Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR0170710B1 - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
KR0170710B1
KR0170710B1 KR1019950049714A KR19950049714A KR0170710B1 KR 0170710 B1 KR0170710 B1 KR 0170710B1 KR 1019950049714 A KR1019950049714 A KR 1019950049714A KR 19950049714 A KR19950049714 A KR 19950049714A KR 0170710 B1 KR0170710 B1 KR 0170710B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transistor
voltage
cell
dummy
string
Prior art date
Application number
KR1019950049714A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR970051320A (en
Inventor
염진선
Original Assignee
김광호
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김광호, 삼성전자주식회사 filed Critical 김광호
Priority to KR1019950049714A priority Critical patent/KR0170710B1/en
Publication of KR970051320A publication Critical patent/KR970051320A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR0170710B1 publication Critical patent/KR0170710B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0483Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells having several storage transistors connected in series
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/34Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
    • G11C16/3418Disturbance prevention or evaluation; Refreshing of disturbed memory data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

본 발명은 소스와 드레인을 서로 이웃하는 셀들과 공유하면서 직렬로 2개이상 연결된 메모리 셀 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터의 일단에 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터 타단에 직렬로 연결된 접지 선택트랜지스터를 구비하는 제1스트링과, 상기 제1스트링과 비트라인 콘택을 통해 접속되는 제2스트링을 구비하며 상기 제1 및 제2스트링이 비트라인에 평행하게 반복되어 형성되는 불휘발성 메모리 장치에 있어서, 상기 스트링내에 셀 트랜지스터와 직렬로 접속된 하나 이상의 노말 인한스먼트 더미 트랜지스터를 포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치를 제공한다. 상기 더미 트랜지스터는 상기 스트링 선택 트랜지스터와 동일한 구조이다. 본 발명에 채용되는 더이 트랜지스터 셀은 제어게이트만으로 구성되어 있기 때문에 제어게이트에 Vpgm 전압이 인가되더라도 더미 트랜지스터의 Vth는 변하지 않는다. 따라서, 데이터 독출시 더미 트랜지스터 셀의 오버프로그램으로 인한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 더미 셀을 사용할 시 종래에는 프로그램 전압이 20V일 때 더미 셀이 부스팅해서 채널 전압을 상승시키는 최고 전압은 12V정도인데, 본 발명에서 제안한 더미 트랜지스터를 사용하면 제어게이트에 12V만 인가하여도 더미셀이 부스팅할 수 있는 전압과 동일한 전압을 부스팅할 수 있다. 또한 Vpgm이 15V이고 Vpass 전압이 10V라고 하면 더미 트랜지스터에 인가해야 하는 전압은 Vpass 전압보다 낮은 전압을 인가 할 수 있는 장점을 갖는다.The present invention provides a memory cell transistor connected in series with two or more in series while sharing a source and a drain with neighboring cells, a string select transistor connected in series with one end of the memory cell transistor, and a ground select transistor connected in series with the other end of the memory cell transistor. 1. A nonvolatile memory device having a first string having a second string and a second string connected to the first string through a bit line contact, wherein the first and second strings are formed in parallel with the bit line. A nonvolatile semiconductor memory device including at least one normalization dummy transistor connected in series with a cell transistor in the string. The dummy transistor has the same structure as the string select transistor. Since the transistor cell employed in the present invention is composed of only the control gate, the Vth of the dummy transistor does not change even when the voltage Vpgm is applied to the control gate. Therefore, a malfunction due to an overprogramming of the dummy transistor cell during data reading can be prevented. In addition, when the dummy cell is used, the maximum voltage for boosting the channel voltage by boosting the dummy cell when the program voltage is 20V is about 12V. When using the dummy transistor proposed in the present invention, only 12V is applied to the control gate. It is possible to boost the same voltage that the micelles can boost. In addition, if Vpgm is 15V and the Vpass voltage is 10V, the voltage to be applied to the dummy transistor has an advantage of applying a voltage lower than the Vpass voltage.

Description

불휘발성 반도체 메모리 장치Nonvolatile Semiconductor Memory Device

제1도는 종래 기술에 따른 NAND형 메모리 셀의 등가회로도.1 is an equivalent circuit diagram of a NAND type memory cell according to the prior art.

제2도는 종래 기술에 따른 다른 NANF형 메모리 셀의 등가회로도.2 is an equivalent circuit diagram of another NANF type memory cell according to the prior art.

제3도는 종래 및 본 발명의 반도체 메모리셀의 수직 단면도.3 is a vertical sectional view of a semiconductor memory cell of the prior art and the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 NAND형 메모리 셀의 등가회로도.4 is an equivalent circuit diagram of a NAND type memory cell according to an embodiment of the present invention.

제5도는 선택되지 않은 셀(B, C)의 오동작으로 제한되는 플래쉬 메모리의 동작 전압 특성도.5 is an operating voltage characteristic diagram of a flash memory limited to malfunctions of cells B and C that are not selected.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

200 : 공핍층 210 : 제1유전막(터널산화막)200: depletion layer 210: first dielectric film (tunnel oxide film)

220 : 제2유전막 300, 400 : 소스/드레인, 채널220: second dielectric film 300, 400: source / drain, channel

BL1-BL3 : 비트라인 WL1-WLn : 워드라인BL1-BL3: Bit line WL1-WLn: Word line

GSL : 접지선택트랜지스터 SSL : 스트링선택트랜지스터GSL: Ground Select Transistor SSL: String Select Transistor

WLd : 더미 워드라인 Cd : 더미 트랜지스터 셀WLd: dummy wordline Cd: dummy transistor cell

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로그램 교란을 방지할 수 있는 불휘발성 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a nonvolatile memory device capable of preventing program disturbance.

최근, 데이터를 전기적으로 쓰고 지울 수 있으면서도 리프레쉬(refresh) 기능이 필요없는 반도체 메모리 소자에 대한 수요가 증가하고 있으며, 많은 데이터를 치환 및 저장할 수 있는 대용량 메모리소자 개발을 위해 메모리 셀의 고집적화 기술 개발이 진행되고 있다.Recently, there is an increasing demand for semiconductor memory devices that can electrically write and erase data but do not require a refresh function, and in order to develop large-capacity memory devices capable of replacing and storing a large amount of data, high integration technology of memory cells has been developed. It's going on.

이를 위하여 n개의 셀이 직렬로 연결되어 한 개의 스트링을 구성하고 두 개의 스트링이 한 개의 콘택을 공유하는 NAND형 프래쉬(flash) 메모리가 제안되었다. 상기 메모리 소자의 소거(erase) 및 개서(program or write)는 FN(Fowler Nordheim) 터널링 방식을 이용하여 부유 게이트(floating gate)에 전자를 주입하거나 방출하면서 셀의 문턱(threshold)전압을 제어함으로써 이루어진다.For this purpose, a NAND type flash memory has been proposed in which n cells are connected in series to form one string and two strings share one contact. Erase and program or write of the memory device is performed by controlling the threshold voltage of the cell while injecting or emitting electrons into the floating gate using Fowler Nordheim (FN) tunneling. .

이러한 플래쉬 메모리를 포함한 EEPROM에서는 프로그램이나 소거동작시 터널 산화막을 통하여 부유게이트로 전자를 주입 혹은 방출함으로써 이루어진다. 이로써 소자의 신뢰성에 커다란 문제가 발생하게 된다.In an EEPROM including such a flash memory, electrons are injected or emitted to a floating gate through a tunnel oxide layer during a program or erase operation. This causes a big problem in the reliability of the device.

따라서 데이터를 개서하고자 할 때 비선택된 셀이 프로그램되는 오동작 여부, 데이터를 어느 만큼 오랜동안 보존할 수 있는가 하는 충전유지력(charge retention) 특성, 그리고 얼마나 많이 개서와 소거를 할 수 있냐 하는 내구성(endurance) 특성으로 대변된다.Thus, when trying to rewrite data, the unselected cell is programmed for malfunction, the charge retention characteristics of how long the data can be retained, and the endurance of how much can be rewritten and erased. It is represented as a characteristic.

제1도는 NAND형 플래쉬 메모리셀 구조의 일부에 대한 등가회로도이다. 제1도에서, 3개의 비트라인(BL1-BL3)에 접속된 복수개의 스트링을 상대적으로 도시한 것이다. NAND형 플래쉬 메모리의 일반적인 프로그램 동작과, 프로그램이 방지되어야 하는 셀이 프로그램되는 동작을 살펴보면 다음과 같다.1 is an equivalent circuit diagram of a portion of a NAND type flash memory cell structure. In FIG. 1, a plurality of strings connected to three bit lines BL1 to BL3 are relatively shown. A general program operation of a NAND flash memory and an operation of programming a cell to be prevented are as follows.

각 스트링은 개개의 스트링을 선택하는 선택트랜지스터(이하 SSL트랜지스터)(MS1-MS3)의 소스측이 비트라인에 접속되고 드레인 측이 제어게이트와 부유게이트를 갖춘 트랜지스터(또는 셀)의 소스측과 공통접속되어 있다. 상기 셀은 일정한 이격 폭을 가지고 복수개가 직렬로 배치되며, 스트링의 최종단 셀의 소스측을 접지선과 선택적으로 연결되게 하는 접지트랜지스터(GSL트랜지스터)(MGS1-MGS3)를 구비하고 있다.Each string is common to the source side of a transistor (or cell) having a source side of a selection transistor (hereinafter referred to as an SSL transistor) MS1-MS3 for selecting individual strings connected to a bit line and a drain side having a control gate and a floating gate. Connected. The cells are arranged in series with a constant separation width, and have a ground transistor (GSL transistor) (MGS1-MGS3) for selectively connecting the source side of the end cell of the string to the ground line.

한편, 상기 플래쉬 메모리에서의 0 또는 1인 데이터의 판별은 각 셀 트랜지스터의 제어게이트에서 본 트랜지스터의 문턱전압(Vth)으로 구분하는 것으로 선택된 워드라인(WL1-WLn)에 0V를 인가하고 비선택 워드라인에는 Vcc이상의 전압, SSL 및 GSL에는 Vcc를 인가하여 트랜지스터를 도통상태로 만들고, 소스를 접지시킨 상태에서 비트라인에 0-Vcc인 전압을 인가할 때 흐르는 전류를 감지하고 일정 수준 이상이면 온상태, 그 이하는 오프 상태로 구분하고 있으며, 통상 온 상태의 문턱전압 Vth는 -3V 이하, 오프 상태의 Vth는 +1V이상이며, 통상 프로그램된 셀트랜지스터의 Vth는 +1V로 (+)의 Vth 상태이다.On the other hand, the data of 0 or 1 in the flash memory is distinguished by the threshold voltage Vth of the transistor in the control gate of each cell transistor, and 0V is applied to the selected word lines WL1-WLn and an unselected word. Apply voltage above Vcc to line, Vcc to SSL and GSL to make transistor conduction, detect current flowing when applying 0-Vcc voltage to bit line with source grounded The threshold voltage Vth in the on state is usually -3V or less, the off state Vth is + 1V or more, and the Vth of the programmed cell transistor is + 1V, which is the positive Vth state. to be.

제2도를 참조하여 셀(A)를 프로그램하는 경우를 설명한다. 셀 A를 프로그램하기 위해 먼저 선택스트링의 SSL에는 Vcc을 인가하고 비선택 스트링에는 0V를 인가한다. 다음, 선택된 비트라인(BL2)에는 0V를 인가하고 비선택 비트라인(BL1, BL3)에는 Vcc를 인가하여 비트라인 전압을 형성한 후에 선택된 워드라인(WL1)에는 약 20V인 Vpgm, 비선택된 나머지 n-1개의 워드라인에는 프로그램방지(program inhibit) 전압인 Vpass 전압을 인가한다.A case of programming the cell A will be described with reference to FIG. To program cell A, first apply Vcc to the SSL of the select string and 0V to the unselected string. Next, 0V is applied to the selected bit line BL2 and Vcc is applied to the unselected bit lines BL1 and BL3 to form a bit line voltage, and then Vpgm is about 20V to the selected word line WL1, and the remaining n is not selected. -One word line is applied with the Vpass voltage which is a program inhibit voltage.

상기 조건이 완료되면 비트라인에 0V를 인가함으로써 선택된 셀(A)은 채널과 부유게이트의 전위차로 FN 터널링 현상에 의해 부유게이트에 전자를 주입하며 셀의 문턱전압 Vth가 포지티브(positive)가 되어 프로그램을 완료한다. 반면 프로그램이 방지되어야 할 셀(B)의 경우를 보면 제어게이트에 인가해준 Vpgm전압은 제어게이트 전극으로부터 차례대로 제2유전막 (제3도의 220), 제1유전막 (터널 산화막; 제3도의 210), 공핍층(제3도의 200)인 실리콘 기판으로 이루어진 3개의 커패시터가 서로 직렬 연결되고 소스/드레인(300)간의 접합용량이 병렬 연결된 상태로 부스팅되는 전위효율이 70-80%정도라 하면, 예를 들면 Vpass=10V인 경우 7-8V의 전위가 채널(400)에 유기된다, 따라서 부스팅된 전하로 인하여 셀(B)은 부유게이트와 채널간의 전압차가 적어져서 FN 터널링이 일어나지 않아 효과적으로 프로그램을 방지시킬 수 있다.When the above condition is completed, the selected cell A by applying 0V to the bit line injects electrons into the floating gate by the FN tunneling phenomenon with the potential difference between the channel and the floating gate, and the threshold voltage Vth of the cell becomes positive. To complete. On the other hand, in the case of the cell B to be prevented from programming, the voltage Vpgm applied to the control gate is sequentially changed from the control gate electrode to the second dielectric film (220 in FIG. 3) and the first dielectric film (tunnel oxide film; 210 in FIG. 3). Assuming that the potential efficiency of the three capacitors formed of a silicon substrate, which is a depletion layer (200 in FIG. 3), is boosted in series with each other and the junction capacitance between the source / drain 300 is connected in parallel, For example, when Vpass = 10V, a potential of 7-8V is induced in the channel 400. Therefore, the boosted charge causes the cell B to have a small voltage difference between the floating gate and the channel, so that FN tunneling does not occur, thereby effectively preventing the program. You can.

상기와 같은 프로그램 동작에서 오동작이 될 때에는 비트라인이 선택되고 워드라인이 비선택된 셀(C)과 워드라인이 선택되고 비트라인이 비선택된 셀(B)이 프로그램되는 경우이다.When a malfunction occurs in the program operation as described above, a cell C in which a bit line is selected, a word line is unselected, and a cell B in which a word line is selected and a bit line is unselected are programmed.

먼저, 셀(C)과 같이 선택된 비트라인에 위치하는 비선택 셀의 경우 Vpgm전압 대신 프로그램 방지를 위한 Vpass 전압이 인가되는 경우, 만약 Vpass 전압이 최소 Vpgm 이상이 되면 셀(C)은 프로그램이 된다.First, in the case of an unselected cell located in the selected bit line such as cell C, if a Vpass voltage for program protection is applied instead of the Vpgm voltage, the cell C is programmed if the Vpass voltage is at least Vpgm or more. .

따라서 Vpass 전압은 Vpgm보다 적은 전압이 되어야 한다. Vpass 전압에 따른 셀(C)의 오동작 특성은 제5도에 도시한 그래프 특성을 나타낸다. 한편, 셀(B)의 경우와 같이 비트라인은 비선택되었지만 워드라인이 선택된 경우 워드라인에 Vpgm 전압이 인가되고 Vpass 전압이 낮은 전압일수록 트랜지스터의 Vth가 변하여 제5도와 같은 오동작 특성을 나타내게 되므로 NAND 플래쉬 메모리에서의 프로그램 동작에 제한 요소가 따르게 된다.Therefore, the Vpass voltage should be less than Vpgm. The malfunction characteristic of the cell C according to the Vpass voltage shows the graph characteristic shown in FIG. On the other hand, as in the case of the cell B, the bit line is not selected, but when the word line is selected, the Vpgm voltage is applied to the word line and the lower the Vpass voltage is, the Vth of the transistor is changed, thereby exhibiting a malfunction characteristic as shown in FIG. 5. There is a limiting factor in program operation in flash memory.

이러한 문제점을 개선하여 좀 더 넓은 영역의 동작범위를 구현하는 방법으로서 스트링내의 복수개의 셀중에 프로그램 방지 셀의 부스팅 전압을 높여주기 위해 더미(dummy) 셀을 사용하는 방법이 제안되었다. 이는 본 출원인이 1995년 6월 19일자로 특허출원한 출원번호 95-16255에 개시되어 있다. 제2도는 이를 도시한 것으로, 종래기술에 의한 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 등가 회로도를 나타내고 있다. 제2도의 종래기술에서는 더미 셀의 제어게이트에 Vpgm을 인가함으로써 채널의 부스팅전압을 상승시키는 효과를 얻고 있으나, 만일 16단 셀 구조를 갖고 있다면 개개의 워드라인을 프로그램할때마다 더미 셀은 프로그램 동작조건을 만족시키게 되어 계속적으로 프로그램이 진행되게 된다. 따라서 부유게이트에 전자가 계속해서 쌓이게 되어 더미 셀의 Vth는 동작전압(Vcc) 이상으로 상승하게 된다.As a method of realizing a wider operating range by improving such a problem, a method of using a dummy cell to increase the boosting voltage of the program protection cell among a plurality of cells in a string has been proposed. This is disclosed in patent application No. 95-16255 filed June 19, 1995 by the applicant. 2 shows this, and shows an equivalent circuit diagram of a NAND type flash memory cell according to the prior art. In the prior art of FIG. 2, the boosting voltage of the channel is increased by applying Vpgm to the control gate of the dummy cell. However, if it has a 16-stage cell structure, the dummy cell is programmed every time each word line is programmed. The condition is satisfied and the program continues. Therefore, electrons continue to accumulate in the floating gate, and the Vth of the dummy cell rises above the operating voltage Vcc.

이렇게 상승된 Vth는 셀의 데이터를 독출(Read)할 때 더미 셀의 제어게이트 전압이 Vcc로 인가되더라도 더미 셀이 턴온되지 않는다. 따라서 비트라인으로부터 인가되는 전류는 GSL 트랜지스터를 통하여 접지라인으로 흐르지 않기 때문에 오동작을 하게 된다. 또한 Vpgm이라는 높은 전압을 인가해야 하는 단점이 있다.This increased Vth does not turn on the dummy cell even when the control gate voltage of the dummy cell is applied to Vcc when the data of the cell is read. Therefore, the current applied from the bit line does not flow through the GSL transistor to the ground line, thereby causing a malfunction. In addition, there is a disadvantage in that a high voltage of Vpgm must be applied.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 보다 안정적인 채널부스팅을 이룩하여 프로그램 교란을 방지하는 불휘발성 반도체 메모리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device which achieves more stable channel boosting and prevents program disturb.

즉, 본 발명은 불휘발성 메모리장치에 있어서, 복수개의 셀이 직렬로 연결되어 스트링을 구성한 NAND형 플래쉬 메모리의 프로그램 동작을 개선하고자 하는 것으로 선택된 셀 트랜지스터가 프로그램 동작될 때 비선택된 셀 트랜지스터가 프로그램 되는 오동작을 방지하여 프로그램 방지 전압인 Vpass 전압을 넓게 사용하고, 보다 안정적인 회로 동작을 구현한 불휘발성 메모리장치를 제공함을 목적으로 한다.That is, in the nonvolatile memory device, a non-selected cell transistor is programmed when a selected cell transistor is programmed to improve a program operation of a NAND type flash memory having a plurality of cells connected in series to form a string. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile memory device that uses a wide Vpass voltage, which prevents malfunction, and realizes more stable circuit operation.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소스와 드레인을 서로 이웃하는 셀들과 공유하면서 직렬로 2개 이상 연결된 메모리 셀 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터의 일단에 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터 타단에 직렬로 연결된 접지 선택트랜지스터를 구비하는 제1스트링과, 상기 제1스트링과 비트라인 콘택을 통해 접속되는 제2스트링을 구비하며 상기 제1 및 제2스트링이 비트라인에 평행하게 반복되어 형성되는 불휘발성 메모리 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is a memory cell transistor connected to two or more in series while sharing a source and a drain with neighboring cells, a string select transistor connected in series to one end of the memory cell transistor, the memory cell transistor A first string having a ground select transistor connected in series to the other end, and a second string connected to the first string through a bit line contact, wherein the first and second strings are formed in parallel with the bit line. In a nonvolatile memory device,

상기 스트링내에 셀 트랜지스터와 직렬로 접속된 하나 이상의 노말 인한스먼트(enhancement) 더미 트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치를 제공한다.A nonvolatile semiconductor memory device comprising one or more normal enhancement dummy transistors connected in series with a cell transistor in the string.

바람직하게는 상기 더미 트랜지스터가 상기 스트링 선택 트랜지스터와 동일한 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.Preferably, the dummy transistor has the same structure as the string select transistor.

또한, 바람직하게는 상기 더미 트랜지스터의 제어 게이트에 프로그램 방지전압(Vpass)보다 더 높은 전압 또는 낮은 전압이 인가되어 프로그램시 비선택된 셀의 채널의 전위를 일정전압까지 부스팅시켜 비선택된 셀의 문턱전압(Vth)의 증가를 방지하는 것을 특징으로 한다.Also, a voltage higher or lower than a program protection voltage Vpass may be applied to the control gate of the dummy transistor to boost a potential of a channel of an unselected cell to a predetermined voltage during programming, thereby increasing the threshold voltage of the unselected cell. It is characterized by preventing the increase of Vth).

이하, 본 발명의 구성 및 동작에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래기술의 문제점에서 언급한 비선택된 셀(제2도의 셀(B))이 프로그렘 방지(inhibit)되는 조건을 보다 자세히 설펴보면 다음과 같다.Looking at the conditions under which the non-selected cells (cell B of FIG. 2) inhibited by the program (inhibition) mentioned in detail in the prior art as follows.

제2도에서, 프로그램이 이루어지는 셀의 워드라인에 인가되는 Vpgm을 20V, 프로그램 방지전압인 Vpass을 10V, 제어게이트 전극에 인가한 전압에 대한 부유게이트에 유입되는 전압비인 커플링(coupling) 값을 0.6, 그리고 FN 터널링에 의한 전자주입은 전위차가 8V이상에서 이루어진다고 가정할 때, 채널에 유기되는 부스팅전압은 Vpass에 의한 전압 (10V×0.6=6V) + Vpgm에 의한 전압 ((20×0.6=12V)/n=0.75V, n=8)으로 나타내진다. 따라서 채널에 유기되는 전압은 6.75V로 부유게이트전압 (20×0.6=12V)과의 전위차가 FN 터널링이 일어나는 조건을 만족시키지 않아 프로그램이 방지된다. 반면 프로그램 방지전압인 Vpass전압이 6V이라면 채널에 유지되는 전압은 3.6V(6×0.6)와 프로그램전압에 의한 효과((20×0.6-3.6)/8=1V)로 4.6V가 된다. 따라서, 겨우 FN 터널링이 일어나는 조건이 이루어지지 않아 프로그램이 방지된다. 반면에, 집적도를 높이기 위해 스트링에 접속되어 있는 셀의 개수가 16개 또는 32개로 증가시키면 프로그램이 가해지는 셀에 의한 채널 부스팅 기여도는 (20×0.6-3.6)/16=0.5V와 (20×0.6-3.6)/32=0.25V로 줄어들어 모두 프로그램이 일어나는 조건이 된다.In FIG. 2, a coupling value, which is a voltage ratio flowing into the floating gate with respect to the voltage applied to the control gate electrode, is 20 V for the Vpgm applied to the word line of the cell where the program is made, 10 V for the program prevention voltage. 0.6 and the electron injection by FN tunneling assumes that the potential difference is more than 8V, the boosting voltage induced in the channel is the voltage by Vpass (10V × 0.6 = 6V) + Vpgm ((20 × 0.6 = 12V) /n=0.75V, n = 8). Therefore, the voltage induced in the channel is 6.75V, and the potential difference with the floating gate voltage (20 × 0.6 = 12V) does not satisfy the condition that the FN tunneling occurs, thereby preventing the program. On the other hand, if the Vpass voltage, which is the program protection voltage, is 6V, the voltage maintained at the channel becomes 4.6V with the effect of 3.6V (6 × 0.6) and the program voltage ((20 × 0.6-3.6) / 8 = 1V). Thus, the condition that only FN tunneling takes place is not achieved and the program is prevented. On the other hand, if the number of cells connected to the string is increased to 16 or 32 to increase the density, the channel boosting contribution by the cells to which the program is applied is (20 × 0.6-3.6) /16=0.5V and (20 ×). 0.6-3.6) /32=0.25V, which is the condition under which the program occurs.

따라서 종래기술에서는 16단 셀의 경우 프로그램 전압에 의한 기여도를 8단 셀과 동일하게 되도록 하기 위해서 더미 셀을 추가시켜 제어게이트에 프로그램 전압을 인가했다, 제2도에 도시된 바와 같이 더미 셀(Cd)을 추가시켜 제어게이트에 프로그램 전압을 인가하였다. 제2도에서 더미 셀(Cd)은 정상적인 셀과 동일하며 단지 제어게이트에 Vpgm 전압이 인가되는 점만 다르다. 따라서 이러한 구조로 채널에 유기되는 전압을 증가시키려고 하면 16개의 셀을 순차적으로 프로그램할 때 더미 셀은 프로그램 동작 조건에 들어 계속적으로 프로그램이 진행되게 된다. 따라서 부유게이트에 전자가 계속해서 쌓이게 되어 더미 셀의 Vth는 동작전압(Vcc) 이상으로 상승되게 된다.Therefore, in the prior art, in the case of the 16-stage cell, a dummy cell was added to apply the program voltage to the control gate in order to make the contribution by the program voltage equal to the 8-stage cell. As shown in FIG. 2, the dummy cell Cd ) Was added to apply the program voltage to the control gate. In FIG. 2, the dummy cell Cd is the same as the normal cell except that the voltage Vpgm is applied to the control gate. Therefore, when the voltage induced in the channel is increased in this structure, when 16 cells are sequentially programmed, the dummy cell enters a program operating condition and the program is continuously performed. Therefore, electrons continue to accumulate in the floating gate, and the Vth of the dummy cell is raised above the operating voltage Vcc.

이렇게 상승된 Vth는 셀의 데이터를 독출(read)할 시 더미 셀의 제어게이트 전압이 Vcc로 인가되더라도 더미 셀이 턴온되지 않는다. 따라서 비트라인으로부터 인가되는 전류는 GSL 트랜지스터를 통하여 접지라인으로 흐르지 않기 때문에 오동작을 하게 된다.This increased Vth does not turn on the dummy cell even when the control gate voltage of the dummy cell is applied to Vcc when the data of the cell is read. Therefore, the current applied from the bit line does not flow through the GSL transistor to the ground line, thereby causing a malfunction.

따라서 본 발명에서는 더미 셀을 사용하지 않고 정상적인 트랜지스터를 사용하여 제2도의 종래기술에서와 같은 더미 셀의 오버프로그램(ocerprogram) 문제를 해결하고자 한다. 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 NAND형 메모리 셀의 등가회로도이다. 제4도와 제2도를 제1도와 비교할 때 n번째 워드라인과 GSL 사이에 또다른 워드라인(WLd)가 추가되어 있음을 알 수 있다.Therefore, the present invention is to solve the overprogram problem of the dummy cell as in the prior art of FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a NAND type memory cell according to an embodiment of the present invention. Comparing FIG. 4 and FIG. 2 with FIG. 1, it can be seen that another word line WLd is added between the nth word line and the GSL.

한편, 제4도와 제2도를 비교해보면 제2도에는 더미 워드라인(WLd)에 접속되어 있는 트랜지스터가 제어게이트와 부유게이트를 갖는 셀 구조로 이루어져있고 제4도에서는 GSL 트랜지스터와 같은 구조의 더미 트랜지스터 셀(Cd')가 존재한다는 것이 다르다. 또한 제2도의 더미 셀의 제어게이트에는 Vpgm전압이 인가되지만 제4도의 더미 트랜지스터는 어느 특정전압이 인가됨을 특징으로 한다.On the other hand, comparing FIG. 4 and FIG. 2, in FIG. 2, the transistor connected to the dummy word line WLd has a cell structure having a control gate and a floating gate. In FIG. 4, a dummy having the same structure as a GSL transistor is shown in FIG. The difference is that the transistor cell Cd 'is present. In addition, a voltage Vpgm is applied to the control gate of the dummy cell of FIG. 2, but a specific voltage is applied to the dummy transistor of FIG. 4.

이상으로 상술한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 더미 트랜지스터 구조를 채용했을 시 얻을 수 있는 효과를 보면, 본 발명에 채용되는 더미 트랜지스터 셀은 우선 부유게이트를 채용하지 않고 제어게이트만으로 구성되어 있기 때문에 제어게이트에 Vpgm 전압이 인가되더라도 더미 트랜지스터의 Vth는 변하지 않는다. 따라서, 데이터 독출시 더미 트랜지스터 셀의 오버프로그램으로 인한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 더미 셀을 사용할 시 제2도의 종래의 더미 셀에서는 프로그램 전압이 20V일 때 더미 셀이 부스팅해서 채널 전압을 상승시키는 최고 전압은 12V정도인데, 본 발명에서 제안한 더미 트랜지스터를 사용하면 제어게이트에 12V만 인가하여도 더미 셀이 부스팅할 수 있는 전압과 동일한 전압을 부스팅할 수 있다. 또한 Vpgm이 15V이고 Vpass 전압이 10V라고 하면 더미 트랜지스터에 인가해야 하는 전압은 15×0.6(=9V)로 Vpass 전압보다 낮은 전압을 인가 할 수 있는 장점을 갖게 된다.As described above, when the dummy transistor structure proposed by the present invention is adopted, the dummy transistor cell employed in the present invention is composed of only the control gate and not the floating gate. The Vth of the dummy transistor does not change even when the voltage Vpgm is applied to the dummy transistor. Therefore, a malfunction due to an overprogramming of the dummy transistor cell during data reading can be prevented. Also, in the conventional dummy cell of FIG. 2 when the dummy cell is used, the maximum voltage at which the dummy cell boosts the channel voltage by boosting the channel voltage when the program voltage is 20 V is about 12 V. When the dummy transistor proposed in the present invention is used, Applying only 12V can boost the same voltage that the dummy cell can boost. Also, if Vpgm is 15V and Vpass voltage is 10V, the voltage to be applied to the dummy transistor is 15 × 0.6 (= 9V), which has the advantage of applying a voltage lower than the Vpass voltage.

Claims (3)

소스와 드레인을 서로 이웃하는 셀들과 공유하면서 직렬로 2개 이상 연결된 메모리 셀 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터의 일단에 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터, 상기 메모리 셀 트랜지스터 타단에 직렬로 연결된 접지 선택트랜지스터를 구비하는 제1스트링과, 상기 제1스트링과 비트라인 콘택을 통해 접속되는 제2스트링을 구비하며 상기 제1 및 제2스트링이 비트라인에 평행하게 반복되어 형성되는 불휘발성 메모리 장치에 있어서, 상기 스트링내에 셀 트랜지스터와 직렬로 접속된 하나 이상의 노말 인한스먼트(enhancement) 더미 트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치.A memory cell transistor having at least two connected in series with the neighboring cells with a source and a drain, a string select transistor connected in series with one end of the memory cell transistor, and a ground select transistor connected in series with the other end of the memory cell transistor; A non-volatile memory device having a first string and a second string connected to the first string through a bit line contact, wherein the first and second strings are formed in parallel with a bit line. A nonvolatile semiconductor memory device comprising at least one normal enhancement dummy transistor connected in series with a cell transistor. 제1항에 있어서, 상기 더미 트랜지스터는 상기 스트링 선택 트랜지스터와 동일한 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein the dummy transistor has the same structure as the string select transistor. 제2항에 있어서, 상기 더미 트랜지스터의 제어 게이트에 프로그램 방지전압(Vpass)보다 더 높은 전압 또는 낮은 전압이 인가되어 프로그램시 비선택된 셀의 채널의 전위를 일정전압까지 부스팅시켜 비선택된 셀의 문턱전압(Vth)의 증가를 방지하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리장치.The threshold voltage of the non-selected cell of claim 2, wherein a voltage higher or lower than a program prevention voltage Vpass is applied to the control gate of the dummy transistor to boost the potential of the channel of the unselected cell to a predetermined voltage during programming. Non-volatile semiconductor memory device, characterized in that to increase the (Vth).
KR1019950049714A 1995-12-14 1995-12-14 Non-volatile semiconductor memory device KR0170710B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950049714A KR0170710B1 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Non-volatile semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950049714A KR0170710B1 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Non-volatile semiconductor memory device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970051320A KR970051320A (en) 1997-07-29
KR0170710B1 true KR0170710B1 (en) 1999-03-30

Family

ID=19439968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950049714A KR0170710B1 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Non-volatile semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0170710B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9721664B2 (en) 2014-04-14 2017-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory devices and methods of operating the memory devices by programming normal cells after programming a first dummy cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9721664B2 (en) 2014-04-14 2017-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory devices and methods of operating the memory devices by programming normal cells after programming a first dummy cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR970051320A (en) 1997-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100297602B1 (en) Method for programming a non-volatile memory device
US7263000B2 (en) NAND type memory with dummy cells adjacent to select transistors being biased at different voltage during data erase
US5267209A (en) EEPROM programming method
US5550772A (en) Memory array utilizing multi-state memory cells
US7554848B2 (en) Operating techniques for reducing program and read disturbs of a non-volatile memory
KR0170296B1 (en) Non-volatile memory element
US8238153B2 (en) Program method of flash memory device
KR100463194B1 (en) Method for programming a nand-type flash memory
US7787294B2 (en) Operating method of memory
KR100888616B1 (en) Nand flash memory device performing pre-program operation before erease operation and erase method thereof
KR101102505B1 (en) Programming method of nonvolatile memory device
JP3629383B2 (en) Erase method for nonvolatile semiconductor memory device
JPH10149688A (en) Semiconductor non-volatile storage device and its data programming method
KR0161413B1 (en) A non-volatile semiconductor memory device
KR0170710B1 (en) Non-volatile semiconductor memory device
US5408430A (en) Method for operating nonvolatile memory semiconductor devices memories
US7778081B2 (en) Method for performing operations by applying periodic voltage pulses to control gate of an ono memory cell
JP2815077B2 (en) Method of using semiconductor nonvolatile memory device
KR20000072960A (en) Method of programming non-volatile memory devices having a nand type cell array
KR19990061314A (en) How to Program Flash Memory Cells

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050909

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee