드레스 버퍼 등과 같이 잘 알려진 구성 요소들을 포함한다.The
읽기 및 쓰기 회로(130)는 비트 라인들(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결되고, 데이터 라인들(DL)을 통해 데이터 입출력 회로(140)에 연결된다. 읽기 및 쓰기 회로(130)는 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 동작한다. 읽기 및 쓰기 회로(130)는 어드레스 디코더(120)로부터 디코딩된 열 어드레스를 수신하도록 구성된다. 디코딩된 열 어드레스를 이용하여, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 비트 라인들(BL)을 선택한다.The read and write
예시적으로, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 데이터 입출력 회로(140)로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 메모리 셀 어레이(110)에 기입한다. 읽기 및 쓰기 회로(130)는 메모리 셀 어레이(110)로부터 데이터를 읽고, 읽어진 데이터를 데이터 입출력 회로(140)에 전달한다. 읽기 및 쓰기 회로(130)는 메모리 셀 어레이(110)의 제 1 저장 영역으로부터 데이터를 읽고, 읽어진 데이터를 메모리 셀 어레이(110)의 제 2 저장 영역에 기입한다. 예를 들면, 읽기 및 쓰기 회로(230)는 카피-백(copy-back) 동작을 수행하도록 구성된다.In exemplary embodiments, the read and write
예시적으로, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 페이지 버퍼(또는 페이지 레지스터), 열 선택 회로 등과 같이 잘 알려진 구성 요소들을 포함한다. 다른 예로서, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 감지 증폭기, 쓰기 드라이버, 열 선택 회로 등과 같이 잘 알려진 구성 요소들을 포함한다.Illustratively, read and write
데이터 입출력 회로(140)는 데이터 라인들(DL)을 통해 읽기 및 쓰기 회로(130)에 연결된다. 데이터 입출력 회로(140)는 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 동작한다. 데이터 입출력 회로(140)는 외부와 데이터(DATA)를 교환하도록 구성된다. 데이터 입출력 회로(140)는 외부로부터 전달되는 데이터(DATA)를 데이터 라인들(DL)을 통해 읽기 및 쓰기 회로(130)에 전달하도록 구성된다. 데이터 입출력 회로(140)는 읽기 및 쓰기 회로로부터 데이터 라인들(DL)을 통해 전달되는 데이터(DATA)를 외부로 출력하도록 구성된다. 예시적으로, 데이터 입출력 회로(140)는 데이터 버퍼 등과 같이 잘 알려진 구성 요소를 포함한다.The data input /
제어 로직(150)은 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 그리고 데이터 입출력 회로(140)에 연결된다. 제어 로직(150)은 플래시 메모리 장치(100)의 제반 동작을 제어하도록 구성된다. 제어 로직(150)은 외부로부터 전달되는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 동작한다.The
도 2는 도 1의 메모리 셀 어레이(110)를 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKh)을 포함한다. 각 메모리 블록(BLK)은 3차원 구조(또는 수직 구조)를 갖는다. 예를 들면, 각 메모리 블록(BLK)은 제 1 내지 제 3 방향들을 따라 신장된 구조물들을 포함한다. 예를 들면, 각 메모리 블록(BLK)은 제 2 방향을 따라 신장된 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함한다. 예를 들면, 제 1 및 제 3 방향들을 따라 복수의 낸드 스트링들(NS)이 제공될 것이다.2 is a block diagram illustrating the
각 낸드 스트링(NS)은 비트 라인(BL), 스트링 선택 라인(SSL), 접지 선택 라인(GSL), 워드 라인들(WL), 그리고 공통 소스 라인(CSL)에 연결된다. 즉, 각 메모리 블록은 복수의 비트 라인들(BL), 복수의 스트링 선택 라인들(SSL). 복수의 접지 선택 라인들(GSL), 복수의 워드 라인들(WL), 그리고 복수의 공통 소스 라인(CSL)에 연결될 것이다. 메모리 블록들(BLK1~BLKh)은 도 3을 참조하여 더 상세하게 설명된다.Each NAND string NS is connected to a bit line BL, a string select line SSL, a ground select line GSL, word lines WL, and a common source line CSL. That is, each memory block includes a plurality of bit lines BL and a plurality of string select lines SSL. The ground selection lines GSL, the word lines WL, and the common source lines CSL may be connected to each other. The memory blocks BLK1 to BLKh are described in more detail with reference to FIG. 3.
도 3은 도 2의 메모리 블록들(BLK1~BLKh) 중 하나(BLKi)의 제 1 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3의 메모리 블록(BLKi)의 선(Ⅰ-Ⅰ')에 따른 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 메모리 블록(BLKi)은 제 1 내지 제 3 방향들을 따라 신장된 구조물들을 포함한다.3 is a perspective view illustrating a first embodiment of one of the memory blocks BLK1 to BLKh of FIG. 2. 4 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the memory block BLKi of FIG. 3. 3 and 4, the memory block BLKi includes structures extending along the first to third directions.
우선, 기판(111)이 제공된다. 예시적으로, 기판(111)은 제 1 타입 불순물로 도핑된 실리콘 물질을 포함할 것이다. 예를 들면, 기판(111)은 p 타입 불순물로 도핑된 실리콘 물질을 포함할 것이다. 예를 들면, 기판(111)은 p 타입 웰(예를 들면, 포켓 p 웰)일 것이다. 예를 들면, 기판(111)은 p-타입 웰을 둘러사는 n-타입 웰을 더 포함할 수 있다. 이하에서, 기판(111)은 p 타입 실리콘인 것으로 가정한다. 그러나, 기판(111)은 p 타입 실리콘으로 한정되지 않는다.First, the
기판(111) 상에, 제 1 방향을 따라 신장된 복수의 도핑 영역들(311~314)이 제공된다. 예를 들면, 복수의 도핑 영역들(311~314)은 기판(111)과 상이한 제 2 타입을 가질 것이다. 예를 들면, 복수의 도핑 영역들(311~314)은 n-타입을 가질 것이다. 이하에서, 제 1 내지 제 4 도핑 영역들(311~314)은 n-타입들인 것으로 가정한다. 그러나, 제 1 내지 제 4 도핑 영역들(311~314)은 n-타입들인 것으로 한정되지 않는다.On the
제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 사이에 대응하는 기판(111) 상의 영역에서, 제 1 방향을 따라 신장되는 복수의 절연 물질들(112)이 제 2 방향을 따라 순차적으로 제공된다. 예를 들면, 복수의 절연 물질들(112) 및 기판(111)은 제 2 방향을 따라 미리 설정된 거리 만큼 이격되어 제공될 것이다. 예를 들면, 복수의 절연 물질들(112)은 각각 제 2 방향을 따라 미리 설정된 거리 만큼 이격되어 제공될 것이다. 예시적으로, 절연 물질들(112)은 실리콘 산화물(Silicon Oxide)과 같은 절연 물질을 포함할 것이다.In an area on the
제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 사이에 대응하는 기판(111) 상의 영역에서, 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며 제 2 방향을 따라 절연 물질들(112)을 관통하는 복수의 필라들(113)이 제공된다. 예시적으로, 복수의 필라들(113) 각각은 절연 물질들(112)을 관통하여 기판(111)과 연결될 것이다.In a region on the
예시적으로, 각 필라(113)는 복수의 물질들로 구성될 것이다. 예를 들면, 각 필라(113)의 표면층(114)은 제 1 타입으로 도핑된 실리콘 물질을 포함할 것이다. 예를 들면, 각 필라(113)의 표면층(114)은 기판(111)과 동일한 타입으로 도핑된 실리콘 물질을 포함할 것이다. 이하에서, 각 필라(113)의 표면층(114)은 p-타입 실리콘을 포함하는 것으로 가정한다. 그러나, 각 필라(113)의 표면층(114)은 p-타입 실리콘을 포함하는 것으로 한정되지 않는다.For example, each
각 필라(113)의 내부층(115)은 절연 물질로 구성된다. 예를 들면, 각 필라(113)의 내부층(115)은 실리콘 산화물(Silicon Oxide)과 같은 절연 물질을 포함할 것이다.The
제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 사이의 영역에서, 절연 물질들(112), 필라들(113), 그리고 기판(111)의 노출된 표면을 따라 절연막(116)이 제공된다. 예시적으로, 절연막(116)의 두께는 절연 물질들(112) 사이의 거리의 1/2 보다 작을 것이다. 즉, 절연 물질들(112) 중 제 1 절연 물질의 하부면에 제공된 절연막(116), 그리고 제 1 절연 물질 하부의 제 2 절연 물질의 상부면에 제공된 절연막(116) 사이에, 절연 물질들(112) 및 절연막(116) 이외의 물질이 배치될 수 있는 영역이 제공될 것이다.In the region between the first and second
제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 사이의 영역에서, 절연막(116)의 노출된 표면 상에 도전 물질들(211~291)이 제공된다. 예를 들면, 기판(111)에 인접한 절연 물질(112) 및 기판(111) 사이에 제 1 방향을 따라 신장되는 도전 물질(211)이 제공된다. 더 상세하게는, 기판(111)에 인접한 절연 물질(112)의 하부면의 절연막(116) 및 기판(111) 사이에, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질(211)이 제공된다.In the region between the first and second
절연 물질들(112) 중 특정 절연 물질 상부면의 절연막(116) 및 특정 절연 물질 상부에 배치된 절연 물질의 하부면의 절연막(116) 사이에, 제 1 방향을 따라 신장되는 도전 물질이 제공된다. 예시적으로, 절연 물질들(112) 사이에, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 도전 물질들(221~281)이 제공된다. 또한, 절연 물질들(112) 상의 영역에 제 1 방향을 따라 신장되는 도전 물질(291)이 제공된다. 예시적으로, 제 1 방향으로 신장된 도전 물질들(211~291)은 금속 물질일 것이다. 예시적으로, 제 1 방향으로 신장된 도전 물질들(211~291)은 폴리 실리콘 등과 같은 도전 물질들일 것이다.A conductive material extending along the first direction is provided between the insulating
제 2 및 제 3 도핑 영역들(312, 313) 사이의 영역에서, 제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 상의 구조물과 동일한 구조물이 제공될 것이다. 예시적으로, 제 2 및 제 3 도핑 영역들(312, 313) 사이의 영역에서, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 절연 물질들(112), 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며 제 3 방향을 따라 복수의 절연 물질들(112)을 관통하는 복수의 필라들(113), 복수의 절연 물질들(112) 및 복수의 필라들(113)의 노출된 표면에 제공되는 절연막(116), 그리고 제 1 방향을 따라 신장되는 복수의 도전 물질들(212~292)이 제공된다.In the region between the second and third
제 3 및 제 4 도핑 영역들(313, 314) 사이의 영역에서, 제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 상의 구조물과 동일한 구조물이 제공될 것이다. 예시적으로, 제 3 및 제 4 도핑 영역들(312, 313) 사이의 영역에서, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 절연 물질들(112), 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며 제 3 방향을 따라 복수의 절연 물질들(112)을 관통하는 복수의 필라들(113), 복수의 절연 물질들(112) 및 복수의 필라들(113)의 노출된 표면에 제공되는 절연막(116), 그리고 제 1 방향을 따라 신장되는 복수의 도전 물질들(213~293)이 제공된다.In the region between the third and fourth
복수의 필라들(113) 상에 드레인들(320)이 각각 제공된다. 예시적으로, 드레인들(320)은 제 2 타입으로 도핑된 실리콘 물질들일 것이다. 예를 들면, 드레인들(320)은 n 타입으로 도핑된 실리콘 물질들일 것이다. 이하에서, 드레인들(320)는 n-타입 실리콘을 포함하는 것으로 가정한다. 그러나, 드레인들(320)은 n-타입 실리콘을 포함하는 것으로 한정되지 않는다. 예시적으로, 각 드레인(320)의 폭은 대응하는 필라(113)의 폭 보다 클 수 있다. 예를 들면, 각 드레인(320)은 대응하는 필라(113)의 상부면에 패드 형태로 제공될 수 있다.
드레인들(320) 상에, 제 3 방향으로 신장된 도전 물질들(331~333)이 제공된다. 도전 물질들(331~333)은 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 도전 물질들(331~333) 각각은 대응하는 영역의 드레인들(320)과 연결된다. 예시적으로, 드레인들(320) 및 제 3 방향으로 신장된 도전 물질(333)은 각각 콘택 플러그들(contact plug)을 통해 연결될 수 있다. 예시적으로, 제 3 방향으로 신장된 도전 물질들(331~333)은 금속 물질들일 것이다. 예시적으로, 제 3 방향으로 신장된 도전 물질들(331~333)은 폴리 실리콘 등과 같은 도전 물질들일 것이다. On the
도 3 및 도 4에서, 각 필라(113)는 절연막(116)의 인접한 영역 및 제 1 방향을 따라 신장되는 복수의 도체 라인들(211~291, 212~292, 213~293) 중 인접한 영역과 함께 스트링을 형성한다. 예를 들면, 각 필라(113)는 절연막(116)의 인접한 영역 및 제 1 방향을 따라 신장되는 복수의 도체 라인들(211~291, 212~292, 213~293) 중 인접한 영역과 함께 낸드 스트링(NS)을 형성한다. 낸드 스트링(NS)은 복수의 트랜지스터 구조들(TS)을 포함한다. 트랜지스터 구조(TS)는 도 5를 참조하여 더 상세하게 설명된다.3 and 4, each
도 5는 도 4의 트랜지스터 구조(TS)를 보여주는 단면도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 절연막(116)은 제 1 내지 제 3 서브 절연막들(117, 118, 119)을 포함한다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the transistor structure TS of FIG. 4. 3 to 5, the insulating
필라(113)의 p-타입 실리콘(114)은 바디(body)로 동작할 것이다. 필라(113)에 인접한 제 1 서브 절연막(117)은 터널링 절연막으로 동작할 것이다. 예를 들면, 필라(113)에 인접한 제 1 서브 절연막(117)은 열산화막을 포함할 것이다.The p-
제 2 서브 절연막(118)은 전하 저장막으로 동작할 것이다. 예를 들면, 제 2 서브 절연막(118)은 전하 포획층으로 동작할 것이다. 예를 들면, 제 2 서브 절연막(118)은 질화막 또는 금속 산화막(예를 들면, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막 등)을 포함할 것이다.The second sub insulating layer 118 may operate as a charge storage layer. For example, the second sub insulating film 118 will act as a charge trapping layer. For example, the second sub insulating film 118 may include a nitride film or a metal oxide film (for example, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or the like).
도전 물질(233)에 인접한 제 3 서브 절연막(119)은 블로킹 절연막으로 동작할 것이다. 예시적으로, 제 1 방향으로 신장된 도전 물질(233)과 인접한 제 3 서브 절연막(119)은 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 제 3 서브 절연막(119)은 제 1 및 제 2 서브 절연막들(117, 118) 보다 높은 유전상수를 갖는 고유전막(예를 들면, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막 등)일 수 있다.The third sub insulating layer 119 adjacent to the
도전 물질(233)은 게이트(또는 제어 게이트)로 동작할 것이다. 즉, 게이트(또는 제어 게이트, 233), 블로킹 절연막(119), 전하 저장막(118), 터널링 절연막(117), 그리고 바디(114)는 트랜지스터(또는 메모리 셀 트랜지스터 구조)를 형성할 것이다. 예시적으로, 제 1 내지 제 3 서브 절연막들(117~119)은 ONO (oxide-nitride-oxide)를 구성할 수 있다. 이하에서, 필라(113)의 p-타입 실리콘(114)을 제 2 방향의 바디라 부르기로 한다.The
메모리 블록(BLKi)은 복수의 필라들(113)을 포함한다. 즉, 메모리 블록(BLKi)은 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함한다. 더 상세하게는, 메모리 블록(BLKi)은 제 2 방향(또는 기판과 수직한 방향)으로 신장된 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함한다.The memory block BLKi includes a plurality of
각 낸드 스트링(NS)은 제 2 방향을 따라 배치되는 복수의 트랜지스터 구조들(TS)을 포함한다. 각 낸드 스트링(NS)의 복수의 트랜지스터 구조들(TS) 중 적어도 하나는 스트링 선택 트랜지스터(SST)로 동작한다. 각 낸드 스트리(NS)의 복수의 트랜지스터 구조들(TS) 중 적어도 하나는 접지 선택 트랜지스터(GST)로 동작한다.Each NAND string NS includes a plurality of transistor structures TS disposed along a second direction. At least one of the plurality of transistor structures TS of each NAND string NS operates as a string select transistor SST. At least one of the plurality of transistor structures TS of each NAND strip NS operates as a ground select transistor GST.
게이트들(또는 제어 게이트들)은 제 1 방향으로 신장된 도전 물질들(211~291, 212~292, 213~293)에 대응한다. 즉, 게이트들(또는 제어 게이트들)은 제 1 방향으로 신장되어 워드 라인들, 그리고 적어도 두 개의 선택 라인들(예를 들면, 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 접지 선택 라인(GSL))을 형성한다.The gates (or control gates) correspond to the
제 3 방향으로 신장된 도전 물질들(331~333)은 낸드 스트링들(NS)의 일단에 연결된다. 예시적으로, 제 3 방향으로 신장된 도전 물질들(331~333)은 비트 라인들(BL)로 동작한다. 즉, 하나의 메모리 블록(BLKi)에서, 하나의 비트 라인(BL)에 복수의 낸드 스트링들이 연결된다.The
제 1 방향으로 신장된 제 2 타입 도핑 영역들(311~314)이 낸드 스트링들의 타단에 제공된다. 제 1 방향으로 신장된 제 2 타입 도핑 영역들(311~314)은 공통 소스 라인들(CSL)로 동작한다.Second type doped
요약하면, 메모리 블록(BLKi)은 기판(111)에 수직한 방향(제 2 방향)으로 신장된 복수의 낸드 스트링들을 포함하며, 하나의 비트 라인(BL)에 복수의 낸드 스트링들(NS)이 연결되는 낸드 플래시 메모리 블록(예를 들면, 전하 포획형)으로 동작한다.In summary, the memory block BLKi includes a plurality of NAND strings extending in a direction perpendicular to the substrate 111 (a second direction), and the plurality of NAND strings NS are disposed on one bit line BL. It acts as a connected NAND flash memory block (eg, charge trapping type).
도 3 내지 도 5에서, 제 1 방향으로 신장되는 도체 라인들(211~291, 212~292, 213~293)은 9 개의 층에 제공되는 것으로 설명되었다. 그러나, 제 1 방향으로 신장되는 도체 라인들(211~291, 212~292, 213~293)은 9 개의 층에 제공되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 1 방향으로 신장되는 도체 라인들은 8개의 층, 16개의 층, 또는 복수의 층에 제공될 수 있다. 즉, 하나의 낸드 스트링에서, 트랜지스터는 8개, 16개, 또는 복수개일 수 있다.3 to 5, it is described that the
도 3 내지 도 5에서, 하나의 비트 라인(BL)에 3 개의 낸드 스트링들(NS)이 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나, 하나의 비트 라인(BL)에 3개의 낸드 스트링들(NS)이 연결되는 것으로 한정되지 않는다. 예시적으로, 메모리 블록(BLKi)에서, 하나의 비트 라인(BL)에 m 개의 낸드 스트링들(NS)이 연결될 수 있다. 이때, 하나의 비트 라인(BL)에 연결되는 낸드 스트링들(NS)의 수 만큼, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들(211~291, 212~292, 213~293)의 수 및 공통 소스 라인들(311~314)의 수 또한 조절될 것이다.3 to 5, three NAND strings NS are connected to one bit line BL. However, the three NAND strings NS are not limited to one bit line BL. For example, m NAND strings NS may be connected to one bit line BL in the memory block BLKi. At this time, the number of the
도 3 내지 도 5에서, 제 1 방향으로 신장된 하나의 도전 물질에 3 개의 낸드 스트링들(NS)이 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나, 제 1 방향으로 신장된 하나의 도전 물질에 3 개의 낸드 스트링들(NS)이 연결되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 1 방향으로 신장된 하나의 도전 물질에, n 개의 낸드 스트링들(NS)이 연결될 수 있다. 이때, 제 1 방향으로 신장된 하나의 도전 물질에 연결되는 낸드 스트링들(NS)의 수 만큼, 비트 라인들(331~333)의 수 또한 조절될 것이다.3 to 5, three NAND strings NS are connected to one conductive material extending in the first direction. However, the three NAND strings NS are not limited to one conductive material extending in the first direction. For example, n NAND strings NS may be connected to one conductive material extending in the first direction. In this case, the number of
도 6은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로를 보여주는 회로도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 제 1 비트 라인(BL1) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 낸드 스트링들(NS11~NS31)이 제공된다. 제 1 비트 라인(BL1)은 제 3 방향으로 신장된 도전 물질(331)에 대응할 것이다. 제 2 비트 라인(BL2) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 낸드 스트링들(NS12, NS22, NS32)이 제공된다. 제 2 비트 라인(BL2)은 제 3 방향으로 신장된 도전 물질(332)에 대응할 것이다. 제 3 비트 라인(BL3) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에, 낸드 스트링들(NS13, NS23. NS33)이 제공된다. 제 3 비트 라인(BL3)은 제 3 방향으로 신장된 도전 물질(333)에 대응할 것이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. 3 to 6, NAND strings NS11 to NS31 are provided between the first bit line BL1 and the common source line CSL. The first bit line BL1 may correspond to the
각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 비트 라인(BL)과 연결된다. 각 낸드 스트링(NS)의 접지 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소스 라인(CSL)과 연결된다. 각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST) 사이에 메모리 셀들(MC)이 제공된다.The string select transistor SST of each NAND string NS is connected to the corresponding bit line BL. The ground select transistor GST of each NAND string NS is connected to the common source line CSL. Memory cells MC are provided between the string select transistor SST and the ground select transistor GST of each NAND string NS.
이하에서, 행 및 열 단위로 낸드 스트링들(NS)을 정의한다. 하나의 비트 라인에 공통으로 연결된 낸드 스트링들(NS)은 하나의 열을 형성한다. 예를 들면, 제 1 비트 라인(BL1)에 연결된 낸드 스트링들(NS11~NS31)은 제 1 열에 대응할 것이다. 제 2 비트 라인(BL2)에 연결된 낸드 스트링들(NS12~NS32)은 제 2 열에 대응할 것이다. 제 3 비트 라인(BL3)에 연결된 낸드 스트링들(NS13~NS33)은 제 3 열에 대응할 것이다.Hereinafter, NAND strings NS are defined in row and column units. The NAND strings NS commonly connected to one bit line form one column. For example, the NAND strings NS11 to NS31 connected to the first bit line BL1 may correspond to the first column. The NAND strings NS12 to NS32 connected to the second bit line BL2 may correspond to the second column. The NAND strings NS13 to NS33 connected to the third bit line BL3 may correspond to the third column.
하나의 스트링 선택 라인(SSL)에 연결되는 낸드 스트링들(NS)은 하나의 행을 형성한다. 예를 들면, 제 1 스트링 선택 라인(SSL1)에 연결된 낸드 스트링들(NS11~NS13)은 제 1 행을 형성한다. 제 2 스트링 선택 라인(SSL2)에 연결된 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 제 2 행을 형성한다. 제 3 스트링 선택 라인(SSL3)에 연결된 낸드 스트링들(NS31~NS33)은 제 3 행을 형성한다.NAND strings NS connected to one string select line SSL form one row. For example, the NAND strings NS11 to NS13 connected to the first string select line SSL1 form a first row. The NAND strings NS21 to NS23 connected to the second string select line SSL2 form a second row. The NAND strings NS31 to NS33 connected to the third string select line SSL3 form a third row.
각 낸드 스트링(NS)에서, 높이가 정의된다. 예시적으로, 각 낸드 스트링(NS)에서, 접지 선택 트랜지스터(GST)에 인접한 메모리 셀(MC1)의 높이는 1이다. 각 낸드 스트링(NS)에서, 스트링 선택 트랜지스터(SST)에 인접할수록 메모리 셀의 높이는 증가한다. 각 낸드 스트링(NS)에서, 스트링 선택 트랜지스터(SST)에 인접한 메모리 셀(MC7)의 높이는 7이다.In each NAND string NS, a height is defined. For example, in each NAND string NS, the height of the memory cell MC1 adjacent to the ground select transistor GST is one. In each NAND string NS, the height of the memory cell increases as the NAND string NS is adjacent to the string select transistor SST. In each NAND string NS, the height of the memory cell MC7 adjacent to the string select transistor SST is seven.
동일한 행의 낸드 스트링들(NS)은 스트링 선택 라인(SSL)을 공유한다. 상이한 행의 낸드 스트링들(NS)은 상이한 스트링 선택 라인들(SSL1, SSL2, SSL3)에 각각 연결된다. 동일한 행의 낸드 스트링들(NS)의 동일한 높이의 메모리 셀들은 워드 라인(WL)을 공유한다. 동일한 높이에서, 상이한 행의 낸드 스트링들(NS)의 워드 라인들(WL)은 공통으로 연결된다. 예시적으로, 워드 라인들(WL)은 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들(211~291 212~292, 213~293)이 제공되는 층에서 공통으로 연결될 수 있다. 예시적으로, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들(211~291 212~292, 213~293)은 콘택을 통해 상부 층에 연결될 것이다. 상부 층에서 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들(211~291 212~292, 213~293)이 공통으로 연결될 수 있다.NAND strings NS of the same row share the string select line SSL. The NAND strings NS of different rows are connected to different string select lines SSL1, SSL2, SSL3, respectively. Memory cells of the same height of the NAND strings NS in the same row share the word line WL. At the same height, the word lines WL of the NAND strings NS of different rows are commonly connected. For example, the word lines WL may be commonly connected in a layer provided with the
동일한 행의 낸드 스트링들(NS)은 접지 선택 라인(GSL)을 공유한다. 상이한 행의 낸드 스트링들(NS)은 접지 선택 라인(GSL)을 공유한다. 즉, 낸드 스트링들(NS11~NS13, NS21~NS23, NS31~NS33)은 접지 선택 라인(GSL)에 공통으로 연결된다.NAND strings NS in the same row share the ground select line GSL. The NAND strings NS of different rows share the ground select line GSL. That is, the NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, and NS31 to NS33 are commonly connected to the ground select line GSL.
공통 소스 라인(CSL)은 낸드 스트링들(NS)에 공통으로 연결된다. 예를 들면, 기판(111) 상의 활성 영역에서, 제 1 내지 제 4 도핑 영역들(311~314)이 연결될 것이다. 예를 들면, 제 1 내지 제 4 도핑 영역들(311~314)은 콘택을 통해 상부 층에 연결될 것이다. 상부 층에서 제 1 내지 제 4도핑 영역들(311~314)이 공통으로 연결될 수 있다.The common source line CSL is commonly connected to the NAND strings NS. For example, in the active region on the
도 6에 도시된 바와 같이, 동일 깊이의 워드 라인들(WL)은 공통으로 연결되어 있다. 따라서, 특정 워드 라인(WL)이 선택될 때, 특정 워드 라인(WL)에 연결된 모든 낸드 스트링들(NS)이 선택될 것이다. 상이한 행의 낸드 스트링들(NS)은 상이한 스트링 선택 라인(SSL)에 연결되어 있다. 따라서, 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL3)을 선택함으로써, 동일 워드 라인(WL)에 연결된 낸드 스트링들(NS) 중 비선택 행의 낸드 스트링들(NS)이 비트 라인들(BL1~BL3)로부터 분리될 수 있다. 즉, 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL3)을 선택함으로써, 낸드 스트링들(NS)의 행이 선택될 수 있다. 그리고, 비트 라인들(BL1~BL3)을 선택함으로써, 선택 행의 낸드 스트링들(NS)이 열 단위로 선택될 수 있다.As illustrated in FIG. 6, word lines WL having the same depth are commonly connected. Therefore, when the specific word line WL is selected, all the NAND strings NS connected to the specific word line WL will be selected. The NAND strings NS of different rows are connected to different string select lines SSL. Therefore, by selecting the string selection lines SSL1 to SSL3, the NAND strings NS of the non-selected row among the NAND strings NS connected to the same word line WL are transferred from the bit lines BL1 to BL3. Can be separated. That is, by selecting the string selection lines SSL1 to SSL3, the rows of the NAND strings NS may be selected. The NAND strings NS of the selection row may be selected in column units by selecting the bit lines BL1 to BL3.
예시적으로, 프로그램 및 읽기 동작 시에, 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL2) 중 하나가 선택될 것이다. 즉, 프로그램 및 읽기 동작은 낸드 스트링들(NS11~NS13, NS21~NS23, NS31~NS33)의 행 단위로 수행될 것이다.In exemplary embodiments, one of the string selection lines SSL1 to SSL2 may be selected during a program and a read operation. That is, the program and read operations may be performed in units of rows of NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, and NS31 to NS33.
예시적으로, 프로그램 및 읽기 동작 시에, 선택 행의 선택 워드 라인에 선택 전압이 인가되고, 비선택 워드 라인들에 비선택 전압이 인가될 것이다. 예를 들면, 선택 전압은 프로그램 전압(Vpgm) 또는 읽기 전압(Vr)일 것이다. 예를 들면, 비선택 전압은 패스 전압(Vpass) 또는 비선택 읽기 전압(Vread)일 것이다. 즉,프로그램 및 읽기 동작은 낸드 스트링들(NS11~NS13, NS21~NS23, NS31~NS33)의 선택 행의 워드 라인 단위로 수행될 것이다.In exemplary embodiments, during a program and read operation, a select voltage may be applied to a select word line of a select row, and a select voltage may be applied to unselect word lines. For example, the selection voltage may be a program voltage Vpgm or a read voltage Vr. For example, the unselected voltage may be a pass voltage Vpass or an unselected read voltage Vread. That is, the program and read operations may be performed in units of word lines of selected rows of the NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, and NS31 to NS33.
예시적으로, 프로그램될 메모리 셀에 대응하는 비트 라인에 제 1 전압이 인가될 것이다. 그리고, 프로그램 금지될 메모리 셀에 대응하는 비트 라인에 제 2 전압이 인가될 것이다. 이하에서, 프로그램될 메모리 셀에 대응하는 비트 라인을 선택 비트 라인이라 부르기로 한다. 그리고, 프로그램 금지될 메모리 셀에 대응하는 비트 라인을 비선택 비트 라인이라 부르기로 한다.In example embodiments, a first voltage may be applied to a bit line corresponding to a memory cell to be programmed. In addition, a second voltage may be applied to the bit line corresponding to the memory cell to be program inhibited. Hereinafter, the bit line corresponding to the memory cell to be programmed will be referred to as a selection bit line. The bit line corresponding to the memory cell to be program inhibited will be referred to as an unselected bit line.
이하에서, 프로그램 동작 시에, 낸드 스트링들(NS11~NS13, NS21~NS23, NS31~NS33)의 제 1 행이 선택되는 것으로 가정한다. 그리고, 제 2 비트 라인(BL2)이 선택되는 것으로 가정한다. 또한, 제 1 및 제 3 비트 라인들(BL1, BL3)이 비선택되는 것으로 가정한다.Hereinafter, it is assumed that a first row of NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, and NS31 to NS33 is selected during a program operation. In addition, it is assumed that the second bit line BL2 is selected. Further, it is assumed that the first and third bit lines BL1 and BL3 are unselected.
도 7 및 도 8은 도 6의 메모리 블록의 프로그램 전압 조건의 제 1 실시 예를 보여주는 테이블들이다. 예시적으로, 제 1 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 전압 조건들이 도 7에 도시되어 있다. 그리고, 제 2 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 전압 조건들이 도 8에 도시되어 있다. 예시적으로, 제 3 행의 낸드 스트링들(NS31~NS33)의 전압 조건은 제 2 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 전압 조건과 동일할 것이다. 따라서, 제 3 행의 낸드 스트링들(NS31~NS33)의 전압 조건은 생략된다.7 and 8 are tables illustrating a first embodiment of a program voltage condition of the memory block of FIG. 6. For example, voltage conditions of the NAND strings NS11 to NS13 of the first row are illustrated in FIG. 7. In addition, voltage conditions of the NAND strings NS21 to NS23 of the second row are illustrated in FIG. 8. For example, the voltage conditions of the NAND strings NS31 to NS33 of the third row may be the same as the voltage conditions of the NAND strings NS21 to NS23 of the second row. Therefore, the voltage condition of the NAND strings NS31 to NS33 in the third row is omitted.
도 6 및 도 7을 참조하면, 선택 비트 라인(BL2)에 접지 전압(Vss)이 인가된다. 그리고, 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)에 전원 전압(Vcc)이 인가된다.6 and 7, the ground voltage Vss is applied to the select bit line BL2. The power supply voltage Vcc is applied to the unselected bit lines BL1 and BL3.
선택 행의 스트링 선택 라인(SSL1)에 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 인가된다. 예를 들면, 스트링 선택 라인 전압(VSSL)은 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 스트링 선택 트랜지스터들(SST)의 문턱 전압보다 높은 레벨을 가질 것이다.The string select line voltage VSSL is applied to the string select line SSL1 of the select row. For example, the string select line voltage VSSL may have a level higher than the threshold voltages of the string select transistors SST of the NAND strings NS11 to NS13.
워드 라인들(WL1~WL7)에 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)이 인가된다. 예를 들면, 선택 워드 라인에 패스 전압(Vpass)이 인가된 후에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가될 것이다. 비선택 워드 라인에 패스 전압(Vpass)이 인가될 것이다. 예를 들면, 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)은 워드 라인들(WL1~WL7)에 인가되는 프로그램 동작 전압을 구성할 것이다.The program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass are applied to the word lines WL1 to WL7. For example, the program voltage Vpgm may be applied after the pass voltage Vpass is applied to the selected word line. The pass voltage Vpass may be applied to the unselected word line. For example, the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass may constitute a program operating voltage applied to the word lines WL1 to WL7.
접지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가된다. 잡지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가되므로, 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 메모리 셀들(MC1~MC7)은 공통 소스 라인(CSL)과 전기적으로 분리된다.The ground voltage Vss is applied to the ground select line GSL. Since the ground voltage Vss is applied to the magazine selection line GSL, the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings NS11 to NS13 are electrically separated from the common source line CSL.
워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 때, 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 메모리 셀들(MC1~MC7)에 채널이 형성될 것이다. 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 스트링 선택 트랜지스터들(SST)이 턴-온 되어 있으므로, 비트 라인들(BL1~BL3)에 셋업된 접지 전압들이 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 메모리 셀들(MC1~MC7)의 채널들에 각각 제공될 것이다. 예를 들면, 낸드 스트링(NS12)의 메모리 셀들(MC1~MC7)의 채널에 접지 전압(Vss)이 제공될 것이다. 낸드 스트링들(NS11, NS13)의 메모리 셀들(MC1~MC7)의 채널들에 전원 전압(Vcc)이 각각 제공될 것이다.When the pass voltage Vpass is applied to the word lines WL1 to WL7, a channel may be formed in the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings NS11 to NS13. Since the string select transistors SST of the NAND strings NS11 to NS13 are turned on, the ground voltages set up in the bit lines BL1 to BL3 are the memory cells MC1 of the NAND strings NS11 to NS13. To each of channels of ˜MC7). For example, the ground voltage Vss may be provided to a channel of the memory cells MC1 to MC7 of the NAND string NS12. The power supply voltage Vcc may be provided to the channels of the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings NS11 and NS13, respectively.
이하에서, 선택 비트 라인(예를 들면, BL2)에 연결된 선택 행의 낸드 스트링(예를 들면, NS12)의 메모리 셀들(MC1~MC7)의 채널을 선택 채널이라 부르기로 한다. 비선택 비트 라인들(예를 들면, BL1, BL3)에 연결된 선택 행의 낸드 스트링들(예를 들면, NS11, NS13)의 메모리 셀들(MC1~MC7)의 채널들을 제 1 비선택 채널들이라 부르기로 한다.Hereinafter, a channel of the memory cells MC1 to MC7 of the NAND string (eg, NS12) of the selection row connected to the selection bit line (eg, BL2) will be referred to as a selection channel. Channels of the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings (eg, NS11 and NS13) of the selected row connected to the unselected bit lines (eg, BL1 and BL3) are referred to as first unselected channels. do.
예시적으로, 프로그램 동작 시에, 워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 것이다. 패스 전압(Vpass)은 고전압일 것이다. 워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 때, 선택 채널의 전압은 접지 전압으로 유지될 것이다.In example embodiments, a pass voltage Vpass may be applied to the word lines WL1 ˜ WL7 during a program operation. The pass voltage Vpass will be a high voltage. When the pass voltage Vpass is applied to the word lines WL1 to WL7, the voltage of the select channel will be maintained at the ground voltage.
워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 때, 제 1 비선택 채널들의 전압들은 패스 전압(Vpass)으로 인한 커플링의 영향에 의해 상승할 것이다. 예를 들면, 제 1 비선택 채널들의 전압들은 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)로부터 전달되는 전압으로부터 상승할 것이다. 제 1 비선택 채널들의 전압들이 특정 레벨(예를 들면, 스트링 선택 라인 전압(VSSL) 및 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 문턱 전압의 차이)에 도달하면, 제 1 비선택 채널들에 대응하는 스트링 선택 트랜지스터들(SST)은 턴-오프 될 것이다. 즉, 제 1 비선택 채널들은 플로팅될 것이다. 이후에, 패스 전압(Vpass)으로 인한 커플링의 영향에 의해, 제 1 비선택 채널들의 전압들은 더 상승할 것이다.When the pass voltage Vpass is applied to the word lines WL1 ˜ WL7, the voltages of the first non-selected channels will rise due to the coupling effect due to the pass voltage Vpass. For example, the voltages of the first unselected channels will rise from the voltage delivered from the unselected bit lines BL1 and BL3. When the voltages of the first non-selected channels reach a certain level (eg, the difference between the threshold voltage of the string select line voltage VSSL and the string select transistor SST), the string select corresponding to the first non-selected channels is reached. Transistors SST will be turned off. That is, the first unselected channels will be floated. Thereafter, by the influence of the coupling due to the pass voltage Vpass, the voltages of the first unselected channels will rise further.
워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가된 후에, 선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가될 것이다. 예시적으로, 프로그램 전압(Vpgm)은 고전압일 것이다. 프로그램 전압(Vpgm)은 패스 전압(Vpass) 보다 높은 레벨을 가질 것이다.After the pass voltage Vpass is applied to the word lines WL1 to WL7, the program voltage Vpgm may be applied to the selected word line. In exemplary embodiments, the program voltage Vpgm may be a high voltage. The program voltage Vpgm will have a level higher than the pass voltage Vpass.
선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpass)이 인가될 때, 선택 채널의 전압은 접지 전압(Vss)을 유지할 것이다. 즉, 선택 메모리 셀의 제어 게이트에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되고, 선택 메모리 셀의 채널에 접지 전압(Vss)이 인가될 것이다. 프로그램 전압(Vpgm) 및 접지 전압(Vss)의 전압 차이에 의해, 선택 메모리 셀에어 Fowler-Nordheim 터널링이 발생할 것이다. F-N 터널링에 의해, 선택 메모리 셀이 프로그램될 것이다.When the program voltage Vpass is applied to the select word line, the voltage of the select channel will maintain the ground voltage Vss. That is, the program voltage Vpgm is applied to the control gate of the selected memory cell and the ground voltage Vss is applied to the channel of the selected memory cell. Due to the voltage difference between the program voltage Vpgm and the ground voltage Vss, the selected memory cell air Fowler-Nordheim tunneling will occur. By F-N tunneling, the selected memory cell will be programmed.
선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가될 때, 제 1 비선택 채널들의 전압은 프로그램 전압(Vpgm)으로 인한 커플링의 영향에 의해 상승할 것이다. 예를 들면, 제 1 비선택 채널들의 전압들은 제 1 부스팅 전압(Vboost1)에 도달할 것다. 프로그램 전압(Vpgm) 및 제 1 부스팅 전압(Vboost1)의 차이는 F-N 터널링을 유발하지 않을 것이다. 즉, 선택 행에서, 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)에 대응하는 메모리 셀들은 프로그램 금지될 것이다.When the program voltage Vpgm is applied to the select word line, the voltages of the first unselected channels will rise due to the coupling effect due to the program voltage Vpgm. For example, the voltages of the first unselected channels will reach the first boosting voltage Vboost1. The difference between the program voltage Vpgm and the first boosting voltage Vboost1 will not cause F-N tunneling. That is, in the selection row, the memory cells corresponding to the unselected bit lines BL1 and BL3 will be program inhibited.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 선택 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13)과 비트 라인들(BL1~BL3)을 각각 공유한다. 따라서, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)에 제공되는 비트 라인 전압들은 선택 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13)에 제공되는 비트 라인 전압들과 동일하다.6 to 8, the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row share the NAND strings NS11 to NS13 and the bit lines BL1 to BL3 of the selected row, respectively. Therefore, the bit line voltages provided to the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row are the same as the bit line voltages provided to the NAND strings NS11 to NS13 of the selected row.
비선택 행의 스트링 선택 라인(SSL2)에 접지 전압(Vss)이 인가된다.The ground voltage Vss is applied to the string select line SSL2 of the unselected row.
선택 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13) 및 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 워드 라인들(WL1~WL7)을 공유한다. 따라서, 비선택 행의 워드 라인들(WL1~WL7)의 전압들은 선택 행의 워드 라인들(WL1~WL7)의 전압들과 동일하다.The NAND strings NS11 to NS13 of the selected row and the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row share the word lines WL1 to WL7. Therefore, the voltages of the word lines WL1 to WL7 of the unselected row are the same as the voltages of the word lines WL1 to WL7 of the selected row.
선택 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13) 및 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 접지 선택 라인(GSL)을 공유한다. 따라서, 비선택 행의 접지 선택 라인(GSL)의 전압은 선택 행의 접지 선택 라인(GSL)의 전압과 동일하다.The NAND strings NS11 to NS13 of the selected row and the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row share the ground select line GSL. Therefore, the voltage of the ground select line GSL of the unselected row is equal to the voltage of the ground select line GSL of the select row.
비선택 행의 스트링 선택 라인(SSL)에 접지 전압(Vss)이 인가되므로, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 비트 라인들(BL1~BL3)과 전기적으로 분리된다. 비선택 행의 접지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가되므로, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)은 공통 소스 라인(CSL)과 전기적으로 분리된다. 즉, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 메모리 셀들(MC1~MC7)은 플로팅된다.Since the ground voltage Vss is applied to the string select line SSL of the unselected row, the NAND strings NS21 to NS23 of the unselected row are electrically separated from the bit lines BL1 to BL3. Since the ground voltage Vss is applied to the ground select line GSL of the unselected row, the NAND strings NS21 to NS23 of the unselected row are electrically separated from the common source line CSL. That is, the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row are floated.
프로그램 동작 시에, 워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 것이다. 워드 라인들(WL1~WL7)에 패스 전압(Vpass)이 인가될 때, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)에 채널들(이하에서, 제 2 비선택 채널들이라 부르기로 함)이 각각 형성될 것이다. 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 메모리 셀들(MC1~MC7)이 플로팅되어 있으므로, 제 2 비선택 채널들 또한 플로팅 상태이다. 따라서, 패스 전압(Vpass)으로 인한 커플링의 영향에 의해, 제 2 비선택 채널들의 전압은 상승할 것이다.In the program operation, the pass voltage Vpass may be applied to the word lines WL1 ˜ WL7. When the pass voltage Vpass is applied to the word lines WL1 to WL7, channels (hereinafter, referred to as second unselected channels) are respectively applied to the NAND strings NS21 to NS23 of the unselected row. Will be formed. Since the memory cells MC1 to MC7 of the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row are floated, the second non-selected channels are also in a floating state. Thus, by the effect of coupling due to the pass voltage Vpass, the voltage of the second unselected channels will rise.
패스 전압(Vpass)이 인가된 후에, 선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가될 것이다. 프로그램 전압(Vpgm)으로 인한 커플링의 영향에 의해, 제 2 비선택 채널들의 전압들은 상승할 것이다. 예를 들면, 제 2 비선택 채널들의 전압들은 제 2 부스팅 전압(Vboost2)으로 상승할 것이다. 프로그램 전압(Vpgm) 및 제 2 부스팅 전압(Vboost2)의 차이는 F-N 터널링을 유발하지 않을 것이다. 따라서, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)에서 프로그램이 금지될 것이다.After the pass voltage Vpass is applied, the program voltage Vpgm will be applied to the select word line. By the effect of the coupling due to the program voltage Vpgm, the voltages of the second unselected channels will rise. For example, the voltages of the second unselected channels will rise to the second boosting voltage Vboost2. The difference between the program voltage Vpgm and the second boosting voltage Vboost2 will not cause F-N tunneling. Therefore, the program will be prohibited in the NAND strings NS21 to NS23 of the unselected row.
프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)은 고전압이다. 따라서, 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)으로 인한 커플링의 영향에 의해 생성되는 제 2 부스팅 전압(Vboost2) 또한 고전압일 것이다. 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)에서, 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에 제 2 부스팅 전압(Vboost2)에 의한 전계가 형성될 것이다.The program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass are high voltages. Therefore, the second boosting voltage Vboost2 generated by the influence of the coupling due to the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass will also be a high voltage. In the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row, an electric field is formed by the second boosting voltage Vboost2 across the string select transistor SST.
각 낸드 스트링의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에 형성되는 전계의 크기가 증가할수록, 낸드 스트링의 채널로부터 스트링 선택 트랜지스터(SST)를 통해 비트 라인으로 누설이 발생할 확률이 증가한다. 낸드 스트링의 채널로부터 스트링 선택 트랜지스터(SST)를 통해 비트 라인으로 누설이 발생하면, 낸드 스트링의 채널 전압이 감소한다. 낸드 스트링의 채널 전압이 감소하면, 프로그램 금지된 낸드 스트링의 메모리 셀들이 소프트 프로그램될 수 있다. 즉, 각 낸드 스트링의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에 형성되는 전계의 크기가 증가하면, 프로그램 교란이 발생될 가능성이 증가한다As the magnitude of the electric field formed across the string select transistors SST of each NAND string increases, the probability that leakage occurs from the channel of the NAND string through the string select transistor SST to the bit line increases. When leakage occurs from the channel of the NAND string to the bit line through the string select transistor SST, the channel voltage of the NAND string decreases. When the channel voltage of the NAND string decreases, memory cells of the program inhibited NAND string may be soft programmed. That is, when the magnitude of the electric field formed at both ends of the string select transistor SST of each NAND string increases, the possibility of program disturbance increases.
예시적으로, 제 1 비트 라인(BL1)에 전원 전압(Vcc)이 인가되어 있다. 제 1 비트 라인(BL1)에 연결된 낸드 스트링(NS21)의 채널 전압은 제 2 부스팅 전압(Vboost2)이다. 따라서, 낸드 스트링(NS21)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에, 제 2 부스팅 전압(Vboost2) 및 전원 전압(Vcc)의 차이에 대응하는 전계가 형성될 것이다. 마찬가지로, 낸드 스트링(NS23)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에, 제 2 부스팅 전압(Vboost2) 및 전원 전압(Vcc)의 차이에 대응하는 전계가 형성될 것이다.In exemplary embodiments, a power supply voltage Vcc is applied to the first bit line BL1. The channel voltage of the NAND string NS21 connected to the first bit line BL1 is the second boosting voltage Vboost2. Therefore, an electric field corresponding to the difference between the second boosting voltage Vboost2 and the power supply voltage Vcc will be formed at both ends of the string select transistor SST of the NAND string NS21. Similarly, an electric field corresponding to the difference between the second boosting voltage Vboost2 and the power supply voltage Vcc will be formed at both ends of the string select transistor SST of the NAND string NS23.
제 2 비트 라인(BL2)에 접지 전압(Vss)이 인가되어 있다. 제 2 비트 라인(BL2)에 연결된 낸드 스트링(NS22)의 채널 전압은 제 2 부스팅 전압(Vboost2)이다. 따라서, 낸드 스트링(NS22)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에, 제 2 부스팅 전압(Vboost2) 및 접지 전압(Vss)의 차이에 대응하는 전계가 형성될 것이다. 이하에서, 각 낸드 스트링의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 양단에 형성되는 전계를 스트링 전계라 부르기로 한다.The ground voltage Vss is applied to the second bit line BL2. The channel voltage of the NAND string NS22 connected to the second bit line BL2 is the second boosting voltage Vboost2. Therefore, an electric field corresponding to the difference between the second boosting voltage Vboost2 and the ground voltage Vss will be formed at both ends of the string select transistor SST of the NAND string NS22. Hereinafter, an electric field formed at both ends of the string select transistor SST of each NAND string will be referred to as a string electric field.
즉, 선택 비트 라인(예를 들면, BL2)에 연결되는 비선택 행의 낸드 스트링(예를 들면, NS22)의 스트링 전계는 비선택 비트 라인(예를 들면, BL1 또는 BL3)에 연결되는 비선택 행의 낸드 스트링(예를 들면, NS21 또는 NS23)의 스트링 전계보다 크다. 따라서, 선택 비트 라인(BL2)에 연결된 비선택 행의 낸드 스트링(NS22)에서 프로그램 교란이 발생될 확률이, 비선택 비트 라인(BL1 또는 BL3)에 연결된 비선택 행의 낸드 스트링(NS21 또는 NS23)에서 프로그램 교란이 발생될 확률보다 크다.That is, the string electric field of the NAND string (e.g., NS22) of the unselected row connected to the select bit line (e.g. BL2) is unselected connected to the unselected bit line (e.g. BL1 or BL3). Is greater than the string electric field of the NAND string of the row (e.g., NS21 or NS23). Accordingly, the probability that program disturb occurs in the NAND string NS22 of the non-selected row connected to the selection bit line BL2 is such that the NAND string NS21 or NS23 of the non-selected row connected to the unselected bit line BL1 or BL3. Is greater than the probability of program disturb.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 장치는 선택 비트 라인에 제 1 양전압을 인가하고, 비선택 비트 라인에 제 2 양전압을 인가하도록 구성된다.In order to prevent such a problem, the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention is configured to apply the first positive voltage to the selected bit line and the second positive voltage to the unselected bit line.
도 9는 도 1의 불휘발성 메모리 장치(100)의 프로그램 방법을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 9를 참조하면, S110 단계에서, 선택 비트 라인에 제 1 양전압이 인가된다. 예를 들면, 선택 비트 라인에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이 인가될 것이다. 예를 들면, 제 1 비트 라인 전압(VBL1)은 전원 전압(Vcc) 보다 낮은 레벨을 가질 것이다. 예를 들면, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 선택 비트 라인들에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)을 셋업할 것이다.9 is a flowchart illustrating a program method of the nonvolatile memory device 100 of FIG. 1. 1 and 9, in step S110, a first positive voltage is applied to a selected bit line. For example, the first bit line voltage VBL1 may be applied to the selected bit line. For example, the first bit line voltage VBL1 may have a level lower than the power supply voltage Vcc. For example, the read and write
S120 단계에서, 비선택 비트 라인에 제 2 양전압이 인가된다. 예를 들면, 비선택 비트 라인에 제 2 비트 라인 전압(VBL2)이 인가될 것이다. 예를 들면, 제 2 비트 라인 전압(VBL2)은 전원 전압(Vcc)일 것이다. 예를 들면, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 비선택 비트 라인들에 제 2 비트 라인 전압(VBL2)을 셋업할 것이다.In step S120, the second positive voltage is applied to the unselected bit line. For example, the second bit line voltage VBL2 may be applied to the unselected bit line. For example, the second bit line voltage VBL2 may be a power supply voltage Vcc. For example, the read and write
S130 단계에서, 워드 라인들에 프로그램 동작 전압이 인가된다. 예를 들면, 선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가되고, 비선택 워드 라인들에 패스 전압(Vpass)이 인가될 것이다. 예를 들면, 어드레스 디코더(120)는 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 전달할 것이다.In operation S130, program operating voltages are applied to the word lines. For example, the program voltage Vpgm may be applied to the select word lines, and the pass voltage Vpass may be applied to the unselected word lines. For example, the
도 10은 도 9의 프로그램 방법에 따른 전압 변화를 보여주는 타이밍도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 제 1 시간(t1) 내지 제 2 시간(t2)에 비트 라인 셋업이 수행된다. 예를 들면, 비트 라인 셋업은 S110 단계 및 S120 단계와 마찬가지로 수행될 것이다. 예를 들면, 비트 라인들(BL) 중 선택 비트 라인에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이 인가되고, 비선택 비트 라인에 제 2 비트 라인 전압(VBL2)이 인가될 것이다.10 is a timing diagram illustrating a voltage change according to the program method of FIG. 9. 9 and 10, bit line setup is performed at a first time t1 to a second time t2. For example, bit line setup will be performed similarly to steps S110 and S120. For example, the first bit line voltage VBL1 may be applied to the selected bit line among the bit lines BL, and the second bit line voltage VBL2 may be applied to the unselected bit line.
예시적으로, 제 1 비트 라인 전압(VBL1)은 전원 전압(Vcc) 보다 낮은 레벨을 가질 것이다. 예를 들면, 제 1 비트 라인 전압(VBL1)은 0.1V 내지 0.5V 의 범위 내의 레벨을 가질 것이다. 예를 들면, 제 1 비트 라인 전압(VBL1)은 0.3V일 것이다. 예를 들면, 제 2 비트 라인 전압(VBL2)은 전원 전압(Vcc)일 것이다.In exemplary embodiments, the first bit line voltage VBL1 may have a level lower than the power supply voltage Vcc. For example, the first bit line voltage VBL1 may have a level in the range of 0.1V to 0.5V. For example, the first bit line voltage VBL1 may be 0.3V. For example, the second bit line voltage VBL2 may be a power supply voltage Vcc.
제 2 시간(t2) 내지 제 3 시간(t3)에, 채널 부스팅이 수행된다. 예를 들면, 선택 행의 낸드 스트링들에 대응하는 스트링 선택 라인(SSL)에 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 인가된다. 스트링 선택 라인 전압(VSSL)은 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 문턱 전압 보다 높은 레벨을 가질 것이다. 예를 들면, 스트링 선택 라인 전압(VSSL)은 전원 전압(Vcc)일 것이다. 즉, 선택 행의 낸드 스트링들은 비트 라인들(BL)과 전기적으로 연결된다.At a second time t2 to a third time t3, channel boosting is performed. For example, the string select line voltage VSSL is applied to the string select line SSL corresponding to the NAND strings of the select row. The string select line voltage VSSL may have a level higher than the threshold voltage of the string select transistor SST. For example, the string select line voltage VSSL may be the power supply voltage Vcc. That is, the NAND strings of the selection row are electrically connected to the bit lines BL.
비선택 행의 낸드 스트링들에 대응하는 스트링 선택 라인(SSL)에 접지 전압(Vss)이 인가된다. 즉, 비선택 행의 낸드 스트링들은 비트 라인들(BL)과 전기적으로 분리된다.The ground voltage Vss is applied to the string select line SSL corresponding to the NAND strings of the unselected row. That is, the NAND strings of the non-selected row are electrically separated from the bit lines BL.
선택 워드 라인 및 비선택 워드 라인들에 패스 전압(Vpass)이 인가된다. 즉, 낸드 스트링들의 메모리 셀들에 채널들이 각각 형성된다.A pass voltage Vpass is applied to the selected word line and the unselected word lines. That is, channels are formed in memory cells of the NAND strings, respectively.
제 3 시간(t3)에 프로그램이 수행된다. 예를 들면, 선택 워드 라인에 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다.The program is performed at the third time t3. For example, a program voltage Vpgm is applied to the select word line.
비트 라인 셋업 구간, 채널 부스팅 구간, 그리고 프로그램 구간에서, 접지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가된다. 즉, 낸드 스트링들은 공통 소스 라인(CSL)과 전기적으로 분리된다.In the bit line setup period, the channel boosting period, and the program period, the ground voltage Vss is applied to the ground select line GSL. That is, the NAND strings are electrically separated from the common source line CSL.
도 10에서, 스트링 선택 라인 전압(VSSL) 및 패스 전압(Vpass)은 제 2 시간에 인가되는 것으로 설명되었다. 그러나, 스트링 선택 라인 전압(VSSL) 및 패스 전압(Vpass)은 제 2 시간에 인가되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 선택 행의 낸드 스트링들에 대응하는 스트링 선택 라인(SSL)에 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 인가된 후, 선택 워드 라인 및 비선택 워드 라인들에 패스 전압(Vpass)이 인가될 수 있다.In FIG. 10, the string select line voltage VSSL and the pass voltage Vpass have been described as being applied at the second time. However, the string select line voltage VSSL and the pass voltage Vpass are not limited to being applied at the second time. For example, after the string select line voltage VSSL is applied to the string select line SSL corresponding to the NAND strings of the selected row, the pass voltage Vpass is applied to the selected word line and the unselected word lines. Can be.
도 11 및 도 12는 도 10의 전압 변화에 기반한 프로그램 전압 조건들을 각각 보여주는 테이블들이다. 예시적으로, 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이, 선택 행의 낸드 스트링들(NS11~NS13)의 전압 조건들이 도 11에 도시되어 있다. 그리고, 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 전압 조건들이 도 12에 도시되어 있다.11 and 12 are tables showing program voltage conditions based on the voltage change of FIG. 10, respectively. For example, as described with reference to FIG. 7, voltage conditions of the NAND strings NS11 to NS13 of the selection row are illustrated in FIG. 11. As described with reference to FIG. 8, the voltage conditions of the NAND strings NS21 to NS23 of the non-selected row are shown in FIG. 12.
도 10 및 도 11을 참조하면, 선택 비트 라인(BL2)에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이 인가되고, 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)에 제 2 비트 라인 전압(VBL2)이 각각 인가된다. 제 1 스트링 선택 라인(SSL1)에 스트링 선택 라인 전압(VSSL)이 인가된다. 워드 라인들(WL)에 패스 전압(Vpass) 및 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. 접지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가된다.10 and 11, the first bit line voltage VBL1 is applied to the select bit line BL2, and the second bit line voltage VBL2 is applied to the unselected bit lines BL1 and BL3, respectively. do. The string select line voltage VSSL is applied to the first string select line SSL1. The pass voltage Vpass and the program voltage Vpgm are applied to the word lines WL. The ground voltage Vss is applied to the ground select line GSL.
도 7을 참조하여 설명된 바와 같이, 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)에 대응하는 낸드 스트링들(NS11, NS13)의 채널은 제 1 부스팅 전압(Vboost1)으로 부스팅될 것이다. 따라서, 비선택 비트 라인들(BL1, BL3)에 대응하는 낸드 스트링들(NS11, NS13)은 프로그램 금지될 것이다.As described with reference to FIG. 7, the channels of the NAND strings NS11 and NS13 corresponding to the unselected bit lines BL1 and BL3 will be boosted with the first boosting voltage Vboost1. Therefore, the NAND strings NS11 and NS13 corresponding to the unselected bit lines BL1 and BL3 will be program inhibited.
선택 비트 라인(BL2)에 대응하는 낸드 스트링(NS22)의 채널 전압은 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이다. 제 1 비트 라인 전압(VBL1)은 전원 전압(Vcc) 보다 낮은 레벨을 갖는다. 따라서, 프로그램 전압(Vpgm) 및 제 1 비트 라인 전압(VBL1) 사이의 전압 차이에 의해, 선택 비트 라인(BL2)에 대응하는 낸드 스트링(NS12)에서 프로그램이 수행될 것이다.The channel voltage of the NAND string NS22 corresponding to the selection bit line BL2 is the first bit line voltage VBL1. The first bit line voltage VBL1 has a level lower than the power supply voltage Vcc. Therefore, the program will be performed in the NAND string NS12 corresponding to the selection bit line BL2 by the voltage difference between the program voltage Vpgm and the first bit line voltage VBL1.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 선택 비트 라인(BL2)에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이 인가되고, 비선택 비트 라인들(BL1,BL3)에 제 2 비트 라인 전압(VBL2)이 각각 인가된다. 제 2 스트링 선택 라인(SSL2)에 접지 전압(Vss)이 인가된다. 워드 라인들(WL)에 패스 전압(Vpass) 및 프로그램 전압(Vpgm)이 인가된다. 접지 선택 라인(GSL)에 접지 전압(Vss)이 인가된다.10 to 12, the first bit line voltage VBL1 is applied to the select bit line BL2, and the second bit line voltage VBL2 is applied to the unselected bit lines BL1 and BL3, respectively. do. The ground voltage Vss is applied to the second string select line SSL2. The pass voltage Vpass and the program voltage Vpgm are applied to the word lines WL. The ground voltage Vss is applied to the ground select line GSL.
도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 비선택 행의 낸드 스트링들(NS21~NS23)의 채널 전압은 제 2 부스팅 전압(Vboost2)으로 상승할 것이다. 선택 비트 라인(BL2)에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)이 인가되어 있다. 따라서, 선택 비트 라인(BL2)에 연결되는 비선택 행의 낸드 스트링(NS22)의 스트링 전계는 제 2 부스팅 전압(Vboost2) 및 제 1 비트 라인 전압(VBL1)의 차이에 기반하여 형성된다. 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 전압 조건들과 비교하면, 선택 비트 라인(BL2)에 연결되는 비선택 행의 낸드 스트링(NS22)의 스트링 전계가 감소한다. 따라서, 프로그램 교란이 방지되며, 불휘발성 메모리 장치(100)의 신뢰성이 향상된다.As described with reference to FIG. 8, the channel voltages of the NAND strings NS21 to NS23 in the unselected row will rise to the second boosting voltage Vboost2. The first bit line voltage VBL1 is applied to the selection bit line BL2. Therefore, the string electric field of the NAND string NS22 of the unselected row connected to the selection bit line BL2 is formed based on the difference between the second boosting voltage Vboost2 and the first bit line voltage VBL1. Compared with the voltage conditions described with reference to FIGS. 7 and 8, the string electric field of the NAND string NS22 of the unselected row connected to the select bit line BL2 is reduced. Therefore, program disturb is prevented and the reliability of the nonvolatile memory device 100 is improved.
도 13은 도 1의 읽기 및 쓰기 회로(130)를 보여주는 블록도이다. 도 13을 참조하면, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 복수의 페이지 버퍼들(131~13m)을 포함한다. 페이지 버퍼들(131~13m)은 비트 라인들(BL1~BLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLm) 사이에 각각 연결된다.FIG. 13 is a block diagram illustrating the read and write
쓰기 동작 시에, 각 페이지 버퍼는 대응하는 데이터 라인으로부터 쓰기 데이터를 수신하도록 구성된다. 각 페이지 버퍼는 수신된 쓰기 데이터를 저장한다. 저장된 쓰기 데이터에 기반하여, 각 페이지 버퍼는 대응하는 비트 라인을 셋업하도록 구성된다. 예를 들면, 수신된 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 각 페이지 버퍼는 대응하는 비트 라인을 제 1 비트 라인 전압(VBL1)으로 셋업할 것이다. 예를 들면, 수신된 쓰기 데이터가 프로그램 금지 데이터일 때, 각 페이지 버퍼는 대응하는 비트 라인을 제 2 비트 라인 전압(VBL2)으로 셋업할 것이다.In a write operation, each page buffer is configured to receive write data from a corresponding data line. Each page buffer stores received write data. Based on the stored write data, each page buffer is configured to set up a corresponding bit line. For example, when the received write data is program data, each page buffer will set up the corresponding bit line to the first bit line voltage VBL1. For example, when the received write data is program inhibited data, each page buffer will set up the corresponding bit line to the second bit line voltage VBL2.
도 14는 도 13의 페이지 버퍼들(131~13m) 중 하나의 제 1 실시 예(400)를 보여주는 회로도이다. 도 14를 참조하면, 페이지 버퍼(400)는 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(460)를 포함한다.FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a
래치(410)는 비트 라인 선택 회로(420), 센싱 회로(440), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 예시적으로, 래치(410)의 제 1 노드(N1)는 선택 회로(420), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 래치(410)의 제 2 노드(N2)는 센싱 회로(440) 및 바이어스 회로(460)에 연결된다. 쓰기 동작 시에, 래치(410)는 쓰기 데이터를 저장하도록 구성된다. 읽기 동작 시에, 래치(410)는 읽어진 데이터를 저장하도록 구성된다.The
선택 회로(420)는 비트 라인(BL), 래치(410), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 예를 들면, 쓰기 동작 시에, 선택 회로(420)는 선택 신호(BLSLT)에 응답하여 래치(410) 및 비트 라인(BL)을 전기적으로 연결하도록 구성된다. 예를 들면, 선택 회로(420)는 스위치를 포함한다. 예를 들면, 선택 회로(420)는 트랜지스터를 포함한다. 선택 회로(420)는 선택 신호(BLSLT)에 응답하여 동작한다.The
로딩 회로(430)는 비트 라인(BL), 선택 회로(420), 그리고 센싱 회로(440)에 연결된다. 예를 들면, 읽기 동작 시에, 로딩 회로(430)는 센싱 노드(SO)를 전원 전압(Vcc)으로 충전하도록 구성된다. 예를 들면, 로딩 회로(430)는 스위치를 포함한다. 예를 들면, 로딩 회로(430)는 트랜지스터를 포함한다. 로딩 회로(430)는 프리차지 신호(PRE)에 응답하여 전원 전압(Vcc)을 비트 라인(BL)에 제공하도록 구성된다.The
센싱 회로(440)는 비트 라인(BL), 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 예를 들면, 읽기 동작 시에, 센싱 회로(440)는 래치 신호(LAT)에 응답하여 센싱 노드(SO)의 전압 레벨을 래치(410)에 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 읽기 동작 시에 래치 신호(LAT)가 활성화될 것이다. 이때, 센싱 노드(SO)의 전압 레벨에 응답하여 제 1 트랜지스터(T1)가 동작할 것이다. 즉, 센싱 노드(SO)의 전압 레벨이 하이일 때, 센싱 회로(440)는 접지 전압(Vss)을 래치(410)에 전달할 것이다. 센싱 노드(SO)의 전압 레벨이 로우일 때, 센싱 회로(440)는 접지 전압(Vss)을 래치(410)에 전달하지 않을 것이다. 즉, 읽기 동작 시에, 센싱 노드(SO)의 전압 레벨에 응답하여 래치(410)의 상태가 변화될 것이다.The
예를 들면, 센싱 회로(440)는 적어도 두 개의 스위치들을 포함한다. 예를 들면, 센싱 회로(440)는 제 1 및 제 2 트랜지스터들(T1, T2)을 포함한다. 제 1 트랜지스터(T1)는 비트 라인(BL), 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 제 2 트랜지스터(T2)는 래치 신호(T2)에 응답하여 제 1 트랜지스터(T1)에 접지 전압(Vss)을 제공하도록 구성된다.For example,
Y 게이트 회로(450)는 래치(410), 선택 회로(420), 그리고 바이어스 회로(460)에 연결된다. 예를 들면, 읽기 및 쓰기 동작 시에, Y 게이트 회로(450)는 데이터 라인(DL) 및 래치(410)를 연결하도록 구성된다. 예를 들면, 읽기 동작 시에, Y 게이트 회로(450)는 래치(410)에 저장된 읽기 데이터를 데이터 라인(DL)으로 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 쓰기 동작 시에, Y 게이트 회로(450)는 데이터 라인(DL)을 통해 수신되는 데이터를 래치(410)에 전달하도록 구성된다.The
예를 들면, Y 게이트 회로(450)는 스위치를 포함한다. 예를 들면, Y 게이트 회로(450)는 트랜지스터를 포함한다. 예를 들면, Y 게이트 회로(450)는 열 어드레스(YA)에 응답하여 동작하도록 구성된다.For example, the
바이어스 회로(460)는 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), 그리고 Y 게이트 회로(450)에 연결된다. 예를 들면, 프로그램 동작 시에, 바이어스 회로(410)는 래치(410)에 저장된 쓰기 데이터에 따라 비트 라인(BL)을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 바이어스 회로(410)는 제 1 비트 라인 전압(VBL1)을 비트 라인(BL)에 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 래치(410)에 저장된 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 바이어스 회로(460)는 비트 라인(BL)에 제 1 비트 라인 전압(VBL1)을 제공하도록 구성된다.The
예를 들면, 바이어스 회로(460)는 적어도 세 개의 스위치들을 포함한다. 예를 들면, 바이어스 회로(460)는 제 3 내지 제 5 트랜지스터들(T3~T5)을 포함한다. 제 3 트랜지스터(T3)는 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압 레벨에 응답하여, 기준 전압(Vref)을 제 4 트랜지스터(T4)에 전달하도록 구성된다. 제 4 트랜지스터(T4)는 제 3 트랜지스터(T3)로부터 전달되는 전압에 응답하여, 전원 전압(Vcc)을 제 5 트랜지스터(T5)로 전달하도록 구성된다. 제 5 트랜지스터(T5)는 프로그램 신호(PGM_S)에 응답하여 제 4 트랜지스터(T4)의 출력을 래치(410)의 제 1 노드(N1)에 전달하도록 구성된다.For example,
프로그램 동작 시에, 어드레스(ADDR) 및 쓰기 데이터가 수신될 것이다. 어드레스(ADDR) 중 열 어드레스에 응답하여, Y 게이트 회로(450)가 턴-온 될 것이다. Y 게이트 회로(450)가 턴-온 되면, 쓰기 데이터가 래치(410)에 전달될 것이다.In the program operation, an address ADDR and write data will be received. In response to the column address of the address ADDR, the
이후에, 선택 신호(BLSLT)가 활성화될 것이다. 선택 신호(BLLST)가 활성화되면, 선택 회로(420)는 래치(410)의 제 1 노드 및 비트 라인(BL)을 전기적으로 연결할 것이다.Thereafter, the selection signal BLSLT will be activated. When the select signal BLLST is activated, the
쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 래치(410)의 제 1 노드의 전압은 로우 레벨일 것이다. 그리고, 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압은 하이 레벨일 것이다. 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압이 하이 레벨이면, 제 3 트랜지스터(T3)가 턴-온 될 것이다. 따라서, 기준 전압(Vref)이 제 4 트랜지스터(T4)의 게이트에 전달될 것이다.When the write data is program data, the voltage of the first node of the
제4 트랜지스터(T4)는 전원 전압(Vcc) 노드 및 제 5 트랜지스터(T5) 사이에 연결된다. 제 3 트랜지스터(T3)로부터 수신되는 기준 전압(Vref)에 응답하여, 제 4 트랜지스터(T4)는 전원 전압(Vcc)을 제 5 트랜지스터(T5)에 전달할 것이다. 예시적으로, 제 4 트랜지스터(T4)를 통해 제 5 트랜지스터(T5)로 전달되는 전압의 레벨은 제 4 트랜지스터(T4)의 게이트 전압, 즉 기준 전압(Vref) 보다 낮을 것이다. 예시적으로, 제 4 트랜지스터(T4)를 통해 제 5 트랜지스터(T5)로 전달되는 전압의 레벨이 제 1 비트 라인 전압(VBL1)으로 조절되도록, 기준 전압(Vref)의 레벨이 설정될 것이다. 즉, 제 3 트랜지스터(T3)를 통해 전달되는 기준 전압(Vref)에 응답하여, 제 4 트랜지스터(T4)는 전원 전압(Vcc)의 레벨을 제 1 비트 라인 전압(VBL1)의 레벨로 조절하여 제 5 트랜지스터(T5)로 전달할 것이다.The fourth transistor T4 is connected between the power supply voltage Vcc node and the fifth transistor T5. In response to the reference voltage Vref received from the third transistor T3, the fourth transistor T4 will transfer the power supply voltage Vcc to the fifth transistor T5. In exemplary embodiments, the level of the voltage transmitted to the fifth transistor T5 through the fourth transistor T4 may be lower than the gate voltage of the fourth transistor T4, that is, the reference voltage Vref. For example, the level of the reference voltage Vref may be set such that the level of the voltage transferred through the fourth transistor T4 to the fifth transistor T5 is adjusted to the first bit line voltage VBL1. In other words, in response to the reference voltage Vref transmitted through the third transistor T3, the fourth transistor T4 adjusts the level of the power supply voltage Vcc to the level of the first bit line voltage VBL1. 5 will be transferred to transistor T5.
쓰기 동작 시에, 프로그램 신호(PGM_S)가 활성화될 것이다. 따라서, 쓰기 동작 시에, 바이어스 회로(460)의 출력이 비트 라인(BL)에 전달될 것이다. 즉, 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 비트 라인(BL)은 제 1 비트 라인 전압(VBL1)으로 셋업될 것이다.In the write operation, the program signal PGM_S will be activated. Thus, during the write operation, the output of the
쓰기 데이터가 프로그램 금지 데이터일 때, 래치(410)의 제 1 노드(N1)의 전압은 하이 레벨일 것이다. 그리고, 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압은 로우 레벨일 것이다. 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압이 로우 레벨이면, 바이어스 회로(460)의 제 3 트랜지스터(T3)는 턴-오프될 것이다. 따라서, 제 4 트랜지스터(T4) 또한 턴-오프 되며, 바이어스 회로(460) 및 비트 라인(BL)은 전기적으로 분리될 것이다. 래치(410)의 제 1 노드(N1)의 전압이 하이 레벨이므로, 비트 라인(BL)은 하이 레벨로 셋업될 것이다. 예를 들면, 비트 라인(BL)은 제 2 비트 라인 전압(VBL2)으로 셋업될 것이다.When the write data is program inhibited data, the voltage of the first node N1 of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 페이지 버퍼(400)는 프로그램 데이터에 대응하는 비트 라인을 제 1 비트 라인 전압(VBL1)으로 구동하고, 그리고 프로그램 금지 데이터에 대응하는 비트 라인을 제 2 비트 라인 전압(VBL2)으로 구동하도록 구성된다. 따라서, 불휘발성 메모리 장치(100)의 신뢰성이 향상된다.As described above, the
도 15는 도 13의 페이지 버퍼들(131~13m) 중 하나의 제 2 실시 예(400')를 보여주는 회로도이다. 도 15를 참조하면, 페이지 버퍼(400')는 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(470)를 포함한다. 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), 그리고 Y 게이트 회로(450)는 도 14를 참조하여 설명된 바와 동일하가 구성된다. 따라서, 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), 그리고 Y 게이트 회로(450)의 상세한 설명은 생략된다.FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a
제 4 트랜지스터(T4)가 제거되는 것을 제외하면, 바이어스 회로(470)는 도 14를 참조하여 설명된 바이어스 회로(450)와 동일하게 구성된다. 예를 들면, 제 3 트랜지스터(T3)는 래치(410)의 제 2 노드(N2)의 전압 레벨에 응답하여, 기준 전압(Vref)을 전달하도록 구성된다. 기준 전압(Vref)은 제 5 트랜지스터(T5)로 전달된다.The bias circuit 470 is configured in the same manner as the
제 5 트랜지스터(T5)는 프로그램 신호(PGM_S)에 응답하여 턴-온 된다. 즉, 제 5 트랜지스터(T5)는 프로그램 신호(PGM_S)에 응답하여 제 3 트랜지스터(T3)의 출력을 비트 라인(BL)에 전달하도록 구성된다. 예시적으로, 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 제 3 트랜지스터(T3)는 턴-온 될 것이다. 즉, 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 비트 라인(BL)은 기준 전압(Vref)으로 셋업될 것이다. 예시적으로, 기준 전압(Vref)의 레벨은 제 1 비트 라인 전압(VBL1)의 레벨로 설정될 것이다.The fifth transistor T5 is turned on in response to the program signal PGM_S. That is, the fifth transistor T5 is configured to transfer the output of the third transistor T3 to the bit line BL in response to the program signal PGM_S. In exemplary embodiments, when the write data is program data, the third transistor T3 may be turned on. That is, when the write data is the program data, the bit line BL will be set up to the reference voltage Vref. In exemplary embodiments, the level of the reference voltage Vref may be set to the level of the first bit line voltage VBL1.
도 16은 도 13의 페이지 버퍼들(131~13m) 중 하나의 제 3 실시 예(500)를 보여주는 회로도이다. 도 16을 참조하면, 페이지 버퍼(500)는 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 센싱 회로(540), Y 게이트 회로(550), 바이어스 회로(560), 제 2 래치(610), 데이터 전달 회로(620), 그리고 덤프 회로(630)를 포함한다. 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 센싱 회로(540), Y 게이트 회로(550), 그리고 바이어스 회로(560)는 도 14를 참조하여 설명된 래치(410), 선택 회로(420), 로딩 회로(430), 센싱 회로(440), Y 게이트 회로(450), 그리고 바이어스 회로(460)와 동일하게 구성된다. 따라서, 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 센싱 회로(540), Y 게이트 회로(550), 그리고 바이어스 회로(560)의 상세한 설명은 생략된다.FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a
제 2 래치(610)는 데이터 전달 회로(620) 및 덤프 회로(630)에 연결된다. 제 2 래치(610)는 쓰기 데이터 또는 읽기 데이터를 저장하도록 구성된다.The
데이터 전달 회로(620)는 제 2 래치(610), Y 게이트 회로(550), 그리고 제 2 선택 회로(640)에 연결된다. 데이터 전달 회로(620)는 Y 게이트 회로(550)를 통해 수신되는 데이터를 래치(610)에 전달하도록 구성된다. 예시적으로, 데이터 전달 회로(620)는 적어도 두 개의 스위치들을 포함한다. 예를 들면, 데이터 전달 회로(620)는 제 6 및 제 7 트랜지스터들(T6, T7)을 포함한다. 제 6 트랜지스터(T6)는 데이터 신호(DI)에 응답하여 동작한다. 제 7 트랜지스터(T7)은 데이터 반전 신호(nDI)에 응답하여 동작한다. 제 6 및 제 7 트랜지스터들(T6, T7)은 제 2 래치(610)의 양단 및 Y 게이트 회로(550) 사이에 각각 연결된다.The
덤프 회로(630)는 제 2 래치(610), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 그리고 센싱 회로(540)에 연결된다. 덤프 회로(630)는 제 2 래치(610)에 저장된 데이터를 제 1 래치(510)로 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 덤프 회로(630)는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 예를 들면, 덤프 회로(630)는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다. 예를 들면, 덤프 회로(630)는 덤프 신호(DUMP)에 응답하여 동작한다.The
덤프 신호(DUMP)가 활성화되면, 제 2 래치(610)의 데이터는 센싱 노드(SO)로 전달된다. 이때 래치 신호(LAT)가 활성화되면, 센싱 노드(SO)의 전압 레벨에 따라 제 1 래치(510)의 데이터가 변화한다. 즉, 제 2 래치(610)의 데이터가 제 1 래치(510)로 전달된다.When the dump signal DUMP is activated, the data of the
제 2 선택 회로(640)는 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 바이어스 회로(560), 그리고 Y 게이트 회로(550)에 연결된다. 예를 들면, 읽기 동작 시에, 제 2 선택 회로(640)는 제 1 래치(510)에 저장된 읽기 데이터를 Y 게이트 회로(550)를 통해 데이터 라인(DL)에 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 제 2 선택 회로(640)는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 예를 들면, 제 2 선택 회로(640)는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다. 예를 들면, 제 2 선택 회로(640)는 제 2 선택 신호(PBD0)에 응답하여 동작한다.The
도 17은 도 13의 페이지 버퍼들(131~13m) 중 하나의 제 4 실시 예(500')를 보여주는 회로도이다. 도 17을 참조하면, 페이지 버퍼(500)는 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 센싱 회로(540), Y 게이트 회로(550), 바이어스 회로(570), 제 2 래치(610), 데이터 전달 회로(620), 그리고 덤프 회로(630)를 포함한다. 제 1 래치(510), 제 1 선택 회로(520), 로딩 회로(530), 센싱 회로(540), Y 게이트 회로(550), 제 2 래치(610), 데이터 전달 회로(620), 그리고 덤프 회로(630)는 도 16을 참조하여 설명된 바와 동일하게 구성된다. 바이어스 회로(570)는 도 15를 참조하여 설명된 바이어스 회로(470)와 동일하게 구성된다.FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a
도 14 내지 도 17에서, 페이지 버퍼의 구성 요소들이 설명되었다. 그러나, 페이지 버퍼의 구성 요소들은 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 구성 요소들로 한정되지 않는다.14 to 17, the components of the page buffer have been described. However, the components of the page buffer are not limited to the components described with reference to FIGS. 14 to 17.
예시적으로, 페이지 버퍼(500 또는 500')는 캐시 프로그램을 수행하도록 구성된다. 예를 들면, 제 1 쓰기 데이터가 제 1 래치(510)에 로딩될 것이다. 제 1 쓰기 데이터가 프로그램되는 동안, 제 2 쓰기 데이터가 제 2 래치(610)에 로딩될 것이다. 제 1 쓰기 데이터의 프로그램이 완료되면, 제 2 쓰기 데이터가 제 1 래치(610)로 덤프될 것이다. 이후에, 제 2 쓰기 데이터가 프로그램될 것이다. 마찬가지로, 제 2 쓰기 데이터가 프로그램되는 동안, 제 3 쓰기 데이터가 제 2 래치(610)에 로딩될 것이다. 캐시 프로그램이 수행되면, 불휘발성 메모리 장치(100)의 동작 속도가 향상될 것이다.By way of example,
예시적으로, 페이지 버퍼(500 또는 500')는 멀티 레벨 프로그램을 수행하도록 구성된다. 예를 들면, 메모리 셀에 최하위 비트(LSB, Least Significant Bit) 데이터가 저장되어 있는 것으로 가정한다. 페이지 버퍼(500 또는 500')는 메모리 셀에 저장된 최하위 비트 데이터를 읽어 제 2 래치(610)에 저장할 것이다. 페이지 버퍼(500 또는 500')는 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit) 데이터를 수신할 것이다. 예를 들면, 최상위 비트 데이터는 쓰기 데이터일 것이다. 페이지 버퍼(500 또는 500')는 수신된 최상위 비트 데이터를 제 1 래치(510)에 저장할 것이다. 제 1 및 제 2 래치들(510, 610)에 저장된 최하위 비트 데이터 및 쓰기 데이터(또는 최상위 비트 데이터)에 기반하여, 페이지 버퍼(500 또는 500')는 멀티 레벨 프로그램을 수행할 것이다.By way of example,
도 18은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 1 응용 예(BLKi_1)를 보여주는 회로도이다. 도 6의 메모리 블록(BLKi)과 비교하면, 각 낸드 스트링(NS)에서, 메모리 셀들(MC1~MC6) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 두 개의 접지 선택 트랜지스터들(GST1, GST2)이 제공될 수 있다. 또한, 동일한 높이의 접지 선택 트랜지스터(GST1 또는 GST2)에 대응하는 접지 선택 라인들(GSL1, GSL2)은 공통으로 연결될 수 있다. 또한, 동일한 낸드 스트링(NS)에 대응하는 접지 선택 라인들(GSL1, GSL2)은 공통으로 연결될 수 있다.FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a first application example BLKi_1 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi of FIG. 6, in each NAND string NS, two ground select transistors GST1 and GST2 may be provided between the memory cells MC1 to MC6 and the common source line CSL. Can be. In addition, the ground select lines GSL1 and GSL2 corresponding to the ground select transistors GST1 or GST2 having the same height may be connected in common. In addition, the ground select lines GSL1 and GSL2 corresponding to the same NAND string NS may be connected in common.
도 19는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 2 응용 예(BLKi_2)를 보여주는 회로도이다. 도 18의 메모리 블록(BLKi_1)과 비교하면, 각 낸드 스트링(NS)에서, 메모리 셀들(MC1~MC5) 및 비트 라인(BL) 사이에 두 개의 스트링 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)이 제공될 수 있다.FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a second application example BLKi_2 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi_1 of FIG. 18, in each NAND string NS, two string select transistors SST1 and SST2 may be provided between the memory cells MC1 ˜ MC5 and the bit line BL. have.
도 20은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 3 응용 예(BLKi_3)를 보여주는 회로도이다. 도 19의 메모리 블록(BLKi_2)과 비교하면, 동일한 낸드 스트링(NS)에 대응하는 스트링 선택 라인들(SSL)은 공통으로 연결된다.FIG. 20 is a circuit diagram illustrating a third application example BLKi_3 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi_2 of FIG. 19, the string select lines SSL corresponding to the same NAND string NS are connected in common.
도 21은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 4 응용 예(BLKi_4)를 보여주는 회로도이다. 도 6의 메모리 블록(BLKi)과 비교하면, 각 낸드 스트링에서 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 메모리 셀들(MC1~MC6) 사이에 더미 메모리 셀(DMC)이 제공된다. 더미 메모리 셀들(DMC)은 더미 워드 라인(DWL)에 공통으로 연결된다. 즉, 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL3) 및 워드 라인들(WL1~WL6) 사이에 더미 워드 라인(DWL)이 제공된다.FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a fourth application example BLKi_4 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi of FIG. 6, a dummy memory cell DMC is provided between the string select transistor SST and the memory cells MC1 ˜ MC6 in each NAND string. The dummy memory cells DMC are commonly connected to the dummy word line DWL. That is, the dummy word line DWL is provided between the string select lines SSL1 to SSL3 and the word lines WL1 to WL6.
도 22는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 5 응용 예(BLKi_5)를 보여주는 회로도이다. 도 6의 메모리 블록(BLKi)과 비교하면, 각 낸드 스트링에서 접지 선택 트랜지스터(GST) 및 메모리 셀들(MC1~MC6) 사이에 더미 메모리 셀(DMC)이 제공된다. 더미 메모리 셀들(DMC)은 더미 워드 라인(DWL)에 공통으로 연결된다. 즉, 접지 선택 라인(GSL) 및 워드 라인들(WL1~WL6) 사이에 더미 워드 라인(DWL)이 제공된다.FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a fifth application example BLKi_5 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi of FIG. 6, a dummy memory cell DMC is provided between the ground select transistor GST and the memory cells MC1 to MC6 in each NAND string. The dummy memory cells DMC are commonly connected to the dummy word line DWL. That is, the dummy word line DWL is provided between the ground select line GSL and the word lines WL1 to WL6.
도 23은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 메모리 블록(BLKi)의 등가 회로의 제 6 응용 예(BLKi_6)를 보여주는 회로도이다. 도 6의 메모리 블록(BLKi)과 비교하면, 각 낸드 스트링에서 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 메모리 셀들(MC1~MC5) 사이에 더미 메모리 셀(DMC)이 제공된다. 더미 메모리 셀들(DMC)은 제 1 더미 워드 라인(DWL1)에 공통으로 연결된다. 즉, 스트링 선택 라인들(SSL1~SSL3) 및 워드 라인들(WL1~WL6) 사이에 제 1 더미 워드 라인(DWL1)이 제공된다.FIG. 23 is a circuit diagram illustrating a sixth application example BLKi_6 of an equivalent circuit of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the memory block BLKi of FIG. 6, a dummy memory cell DMC is provided between the string select transistor SST and the memory cells MC1 to MC5 in each NAND string. The dummy memory cells DMC are commonly connected to the first dummy word line DWL1. That is, the first dummy word line DWL1 is provided between the string select lines SSL1 to SSL3 and the word lines WL1 to WL6.
각 낸드 스트링에서 접지 선택 트랜지스터(GST) 및 메모리 셀들(MC1~MC5) 사이에 더미 메모리 셀(DMC)이 제공된다. 더미 메모리 셀들(DMC)은 제 2 더미 워드 라인(DWL2)에 공통으로 연결된다. 즉, 접지 선택 라인(GSL) 및 워드 라인들(WL1~WL5) 사이에 더미 워드 라인(DWL2)이 제공된다.In each NAND string, a dummy memory cell DMC is provided between the ground select transistor GST and the memory cells MC1 ˜ MC5. The dummy memory cells DMC are commonly connected to the second dummy word line DWL2. That is, the dummy word line DWL2 is provided between the ground select line GSL and the word lines WL1 to WL5.
도 24는 도 3의 메모리 블록(BLKi)의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다. 도 3의 메모리 블록(BLKi)과 비교하면, 메모리 블록(BLKi')에서, 필라들(113')은 사각 기둥의 형태로 제공될 것이다. 또한, 제 1 방향을 따라 배치된 필라들(113') 사이에, 절연 물질들(120)이 제공된다.FIG. 24 is a block diagram illustrating another embodiment of the memory block BLKi of FIG. 3. Compared to the memory block BLKi of FIG. 3, in the memory block BLKi ', the pillars 113' may be provided in the form of a square pillar. In addition, insulating
예시적으로, 절연 물질들(120)은 제 2 방향을 따라 신장되어 기판(111)에 연결될 것이다. 또한, 절연 물질들(120)은 필라들(113')이 제공되는 영역을 제외한 영역에서 제 1 방향을 따라 신장될 것이다. 즉, 도 3을 참조하여 설명된 제 1 방향을 따라 신장되는 도전 물질들(211~291, 212~292, 213~293))은 절연 물질들(120)에 의해 각각 두 부분들(211a~291a, 211b~291b, 212a~292a, 212b~292b, 213a~293a, 213b~293b)로 분리될 것이다. 즉, 분리된 도전 물질들의 부분들(211a~291a, 211b~291b, 212a~292a, 212b~292b, 213a~293a, 213b~293b)은 전기적으로 절연될 것이다.In exemplary embodiments, the insulating
제 1 및 제 2 도핑 영역들(311, 312) 상의 영역에서, 각 필라(113')는 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 한 부분들(211a~291a) 및 절연막(116)과 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성하고, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 다른 한 부분들(211b~291b) 및 절연막(116)과 다른 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성할 것이다.In the region on the first and second
제 2 및 제 3 도핑 영역들(312, 313) 상의 영역에서, 각 필라(113')는 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 한 부분들(212a~292a) 및 절연막(116)과 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성하고, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 다른 한 부분들(212b~292b) 및 절연막(116)과 다른 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성할 것이다.In the region on the second and third
제 3 및 제 4 도핑 영역들(313, 314) 상의 영역에서, 각 필라(113')는 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 한 부분들(213a~293a) 및 절연막(116)과 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성하고, 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들의 다른 한 부분들(213b~293b) 및 절연막(116)과 다른 하나의 낸드 스트링(NS)을 형성할 것이다.In the region on the third and fourth
즉, 절연막(120)을 이용하여 각 필라(113')의 양 측면에 제공되는 제 1 방향으로 신장되는 도전 물질들(211a~291a, 211b~291b)을 전기적으로 절연함으로써, 각 필라(113')는 두 개의 낸드 스트링(NS)을 형성할 수 있다.That is, the pillars 113 'are electrically insulated by using the insulating
도 25는 도 2의 메모리 블록의 제 2 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도 26은 도 25의 메모리 블록(BLKj)의 선(Ⅱ-Ⅱ')에 따른 단면도이다. 도 25 및 도 26을 참조하면, 기판(111) 상의 제 2 타입 도핑 영역(315)이 필라들(113)의 하부에 플레이트 형태로 제공되는 것을 제외하면, 메모리 블록(BLKj)은 도 3 내지 도 23을 참조하여 설명된 바와 마찬가지로 구성된다. 따라서, 메모리 블록(BLKj)의 등가 회로 또한 도 3 내지 도 23을 참조하여 설명된 바와 마찬가지로 나타날 것이다.FIG. 25 is a perspective view illustrating a second embodiment of the memory block of FIG. 2. FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of the memory block BLKj of FIG. 25. 25 and 26, except that the second type doped
도 27은 도 2의 메모리 블록의 제 3 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도 28은 도 27의 메모리 블록(BLKp)의 선(Ⅲ-Ⅲ')에 따른 단면도이다. 도 27 및 도 28을 참조하면, 기판(111) 상에 플레이트 형태의 제 2 타입 도핑 영역(315)이 제공된다. 도전 물질들(221'~281')은 플레이트(plate) 형태로 제공된다. 그리고, 절연막(116')은 필라(113')의 표면층(116')에 제공된다. 필라(113')의 중간층(114')은 p-타입 실리콘을 포함한다. 필라(113')의 중간층(114')은 제 2 방향의 바디(114')로 동작한다. 필라(113')의 내부층(115')은 절연 물질을 포함한다.FIG. 27 is a perspective view illustrating a third embodiment of the memory block of FIG. 2. FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of the memory block BLKp of FIG. 27. 27 and 28, a second type doped
도 29는 도 2의 메모리 블록의 제 4 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도 30은 도 29의 메모리 블록(BLKq)의 선(Ⅳ-Ⅳ')에 따른 단면도이다.FIG. 29 is a perspective view illustrating a fourth embodiment of the memory block of FIG. 2. FIG. 30 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of the memory block BLKq of FIG. 29.
도 29 및 도 30을 참조하면, 기판(111) 상에, 제 1 방향을 따라 신장되는 제 1 내지 제 4 상부 워드 라인들(UW1~UW4)이 제 2 방향을 따라 순차적으로 제공된다. 제 1 내지 제 4 상부 워드 라인들(UW1~UW4)은 제 2 방향을 따라 미리 설정된 거리 만큼 이격되어 제공된다. 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며, 제 2 방향을 따라 제 1 내지 제 4 상부 워드 라인들(UW1~UW4)을 관통하는 제 1 상부 필라들(UP1)이 제공된다.29 and 30, first to fourth upper word lines UW1 to UW4 extending along the first direction are sequentially provided along the second direction on the
기판(111) 상에, 제 1 방향을 따라 신장되는 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)이 제 2 방향을 따라 순차적으로 제공된다. 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)은 제 2 방향을 따라 미리 설정된 거리 만큼 이격되어 제공된다. 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며, 제 2 방향을 따라 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)을 관통하는 제 1 하부 필라들(DP1)이 제공된다. 그리고, 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며, 제 2 방향을 따라 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)을 관통하는 제 2 하부 필라들(DP2)이 제공된다. 예시적으로, 제 1 하부 필라들(DP1) 및 제 2 하부 필라들(DP2)은 제 2 방향을 따라 평행하게 배치될 수 있다.On the
기판(111) 상에, 제 1 방향을 따라 신장되는 제 5 내지 제 8 상부 워드 라인들(UW5~UW8)이 제 2 방향을 따라 순차적으로 제공된다. 제 5 내지 제 8 상부 워드 라인들(UW5~UW8)은 제 2 방향을 따라 미리 설정된 거리 만큼 이격되어 제공된다. 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치되며, 제 2 방향을 따라 제 5 내지 제 8 상부 워드 라인들(UW5~UW8)을 관통하는 제 2 상부 필라들(UP2)이 제공된다.On the
제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2)의 상부에 제 1 방향으로 신장되는 공통 소스 라인(CSL)이 제공된다. 예시적으로, 공통 소스 라인(CSL)은 n-타입 실리콘일 것이다. 예시적으로, 공통 소스 라인(CSL)이 금속 또는 폴리 실리콘 등과 같이 극성을 갖지 않는 도전 물질로 구성될 때, 공통 소스 라인(CSL) 및 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2) 사이에 n-타입 소스들이 추가적으로 제공될 수 있다. 예시적으로, 공통 소스 라인(CSL) 및 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2)은 콘택 플러그들을 통해 각각 연결될 수 있다.The common source line CSL extending in the first direction is provided on the first and second lower pillars DP1 and DP2. In exemplary embodiments, the common source line CSL may be n-type silicon. In exemplary embodiments, when the common source line CSL is formed of a conductive material having no polarity such as metal or polysilicon, the common source line CSL may be disposed between the common source line CSL and the first and second lower pillars DP1 and DP2. n-type sources may additionally be provided. In exemplary embodiments, the common source line CSL and the first and second lower pillars DP1 and DP2 may be connected through contact plugs, respectively.
제 1 및 제 2 상부 필라들(UP1, UP2) 상부에 드레인들(320)이 각각 제공된다. 예시적으로, 드레인들(320)은 n-타입 실리콘일 것이다. 드레인들(320)의 상부에 제 3 방향을 따라 신장되는 복수의 비트 라인들(BL1~BL3)이 제 1 방향을 따라 순차적으로 제공된다. 예시적으로, 비트 라인들(BL1~BL3)은 금속으로 구성될 것이다. 예시적으로, 비트 라인들(BL1~BL3) 및 드레인들(320)은 콘택 플러그들을 통해 연결될 수 있다.
제 1 및 제 2 상부 필라들(UP1, UP2) 각각은 표면층(116'') 및 내부층(114'')을 포함한다. 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2) 각각은 표면층(116'') 및 내부층(114'')을 포함한다. 제 1 및 제 2 상부 필라들(UP1, UP2), 그리고 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2)의 표면층(116'')은 블로킹 절연막, 전하 저장막, 그리고 터널링 절연막을 포함할 것이다.Each of the first and second upper pillars UP1 and UP2 includes a
터널 절연막은 열산화막을 포함할 것이다. 전하 저장막(118)은 질화막 또는 금속 산화막(예를 들면, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막 등)을 포함할 것이다. 블로킹 절연막은(119)은 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 블로킹 절연막(119)은 터널 절연막 및 전하 저장막 보다 높은 유전상수를 갖는 고유전막(예를 들면, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막 등)일 수 있다. 예시적으로, 터널 절연막, 전하 저장막, 그리고 블로킹 절연막은 ONO (oxide-nitride-oxide)를 구성할 수 있다.The tunnel insulating film will include a thermal oxide film. The charge storage film 118 may include a nitride film or a metal oxide film (eg, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or the like). The blocking insulating layer 119 may be formed in a single layer or multiple layers. The blocking insulating film 119 may be a high dielectric film (eg, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, etc.) having a higher dielectric constant than the tunnel insulating film and the charge storage film. In exemplary embodiments, the tunnel insulation layer, the charge storage layer, and the blocking insulation layer may constitute an oxide-nitride-oxide (ONO).
제 1 및 제 2 상부 필라들(UP1, UP2), 그리고 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2)의 내부층(114'')은 p-타입 실리콘일 것이다. 제 1 및 제 2 상부 필라들(UP1, UP2), 그리고 제 1 및 제 2 하부 필라들(DP1, DP2)의 내부층(114'')은 바디로 동작한다.The
제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 하부 필라들(DP1)은 제 1 파이프라인 컨택들(PC1)을 통해 연결된다. 예시적으로, 제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 하부 필라들(DP1)의 표면층들(116'')은 제 1 파이프라인 컨택들(PC1)의 표면층들을 통해 각각 연결된다. 제 1 파이프라인 컨택들(PC1)의 표면층들은 제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 하부 필라들(DP1)의 표면층들(116'')과 동일한 물질들로 구성될 것이다.The first upper pillars UP1 and the first lower pillars DP1 are connected through the first pipeline contacts PC1. In exemplary embodiments, the surface layers 116 ″ of the first upper pillars UP1 and the first lower pillars DP1 may be connected through the surface layers of the first pipeline contacts PC1, respectively. The surface layers of the first pipeline contacts PC1 may be made of the same materials as the surface layers 116 ″ of the first upper pillars UP1 and the first lower pillars DP1.
예시적으로, 제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 하부 필라들(DP1)의 내부층들(114'')은 제 1 파이프라인 컨택들(PC1)의 내부층들을 통해 각각 연결된다. 제 1 파이프라인 컨택들(PC1)의 내부층들은 제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 하부 필라들(DP1)의 내부층들(114'')과 동일한 물질들로 구성될 것이다.In exemplary embodiments, the
즉, 제 1 상부 필라들(UP1) 및 제 1 내지 제 4 상부 워드 라인들(UW1~UW4)은 제 1 상부 스트링들을 형성하고, 제 1 하부 필라들(DP1) 및 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)은 제 1 하부 스트링들을 형성한다. 제 1 상부 스트링들 및 제 1 하부 스트링들은 각각 제 1 파이프라인 콘택들(PC1)을 통해 연결된다. 제 1 상부 스트링들의 일단에 드레인들(320) 및 비트 라인들(BL1~BL3)이 연결된다. 제 1 하부 스트링들의 일단에 공통 소스 라인(CSL)이 연결된다. 즉, 제 1 상부 스트링들 및 제 1 하부 스트링들은 비트 라인들(BL1~BL3) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 연결된 복수의 스트링들을 형성한다.That is, the first upper pillars UP1 and the first to fourth upper word lines UW1 to UW4 form first upper strings, and the first lower pillars DP1 and the first to fourth lower words. The lines DW1 to DW4 form first lower strings. The first upper strings and the first lower strings are each connected through first pipeline contacts PC1. The
마찬가지로, 제 2 상부 필라들(UP2) 및 제 5 내지 제 8 상부 워드 라인들(UW5~UW8)은 제 2 상부 스트링들을 형성하고, 제 2 하부 필라들(DP2) 및 제 1 내지 제 4 하부 워드 라인들(DW1~DW4)은 제 2 하부 스트링들을 형성한다. 제 2 상부 스트링들 및 제 2 하부 스트링들은 제 2 파이프라인 콘택들(PC2)을 통해 연결된다. 제 2 상부 스트링들의 일단에 드레인들(320) 및 비트 라인들(BL1~BL3)이 연결된다. 제 2 하부 스트링들의 일단에 공통 소스 라인(CSL)이 연결된다. 즉, 제 2 상부 스트링들 및 제 2 하부 스트링들은 비트 라인들(BL1~BL3) 및 공통 소스 라인(CSL) 사이에 연결되는 복수의 스트링들을 형성한다.Similarly, the second upper pillars UP2 and the fifth to eighth upper word lines UW5 to UW8 form second upper strings, and the second lower pillars DP2 and the first to fourth lower words. The lines DW1 to DW4 form second lower strings. The second upper strings and the second lower strings are connected through second pipeline contacts PC2. The
하나의 스트링에 8 개의 트랜지스터들이 제공되고, 제 1 내지 제 3 비트 라인들(BL1~BL3) 각각에 두 개의 스트링들이 연결되는 것을 제외하면, 메모리 블록(BLKi_7)의 등가 회로는 도 3과 마찬가지로 나타날 것이다. 그러나, 메모리 블록(BLKi_7)의 워드 라인들, 비트 라인들, 그리고 스트링들의 수는 한정되지 않는다.An equivalent circuit of the memory block BLKi_7 is shown in FIG. 3 except that eight transistors are provided in one string, and two strings are connected to each of the first to third bit lines BL1 to BL3. will be. However, the number of word lines, bit lines, and strings of the memory block BLKi_7 is not limited.
예시적으로, 제 1 및 제 2 파이프라인 컨택들(PC1, PC2) 내의 바디들(114'')에 채널을 형성하기 위하여, 제 1 및 제 2 파이프라인 컨택 게이트들(미도시)이 각각 제공될 수 있다. 예시적으로, 제 1 및 제 2 파이프라인 컨택 게이트들(미도시)은 제 1 및 제 2 파이프라인 컨택들(PC1, PC2)의 표면상에 제공될 것이다.By way of example, first and second pipeline contact gates (not shown) are provided respectively to form a channel in the
예시적으로, 인접한 하부 필라들(DP1,DP2)에서 하부 워드 라인들(DW1~DW4)이 공유되는 것으로 설명되었다. 그러나, 상부 필라들(UP1, 또는 UP2)에 인접한 상부 필라들이 추가될 때, 인접한 상부 필라들은 상부 워드 라인들(UW1~UW4 또는 UW5~UW8)을 공유하도록 구성될 수 있다.For example, the lower word lines DW1 to DW4 are shared in the adjacent lower pillars DP1 and DP2. However, when the upper pillars adjacent to the upper pillars UP1 or UP2 are added, the adjacent upper pillars may be configured to share the upper word lines UW1 to UW4 or UW5 to UW8.
도 31은 도 1의 불휘발성 메모리 장치(100)를 포함하는 메모리 시스템(1000)을 보여주는 블록도이다. 도 31을 참조하면, 메모리 시스템(1000)은 불휘발성 메모리 장치(1100) 및 컨트롤러(1200)를 포함한다.FIG. 31 is a block diagram illustrating a
불휘발성 메모리 장치(1100)는 도 1 내지 도 30을 참조하여 설명된 바와 마찬가지로 구성되고, 동작할 것이다.The
컨트롤러(1200)는 호스트(Host) 및 불휘발성 메모리 장치(1100)에 연결된다. 호스트(Host)로부터의 요청에 응답하여, 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1100)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1100)의 읽기, 쓰기, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1200)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다.The
예시적으로, 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1100)에 제어 신호(CTRL) 및 어드레스(ADDR)를 제공하도록 구성된다. 그리고, 컨트롤러(1200)는 불휘발성 메모리 장치(1200)와 데이터(DATA)를 교환하도록 구성된다.For example, as described with reference to FIG. 1, the
예시적으로, 컨트롤러(1200)는 램(RAM, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 그리고 메모리 인터페이스(memory interface)와 같은 잘 알려진 구성 요소들을 더 포함한다. 램(RAM)은 프로세싱 유닛의 동작 메모리, 불휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이의 캐시 메모리, 그리고 불휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이의 버퍼 메모리 중 적어도 하나로서 이용된다. 프로세싱 유닛은 컨트롤러(1200)의 제반 동작을 제어한다.In exemplary embodiments, the
호스트 인터페이스는 호스트(Host) 및 컨트롤러(1200) 사이의 데이터 교환을 수행하기 위한 프로토콜을 포함한다. 예시적으로, 컨트롤러(1200)는 USB (Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC (multimedia card) 프로토콜, PCI (peripheral component interconnection) 프로토콜, PCI-E (PCI-express) 프로토콜, ATA (Advanced Technology Attachment) 프로토콜, Serial-ATA 프로토콜, Parallel-ATA 프로토콜, SCSI (small computer small interface) 프로토콜, ESDI (enhanced small disk interface) 프로토콜, 그리고 IDE (Integrated Drive Electronics) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 외부(호스트)와 통신하도록 구성된다. 메모리 인터페이스는 불휘발성 메모리 장치(1100)와 인터페이싱한다. 예를 들면, 메모리 인터페이스는 낸드 인터페이스 또는 노어 인터페이스를 포함한다.The host interface includes a protocol for performing data exchange between the host and the
메모리 시스템(1000)은 오류 정정 블록을 추가적으로 포함하도록 구성될 수 있다. 오류 정정 블록은 오류 정정 코드(ECC)를 이용하여 불휘발성 메모리 장치(1100)로부터 읽어진 데이터의 오류를 검출하고, 정정하도록 구성된다. 예시적으로, 오류 정정 블록은 컨트롤러(1200)의 구성 요소로서 제공된다. 오류 정정 블록은 불휘발성 메모리 장치(1100)의 구성 요소로서 제공될 수 있다.The
컨트롤러(1200) 및 불휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(1200) 및 불휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1200) 및 불휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 것이다.The
컨트롤러(1200) 및 불휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 반도체 드라이브(SSD, Solid State Drive)를 구성할 수 있다. 반도체 드라이브(SSD)는 반도체 메모리에 데이터를 저장하도록 구성되는 저장 장치를 포함한다. 메모리 시스템(10)이 반도체 드라이브(SSD)로 이용되는 경우, 메모리 시스템(10)에 연결된 호스트(Host)의 동작 속도는 획기적으로 개선된다.The
다른 예로서, 메모리 시스템(10)은 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등과 같은 전자 장치의 다양한 구성 요소들 중 하나로 제공된다.As another example, the memory system 10 may be a computer, an ultra mobile PC (UMPC), a workstation, a net-book, a personal digital assistant (PDA), a portable computer, a web tablet, a wireless device. Wireless phones, mobile phones, smart phones, e-books, portable multimedia players, portable game consoles, navigation devices, black boxes ), Digital camera, digital audio recorder, digital audio player, digital picture recorder, digital picture player, digital video recorder video recorder, digital video player, a device capable of transmitting and receiving information in a wireless environment, one of various electronic devices constituting a home network, one of various electronic devices constituting a computer network, Any of a variety of electronic devices that make up the informatics network, is provided to one of the various components of the electronic device, such as any of a variety of components that make up the RFID device, or a computing system.
예시적으로, 불휘발성 메모리 장치(1100) 또는 메모리 시스템(1000)은 다양한 형태들의 패키지로 실장될 수 있다. 예를 들면, 불휘발성 메모리 장치(1100) 또는 메모리 시스템(1000)은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.In exemplary embodiments, the
도 32는 도 31의 메모리 시스템(1000)의 응용 예를 보여주는 블록도이다. 도 32를 참조하면, 메모리 시스템(2000)은 불휘발성 메모리 장치(2100) 및 컨트롤러(2200)를 포함한다. 불휘발성 메모리 장치(2100)는 복수의 불휘발성 메모리 칩들을 포함한다. 복수의 불휘발성 메모리 칩들은 복수의 그룹들로 분할된다. 복수의 불휘발성 메모리 칩들의 각 그룹은 하나의 공통 채널을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하도록 구성된다. 도 32에서, 복수의 불휘발성 메모리 칩들은 제 1 내지 제 k 채널들(CH1~CHk)을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하는 것으로 도시되어 있다. 각 불휘발성 메모리 칩은 도 1 내지 도 30을 참조하여 설명된 불휘발성 메모리 장치(100)와 마찬가지로 구성된다.32 is a block diagram illustrating an application example of the
도 32에서, 하나의 채널에 복수의 불휘발성 메모리 칩들이 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나, 하나의 채널에 하나의 불휘발성 메모리 칩이 연결되도록 메모리 시스템(2000)이 변형될 수 있음이 이해될 것이다.In FIG. 32, a plurality of nonvolatile memory chips are connected to one channel. However, it will be appreciated that the
도 33은 도 32를 참조하여 설명된 메모리 시스템(2000)을 포함하는 컴퓨팅 시스템(3000)을 보여주는 블록도이다. 도 33을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(3000)은 중앙 처리 장치(3100), 램(3200, RAM, Random Access Memory), 사용자 인터페이스(3300), 전원(3400), 그리고 메모리 시스템(2000)을 포함한다.33 is a block diagram illustrating a
메모리 시스템(3500)은 시스템 버스(3500)를 통해, 중앙처리장치(3100), 램(3200), 사용자 인터페이스(3300), 그리고 전원(3400)에 전기적으로 연결된다. 사용자 인터페이스(3300)를 통해 제공되거나, 중앙 처리 장치(3100)에 의해서 처리된 데이터는 메모리 시스템(2000)에 저장된다.The
도 33에서, 불휘발성 메모리 장치(2100)는 컨트롤러(2200)를 통해 시스템 버스(3500)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 불휘발성 메모리 장치(2100)는 시스템 버스(3500)에 직접 연결되도록 구성될 수 있다.In FIG. 33, the
도 33에서, 도 32를 참조하여 설명된 메모리 시스템(2000)이 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 메모리 시스템(2000)은 도 31을 참조하여 설명된 메모리 시스템(1000)으로 대체될 수 있다.In FIG. 33, the
예시적으로, 컴퓨팅 시스템(3000)은 도 31 및 도 32를 참조하여 설명된 메모리 시스템들(1000, 2000)을 모두 포함하도록 구성될 수 있다.In exemplary embodiments, the
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope and spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.
100 : 불휘발성 메모리 장치
NS : 낸드 스트링
130 : 읽기 및 쓰기 회로
131~13m : 페이지 버퍼들100: nonvolatile memory device
NS: NAND string
130: read and write circuit
131 ~ 13m: page buffers
Claims (10)
선택 비트 라인에 제 1 전압을 인가하고;
비선택 비트 라인에 제 2 전압을 인가하고;
선택 메모리 셀들에 대응하는 스트링 선택 라인에 제 3 전압을 인가하고;
비선택 메모리 셀들에 대응하는 스트링 선택 라인에 제 4 전압을 인가하고; 그리고
워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것을 포함하고,
상기 제 1 내지 제 3 전압은 양전압인 프로그램 방법.A program method of a nonvolatile memory device comprising groups of memory cells sequentially provided in a direction perpendicular to a substrate:
Applying a first voltage to the select bit line;
Applying a second voltage to the unselected bit line;
Applying a third voltage to the string select line corresponding to the selected memory cells;
Applying a fourth voltage to the string select line corresponding to the unselected memory cells; And
Applying a program operating voltage to the word lines,
And the first to third voltages are positive voltages.
상기 제 1 전압은 상기 제 2 전압보다 낮은 레벨을 갖고,
상기 제 3 전압은 상기 제 4 전압 보다 높은 레벨을 갖고, 그리고
상기 제 4 전압은 상기 제 1 전압 보다 낮은 레벨을 갖는 프로그램 방법.The method of claim 1,
The first voltage has a lower level than the second voltage,
The third voltage has a level higher than the fourth voltage, and
And the fourth voltage has a lower level than the first voltage.
상기 제 2 전압은 전원 전압인 프로그램 방법.The method of claim 1,
And said second voltage is a power supply voltage.
각 메모리 셀들의 그룹은 낸드 스트링을 구성하고,
상기 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것은
상기 선택 비트 라인을 공유하는 복수의 낸드 스트링들 및 상기 비선택 비트 라인을 공유하는 복수의 낸드 스트링들에 프로그램 동작 전압을 인가하는 것을 포함하는 프로그램 방법.The method of claim 1,
Each group of memory cells constitute a NAND string,
Applying a program operating voltage to the word lines is
And applying a program operating voltage to the plurality of NAND strings sharing the select bit line and the plurality of NAND strings sharing the unselected bit line.
상기 메모리 셀 어레이에 연결된 비트 라인들을 선택하도록 구성되는 읽기 및 쓰기 회로를 포함하고,
프로그램 동작 시에, 상기 읽기 및 쓰기 회로는 프로그램될 메모리 셀들에 대응하는 비트 라인들에 양의 전압을 인가하도록 구성되는 불휘발성 메모리 장치.A memory cell array comprising groups of memory cells sequentially provided in a direction perpendicular to the substrate; And
A read and write circuit configured to select bit lines coupled to the memory cell array,
In a program operation, the read and write circuit is configured to apply a positive voltage to bit lines corresponding to the memory cells to be programmed.
각 메모리 셀들의 그룹은 낸드 스트링들을 구성하고,
상기 비트 라인들 각각은 상기 복수의 낸드 스트링들 중 적어도 두 개와 연결되고,
프로그램 동작 시에, 상기 적어도 두 개의 낸드 스트링들에 연결된 워드 라인들에 프로그램 동작 전압을 전달하도록 구성되는 디코더를 더 포함하는 불휘발성 메모리 장치.The method of claim 5, wherein
Each group of memory cells constitutes NAND strings,
Each of the bit lines is connected to at least two of the plurality of NAND strings,
And a decoder configured to transfer a program operating voltage to word lines connected to the at least two NAND strings during a program operation.
상기 읽기 및 쓰기 회로는 상기 비트 라인들에 각각 대응하는 페이지 버퍼들을 포함하고,
각 페이지 버퍼는
프로그램 동작 시에, 쓰기 데이터를 수신 및 저장하도록 구성되는 래치; 그리고
상기 래치에 저장된 쓰기 데이터가 프로그램 데이터일 때, 대응하는 비트 라인을 상기 양의 전압으로 셋업하도록 구성되는 바이어스 회로를 포함하는 불휘발성 메모리 장치.The method according to claim 6,
The read and write circuits include page buffers corresponding to the bit lines, respectively;
Each page buffer
A latch configured to receive and store write data during a program operation; And
And a bias circuit configured to set up a corresponding bit line to the positive voltage when the write data stored in the latch is program data.
상기 바이어스 회로는 제 1 및 제 2 트랜지스터들을 포함하고,
상기 제 1 트랜지스터의 게이트 노드는 상기 래치에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제 1 노드는 기준 전압을 제공받고, 그리고 상기 트랜지스터의 제 2 노드는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 노드에 연결되고,
상기 제 2 트랜지스터의 제 1 노드는 전원 전압을 제공받고, 그리고 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 노드는 상기 대응하는 비트 라인에 연결되는 불휘발성 메모리 장치.The method of claim 7, wherein
The bias circuit comprises first and second transistors,
A gate node of the first transistor is connected to the latch, a first node of the transistor is provided with a reference voltage, and a second node of the transistor is connected to a gate node of the second transistor,
And a first node of the second transistor receives a power supply voltage and a second node of the second transistor is connected to the corresponding bit line.
상기 바이어스 회로는
상기 제 2 트랜지스터의 상기 제 2 노드 및 상기 대응하는 비트 라인 사이에 연결되는 제 3 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제 3 트랜지스터는 프로그램 동작 신호에 응답하여 상기 제 2 트랜지스터의 상기 제 2 노드 및 상기 대응하는 비트 라인을 전기적으로 연결하는 불휘발성 메모리 장치.The method of claim 8,
The bias circuit is
A third transistor coupled between the second node of the second transistor and the corresponding bit line;
And the third transistor electrically connects the second node and the corresponding bit line of the second transistor in response to a program operation signal.
상기 불휘발성 메모리 장치를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하고,
상기 불휘발성 메모리 장치는
기판 상에 수직한 방향으로 순차적으로 제공되는 메모리 셀들의 그룹들을 포함하는 메모리 셀 어레이; 그리고
상기 메모리 셀 어레이에 연결된 비트 라인들을 선택하도록 구성되는 읽기 및 쓰기 회로를 포함하고,
프로그램 동작 시에, 상기 읽기 및 쓰기 회로는 프로그램될 메모리 셀들에 대응하는 비트 라인들에 양의 전압을 인가하도록 구성되는 메모리 시스템.Nonvolatile memory devices; And
A controller configured to control the nonvolatile memory device,
The nonvolatile memory device
A memory cell array comprising groups of memory cells sequentially provided in a direction perpendicular to the substrate; And
A read and write circuit configured to select bit lines coupled to the memory cell array,
In a program operation, the read and write circuit is configured to apply a positive voltage to bit lines corresponding to the memory cells to be programmed.
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