JP5264047B2 - Method and apparatus for programming control information of a semiconductor memory device - Google Patents
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Description
本発明は半導体集積回路に係わり、さらに具体的には半導体メモリ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more specifically to a semiconductor memory device.
最近、大容量記憶装置やコードメモリ(code memory)およびその他マルチメディア環境の急激な変化によってメモリの高集積化が要求されている。このような大容量記憶装置ではメモリカード(ポータブルコンピュータで使用)、固体メモリ(強くて安定したディスク記憶装置)、デジタルカメラ(静止画や動画像の記録用)、CD水準の音質の音声やオーディオデータを記録するためのオーディオレコーダなどがある。 Recently, high integration of memories has been required due to rapid changes in mass storage devices, code memories, and other multimedia environments. Such mass storage devices include memory cards (used in portable computers), solid-state memories (strong and stable disk storage devices), digital cameras (for recording still images and moving images), CD-level audio and audio. There are audio recorders for recording data.
コードメモリはコンピュータシステムのBIOS(Basic input/output System)や、ルータ、およびハブのようなネットワーク装置、通信システムのスイッチ装置、携帯電話の記憶装置やその他PDA、個人用情報器機(POS(Palm Operating System)、PCA(Personal Communication Assistants))のような装置に適用される。 The code memory is a computer system BIOS (Basic input / output system), network devices such as routers and hubs, communication system switch devices, mobile phone storage devices and other PDAs, personal information devices (POS (Palm Operating) System) and PCA (Personal Communication Assistants).
コードメモリが高速のランダムアクセスや、RAM上にロードせず、コードメモリ上で実行するXIP(Executable in place)などの技術に使用される一方、大容量記憶装置は低コスト、高集積度、繰り返し的な書き込み/消去に耐久性が必要なシステムで一般的に使用される。 Code memory is used for technologies such as high-speed random access and XIP (Executable in Place) that does not load on RAM but executes on code memory, while mass storage devices are low-cost, highly integrated, and repetitive Generally used in systems that require durability for efficient writing / erasing.
従来技術に該当するメモリではDRAM、SRAM、不揮発性メモリ(NVM)などが含まれることができる。不揮発性メモリでは、ROM(ReadOnlyMemory)、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ(ferro−electric memory)などが含まれる。不揮発性メモリは電源が除去された場合にも貯蔵されたデータが保存されるが、一般的にランダムアクセスが難しく、揮発性メモリより速度が遅い。 Memory corresponding to the prior art may include DRAM, SRAM, non-volatile memory (NVM), and the like. Non-volatile memories include ROM (Read Only Memory), EPROM, EEPROM, flash memory, ferroelectric memory (ferro-electric memory), and the like. Nonvolatile memory retains stored data even when power is removed, but is generally difficult to access randomly and is slower than volatile memory.
フラッシュメモリはEPROMとEEPROMの組み合わせで構成される。また構成素子に従ってNANDフラッシュとNORフラッシュに分けることができる。フラッシュメモリで書き込みおよび消去動作は各フラッシュメモリセルに供給される電圧差によって行われる。 The flash memory is composed of a combination of EPROM and EEPROM. Further, it can be divided into NAND flash and NOR flash according to the constituent elements. Writing and erasing operations in the flash memory are performed by a voltage difference supplied to each flash memory cell.
NANDフラッシュメモリは直列連結された一連のセルで構成されたストリングを含む(例えば、16個のセルが一つのストリングを構成する)。ストリングは再び一つ以上のストリング選択トランジスタを含む。NANDフラッシュメモリは相対的に小さい‘ON’セル電流特性を有するので、10−25ms程度の相対的に遅いセンシングタイムを有する。NANDフラッシュメモリは1ページ単位(512byte)のデータをセンシングすると同時にページバッファにラッチすることによって読み出し動作が行われる。そしてページバッファからラッチされたデータを比較的速い速度で読み出すことができる(約50ns)。 The NAND flash memory includes a string composed of a series of cells connected in series (for example, 16 cells form one string). The string again includes one or more string selection transistors. Since the NAND flash memory has a relatively small 'ON' cell current characteristic, it has a relatively slow sensing time of about 10-25 ms. The NAND flash memory performs a read operation by sensing data in units of one page (512 bytes) and simultaneously latching it in the page buffer. Data latched from the page buffer can be read at a relatively high speed (about 50 ns).
NANDフラッシュメモリの読み出しと書き込み動作はセルでのF−Nトンネリング電流によって行われる。書き込み動作はページバッファに比較的速い速度で順次にデータローディングが行われ、同時にセルにデータ書き込みが行われる。消去動作はいくつかのページに該当するブロックのデータが同時に消去される方式によって行われる。 The reading and writing operations of the NAND flash memory are performed by the FN tunneling current in the cell. In the write operation, data is sequentially loaded into the page buffer at a relatively high speed, and at the same time, data is written into the cell. The erase operation is performed by a method in which data of blocks corresponding to several pages are erased simultaneously.
信頼のおける読み出し/書き込み動作のF−Nトンネリングのためには少なくとも10mV/cm程度の電圧が供給されなければならず、このような条件は電力消耗の低減、温度依存性の減少、画一的なセルの読み出し/書き込み動作、および容易な電圧スケーリングが可能である。 For reliable FN tunneling of read / write operations, a voltage of at least about 10 mV / cm must be supplied, and this condition reduces power consumption, reduces temperature dependence, and is uniform. Cell read / write operations and easy voltage scaling are possible.
NANDフラッシュのプログラム動作はゲートとチャンネル対を利用して行われる。すなわち、プログラムされるセルのゲートとチャンネル間の電圧差はプログラムされないセルのゲート−チャンネル電圧差より大きくなければならない。NANDフラッシュメモリのプログラム動作はまた図1に示したように、閾値電圧の分布によって行われることもできる。図1はワードライン電圧Vword line(0V)、読み出し電圧Vread、およびプログラムされたセルとプログラムされないセルの閾値電圧の分布間の関係を示している。図1において、Y軸方向はセルの個数を意味し、X軸方向はセルの閾値電圧を示す。 The program operation of the NAND flash is performed using a gate and channel pair. That is, the voltage difference between the gate and channel of the programmed cell must be greater than the gate-channel voltage difference of the unprogrammed cell. The program operation of the NAND flash memory can also be performed according to the threshold voltage distribution as shown in FIG. FIG. 1 shows the relationship between the word line voltage Vword line (0 V), the read voltage Vread, and the threshold voltage distribution of the programmed and unprogrammed cells. In FIG. 1, the Y-axis direction means the number of cells, and the X-axis direction shows the threshold voltage of the cells.
一般的に閾値電圧Vthは増加型ステップパルスプログラム(Increment Step Pulse Program:以下ISPP)によって制御される。図2aおよび図2bにISPPによる電圧パルスの様式が示している。図2aはパルス幅と振幅が一定な場合のISPPに対する例示である。図2aを参照すれば、プログラム時間の間(30μs)V0(18V)がセルに印加され、検証区間の間5μsにはV1(1.2V)が印加される。 図2bは、パルス幅は一定であるが、振幅を変化させるISPP技術の例を示している。電圧V0(15V)が初期プログラム区間の間(30μs)適用され、次に続くプログラム区間ごとに0.5Vずつ増加して最終的にVn(19V)に至るようになる。検証区間5μsの間にはもう一方のレベルの電圧V1(1.2V)が毎検証区間の間適用される。図2a乃至2bでの方法によりかかるプログラム時間は約250μsになる。セルに適用されるプログラム電圧の段階的な変化を適用する図2bの方法は閾値電圧の変動とプログラムサイクル回数において図2aの方法より有利である。 Generally, the threshold voltage Vth is controlled by an incremental step pulse program (hereinafter referred to as ISPP). FIGS. 2a and 2b show the voltage pulse mode according to ISPP. FIG. 2a is an illustration for ISPP where the pulse width and amplitude are constant. Referring to FIG. 2a, V 0 (18V) is applied to the cell during the programming time (30 μs), and V 1 (1.2V) is applied to the cell during the verification period for 5 μs. FIG. 2b shows an example of an ISPP technique in which the pulse width is constant but the amplitude is varied. The voltage V 0 (15 V) is applied during the initial program period (30 μs), and is increased by 0.5 V for each subsequent program period to finally reach Vn (19 V). During the verification interval of 5 μs, the other level of voltage V 1 (1.2 V) is applied during each verification interval. The programming time is approximately 250 μs by the method of FIGS. The method of FIG. 2b, which applies a step change in the program voltage applied to the cell, is advantageous over the method of FIG. 2a in the threshold voltage variation and the number of program cycles.
図3は従来技術でのオーバープログラム(over program)の問題を説明するための図である。もしセルの閾値電圧VthがVreadより高くなれば、NANDセルストリングの読み出し動作が正常に行われないようになる。このようなISPP区間でのオーバープログラム問題を防止するための従来技術が存在する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the problem of over programming in the prior art. If the threshold voltage Vth of the cell is higher than Vread, the reading operation of the NAND cell string is not performed normally. There is a conventional technique for preventing such an overprogram problem in the ISPP section.
従来技術は、正常のセルプログラム動作が完了したことを指示するためにフラグや他の符号を使用する。フラグや他の符号はNANDフラッシュメモリで相対的に長いプログラム時間(約250μs)のため使用するようになる。このような相対的に長いプログラム進行時間の間に電源の遮断やこれと類似の深刻なインタラプトが発生することがある。上述のフラグや符号はプログラム動作が正常に完了したことを検証するのに用いられる。図4aはフラグや他の符号(プログラム検証符号)書き込みによるプログラム動作が正常に完了した場合を示しており、図4bは正常なデータプログラム完了の後、フラグや他の符号書き込み動作が完了しなかった時を説明する図である。 The prior art uses a flag or other code to indicate that a normal cell program operation has been completed. Flags and other codes are used in NAND flash memory for relatively long program times (about 250 μs). During such a relatively long program progress time, a power interruption or a similar interrupt may occur. The above flags and symbols are used to verify that the program operation has been completed successfully. FIG. 4a shows a case where a program operation by writing a flag or other code (program verification code) is normally completed, and FIG. 4b shows that a flag or other code write operation is not completed after a normal data program is completed. It is a figure explaining the time.
従来技術では、セルプログラム動作やその他動作が完了すれば、その動作が正常に行われたか否かを検証する段階があり、検証の結果によってフラグや他の符号が書き込まれる。 フラグや他の符号は余分のセル領域に書き込まれることができる。 In the prior art, when the cell program operation and other operations are completed, there is a step of verifying whether or not the operation has been normally performed, and a flag and other codes are written according to the verification result. Flags and other codes can be written into the extra cell area.
図5aは、一般的なセルプログラムと検証セルプログラムおよびセルプログラム時間と検証セルプログラム時間を示している。図示したように、一般的なセルプログラム時間と検証セルプログラム時間は一つのプログラム区間と一つの検証区間で構成された多数のループからなったことが分かる。図5bは従来技術での一般的なセルプログラムと検証セルプログラムが行われるメモリでの位置を示す一例を示した。図5bに示したように、
1ページ/1プログラム時間=512バイト/1プログラム時間=4kビット/250μs(200〜300μs)=16.4ビット/1μs
であることが分かる。
FIG. 5a shows a typical cell program and verification cell program and cell program time and verification cell program time. As shown in the figure, it can be seen that the general cell program time and the verification cell program time are composed of a number of loops composed of one program section and one verification section. FIG. 5b shows an example of a location in a memory where a general cell program and a verification cell program in the prior art are performed. As shown in FIG.
1 page / 1 program time = 512 bytes / 1 program time = 4 kbits / 250 μs (200 to 300 μs) = 16.4 bits / 1 μs
It turns out that it is.
また検証符号を書き込むためには
1ビット/1プログラム時間=1ビット/250μs=0.004ビット/1μs
になる。以上のように、検証プログラム書き込みはセルプログラムの書き込みより非効率的であることが分かる。
become. As described above, it can be seen that the verification program writing is less efficient than the cell program writing.
本発明の目的はフラッシュメモリを含む半導体メモリ装置のプログラム時間を縮めることにある。 An object of the present invention is to shorten the program time of a semiconductor memory device including a flash memory.
また、本発明の目的はプログラム時間の短縮のためのプログラム方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a program method for shortening the program time.
また、本発明の目的は不揮発性メモリのようなメモリセルアレイのプログラム時間を縮めることができる手段を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide means capable of shortening the program time of a memory cell array such as a nonvolatile memory.
また、本発明の目的はプログラム制御回路を含む制御回路がプログラム時間を縮めるようにすることにある。 Another object of the present invention is to enable a control circuit including a program control circuit to shorten the program time.
また、本発明の目的は第1メモリセルアレイ領域を低速でプログラムする段階と、第1メモリセルアレイ領域の低速プログラムの結果を検証する段階と、第1メモリセルアレイ領域の低速プログラム検証段階が終了した後、第2メモリセルアレイ領域を高速でプログラムする段階とを含み、高速プログラム段階での初期プログラム電圧は低速プログラム段階での初期プログラム電圧とは異なるプログラム方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to program the first memory cell array region at a low speed, verify the result of the low-speed program in the first memory cell array region, and after the low-speed program verification step in the first memory cell array region. Providing a programming method in which the initial program voltage in the high-speed program stage is different from the initial program voltage in the low-speed program stage.
また、本発明の目的は第1メモリセルアレイ領域で第1プログラム方法によってプログラムする段階と、第1メモリセルアレイ領域で第1プログラム方法によるプログラム結果を検証する段階と、第1プログラム結果、正確な値がプログラムされた時、第1プログラム方法とは異なる第2プログラム方法によって第2メモリセルアレイ領域をプログラムする段階とを含み、高速プログラム時の初期プログラム電圧は低速プログラム時の初期電圧とは異なるプログラム方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to program in the first memory cell array region by the first program method, verify the program result by the first program method in the first memory cell array region, the first program result, and an accurate value. Programming the second memory cell array region by a second programming method different from the first programming method, and the initial programming voltage during high-speed programming is different from the initial voltage during low-speed programming Is to provide.
また、本発明の目的は第1メモリセルアレイ領域と、第2メモリセルアレイ領域と、第1メモリセルアレイ領域を低速プログラムするように制御し、第1メモリセルアレイ領域のプログラム結果を検証し、第1メモリセルアレイ領域の低速プログラム結果によって第2メモリセルアレイ領域に高速プログラムするように制御する制御器とを含み、高速プログラム時の初期電圧は低速プログラム時の初期電圧とは異なる不揮発性メモリ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to control the first memory cell array region, the second memory cell array region, and the first memory cell array region to be programmed at low speed, verify the program result of the first memory cell array region, and And a controller for controlling the second memory cell array region to perform high-speed programming according to a low-speed program result of the cell array region, and to provide a non-volatile memory device in which the initial voltage during high-speed programming is different from the initial voltage during low-speed programming It is in.
また、本発明の目的は、複数のメモリセルで構成されたセルストリングと、一つのストリングでプログラムされるメモリセルの数は一つのストリングが含む全体メモリセル数よりは少なく、プログラムされたセルの閾値電圧は読み出し電圧Vreadとは独立的であることを特徴とする複数の前記ストリングで構成された第1領域と、プログラム時ストリング内のすべてのメモリセルが一時にプログラムされることを特徴とするメモリセルストリングが複数で構成された第2領域とを含む不揮発性メモリセルアレイを有する半導体メモリ装置を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a cell string composed of a plurality of memory cells and the number of memory cells programmed by one string is smaller than the total number of memory cells included in one string. The threshold voltage is independent of the read voltage Vread, and the first region composed of the plurality of strings and all the memory cells in the programming string are programmed at a time. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a non-volatile memory cell array including a second region having a plurality of memory cell strings.
例示的な実施形態において、本発明は、フラグと、制御フラグと、符号(mark)と制御符号と、その他制御情報とを、セルにデータをプログラムする方法とは異なる方法でプログラムするための方法と装置とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides a method for programming a flag, a control flag, a mark, a control code, and other control information in a manner different from that for programming data in a cell. And a device.
例示的な実施形態において、本発明は、フラグと、制御フラグと、符号と制御符号などの制御情報をプログラムすることにおいて、上述の制御情報およびセルデータを従来の方法と装置に比べてより効率的にプログラムする方法と装置とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention is more efficient in programming the control information and cell data described above than conventional methods and apparatus in programming control information such as flags, control flags, codes and control codes. A method and apparatus for programmatically programming are provided.
例示的な実施形態において、本発明は、フラグと、制御フラグと、符号と制御符号とその他制御情報とをプログラムすることにおいて、従来技術でのプログラム速度より速いプログラム方法と装置とを提供し、セルデータをプログラムする方法においては従来のセルデータプログラム速度よりは遅いプログラム方法を提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides a programming method and apparatus faster than the programming speed of the prior art in programming flags, control flags, codes, control codes, and other control information, In the method for programming cell data, a programming method slower than the conventional cell data programming speed is provided.
例示的な実施形態において、本発明は、フラグと、制御フラグと、符号と、制御符号と、その他制御情報とを、セルデータをプログラムする方法より小さい数のプログラム電圧パルスでプログラムする方法と装置とを提供する。本発明はまたフラグと、制御フラグと、符号と、制御符号と、その他制御情報とをプログラムすることにおいて、セルデータをプログラムする時の初期電圧パルスレベルより高い電圧パルスレベルを使用する方法と装置とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides a method and apparatus for programming a flag, a control flag, a code, a control code, and other control information with a smaller number of program voltage pulses than a method for programming cell data. And provide. The present invention also provides a method and apparatus for using a voltage pulse level higher than the initial voltage pulse level when programming cell data in programming flags, control flags, codes, control codes, and other control information. And provide.
例示的な実施形態において、本発明は、フラグと、制御フラグと、符号と、制御符号と、その他制御情報とをプログラムすることにおいて、セルデータをプログラムする時の初期電圧パルスのレベルより高いプログラム電圧パルスレベルと、そしてより小さい数のプログラム電圧パルスを発生させる装置と方法とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides a program higher than the level of the initial voltage pulse when programming cell data in programming a flag, a control flag, a code, a control code, and other control information. An apparatus and method for generating voltage pulse levels and a smaller number of program voltage pulses is provided.
例示的な実施形態において、本発明は、他のメモリセルアレイ領域を各々互いに異なるプログラム方法によってプログラムする装置と方法とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides an apparatus and method for programming other memory cell array regions by different programming methods.
例示的な実施形態において、本発明の各々のプログラム方法は、従来技術のデータ貯蔵方式より効果的なプログラム方法でメモリセルアレイ領域にプログラムする装置と方法とを提供する。 In an exemplary embodiment, each programming method of the present invention provides an apparatus and method for programming a memory cell array region with a programming method more effective than prior art data storage schemes.
例示的な実施形態において、本発明は、特定メモリセルアレイ領域ではより高速で書き込み動作が行われ、他のメモリセルアレイ領域ではより低速で書き込み動作が行われるようにする装置と方法とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides an apparatus and method that allows a write operation to be performed at a higher speed in a specific memory cell array region and a write operation to be performed at a lower speed in other memory cell array regions.
例示的な実施形態において、本発明は、各々の互いに異なるメモリセルアレイ領域で互いに異なるプログラムサイクル時間を有する装置と方法とを提供する。実施形態であるメモリセルアレイ領域では短いプログラムサイクル時間を有し、残りのメモリセルアレイ領域ではより長いプログラムサイクル時間を有するようにする装置と方法を提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides an apparatus and method having different program cycle times in each different memory cell array region. Embodiments of the present invention provide an apparatus and method that has a short program cycle time in the memory cell array region and a longer program cycle time in the remaining memory cell array region.
例示的な実施形態において、本発明は、メモリセルアレイ領域の一部領域でだけオーバープログラムが許容されるが、残りのセルアレイ領域では許容されないようにする装置と方法とを提供する。 In an exemplary embodiment, the present invention provides an apparatus and method that allows overprogramming only in a portion of the memory cell array region but not in the remaining cell array regions.
低速プログラム方法と高速プログラム方式とを採用して半導体メモリ装置のプログラム速度を向上させることができる。 The program speed of the semiconductor memory device can be improved by employing the low-speed program method and the high-speed program method.
図6a、図6b、図6cは本発明の実施形態によるフラグと、制御フラグと、符号と、制御符号と、その他制御情報と、セルデータとをプログラムする各々の方法を説明している。図6aに示すように、セルデータをプログラムする場合、本発明ではVpgm1のように相対的に低い初期電圧から始めて4ステップの増加型ステップパルスでプログラムするようにしている。 FIGS. 6a, 6b, and 6c illustrate respective methods for programming flags, control flags, codes, control codes, other control information, and cell data according to embodiments of the present invention. As shown in FIG. 6a, when the cell data is programmed, the present invention starts with a relatively low initial voltage such as Vpgm1, and is programmed with four-step incremental step pulses.
一方、図6bおよび図6cに示すように、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報をプログラムする時には、図6bのVpgm4と、図6cのVpgm5のように相対的に高い初期電圧から始めて小さい数の電圧パルスで進行(図6b)するか、増加せず、一つのパルス(図6c)だけでプログラムすることもできる。セルデータをプログラムする方法は、一般的なプログラム方法(または低速プログラム方法)と特徴づけることができ、前記フラグ、制御フラグ、符号、制御符号およびその他制御情報のプログラム方法を高速プログラム方法と特徴づけることができる。これは図6a−6cに示したように、一般的なセルデータプログラム時間はフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報をプログラムする場合より相対的に長い時間がかかるためである。 On the other hand, as shown in FIGS. 6b and 6c, when programming a flag, control flag, code, control code, or other control information, a relatively high initial voltage such as Vpgm4 in FIG. 6b and Vpgm5 in FIG. 6c. It is possible to start with a small number of voltage pulses (FIG. 6b) or not increase and program with only one pulse (FIG. 6c). A method of programming cell data can be characterized as a general programming method (or a low-speed programming method), and the programming method of the flag, control flag, code, control code and other control information is characterized as a high-speed programming method. be able to. This is because, as shown in FIGS. 6a to 6c, a general cell data program time takes a relatively long time compared with the case of programming a flag, a control flag, a code, a control code, or other control information.
例示的な実施形態において、図6aはフルサイクル増加型ステップパルスプログラム(以下、フルISPP)方法に該当し、図6bは部分サイクル増加型ステップパルスプログラム(以下、部分ISPP)方法に該当し、図6cはワンショットプログラム(one−shot program)方法による印加電圧を説明している。フルISPPではプログラム所要時間を増加させて、セルの閾値電圧分布範囲を減らすと同時に、オーバープログラム(over−program)を防止することができる。部分ISPPとワンショットプログラム方法は、プログラムの所要時間を減らすことができるが、セルの閾値電圧Vthの分布範囲を減らすようになり、記憶効率を低減させ、オーバープログラムの可能性を増加させる面がある。また本発明による他の実施形態において、部分 ISPPとワンショットプログラムが、セルデータのプログラム方法に適用されても良い。 In an exemplary embodiment, FIG. 6a corresponds to a full cycle incremental step pulse program (hereinafter, full ISPP) method, and FIG. 6b corresponds to a partial cycle incremental step pulse program (hereinafter, partial ISPP) method. 6c illustrates the applied voltage by the one-shot program method. In the full ISPP, it is possible to increase the required program time to reduce the cell threshold voltage distribution range and to prevent over-programming. The partial ISPP and the one-shot programming method can reduce the time required for programming, but the distribution range of the threshold voltage Vth of the cell is reduced, the storage efficiency is reduced, and the possibility of overprogramming is increased. There is. In another embodiment according to the present invention, the partial ISPP and the one-shot program may be applied to the cell data programming method.
図7a、図7bは各々従来技術によるプログラム方法と、本発明の実施形態によるワンショットプログラム方法とを比較説明する図である。図示したように、一般的なセルデータのプログラム時間は、同一の条件であれば、フルISPPと同様にかかる。しかし、本発明の実施形態では、フルISPPでの最終電圧レベルと同一の電圧レベルのワンショットプログラムを適用してセルデータ検証プログラム時間を縮めるので、全体プログラム所要時間の短縮を実現した。 FIGS. 7a and 7b are diagrams for comparing and explaining the conventional programming method and the one-shot programming method according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the general cell data programming time is the same as that of the full ISPP under the same conditions. However, in the embodiment of the present invention, since the one-shot program having the same voltage level as the final voltage level in the full ISPP is applied to shorten the cell data verification program time, the overall program required time is shortened.
図8a、図8bは本発明の実施形態による方法を説明するフローチャートである。図8aは本発明によるセルデータをプログラムする方法を説明するフローチャートであり、図8bは本発明によるフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報をプログラムする方法を説明するフローチャートである。 8a and 8b are flowcharts illustrating a method according to an embodiment of the present invention. FIG. 8a is a flowchart illustrating a method for programming cell data according to the present invention, and FIG. 8b is a flowchart illustrating a method for programming a flag, control flag, code, control code, or other control information according to the present invention.
図8aに示したように、セルデータのプログラム方法の例では、順次データ入力命令のような命令を受ける段階(S210)と、アドレスが入力される段階(S220)と、プログラムされるデータをローディングする段階(S230)と、プログラム命令が入力される段階(S240)と、ワードライン電圧をVpgm1としてプログラム動作を実行する段階(S250)と、セルデータのプログラム結果を検証する段階(S260)と、検証し(S270)た結果、プログラムが成功していた場合には終了し、検証した結果、セルデータプログラムが成功していなかった場合には、S280段階に分岐してワードライン電圧をΔVだけ増加させ、増加したワードライン電圧でプログラム動作を実行するようにする段階S250に戻る段階を含む。 As shown in FIG. 8a, in the example of the cell data programming method, a step of sequentially receiving a command such as a data input command (S210), a step of inputting an address (S220), and loading data to be programmed. Performing (S230), inputting a program command (S240), executing a program operation with a word line voltage of Vpgm1 (S250), verifying cell data program results (S260), As a result of verification (S270), if the program is successful, the process is terminated. If the result of the verification is that the cell data program is not successful, the process branches to step S280 and the word line voltage is increased by ΔV. Returning to step S250 to execute the program operation with the increased word line voltage. Including.
図8bに示したように、本発明のフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報などのプログラム方法では、順次データ入力命令のような命令を受ける段階(S610)と、アドレスが入力される段階(S620)と、プログラムされるデータがローディングされる段階(S630)、プログラム命令が入力される段階(S640)と、Vpgm4のようなワードライン電圧でプログラム動作を実行する段階(S650)と、プログラム結果を検証する段階(S660)と、検証し(S670)た結果、プログラム動作が成功していた場合、終了段階に遷移し、もしプログラムが成功していなかった場合、S680段階に分岐してワードライン電圧をΔVだけ増加させ、段階S650に戻って新しいワードライン電圧でプログラム動作を実行する段階を含む。 As shown in FIG. 8b, in the method of programming the flag, control flag, code, control code, or other control information of the present invention, a step of sequentially receiving a command such as a data input command (S610) and an address are input. Performed (S620), loading data to be programmed (S630), inputting a program command (S640), and executing a program operation with a word line voltage such as Vpgm4 (S650). When the program operation is successful as a result of verifying the program result (S660) and the verification (S670), the process proceeds to the end stage. If the program is not successful, the process branches to S680. Increase the word line voltage by ΔV, and return to step S650 to program the new word line voltage. Including the step of performing a non-action.
図9a〜9dは本発明による多様なプログラム方法を説明する図である。図9aは基本的に図6aと図6bの組み合わせ、図9bは図6aと6cの組み合わせに該当する。図9aと図9bは共に、プログラム段階に従って増加するプログラム電圧を有している。一方、図9cと図9dのプログラム電圧の増加は初期電圧に基づく。図9cでは二番目のプログラムの初期プログラム電圧が一番目のプログラムでの最終プログラム電圧と同一であることが分かる。図9dでは、二番目のプログラムでの初期プログラム電圧は、一番目のプログラム時の最終プログラム電圧とは異なる電圧レベルを有する。一番目のプログラム時の最終プログラム電圧や最終電圧のすぐ前のプログラム電圧に例示的には±a、または±αだけの変動された値を二番目のプログラム時の初期プログラム電圧として使用する。 9a to 9d are diagrams for explaining various programming methods according to the present invention. 9a basically corresponds to the combination of FIGS. 6a and 6b, and FIG. 9b corresponds to the combination of FIGS. 6a and 6c. 9a and 9b both have a program voltage that increases according to the program phase. On the other hand, the increase in the program voltage in FIGS. 9c and 9d is based on the initial voltage. In FIG. 9c, it can be seen that the initial program voltage of the second program is the same as the final program voltage of the first program. In FIG. 9d, the initial program voltage in the second program has a voltage level different from the final program voltage in the first program. For example, a changed value of ± a or ± α is used as the initial program voltage in the second program, for example, the final program voltage in the first program or the program voltage immediately before the final voltage.
図10a〜10dは本発明の実施形態によるセルアレイを示した図である。図10aは本発明による全体的なセルアレイの構造を示し、図10b〜10dは本発明の実施形態によるメモリセルアレイ領域でのフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報がメインフィールドやスペアフィールドへプログラムされた結果を示している。 10a to 10d are diagrams illustrating a cell array according to an embodiment of the present invention. FIG. 10a shows an overall cell array structure according to the present invention, and FIGS. 10b to 10d show a flag, control flag, code, control code, or other control information in the memory cell array area according to the embodiment of the present invention. Shows the result programmed into the field.
図10aで示すように、セルアレイは、制御回路、読み出し/書き込み回路、Xデコーダによって制御される。このような構成と技術はこの分野では公知の技術である。セルアレイは二つまたはそれ以上のアレイ領域を有することができる。図10aは低速プログラム領域に該当する110A領域と高速プログラム領域に該当する110B領域とを含んでいる。 As shown in FIG. 10a, the cell array is controlled by a control circuit, a read / write circuit, and an X decoder. Such a configuration and technique are known in this field. The cell array can have two or more array regions. FIG. 10a includes a 110A area corresponding to the low speed program area and a 110B area corresponding to the high speed program area.
本発明の例示的な実施形態による、低速プログラム領域110Aは、メインデータ記憶フィールドにオーバープログラムが許容されないフルISPPのように通常のプログラム速度、または低速プログラム速度で書き込み動作が行われる領域である。高速プログラム領域110Bは、スペア記憶フィールドとして、部分ISPPまたはワンショットプログラムのようなオーバープログラムが許容され、高速プログラム動作で書き込みが可能なセルアレイ領域である。
According to an exemplary embodiment of the present invention, the low-
図10bには、本発明の一実施形態として、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報(斜線部分に該当)が全て高速プログラム領域110Bにプログラムされた例を示している。図10cはフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報(斜線部分)が全て低速プログラム領域110Aにプログラムされた、他の実施形態を示している。図10dはフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報(斜線部分)が低速プログラム領域110Aに連続してプログラムされた他の実施形態を示している。ここで、図10dのフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報のプログラムされる領域は低速プログラム領域ではなく、高速プログラム領域110Bに連続してプログラムされても良い。
FIG. 10b shows an example in which flags, control flags, codes, control codes, or other control information (corresponding to the shaded portion) are all programmed in the high-
図11aは、本発明の例示的な実施形態による、NANDフラッシュメモリのメインフィールドとスペアフィールドとをより詳細に示す図である。図11aには、図10a〜10dと類似の構造としてメインフィールドとスペアフィールドとを含むメモリセルアレイが示されている。図示したように、NANDフラッシュセルアレイは多数のブロックで構成されている。各々のブロックはロウセレクタとカラムセレクタによってアクセス可能である。ロウの選択は、ワードラインWLを通じて、カラム選択は、ビットラインBLを通じて行われる。各ブロックはメインデータの記憶が行われるメインセル領域と制御フラグやその他制御データが記憶されるスペアセル領域の二つまたはそれ以上の領域に分けることができる。プログラム動作(書き込み)は、通例、一つの共通のワードラインWLに連結されたセルを一ページにするページ単位で行われる。 FIG. 11a is a diagram illustrating in more detail a main field and a spare field of a NAND flash memory according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 11a shows a memory cell array including a main field and a spare field as a structure similar to FIGS. 10a to 10d. As shown in the figure, the NAND flash cell array is composed of a number of blocks. Each block can be accessed by a row selector and a column selector. Row selection is performed through the word line WL, and column selection is performed through the bit line BL. Each block can be divided into two or more areas, a main cell area where main data is stored and a spare cell area where control flags and other control data are stored. The program operation (write) is usually performed in units of pages in which cells connected to one common word line WL are set as one page.
図11bは本発明の例示的な実施形態において、NANDフラッシュメモリセルアレイへの書き込み動作を説明するフローチャートである。図11bの方法は、記憶するデータとアドレスが入力される段階10と、ワードラインを活性化する段階30と、入力されるデータを、低速プログラム方法を持ちいてワードラインWLによって選択されたメインセルブロックに記憶する段階50と、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号またはその他制御情報を、高速プログラム方法を用いて活性化されたワードラインWLによって選択されたセルに記憶する段階70と、活性ワードラインを変更する段階90と、動作を再び段階30に遷移して、変更された後のワードラインWLを活性化する段階とを含む。
FIG. 11b is a flowchart illustrating a write operation to the NAND flash memory cell array in an exemplary embodiment of the invention. The method of FIG. 11b includes a step 10 in which data to be stored and an address are input, a step 30 in which a word line is activated, and a main cell selected by the word line WL using a low-speed programming method. A
図12a乃至12bは本発明の他の実施形態による図8aと図8bの一般的な実現方法を説明するフローチャートである。図12aは本発明の実施形態による、低速プログラムを実施した後、低速プログラム動作が正常に行われたか否かを検証した後に、高速プログラムを実施する方法を説明するフローチャートである。図12bは、本発明の実施形態による、第1データが入力される段階130と、第1メモリセルアレイ領域に第1プログラム方法で入力されたデータを書き込む段階150と、第1メモリセルアレイ領域で第1データのプログラム動作が正常に行われたか否かを検証した後に、第2データが入力される段階170と、第2メモリセルアレイ領域に第2データを第2プログラム方法でプログラムする段階とを含むフローチャートである。
FIGS. 12a-12b are flowcharts illustrating the general implementation of FIGS. 8a and 8b according to another embodiment of the present invention. FIG. 12a is a flowchart illustrating a method for executing a high-speed program after verifying whether the low-speed program operation is normally performed after executing the low-speed program according to an embodiment of the present invention. 12b, according to an embodiment of the present invention, the first data is
図12aの段階120での方法は、低速プログラム動作を含む。段階140では、低速プログラム動作が正常に行われたか、そして完了したかを決める低速プログラム結果を検証する段階を含む。段階160は、段階140で行われる低速プログラムが正常に行われるか、検証動作が完了した時、高速プログラム動作を実行することを含む。
The method in
図12bの段階130は、第1メモリ領域にプログラムされるデータが入力される段階を含む。段階150は、第1プログラム方法による第1メモリ領域へのデータプログラム動作を含む。段階170は、段階150で行われる第1メモリ領域への第1プログラム方法による書き込み動作が、正常に完了したか否かを検証した後に、第2メモリ領域にプログラムされるデータが入力されることを含む。段階190は第2プログラム方法に従って入力されたデータを第2メモリ領域に貯蔵することを含む。
Step 130 of FIG. 12b includes inputting data to be programmed into the first memory area. Step 150 includes a data program operation to the first memory area according to the first program method. In
上述の図12bにおいて、第1プログラム方法は、一般的なデータを記憶する通常の、または低速プログラム動作を意味し、第2プログラム方法はフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報を高速でプログラムする動作を意味し、第1メモリ領域はセルアレイ領域でのメインブロックを、第2メモリ領域はセルアレイ領域でのスペアブロックを意味する。 In FIG. 12b, the first program method means a normal or low-speed program operation for storing general data, and the second program method uses a flag, a control flag, a code, a control code, or other control information. The first memory area means a main block in the cell array area, and the second memory area means a spare block in the cell array area.
図13は本発明の実施形態による半導体メモリ装置100を説明する図である。図13に示すように、半導体メモリ装置100は、セルアレイ110と、メモリドライバ140とを含む。上述の図10a〜10dに説明したように、メモリセルアレイ110は低速プログラム領域110Aと高速プログラム領域110Bとを含む。上述のように、低速プログラム領域110Aはメインセル記憶領域であり、通常の、または低速プログラム方法によって、フルISPP方法によってデータが記憶され、オーバープログラムが許容されないメモリ領域である。また高速プログラム領域110Bはスペアセル記憶領域であり、高速プログラム方法、縮まった(または部分)ISPP、ワンショットプログラム方法によってデータが書き込まれ、オーバープログラムが許容される領域である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a
前記メモリドライバ140はロウ列を制御するためのXデコーダ、即ちロウデコーダ141と、ページバッファ142と、Yゲート143と、データ入出力(Din/Dout)バッファ144からなったカラム列を制御するためのYデコーダ、即ちカラムデコーダとを含む。前記半導体メモリ100は、その他に、プログラム制御器120とワードライン電圧発生器146とプログラム終了(P/F)回路145とを含む包括的な制御回路を含む。プログラム制御器120は、完了した動作を追跡する状態レジスタ121を含む。ワードライン電圧発生器146に対する詳細な説明は、後述の図14aでより詳細に扱うことにする。
The
図14aは、図13に示した本発明によるワードライン電圧発生器146の構成を説明する図である。本発明によるワードライン電圧発生器146は、信号制御ロジック200と、発振器210と、基準電圧発生器220と、電圧分配器230と、比較器240と、チャージポンプ250とを含む。図示したように、信号制御ロジック200は電圧分配器230にステップ信号であるSTEP_CNTL[5:0]を提供する。電圧分配器230は多様なレベルの電圧信号であるVdvdを発生して、基準電圧発生器220によって生成された基準電圧Vrefとともに比較器240に提供する。比較器240はVdvdと基準電圧Vrefとを比べて、その結果信号であるCOMPをチャージポンプ250に伝達する。チャージポンプ250はプログラム電圧であるVpgmを発生してメモリセルアレイ110のXデコーダ141に伝達する。
FIG. 14a is a diagram illustrating the configuration of the word
図14bは本発明の実施形態である図14aに示した電圧分配器230の構成を説明した回路図である。図示したように、電圧分配器230は、図6a〜6cと図9a〜9cに示したVpgm1からVpgm5に至る増加型ステップ電圧を信号制御ロジック200から供給されるステップ信号STEP_CNTL[5:0]を基盤として発生させる。
FIG. 14B is a circuit diagram illustrating the configuration of the
図14cは本発明の実施形態である図14aに示した比較器240の構成を説明する回路図である。図示したように、比較器240は電圧分配器230からの電圧Vdvdと基準電圧発生器220からの基準電圧Vrefを比べ、発振器210からの発振信号OSCの制御下に比較結果信号であるCOMPをチャージポンプ250に出力する。
FIG. 14C is a circuit diagram illustrating the configuration of the
図15aおよび図15bは本発明の実施形態による二重プログラムモード動作を説明するタイミング図である。図15aに示したように、一番目の通常のセルデータは低速プログラム方法によって書き込み動作が行われても良い。上述のように、この動作はセルデータのローディング命令が入力される段階と、セルデータのアドレスが入力される段階と、セルデータが入力される段階と、低速プログラム動作を行う段階とを含む。図示したように、次に、この動作は、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報をローディングし、以後に、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報のアドレスが入力され、その後に、高速プログラム動作を実行することを特徴とする。 15a and 15b are timing diagrams illustrating a dual program mode operation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15a, the first normal cell data may be written by a low-speed programming method. As described above, this operation includes a step of inputting a cell data loading command, a step of inputting a cell data address, a step of inputting cell data, and a step of performing a low-speed program operation. As shown, this operation then loads a flag, control flag, code, control code, or other control information, after which the flag, control flag, code, control code, or other control information address is loaded. The high-speed program operation is executed after the input.
図15aの実施形態に示すように、二つの区分された命令によって低速プログラム動作10hと高速プログラム動作20hが別々に実行されても良い。これにより、低速プログラムと高速プログラムとを装置の許容範囲内で柔軟に行うことができる。 As shown in the embodiment of FIG. 15a, the low-speed program operation 10h and the high-speed program operation 20h may be separately executed by two divided instructions. As a result, the low-speed program and the high-speed program can be flexibly performed within the allowable range of the apparatus.
図15bに示したように、一般的なセルデータは低速プログラム動作でプログラムされても良い。このような動作は、まずセルデータのローディング命令が入力される段階(LORD)と、セルデータのアドレスが入力される段階(WRITE ADDRESS)と、セルデータが入力される段階(WRITE DATA)とを含む。次に、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報のローディング命令が入力される段階(LORD)と、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報のアドレスが入力される段階(WRITE ADDRESS)と、フラグ、制御フラグ、符号、制御符号、またはその他制御情報データが入力される段階(WRITE DATA)とを含む。図15bに例示したように、セルデータや制御情報に対する各々の低速プログラムと高速プログラムは共通命令10h/20hによってともに行うこともできる。これにより、全体プログラム所要時間を減らすことができる。 As shown in FIG. 15b, general cell data may be programmed by a low-speed program operation. Such an operation includes a stage where a cell data loading command is input (LORD), a stage where a cell data address is input (WRITE ADDRESS), and a stage where cell data is input (WRITE DATA). Including. Next, a stage in which a flag, control flag, code, control code, or other control information loading command is input (LORD), and an address of the flag, control flag, code, control code, or other control information is input A stage (WRITE ADDRESS) and a stage (WRITE DATA) in which a flag, a control flag, a code, a control code, or other control information data is input. As illustrated in FIG. 15b, the low-speed program and the high-speed program for cell data and control information can be performed together by a common instruction 10h / 20h. Thereby, the time required for the entire program can be reduced.
本発明の例示的な実施形態は半導体メモリ装置でありうる。また、本発明の実施形態は不揮発性メモリでありうる。また、本発明の例示的な実施形態はフラッシュメモリに関する発明でありうる。また、本発明の例示的な実施形態はNANDやNORフラッシュメモリに関することでありうる。また、本発明の例示的な実施形態は単一レベルセル(SLC:Single Level Cells)構造やマルチレベルセル(MLC:Multilevel Cells)構造に適用されうる。本発明の実施形態は大容量記憶装置やコードメモリアプリケーションに適用されうる。 An exemplary embodiment of the present invention may be a semiconductor memory device. In addition, the embodiment of the present invention may be a nonvolatile memory. The exemplary embodiment of the present invention may be an invention related to a flash memory. Also, exemplary embodiments of the present invention may relate to NAND and NOR flash memories. In addition, the exemplary embodiments of the present invention may be applied to a single level cell (SLC) structure or a multi-level cell (MLC) structure. Embodiments of the present invention can be applied to mass storage devices and code memory applications.
本発明の実施形態で言及したフラグ、制御フラグ、符号、制御符号、または検証フラグは一般的なセルデータとは異なるプログラム方法によって高速で書き込み動作が行われる制御情報の例に該当する。 The flag, control flag, code, control code, or verification flag mentioned in the embodiment of the present invention corresponds to an example of control information in which a write operation is performed at high speed by a program method different from general cell data.
本発明の実施形態において、ワードライン電圧を増加させる構成を含んだが、この分野の通常の他の技術を適用して実施されても良い。本発明の実施形態において、ワードライン電圧のステップ増加は4回にわたって行われた。これはこの分野の技術での公知の技術に該当し、4回とは、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適切に変更可能である。 The embodiment of the present invention includes a configuration for increasing the word line voltage, but may be implemented by applying other ordinary techniques in this field. In an embodiment of the present invention, the word line voltage step increase was performed four times. This corresponds to a well-known technique in the art of this field, and four times can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
本発明の実施形態において、ワードライン電圧はプログラム電圧と検証電圧とを含んだが、 この技術で通常に知られた他の電圧をワードライン電圧として使用ても良い。 In an embodiment of the present invention, the word line voltage includes a program voltage and a verification voltage, but other voltages commonly known in the art may be used as the word line voltage.
本発明の実施形態において、プログラム周期と対応する各々の電圧を例示しているが、 これはこの分野で一般的に使用する方法によって例をあげて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想および範囲を逸脱しない限度内でこれら電圧は変化および変更しても良い。 In the embodiment of the present invention, each voltage corresponding to the program cycle is illustrated, but this is merely described by way of example by a method generally used in this field, and the technical features of the present invention. These voltages may be varied and changed without departing from the spirit and scope.
本発明の実施形態において、電圧は固定された値として説明したが、多様に変更するか、または他の固定された値として使用されることができることは技術の分野で通常に知られたように自明である。例えば、セルデータプログラムで増加型ステップパルスプログラムISPPは初期電圧をVLとして、Nプログラムステップを使用してプログラムを実行することができ、制御情報をプログラムするプログラムでは初期電圧をVHとして、Mステップでプログラムを実行しても良い。ここで整数MとNはM<Nの関係を満足し、VHはVLと同一、またはより小さいか、より大きい値にも変化可能である。 In the embodiments of the present invention, the voltage is described as a fixed value, but it can be changed in various ways or used as other fixed values, as is commonly known in the art. It is self-explanatory. For example, the incremental step pulse program ISPP initial voltage cell data program as V L, using the N program steps can run programs, the initial voltage as V H is a program to program control information, M The program may be executed in steps. Here, the integers M and N satisfy the relationship of M <N, and V H can be changed to a value equal to, smaller than, or larger than V L.
本発明の他の実施形態で、低速プログラムの増加型ステップパルスプログラムISPPは初期電圧VLとNプログラムステップとを有し、高速プログラムは初期電圧VH(ただ、VH>VL)とM(ただ、Mは1<M<Nである整数)ステップのプログラムステップとを有するように縮小増加型ステップパルスプログラム(reduced increment step pulse programming:RISPP)方法によって動作を構成することも可能である。また、VHはVLと同一、または、より小さいか、より大きい値にも選択可能であることはもちろんである。 In another embodiment of the present invention, the incremental step pulse program ISPP of the low-speed program has an initial voltage V L and N program steps, and the high-speed program has an initial voltage V H (only V H > V L ) and M It is also possible to configure the operation by a reduced incremental step pulse programming (RISPP) method so as to have a program step of M (where M is an integer satisfying 1 <M <N). Of course, V H can be selected to be the same as, or smaller than, or larger than V L.
本発明の他の実施形態において、高速プログラムの初期電圧VHは固定された値として使用しても良い。また他の実施形態において、高速プログラムでの初期電圧VHは低速プログラムの最終電圧VLによって決められるように構成しても良い。 In another embodiment of the present invention, the initial voltage V H of the high-speed program may be used as a fixed value. In another embodiment, the initial voltage V H in the high-speed program may be determined by the final voltage VL in the low-speed program.
本発明の実施形態において、ロジック状態を‘LOW’と‘HIGH’を使用したが、これは、この分野で一般的に使用する方法によって例をあげて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想および範囲を逸脱しない限度内で前記ロジック状態は互いに交換可能である。 In the embodiment of the present invention, the logic states of “LOW” and “HIGH” are used, but this is only described by way of example by a method generally used in this field, and the technology of the present invention. The logic states can be interchanged with each other without departing from the spirit and scope.
本発明の実施形態において、NMOS、PMOSトランジスタを含んで説明したが、これはこの分野で一般的に使用する方法によって例をあげて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想および範囲を逸脱しない限度内で他の回路を使用することが可能である。 In the embodiment of the present invention, the description includes the NMOS and PMOS transistors, but this is only described by way of example by a method generally used in this field, and the technical idea and scope of the present invention are limited. It is possible to use other circuits within limits that do not deviate.
以上では、提示した本発明の実施形態は本発明の技術的思想および範囲を逸脱しない範囲内で多様な変化および変更が可能であることはこの分野で通常的の知識を習得した者などには自明である。そして上述の実施形態の説明に含まれたすべての構成は例をあげるためのものであり、制限するものではない。 In the above, the embodiment of the present invention presented can be changed and modified in various ways without departing from the technical idea and scope of the present invention. It is self-explanatory. All configurations included in the description of the above-described embodiments are for illustrative purposes and are not limiting.
Claims (35)
メモリセルアレイの第1領域に対しセルタイプに該当する周波数で低速プログラムを実行する段階と、
前記第1領域に対する前記低速プログラムの結果を検証する段階と、
前記メモリセルアレイの第2領域に対しセルタイプに該当する周波数で高速プログラムを実行する段階とを含み、
前記高速プログラム時の電圧と前記低速プログラム時の電圧は互いに異なるレベルであり、
前記高速プログラムを実行する段階は前記低速プログラムの結果が正しいことを検証した後に遂行され、前記高速プログラムの初期電圧は前記低速プログラムの最終電圧によって決められ、前記高速プログラムは前記低速プログラム遂行結果が正しいことを示す制御情報を書き込む動作を遂行する
ことを特徴とする方法。 In a method for programming a semiconductor memory device,
Executing a low-speed program on the first region of the memory cell array at a frequency corresponding to the cell type;
Verifying the results of the slow program for the first region;
Executing a high-speed program on the second region of the memory cell array at a frequency corresponding to a cell type,
The high-speed programming voltage and the low-speed programming voltage are different from each other.
The step of executing the high-speed program is performed after verifying that the result of the low-speed program is correct. The initial voltage of the high-speed program is determined by the final voltage of the low-speed program. A method characterized by performing an operation of writing control information indicating correctness.
を特徴とする請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the predetermined cell type is programmed in two states.
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the predetermined cell type is programmed in more than one state.
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the low-speed program is a data write operation.
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the high-speed program is a control information writing operation.
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 The method according to claim 5, wherein the high-speed program is a write operation of a code having the verification result information.
くことを特徴とし、前記整数Mは整数Nより小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 The low-speed program increases from the initial voltage V L to the step voltage sequentially during N steps, and the high-speed program increases from the initial voltage V H to step voltage sequentially during the M steps. The method of claim 1, wherein M is less than an integer N.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein M is an integer 1 in the high-speed program.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein V L <V H.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the initial voltage V H of the high speed program depends on a level of a final step voltage in the low speed program.
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 initial voltage V H of the high-speed program being higher than the last step voltage identical to or, in the low-speed program.
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 The method of claim 10, wherein an initial voltage V H of the high-speed program is lower than a final step voltage of the low-speed program.
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein a program cycle time of the low-speed program is longer than a program cycle time of the high-speed program.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method of claim 7, wherein the final step voltage level of the high-speed program is higher than the final step voltage of the low-speed program.
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the data write operation is performed in a main memory area.
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the data write operation is performed in a spare memory area.
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 The method according to claim 5, wherein the control information writing operation is performed in a main memory area.
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 The method according to claim 5, wherein the control information writing operation is performed in a spare memory area.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the low-speed program and the high-speed program are operated by one instruction.
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 The method according to claim 19, wherein the low-speed program and the high-speed program are executed independently of each other.
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the low-speed program and the high-speed program are operated according to respective separate corresponding instructions.
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 The method according to claim 21, wherein the low-speed program and the high-speed program can be performed continuously.
第1メモリセル領域と第2メモリセル領域とを含む不揮発性メモリセルアレイと、
前記第1メモリセル領域のセルタイプに該当する周波数で低速プログラムを実行し、前記第1メモリセル領域の低速プログラム結果を検証し、前記第1メモリセル領域での前記低速プログラムが正常に完了した時、前記第2メモリセル領域のセルタイプに該当する周波数の高速プログラムによって前記第2メモリセル領域をプログラムする制御器とを含み、
前記低速プログラムと前記高速プログラムは互いに異なるレベルの初期プログラム電圧を有し、
前記高速プログラムを実行する段階は前記低速プログラムの結果が正しいことを検証した後に遂行され、前記高速プログラムの初期電圧は前記低速プログラムの最終電圧によって決められ、前記高速プログラムは前記低速プログラム遂行結果が正しいことを示す制御情報を書き込む動作を遂行する
ことを特徴とする半導体メモリ装置。 A semiconductor memory device,
A nonvolatile memory cell array including a first memory cell region and a second memory cell region;
The low-speed program is executed at a frequency corresponding to the cell type of the first memory cell area, the low-speed program result of the first memory cell area is verified, and the low-speed program in the first memory cell area is successfully completed. A controller for programming the second memory cell region by a high-speed program having a frequency corresponding to a cell type of the second memory cell region,
The low-speed program and the high-speed program have different initial program voltages.
The step of executing the high-speed program is performed after verifying that the result of the low-speed program is correct. The initial voltage of the high-speed program is determined by the final voltage of the low-speed program. A semiconductor memory device characterized by performing an operation of writing control information indicating correctness.
ことを特徴とする請求項23に記載の半導体メモリ装置。 24. The semiconductor memory device according to claim 23, wherein the low-speed program is a data write operation.
ことを特徴とする請求項23に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device according to claim 23, wherein the high-speed program is a control flag write operation.
ことを特徴とする請求項23に記載の半導体メモリ装置。 The controller is supplied with a low-speed program enable signal and a high-speed program enable signal, and a word line voltage for selecting cells supplied to at least one block of the nonvolatile memory cell array in response to the enable signals. The semiconductor memory device according to claim 23, further comprising a generator.
ことを特徴とする請求項26に記載の半導体メモリ装置。 The word line voltage generator selectively generates an N-step step-up voltage from the initial voltage V L in response to each enable signal, or generates an M-step step-up voltage smaller than the N from the initial voltage V H. 27. The semiconductor memory device according to claim 26, wherein the semiconductor memory device is generated.
ことを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 28. The semiconductor memory device according to claim 27, wherein the initial voltage V L and the initial voltage V H have a relationship of V L <V H.
ことを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 28. The semiconductor memory device according to claim 27, wherein the integer M is 1 in the case of a high-speed program.
ことを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device of the initial program voltage V H of the high-speed program according to claim 27, characterized in that depending on the final program voltage of the low-speed program.
ことを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device according to claim 27 the relationship between the initial program voltage V H of the high-speed program and initial program voltage V L of the low-speed program, which is a V L <V H.
ことを特徴とする請求項31に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device programs the initial voltage V H of the high-speed program according to claim 31, characterized in that depending on the final program voltage of the low-speed program.
ことを特徴とする請求項32に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device according to claim 32 programs initial voltage V H of the high-speed program, characterized in that at the level of the same final program voltage slow program, or more.
ことを特徴とする請求項32に記載の半導体メモリ装置。 The semiconductor memory device programs the initial voltage V H of the high-speed program according to claim 32, characterized in that below the level of the final program voltage of the low-speed program.
NステップやMステップの順次ステップ上昇プログラム電圧を発生させるための電圧分配器と、
前記電圧分配器の出力電圧を比べるための基準電圧を発生する基準電圧発生器と、
前記電圧分配器から出力されるステップ電圧と前記基準電圧発生器から発生される基準電圧を比べ、比較結果に従って発振信号を制御する比較器と、
前記比較器に発振信号を供給する発振器と、
前記比較器の出力発振信号を参照してプログラム動作時プログラム電圧を供給するチャージポンプとを含む
ことを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 The word line voltage generator is
A voltage divider for generating a step-up program voltage in order of N steps and M steps;
A reference voltage generator for generating a reference voltage for comparing the output voltage of the voltage divider;
A comparator that compares a step voltage output from the voltage divider with a reference voltage generated from the reference voltage generator and controls an oscillation signal according to a comparison result;
An oscillator for supplying an oscillation signal to the comparator;
28. The semiconductor memory device according to claim 27, further comprising: a charge pump that supplies a program voltage during a program operation with reference to an output oscillation signal of the comparator.
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