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JP2012169027A - Nonvolatile memory device - Google Patents

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JP2012169027A
JP2012169027A JP2011281048A JP2011281048A JP2012169027A JP 2012169027 A JP2012169027 A JP 2012169027A JP 2011281048 A JP2011281048 A JP 2011281048A JP 2011281048 A JP2011281048 A JP 2011281048A JP 2012169027 A JP2012169027 A JP 2012169027A
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JP
Japan
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voltage
memory device
word line
signal
memory
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JP2011281048A
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Japanese (ja)
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Jun-Hun Park
▲ジュン▼▲フン▼ 朴
Kyung-Hwa Kang
京花 姜
Shang Wan Nan
尚完 南
Seong-Won Yoon
盛遠 尹
Chi-Weon Yoon
治元 尹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

【課題】一定の上昇傾斜を有する駆動信号をメモリセルアレイに提供することによって、読出しマージン減少による信頼性の下落を防止できる不揮発性メモリ装置が提供される。
【解決手段】本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は、基板と直交する方向に積層された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、ワードラインを通じて前記メモリセルアレイに連結された行選択回路と、前記ワードラインに提供される電圧を発生する電圧発生回路と、を含み、前記電圧発生回路は、目標電圧レベルまで段階的に増加させる方式に前記電圧を発生する。本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は、一定の上昇傾斜を有する駆動信号をメモリセルアレイに提供できる。したがって、読出しマージン減少による信頼性の下落が防止され得る。
【選択図】図1
Provided is a non-volatile memory device capable of preventing a drop in reliability due to a decrease in a read margin by providing a drive signal having a constant rising slope to a memory cell array.
A nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells stacked in a direction orthogonal to a substrate, a row selection circuit connected to the memory cell array through word lines, A voltage generation circuit for generating a voltage provided to the word line, and the voltage generation circuit generates the voltage in a stepwise manner up to a target voltage level. The nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention can provide a drive signal having a constant rising slope to the memory cell array. Therefore, a drop in reliability due to a decrease in read margin can be prevented.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体メモリ装置に関し、より具体的には不揮発性メモリ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a nonvolatile memory device.

半導体メモリ装置(semiconductor memory device)はシリコン(Si、silicon)、ゲルマニウム(Ge、Germanium)、ヒ化ガリウム(GaAs、gallium arsenide)、リン化インジウム(InP、indium phospide)等のような半導体を利用して具現される記憶装置である。半導体メモリ装置は大きく揮発性メモリ装置(Volatile memory device)と不揮発性メモリ装置(Nonvolatile memory device)とに区分される。   Semiconductor memory devices use semiconductors such as silicon (Si), germanium (Ge), gallium arsenide, indium phosphide (InP), and the like. This is a storage device embodied. Semiconductor memory devices are broadly classified into volatile memory devices and non-volatile memory devices.

揮発性メモリ装置は電源供給が遮断されれば、格納しているデータが消滅されるメモリ装置である。揮発性メモリ装置にはSRAM(Static RAM)、DRAM(Dynamic RAM)、SDRAM(Synchronous DRAM)等がある。不揮発性メモリ装置は電源供給が遮断されても格納しているデータを維持するメモリ装置である。不揮発性メモリ装置にはROM(Read Only Memory)、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Electrically Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)、フラッシュメモリ装置、PRAM(Phase−change RAM)、MRAM(Magnetic RAM)、RRAM(登録商標)(Resistive RAM)、FRAM(登録商標)(Ferroelectric RAM)等がある。フラッシュメモリ装置は大きくNORタイプとNANDタイプとに区分される。   A volatile memory device is a memory device in which stored data is lost when power supply is cut off. Volatile memory devices include SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), and the like. A non-volatile memory device is a memory device that maintains stored data even when power supply is interrupted. Non-volatile memory devices include ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), Flash Memory Device, RAM (PRAM), PRAM (PRAM) RAM), RRAM (registered trademark) (Resistive RAM), FRAM (registered trademark) (Ferroelectric RAM), and the like. Flash memory devices are roughly classified into a NOR type and a NAND type.

最近、半導体メモリ装置の集積度を向上させるために、3次元アレイ構造を有する半導体メモリ装置が研究されている。   Recently, a semiconductor memory device having a three-dimensional array structure has been studied in order to improve the degree of integration of the semiconductor memory device.

日本国特許公開第2010−00102755号公報Japanese Patent Publication No. 2010-00102755

本発明の目的は一定の上昇傾斜を有する駆動信号をメモリセルアレイに提供する不揮発性メモリ装置及びそれを含むメモリシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a non-volatile memory device that provides a drive signal having a constant rising slope to a memory cell array and a memory system including the same.

本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は基板と直交する方向に積層された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、ワードラインを通じて前記メモリセルアレイに連結された行選択回路と、前記ワードラインに提供される電圧を発生する電圧発生回路と、を含み、前記電圧発生回路は目標電圧レベルまで段階的に増加させる方式に前記電圧を発生する。   A nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention provides a memory cell array including a plurality of memory cells stacked in a direction orthogonal to a substrate, a row selection circuit connected to the memory cell array through a word line, and a word line. A voltage generating circuit for generating a voltage to be generated, the voltage generating circuit generating the voltage in a stepwise manner up to a target voltage level.

実施形態として、前記電圧発生回路はプログラム動作の時にパス電圧レベルまで段階的に増加する電圧信号を生成する。   In one embodiment, the voltage generating circuit generates a voltage signal that increases stepwise up to a pass voltage level during a program operation.

実施形態として、前記電圧発生回路はプログラム電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、パス電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、を含む。   In one embodiment, the voltage generating circuit generates a first voltage signal that increases stepwise up to a program voltage level and a second voltage signal that increases stepwise up to a pass voltage level. A voltage generator.

実施形態として、前記行選択回路は前記第2電圧信号を前記ワードラインの中で非選択されたワードラインに駆動信号として提供し、前記非選択されたワードラインに提供される前記駆動信号は同一な上昇傾斜を有する。   In one embodiment, the row selection circuit provides the second voltage signal as a driving signal to a non-selected word line among the word lines, and the driving signals provided to the non-selected word lines are the same. Has an ascending slope.

実施形態として、前記電圧発生回路は読出し動作の時に非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する電圧信号を生成する。   As an embodiment, the voltage generation circuit generates a voltage signal that increases stepwise to a non-selected read voltage level during a read operation.

実施形態として、前記電圧発生回路は選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、を含む。   As an embodiment, the voltage generation circuit generates a first voltage signal that generates a first voltage signal that increases stepwise to a selected read voltage level, and a second voltage signal that increases stepwise to an unselected read voltage level. A second voltage generator.

実施形態として、前記行選択回路は前記第2電圧信号を前記ワードラインの中で非選択されたワードラインに駆動信号として提供し、前記非選択されたワードラインに提供される前記駆動信号は同一な上昇傾斜を有する。   In one embodiment, the row selection circuit provides the second voltage signal as a driving signal to a non-selected word line among the word lines, and the driving signals provided to the non-selected word lines are the same. Has an ascending slope.

実施形態として、前記電圧発生回路はプログラム電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、パス電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第3電圧信号を発生する第3電圧発生器と、非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第4電圧信号を発生する第4電圧発生器と、を含む。   In one embodiment, the voltage generating circuit generates a first voltage signal that increases stepwise up to a program voltage level and a second voltage signal that increases stepwise up to a pass voltage level. A voltage generator; a third voltage generator for generating a third voltage signal that increases stepwise to a selected read voltage level; and a fourth voltage for generating a fourth voltage signal that increases stepwise to an unselected read voltage level. And a generator.

実施形態として、前記電圧の目標電圧レベルによって互に異なるランピングステップの大きさを有するように前記電圧発生回路を制御するランピングロジックをさらに含む。   The embodiment further includes ramping logic for controlling the voltage generating circuit to have different ramping step sizes depending on a target voltage level of the voltage.

実施形態として、前記基板と平行な平面上のメモリセルは同一なワードラインを共有する。   As an embodiment, memory cells on a plane parallel to the substrate share the same word line.

本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は一定の上昇傾斜を有する駆動信号をメモリセルアレイに提供できる。したがって、読出しマージン減少による信頼性の下落が防止され得る。   The nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention can provide a driving signal having a certain rising slope to the memory cell array. Therefore, a drop in reliability due to a decrease in read margin can be prevented.

本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a non-volatile memory device according to an embodiment of the present invention. 図1のメモリセルアレイを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the memory cell array of FIG. 1. 図2のメモリブロックの中で1つの第1実施形態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing one first embodiment in the memory block of FIG. 2. 図3のメモリブロックのI−I’線に沿う断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I-I ′ of the memory block of FIG. 3. 図4のトランジスター構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the transistor structure of FIG. 4. 図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックの第1実施形態による等価回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit according to the first embodiment of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5; 一般的な場合の駆動信号の上昇傾斜を示す図面である。6 is a diagram illustrating a rising slope of a drive signal in a general case. 図1の高電圧発生回路及びランピングロジックをより詳細に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the high voltage generation circuit and the ramping logic of FIG. 1 in more detail. 図8の第1電圧発生器によって生成された第1電圧信号を示す図面である。9 is a diagram illustrating a first voltage signal generated by the first voltage generator of FIG. 8. 図8の第2電圧発生器によって生成された第2電圧信号を示す図面である。10 is a diagram illustrating a second voltage signal generated by the second voltage generator of FIG. 8. 図1の行選択回路をより詳細に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the row selection circuit of FIG. 1 in more detail. 図11のドライビングブロックをより詳細に説明するための図面である。12 is a diagram for explaining the driving block of FIG. 11 in more detail. 図1の高電圧発生回路によって生成された電圧信号が駆動信号としてワードラインに提供される時、駆動信号の上昇傾斜を示す図面である。2 is a diagram illustrating a rising slope of a driving signal when a voltage signal generated by the high voltage generating circuit of FIG. 1 is provided as a driving signal to a word line. 図1の高電圧発生回路によって生成された電圧信号が駆動信号としてワードラインに提供される時、駆動信号の上昇傾斜を示す図面である。2 is a diagram illustrating a rising slope of a driving signal when a voltage signal generated by the high voltage generating circuit of FIG. 1 is provided as a driving signal to a word line. 本発明の他の実施形態による不揮発性メモリ装置を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention. 互に異なる上昇傾斜を有する駆動信号による読出し攪乱を説明するための図面である。6 is a diagram for explaining readout disturbance due to drive signals having different rising slopes. 互に異なる上昇傾斜を有する駆動信号による読出し攪乱を説明するための図面である。6 is a diagram for explaining readout disturbance due to drive signals having different rising slopes. 互に異なる上昇傾斜を有する駆動信号による読出し攪乱を説明するための図面である。6 is a diagram for explaining readout disturbance due to drive signals having different rising slopes. 図1の高電圧発生回路及びランピングロジックの一実施形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the high voltage generation circuit and ramping logic of FIG. 1. 図1の高電圧発生回路及びランピングロジックの他の実施形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating another embodiment of the high voltage generation circuit and ramping logic of FIG. 1. 図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第2実施形態による等価回路BLKi_2を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit BLKi_2 according to the second embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5; 図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックの第3実施形態による等価回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit according to a third embodiment of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5; 図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックの第4実施形態による等価回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit according to a fourth embodiment of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5; 図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックの第5実施形態による等価回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit according to a fifth embodiment of the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5; 図2のメモリブロックの中で1つの第2実施形態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing one second embodiment in the memory block of FIG. 2. 図25のメモリブロックの変形形態を示す斜視図である。FIG. 26 is a perspective view showing a modification of the memory block of FIG. 25. 図3のメモリブロックの中で1つの第3実施形態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing one third embodiment in the memory block of FIG. 3. 図27のメモリブロックのIII−III’線に沿う断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of the memory block of FIG. 27. 図27のメモリブロックの変形形態を示す斜視図である。FIG. 28 is a perspective view showing a modification of the memory block of FIG. 27. 図29のメモリブロックのIV−IV’線に沿う断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of the memory block of FIG. 29. 図3のメモリブロックの中で1つの第4実施形態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing one fourth embodiment in the memory block of FIG. 3. 図31のメモリブロックのV−V’線に沿う断面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view taken along line V-V ′ of the memory block of FIG. 31. 図31のメモリブロックの変形形態を示す斜視図である。FIG. 32 is a perspective view showing a modification of the memory block of FIG. 31. 図33のメモリブロックのVI−VI’線に沿う断面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of the memory block of FIG. 33. 図2のメモリブロックの中で1つの第5実施形態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing one fifth embodiment in the memory block of FIG. 2. 図35のメモリブロックのVII−VII’線に沿う断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view taken along line VII-VII ′ of the memory block of FIG. 35. 図1又は図14の不揮発性メモリ装置を含むメモリシステムを示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a memory system including the nonvolatile memory device of FIG. 1 or FIG. 14. 図37のメモリシステムの応用例を示すブロック図である。FIG. 38 is a block diagram illustrating an application example of the memory system of FIG. 37. 図38を参照して説明されたメモリシステムを含むコンピューティングシステムを示すブロック図である。FIG. 39 is a block diagram illustrating a computing system including the memory system described with reference to FIG. 38.

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように詳細に説明するために、本発明の実施形態を添付されたの図面を参照して説明する。説明の便宜上、同一な構成要素は同一な参照番号を利用して引用される。類似の構成要素は類似の参照番号を利用して引用される。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. I will explain. For convenience of explanation, the same components are referred to using the same reference numerals. Similar components are cited using similar reference numbers.

3次元構造のメモリブロックを含む不揮発性メモリ装置は、工程上の要因によって、ワードラインに提供される駆動信号の上昇傾斜(rising slope)が各々異なり得る。このような上昇傾斜の差異は読出しマージンの減少による読出しフェイル(read fail)等を発生させ得る。本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は、ランピング(ramping)技術を利用して駆動信号の上昇傾斜を一定に維持する。したがって、読出しマージンの減少が最小化になり得る。以下では説明の便宜上、プログラム動作を中心に本発明の実施形態が説明される。しかし、本発明の技術的思想は読出し動作及び消去動作にも適用され得る。   A nonvolatile memory device including a memory block having a three-dimensional structure may have different rising slopes of driving signals provided to word lines depending on process factors. Such a difference in the rising slope may cause a read fail due to a decrease in the read margin. The non-volatile memory device according to an embodiment of the present invention maintains a rising slope of a driving signal using a ramping technique. Thus, read margin reduction can be minimized. Hereinafter, for convenience of explanation, embodiments of the present invention will be described with a focus on program operations. However, the technical idea of the present invention can also be applied to a read operation and an erase operation.

図1は、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置を示すブロック図である。図1を参照すれば、不揮発性メモリ装置100はメモリセルアレイ110、高電圧発生回路120、行選択回路130、読出し及び書込み回路140、データ入出力回路150、制御ロジック160、及びランピングロジック170を含む。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a non-volatile memory device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the nonvolatile memory device 100 includes a memory cell array 110, a high voltage generation circuit 120, a row selection circuit 130, a read / write circuit 140, a data input / output circuit 150, a control logic 160, and a ramping logic 170. .

メモリセルアレイ110は、複数のワードラインWLを通じて行選択回路130に連結され、ビットラインBLを通じて読出し及び書込み回路140に連結される。メモリセルアレイ110は3次元構造のメモリブロックを含み、各メモリブロックは複数のメモリセルを含む。例示的に、メモリセルアレイ110の各メモリブロックはセル当り1つ又はその以上のビットを格納できる複数のメモリセルで構成される。   The memory cell array 110 is connected to the row selection circuit 130 through a plurality of word lines WL, and is connected to the read / write circuit 140 through a bit line BL. The memory cell array 110 includes memory blocks having a three-dimensional structure, and each memory block includes a plurality of memory cells. Illustratively, each memory block of the memory cell array 110 is composed of a plurality of memory cells that can store one or more bits per cell.

高電圧発生回路120はランピングロジック170の制御に応答して、第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を発生する。ここで、第1電圧信号VS_1は、目標電圧(target voltage)がプログラム電圧Vpgmである電圧信号であり、第2電圧信号VS_2は、目標電圧がパス電圧である電圧信号を意味する。   The high voltage generation circuit 120 generates the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 in response to the control of the ramping logic 170. Here, the first voltage signal VS_1 is a voltage signal whose target voltage is a program voltage Vpgm, and the second voltage signal VS_2 is a voltage signal whose target voltage is a pass voltage.

プログラム動作の時に、高電圧発生回路120は、ランピングロジック170の制御に応答して、第1電圧信号VS_1の電圧レベルを一定なランピングステップ(Ramping Step)単位にプログラム電圧Vpgmまで上昇させる。第1電圧信号VS_1は行選択回路130を通じて選択されたワードラインに提供される。即ち、選択されたワードラインにはプログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1が提供される。   During the program operation, the high voltage generation circuit 120 increases the voltage level of the first voltage signal VS_1 to the program voltage Vpgm in a constant ramping step in response to the control of the ramping logic 170. The first voltage signal VS_1 is provided to the selected word line through the row selection circuit 130. That is, the selected word line is provided with the first voltage signal VS_1 that gradually increases to the program voltage Vpgm.

同様に、高電圧発生回路120は、ランピングロジック170の制御に応答して、第2電圧信号VS_2の電圧レベルを一定なランピングステップ単位にパス電圧Vpassまで上昇させる。第2電圧信号VS_2は行選択回路130を通じて選択されたワードラインに提供される。   Similarly, in response to the control of the ramping logic 170, the high voltage generation circuit 120 increases the voltage level of the second voltage signal VS_2 to the pass voltage Vpass in a certain ramping step unit. The second voltage signal VS_2 is provided to the selected word line through the row selection circuit 130.

行選択回路130は、高電圧発生回路120から第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を受信する。プログラム動作の時に、行選択回路130は選択されたワードラインに第1電圧信号VS_1を提供し、非選択されたワードラインに第2電圧信号VS_2を提供する。行選択回路130はワードラインドライバー131及び行デコーダー133を含む。   The row selection circuit 130 receives the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 from the high voltage generation circuit 120. During a program operation, the row selection circuit 130 provides a first voltage signal VS_1 to a selected word line and a second voltage signal VS_2 to a non-selected word line. The row selection circuit 130 includes a word line driver 131 and a row decoder 133.

ワードラインドライバー131は、高電圧発生回路120から第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を受信する。ワードラインドライバー131は、行アドレスRAの中で一部のアドレスRAiに応答して、各々の信号ラインSLに第1電圧信号VS_1又は第2電圧信号VS_2を提供する。   The word line driver 131 receives the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 from the high voltage generation circuit 120. The word line driver 131 provides the first voltage signal VS_1 or the second voltage signal VS_2 to each signal line SL in response to some addresses RAi in the row address RA.

例えば、プログラム動作の時に、ワードラインドライバー131は、選択されたワードラインに対応する信号ラインに駆動信号DSとして第1電圧信号VS_1を提供する。ワードラインドライバー131は、非選択されたワードラインに対応する信号ラインに駆動信号DSとして第2電圧信号VS_2を提供する。   For example, during the program operation, the word line driver 131 provides the first voltage signal VS_1 as the drive signal DS to the signal line corresponding to the selected word line. The word line driver 131 provides the second voltage signal VS_2 as the drive signal DS to the signal line corresponding to the non-selected word line.

行デコーダー133はワードラインドライバー131から駆動信号DSを受信する。行デコーダー133は、行アドレスRAの中で残りのアドレスRAjに応答して、駆動信号DSが提供されるワードラインWLを選択する。   The row decoder 133 receives the drive signal DS from the word line driver 131. The row decoder 133 selects the word line WL to which the driving signal DS is provided in response to the remaining address RAj among the row addresses RA.

例えば、行デコーダー133に提供されたアドレスRAjは、メモリブロックを選択するためのアドレスであり得る。この場合、行デコーダー133は、アドレスRAjに応答してメモリブロックを選択し、選択されたメモリブロックのワードラインに駆動信号DSを各々伝達する。したがって、選択されたワードラインには駆動信号DSとして第1電圧信号VS_1が提供され、非選択されたワードラインには各々駆動信号DSとして第2電圧信号VS_2が提供される。   For example, the address RAj provided to the row decoder 133 may be an address for selecting a memory block. In this case, the row decoder 133 selects a memory block in response to the address RAj, and transmits the drive signal DS to each word line of the selected memory block. Accordingly, the first voltage signal VS_1 is provided as the driving signal DS to the selected word line, and the second voltage signal VS_2 is provided as the driving signal DS to each non-selected word line.

読出し及び書込み回路140は、ビットラインBLを通じてメモリセルアレイ110に連結され、データラインDLを通じてデータ入出力回路150に連結される。読出し及び書込み回路140はデータ入出力回路150からデータを受信し、受信したデータをメモリセルアレイ110に書き込む。読出し及び書込み回路140はメモリセルアレイ110からデータを読み出し、読み出したデータをデータ入出力回路150へ伝達する。例示的に、読出し及び書込み回路140はデータの読出し及び書込みを遂行するページバッファ(又はページレジスター)、ビットラインBLを選択する列選択回路等の構成要素を包含できる。   The read / write circuit 140 is connected to the memory cell array 110 through the bit line BL, and is connected to the data input / output circuit 150 through the data line DL. The read / write circuit 140 receives data from the data input / output circuit 150 and writes the received data to the memory cell array 110. The read / write circuit 140 reads data from the memory cell array 110 and transmits the read data to the data input / output circuit 150. For example, the read / write circuit 140 may include components such as a page buffer (or page register) for reading and writing data, a column selection circuit for selecting the bit line BL, and the like.

データ入出力回路150は、データラインDLを通じて読出し及び書込み回路140に連結される。データ入出力回路150は制御ロジック160の制御に応答して動作する。データ入出力回路150は外部とデータDATAを交換するように構成される。データ入出力回路150は外部から伝達されたデータDATAをデータラインDLを通じて読出し及び書込み回路140へ伝達する。データ入出力回路150は、読出し及び書込み回路140からデータラインDLを通じて伝達されたデータDATAを外部へ出力する。例示的に、データ入出力回路150はデータバッファのような構成要素を包含できる。   The data input / output circuit 150 is connected to the read / write circuit 140 through the data line DL. The data input / output circuit 150 operates in response to the control of the control logic 160. The data input / output circuit 150 is configured to exchange data DATA with the outside. The data input / output circuit 150 transmits data DATA transmitted from the outside to the read / write circuit 140 through the data line DL. The data input / output circuit 150 outputs the data DATA transmitted from the read / write circuit 140 through the data line DL to the outside. For example, the data input / output circuit 150 may include a component such as a data buffer.

制御ロジック160は不揮発性メモリ装置100の諸般動作を制御する。制御ロジック160は高電圧発生回路120、行選択回路130、読出し及び書込み回路140、及びデータ入出力回路150を制御するように構成される。図1を参照すれば、制御ロジック160はランピングロジック170を含む。   The control logic 160 controls various operations of the nonvolatile memory device 100. The control logic 160 is configured to control the high voltage generation circuit 120, the row selection circuit 130, the read / write circuit 140, and the data input / output circuit 150. Referring to FIG. 1, the control logic 160 includes ramping logic 170.

ランピングロジック170は、段階的に増加する第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2が生成されるように高電圧発生回路120を制御する。即ち、プログラム動作の時に、ランピングロジック170は、プログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1を生成するように高電圧発生回路120を制御する。また、ランピングロジック170は、パス電圧Vpassまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を生成するように高電圧発生回路120を制御する。   The ramping logic 170 controls the high voltage generation circuit 120 so that the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 that increase stepwise are generated. That is, during the program operation, the ramping logic 170 controls the high voltage generation circuit 120 to generate the first voltage signal VS_1 that increases stepwise up to the program voltage Vpgm. The ramping logic 170 also controls the high voltage generation circuit 120 to generate the second voltage signal VS_2 that increases stepwise up to the pass voltage Vpass.

上述したように、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100は、目標電圧まで段階的に(即ち、ランピングステップ単位に)増加する第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2を発生し、これを駆動信号DSとしてワードラインに提供する。   As described above, the non-volatile memory device 100 according to the embodiment of the present invention generates the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 that increase stepwise up to the target voltage (that is, in units of ramping steps). The drive signal DS is provided to the word line.

第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2の電圧レベルがランピングステップ単位に段階的に増加するので、ワードラインに提供される駆動信号は各ワードラインの抵抗の差に関わらず一定の上昇傾斜を維持することができる。したがって、不揮発性メモリ装置100はプログラム速度の差による読出しマージンの減少を防止することができる。以下では本発明の実施形態によるメモリセルアレイ110の構造がより詳細に説明される。   Since the voltage levels of the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 increase step by step, the driving signal provided to the word line maintains a constant rising slope regardless of the resistance difference of each word line. can do. Therefore, the nonvolatile memory device 100 can prevent a read margin from being reduced due to a difference in program speed. Hereinafter, the structure of the memory cell array 110 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

図2は図1のメモリセルアレイを示すブロック図である。図2を参照すれば、メモリセルアレイ110は、複数のメモリブロックBLK1〜BLKzを含む。各メモリブロックBLKは3次元構造(又は垂直構造)を有する。例えば、各メモリブロックBLKは第1乃至第3方向に沿って伸張された構造物を含む。例えば、各メモリブロックBLKは、第2方向に沿って伸張された複数のNANDストリングNSを含む。例えば、第1及び第3方向に沿って複数のNANDストリングNSが提供される。   FIG. 2 is a block diagram showing the memory cell array of FIG. Referring to FIG. 2, the memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz. Each memory block BLK has a three-dimensional structure (or vertical structure). For example, each memory block BLK includes a structure extended along first to third directions. For example, each memory block BLK includes a plurality of NAND strings NS extended along the second direction. For example, a plurality of NAND strings NS are provided along the first and third directions.

各NANDストリングNSは、ビットラインBL、ストリング選択ラインSSL、接地選択ラインGSL、ワードラインWL、及び共通ソースラインCSLに連結される。即ち、各メモリブロックは複数のビットラインBL、複数のストリング選択ラインSSL、複数の接地選択ラインGSL、複数のワードラインWL、及び共通ソースラインCSLに連結される。メモリブロックBLK1〜BLKzは図3を参照してより詳細に説明される。   Each NAND string NS is connected to a bit line BL, a string selection line SSL, a ground selection line GSL, a word line WL, and a common source line CSL. That is, each memory block is connected to a plurality of bit lines BL, a plurality of string selection lines SSL, a plurality of ground selection lines GSL, a plurality of word lines WL, and a common source line CSL. The memory blocks BLK1 to BLKz will be described in more detail with reference to FIG.

例示的に、メモリブロックBLK1〜BLKzは図1に図示された行選択回路130によって選択される。例えば、行選択回路130はメモリブロックBLK1〜BLKzの中でデコーディングされた行アドレスに対応するメモリブロックBLKを選択する。   For example, the memory blocks BLK1 to BLKz are selected by the row selection circuit 130 illustrated in FIG. For example, the row selection circuit 130 selects the memory block BLK corresponding to the decoded row address among the memory blocks BLK1 to BLKz.

図3は、図2のメモリブロックBLK1〜BLKzの中で1つBLKiの第1実施形態を示す斜視図である。図4は、図3のメモリブロックBLKiのI−I’線に沿う断面図である。図3及び図4を参照すれば、メモリブロックBLKiは第1乃至第3方向に沿って伸張された構造物を含む。   FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of one BLKi among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I-I ′ of the memory block BLKi in FIG. 3. Referring to FIGS. 3 and 4, the memory block BLKi includes a structure extended along first to third directions.

先ず、基板111が提供される。例示的に、基板111は第1タイプを有するウェル(well)である。例えば、基板111はホウ素B(Boron)のような5族元素が注入されて形成されたpウェルである。例えば、基板111はnウェル内に提供されるポケットpウェルである。以下で、基板111はpウェルであることと仮定する。しかし、基板111はpウェルであることに限定されない。   First, a substrate 111 is provided. Illustratively, the substrate 111 is a well having a first type. For example, the substrate 111 is a p-well formed by implanting a group 5 element such as boron B (Boron). For example, the substrate 111 is a pocket p-well provided in an n-well. In the following, it is assumed that the substrate 111 is a p-well. However, the substrate 111 is not limited to a p-well.

基板111の上に、第1方向に沿って伸張された複数のドーピング領域311〜314が提供される。例えば、複数のドーピング領域311〜314は基板111と相異なる第2タイプを有する。例えば、複数のドーピング領域311〜314はnタイプを有する。以下で、第1乃至第4ドーピング領域311〜314はnタイプを有することと仮定する。しかし、第1乃至第4ドーピング領域311〜314はnタイプを有することに限定されない。   A plurality of doping regions 311 to 314 extended along the first direction is provided on the substrate 111. For example, the plurality of doping regions 311 to 314 have a second type different from the substrate 111. For example, the plurality of doping regions 311 to 314 have n type. Hereinafter, it is assumed that the first to fourth doping regions 311 to 314 have n type. However, the first to fourth doping regions 311 to 314 are not limited to having the n type.

第1及び第2ドーピング領域311、312の間の基板111の領域の上に、第1方向に沿って伸張される複数の絶縁物質112が第2方向に沿って順次的に提供される。例えば、複数の絶縁物質112は第2方向に沿って特定距離程度離隔されて提供される。例示的に、絶縁物質112はシリコン酸化物(Silicon Oxide)のような絶縁物質を包含する。   A plurality of insulating materials 112 extended along the first direction are sequentially provided on the region of the substrate 111 between the first and second doping regions 311 and 312 along the second direction. For example, the plurality of insulating materials 112 are provided separated by a specific distance along the second direction. For example, the insulating material 112 may include an insulating material such as silicon oxide.

第1及び第2ドーピング領域311、312の間の基板111の領域の上に、第1方向に沿って順次的に配置され、第2方向に沿って絶縁物質112を貫通する複数のピラー113が提供される。例示的に、複数のピラー113は絶縁物質112を貫通して基板111と連結される。   A plurality of pillars 113 sequentially disposed along the first direction on the substrate 111 between the first and second doping regions 311 and 312 and penetrating the insulating material 112 along the second direction are provided. Provided. For example, the plurality of pillars 113 may be connected to the substrate 111 through the insulating material 112.

例示的に、各ピラー113は複数の物質で構成される。例えば、各ピラー113の表面層114は第1タイプを有するシリコン物質を包含する。例えば、各ピラー113の表面層114は基板111と同一なタイプを有するシリコン物質を包含する。以下で、各ピラー113の表面層114はpタイプシリコンを含むことと仮定する。しかし、各ピラー113の表面層114はpタイプシリコンを含むことに限定されない。   For example, each pillar 113 is composed of a plurality of substances. For example, the surface layer 114 of each pillar 113 includes a silicon material having a first type. For example, the surface layer 114 of each pillar 113 includes a silicon material having the same type as the substrate 111. Hereinafter, it is assumed that the surface layer 114 of each pillar 113 includes p-type silicon. However, the surface layer 114 of each pillar 113 is not limited to containing p-type silicon.

各ピラー113の内部層115は絶縁物質で構成される。例えば、各ピラー113の内部層115は、シリコン酸化物(Silicon Oxide)のような絶縁物質を包含する。例えば、各ピラー113の内部層115はエアーギャップ(air gap)を包含できる。   The inner layer 115 of each pillar 113 is made of an insulating material. For example, the inner layer 115 of each pillar 113 includes an insulating material such as silicon oxide. For example, the inner layer 115 of each pillar 113 may include an air gap.

第1及び第2ドーピング領域311、312の間の領域で、絶縁物質112、ピラー113、及び基板111の露出された表面に沿って絶縁膜116が提供される。例示的に、第2方向に沿って提供される最後の絶縁物質112の第2方向側の露出面に提供される絶縁膜116は除去できる。   An insulating film 116 is provided along the exposed surface of the insulating material 112, the pillar 113, and the substrate 111 in a region between the first and second doping regions 311 and 312. For example, the insulating film 116 provided on the exposed surface on the second direction side of the last insulating material 112 provided along the second direction may be removed.

例示的に、絶縁膜116の厚さは複数の絶縁物質112の間の距離がの1/2より小さい。即ち、複数の絶縁物質112の中で第1絶縁物質の下部面に提供された絶縁膜116、及び第1絶縁物質下部の第2絶縁物質の上部面に提供された絶縁膜116の間に、絶縁物質112及び絶縁膜116以外の物質が配置できる領域が提供される。   For example, the thickness of the insulating film 116 is less than ½ of the distance between the plurality of insulating materials 112. That is, between the insulating film 116 provided on the lower surface of the first insulating material among the plurality of insulating materials 112 and the insulating film 116 provided on the upper surface of the second insulating material below the first insulating material, A region where a material other than the insulating material 112 and the insulating film 116 can be disposed is provided.

第1及び第2ドーピング領域311、312の間の領域で、絶縁膜116の露出された表面の上に第1導電物質211〜291が提供される。例えば、基板111に隣接する絶縁物質112及び基板111の間に第1方向に沿って伸張される第1導電物質211が提供される。より詳細には、基板111に隣接する絶縁物質112の下部面の絶縁膜116及び基板111の間に、第1方向に伸張される第1導電物質211が提供される。   First conductive materials 211 to 291 are provided on the exposed surface of the insulating film 116 in a region between the first and second doping regions 311 and 312. For example, a first conductive material 211 that extends along a first direction between the insulating material 112 adjacent to the substrate 111 and the substrate 111 is provided. More specifically, a first conductive material 211 extending in the first direction is provided between the insulating film 116 on the lower surface of the insulating material 112 adjacent to the substrate 111 and the substrate 111.

以下で、第1導電物質211〜291、212〜292、213〜293の高さが定義される。第1導電物質211〜291、212〜292、213〜293は基板111から順次的に第1乃至第9の高さを有することと定義される。即ち、基板111と隣接する第1導電物質211〜213は第1の高さを有する。第2導電物質331〜333と隣接する第1導電物質291〜293は第9の高さを有する。第1導電物質及び基板111の間の距離が増加するほど、第1導電物質の高さは増加する。   Hereinafter, the heights of the first conductive materials 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 are defined. The first conductive materials 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 are defined to have first to ninth heights sequentially from the substrate 111. That is, the first conductive materials 211 to 213 adjacent to the substrate 111 have a first height. The first conductive materials 291 to 293 adjacent to the second conductive materials 331 to 333 have a ninth height. As the distance between the first conductive material and the substrate 111 increases, the height of the first conductive material increases.

絶縁物質112の中で特定絶縁物質の上部面の絶縁膜116及び特定絶縁物質の上部に配置された絶縁物質の下部面の絶縁膜116の間に、第1方向に沿って伸張される第1導電物質が提供される。例示的に、複数の絶縁物質112の間に、第1方向に伸張される複数の第1導電物質221〜281が提供される。例示的に、第1導電物質211〜291は金属物質である。例示的に、第1導電物質211〜291はポリシリコン等のような導電物質である。   In the insulating material 112, a first layer extending in a first direction extends between the insulating film 116 on the upper surface of the specific insulating material and the insulating film 116 on the lower surface of the insulating material disposed on the specific insulating material. A conductive material is provided. For example, a plurality of first conductive materials 221 to 281 extending in a first direction are provided between the plurality of insulating materials 112. For example, the first conductive materials 211 to 291 are metal materials. For example, the first conductive materials 211 to 291 are conductive materials such as polysilicon.

第2及び第3ドーピング領域312、313の間の領域で、第1及び第2ドーピング領域311、312の上の構造物と同一な構造物が提供される。例示的に、第2及び第3ドーピング領域312、313の間の領域で、第1方向に伸張される複数の絶縁物質112、第1方向に沿って順次的に配置され、第3方向に沿って複数の絶縁物質112を貫通する複数のピラー113、複数の絶縁物質112及び複数のピラー113の露出された表面に提供される絶縁膜116、及び第1方向に沿って伸張される複数の第1導電物質212〜292が提供される。   In the region between the second and third doping regions 312, 313, a structure identical to the structure above the first and second doping regions 311, 312 is provided. Exemplarily, in the region between the second and third doping regions 312, 313, a plurality of insulating materials 112 extended in the first direction are sequentially disposed along the first direction and along the third direction. A plurality of pillars 113 penetrating through the plurality of insulating materials 112, a plurality of insulating materials 112 and an insulating film 116 provided on exposed surfaces of the plurality of pillars 113, and a plurality of first layers extended along the first direction. One conductive material 212-292 is provided.

第3及び第4ドーピング領域313、314の間の領域で、第1及び第2ドーピング領域311、312の上の構造物と同一な構造物が提供される。例示的に、第3及び第4ドーピング領域312、313の間の領域で、第1方向に伸張される複数の絶縁物質112、第1方向に沿って順次的に配置され、第3方向に沿って複数の絶縁物質112を貫通する複数のピラー113、複数の絶縁物質112及び複数のピラー113の露出された表面に提供される絶縁膜116、及び第1方向に沿って伸張される複数の第1導電物質213〜293が提供される。   In the region between the third and fourth doping regions 313 and 314, a structure identical to the structure above the first and second doping regions 311 and 312 is provided. Exemplarily, in the region between the third and fourth doping regions 312, 313, a plurality of insulating materials 112 extended in the first direction are sequentially disposed along the first direction and along the third direction. A plurality of pillars 113 penetrating through the plurality of insulating materials 112, a plurality of insulating materials 112 and an insulating film 116 provided on exposed surfaces of the plurality of pillars 113, and a plurality of first layers extended along the first direction. One conductive material 213-293 is provided.

複数のピラー113の上にドレーン320が各々提供される。例示的に、ドレーン320は第2タイプでドーピングされたシリコン物質である。例えば、ドレーン320はnタイプでドーピングされたシリコン物質である。以下で、ドレーン320はnタイプシリコンを含むことと仮定する。しかし、ドレーン320はnタイプシリコンを含むことに限定されない。例示的に、各ドレーン320の幅は対応するピラー113の幅より大きい。例えば、各ドレーン320は対応するピラー113の上部面にパッド形態に提供される。   A drain 320 is provided on each of the plurality of pillars 113. Illustratively, the drain 320 is a second type of doped silicon material. For example, the drain 320 is an n-type doped silicon material. In the following, it is assumed that the drain 320 includes n-type silicon. However, the drain 320 is not limited to including n-type silicon. Illustratively, the width of each drain 320 is greater than the width of the corresponding pillar 113. For example, each drain 320 is provided in the form of a pad on the upper surface of the corresponding pillar 113.

ドレーン320の上に、第3方向に伸張された第2導電物質331〜333が提供される。第2導電物質331〜333は第1方向に沿って順次的に配置される。第2導電物質331〜333の各々は対応する領域のドレーン320と連結される。例示的に、ドレーン320及び第3方向に伸張された第2導電物質333は各々コンタクトプラグ(contact plug)を通じて連結される。例示的に、第2導電物質331〜333は金属物質である。例示的に、第2導電物質331〜333はポリシリコン等のような導電物質である。   Second conductive materials 331 to 333 extended in the third direction are provided on the drain 320. The second conductive materials 331 to 333 are sequentially disposed along the first direction. Each of the second conductive materials 331 to 333 is connected to the drain 320 of the corresponding region. For example, the drain 320 and the second conductive material 333 extended in the third direction are each connected through a contact plug. For example, the second conductive materials 331 to 333 are metal materials. For example, the second conductive materials 331 to 333 are conductive materials such as polysilicon.

図3及び図4で、各ピラー113は、絶縁膜116の隣接する領域及び複数の第1導電ライン211〜291、212〜292、213〜293の中で隣接する領域と共にストリングを形成する。例えば、各ピラー113は絶縁膜116の隣接する領域及び第1導電ライン211〜291、212〜292、213〜293の中で隣接する領域と共にNANDストリングNSを形成する。NANDストリングNSは複数のトランジスター構造TSを含む。トランジスター構造TSは図5を参照してより詳細に説明される。   3 and 4, each pillar 113 forms a string together with an adjacent region of the insulating film 116 and an adjacent region among the plurality of first conductive lines 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293. For example, each pillar 113 forms a NAND string NS together with an adjacent region of the insulating film 116 and an adjacent region among the first conductive lines 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293. The NAND string NS includes a plurality of transistor structures TS. The transistor structure TS will be described in more detail with reference to FIG.

図5は、図4のトランジスター構造を示す断面図である。図3乃至図5を参照すれば、絶縁膜116は第1乃至第3サブ絶縁膜117、118、119を含む。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the transistor structure of FIG. 3 to 5, the insulating film 116 includes first to third sub-insulating films 117, 118, and 119.

ピラー113のpタイプシリコンを含む表面層114はボディー(body)として動作する。ピラー113に隣接する第1サブ絶縁膜117はトンネルリング絶縁膜として動作する。例えば、ピラー113に隣接する第1サブ絶縁膜117は熱酸化膜を包含する。   The surface layer 114 including the p-type silicon of the pillar 113 operates as a body. The first sub-insulating film 117 adjacent to the pillar 113 operates as a tunneling insulating film. For example, the first sub-insulating film 117 adjacent to the pillar 113 includes a thermal oxide film.

第2サブ絶縁膜118は電荷格納膜として動作する。例えば、第2サブ絶縁膜118は電荷捕獲層として動作する。例えば、第2サブ絶縁膜118は窒化膜又は金属酸化膜(例えば、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜等)を包含する。   The second sub-insulating film 118 operates as a charge storage film. For example, the second sub insulating film 118 operates as a charge trap layer. For example, the second sub-insulating film 118 includes a nitride film or a metal oxide film (for example, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, etc.).

第1導電物質233に隣接する第3サブ絶縁膜119はブロッキング絶縁膜として動作する。例示的に、第1方向に伸張された第1導電物質233と隣接する第3サブ絶縁膜119は単一層又は多層に形成される。第3サブ絶縁膜119は、第1及び第2サブ絶縁膜117、118より高い誘電常数を有する高誘電膜(例えば、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜等)であり得る。   The third sub-insulating film 119 adjacent to the first conductive material 233 operates as a blocking insulating film. For example, the third sub-insulating layer 119 adjacent to the first conductive material 233 extended in the first direction may be formed in a single layer or multiple layers. The third sub-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 first and second sub-insulating films 117 and 118.

第1導電物質233はゲート(又は制御ゲート)として動作する。即ち、ゲート(又は制御ゲート)として動作する第1導電物質233、ブロッキング絶縁膜として動作する第3サブ絶縁膜119、電荷格納膜として動作する第2サブ絶縁膜118、トンネルリング絶縁膜として動作する第1サブ絶縁膜117、及びボディーとして動作するpタイプシリコンを含む表面層114はトランジスター(又はメモリセルトランジスター構造)を形成する。例示的に、第1乃至第3サブ絶縁膜117〜119はONO(oxide−nitride−oxide)を構成する。以下で、ピラー113のpタイプシリコンを含む表面層114は第2方向のボディーとして動作することと定義される。   The first conductive material 233 operates as a gate (or control gate). That is, the first conductive material 233 that operates as a gate (or control gate), the third sub-insulating film 119 that operates as a blocking insulating film, the second sub-insulating film 118 that operates as a charge storage film, and the tunneling insulating film. The first sub-insulating film 117 and the surface layer 114 including p-type silicon that operates as a body form a transistor (or a memory cell transistor structure). For example, the first to third sub-insulating films 117 to 119 constitute an ONO (oxide-nitride-oxide). Hereinafter, the surface layer 114 including the p-type silicon of the pillar 113 is defined as operating as a body in the second direction.

メモリブロックBLKiは複数のピラー113を含む。即ち、メモリブロックBLKiは複数のNANDストリングNSを含む。より詳細には、メモリブロックBLKiは第2方向(又は基板と垂直になる方向)に伸張された複数のNANDストリングNSを含む。   The memory block BLKi includes a plurality of pillars 113. That is, the memory block BLKi includes a plurality of NAND strings NS. More specifically, the memory block BLKi includes a plurality of NAND strings NS extended in the second direction (or a direction perpendicular to the substrate).

各NANDストリングNSは、第2方向に沿って配置される複数のトランジスター構造TSを含む。各NANDストリングNSの複数のトランジスター構造TSの中で少なくとも1つはストリング選択トランジスターSSTとして動作する。各NANDストリングNSの複数のトランジスター構造TSの中で少なくとも1つは接地選択トランジスターGSTとして動作する。   Each NAND string NS includes a plurality of transistor structures TS arranged along the second direction. At least one of the plurality of transistor structures TS of each NAND string NS operates as a string selection transistor SST. At least one of the plurality of transistor structures TS of each NAND string NS operates as a ground selection transistor GST.

ゲート(又は制御ゲート)は第1方向に伸張された第1導電物質211〜291、212〜292、213〜293に対応する。即ち、ゲート(又は制御ゲート)は第1方向に伸張されてワードライン、及び少なくとも2つの選択ライン(例えば、少なくとも1つのストリング選択ラインSSL及び少なくとも1つの接地選択ラインGSLを形成する。   The gate (or control gate) corresponds to the first conductive materials 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 extended in the first direction. That is, the gate (or control gate) is extended in the first direction to form a word line and at least two selection lines (eg, at least one string selection line SSL and at least one ground selection line GSL).

第3方向に伸張された第2導電物質331〜333はNANDストリングNSの一端に連結される。例示的に、第3方向に伸張された第2導電物質331〜333はビットラインBLとして動作する。即ち、1つのメモリブロックBLKiで、1つのビットラインBLに複数のNANDストリングが連結される。   The second conductive materials 331 to 333 extended in the third direction are connected to one end of the NAND string NS. For example, the second conductive materials 331 to 333 extended in the third direction operate as the bit line BL. That is, a plurality of NAND strings are connected to one bit line BL in one memory block BLKi.

第1方向に伸張された第2タイプドーピング領域311〜314がNANDストリングの他端に提供される。第1方向に伸張された第2タイプドーピング領域311〜314は共通ソースラインCSLとして動作する。   Second type doping regions 311 to 314 extended in the first direction are provided at the other end of the NAND string. The second type doping regions 311 to 314 extended in the first direction operate as a common source line CSL.

要約すれば、メモリブロックBLKiは基板111と垂直になる方向(第2方向)に伸張された複数のNANDストリングを含み、1つのビットラインBLに複数のNANDストリングNSが連結されるNANDフラッシュメモリブロック(例えば、電荷捕獲形)として動作する。   In summary, the memory block BLKi includes a plurality of NAND strings extended in a direction perpendicular to the substrate 111 (second direction), and a plurality of NAND strings NS are connected to one bit line BL. (For example, charge trapping type).

図3乃至図5で、第1導電ライン211〜291、212〜292、213〜293は9つの層に提供されることで説明した。しかし、第1導電ライン211〜291、212〜292、213〜293は9つの層に提供されることに限定されない。例えば、第1導電ラインはメモリセルを形成する少なくとも8個の層、そして選択トランジスターを形成する少なくとも2個の層に提供され得る。第1導電ラインはメモリセル電荷構成する少なくとも16個の層、そして選択トランジスターを形成する少なくとも2個の層に提供され得る。また、第1導電ラインは、メモリセルを形成する複数の層、そして選択トランジスターを形成する少なくとも2個の層に提供され得る。例えば、第1導電ラインはダミーメモリセルを形成する層にも提供され得る。   3 to 5, the first conductive lines 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 have been described as being provided in nine layers. However, the first conductive lines 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 are not limited to being provided in nine layers. For example, the first conductive line can be provided in at least eight layers forming a memory cell and in at least two layers forming a select transistor. The first conductive line may be provided in at least 16 layers constituting the memory cell charge and in at least two layers forming a select transistor. The first conductive line may be provided in a plurality of layers forming a memory cell and in at least two layers forming a selection transistor. For example, the first conductive line can be provided in a layer forming a dummy memory cell.

図3乃至図5で、1つのビットラインBLに3つのNANDストリングNSが連結されることで説明した。しかし、1つのビットラインBLに3つのNANDストリングNSが連結されることに限定されない。例示的に、メモリブロックBLKiで、1つのビットラインBLにm個のNANDストリングNSが連結され得る。この時、1つのビットラインBLに連結されるNANDストリングNSの数ほど、第1方向に伸張される第1導電物質211〜291、212〜292、213〜293の数及び共通ソースラインCSLとして動作するドーピング領域311〜314の数もまた調節される。   In FIG. 3 to FIG. 5, it has been described that three NAND strings NS are connected to one bit line BL. However, the present invention is not limited to three NAND strings NS connected to one bit line BL. For example, in the memory block BLKi, m NAND strings NS may be connected to one bit line BL. At this time, the number of first conductive materials 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 that extend in the first direction and the number of NAND strings NS connected to one bit line BL and the common source line CSL operate. The number of doping regions 311 to 314 to be adjusted is also adjusted.

図3乃至図5で、第1方向に伸張された1つの第1導電物質に3つのNANDストリングNSが連結されることで説明した。しかし、1つの第1導電物質に3つのNANDストリングNSが連結されることに限定されない。例えば、1つの第1導電物質に、n個のNANDストリングNSが連結され得る。この時、1つの第1導電物質に連結されるNANDストリングNSの数ほど、ビットライン331〜333の数もまた調節される。   In FIG. 3 to FIG. 5, the three NAND strings NS are connected to one first conductive material extended in the first direction. However, the present invention is not limited to three NAND strings NS connected to one first conductive material. For example, n NAND strings NS may be connected to one first conductive material. At this time, the number of bit lines 331 to 333 may be adjusted as much as the number of NAND strings NS connected to one first conductive material.

図3乃至図5を参照して説明されたように、ピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積は基板111に近くなるほど、減少することができる。例えば、工程上の特性又は誤差によって、ピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積が可変され得る。   As described with reference to FIGS. 3 to 5, the cross-sectional area of the pillar 113 along the first and third directions can be reduced as it approaches the substrate 111. For example, the cross-sectional area along the first and third directions of the pillar 113 may be varied depending on process characteristics or errors.

例示的に、ピラー113は蝕刻によって形成されたホールにシリコン物質及び絶縁物質のような物質が提供されて形成される。蝕刻される深さが増加するほど、蝕刻によって形成されるホールの第1及び第3方向に沿う面積は減少することができる。即ち、ピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積は基板111に近くなるほど、減少することができる。   For example, the pillar 113 may be formed by providing a material such as a silicon material and an insulating material in a hole formed by etching. As the etched depth increases, the area along the first and third directions of the holes formed by the etching can be reduced. That is, the cross-sectional area along the first and third directions of the pillar 113 can be reduced as the distance from the substrate 111 becomes closer.

図6は図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第1実施形態による等価回路BLKi_1を示す回路図である。図3乃至図6を参照すれば、第1ビットラインBL1及び共通ソースラインCSLの間にNANDストリングNS11〜NS31が提供される。第2ビットラインBL2及び共通ソースラインCSLの間にNANDストリングNS12、NS22、NS32が提供される。第3ビットラインBL3及び共通ソースラインCSLの間に、NANDストリングNS13、NS23、NS33が提供される。第1乃至第3ビットラインBL1〜BL3は、第3方向に伸張された第2導電物質331〜333に各々対応する。   FIG. 6 is a circuit diagram showing an equivalent circuit BLKi_1 according to the first embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 6, NAND strings NS11 to NS31 are provided between the first bit line BL1 and the common source line CSL. NAND strings NS12, NS22, NS32 are provided between the second bit line BL2 and the common source line CSL. NAND strings NS13, NS23, NS33 are provided between the third bit line BL3 and the common source line CSL. The first to third bit lines BL1 to BL3 correspond to the second conductive materials 331 to 333 extended in the third direction, respectively.

各NANDストリングNSのストリング選択トランジスターSSTは対応するビットラインBLと連結される。各NANDストリングNSの接地選択トランジスターGSTは共通ソースラインCSLと連結される。各NANDストリングNSのストリング選択トランジスターSST及び接地選択トランジスターGSTの間にメモリセルMCが提供される。   The string selection transistor SST of each NAND string NS is connected to the corresponding bit line BL. The ground selection transistor GST of each NAND string NS is connected to the common source line CSL. A memory cell MC is provided between the string selection transistor SST and the ground selection transistor GST of each NAND string NS.

以下で、行及び列単位にNANDストリングNSが定義される。1つのビットラインに共通に連結されたNANDストリングNSは1つの列を形成する。例えば、第1ビットラインBL1に連結されたNANDストリングNS11〜NS31は、第1列に対応する。第2ビットラインBL2に連結されたNANDストリングNS12〜NS32は、第2列に対応する。第3ビットラインBL3に連結されたNANDストリングNS13〜NS33は第3列に対応する。   Hereinafter, a NAND string NS is defined in units of rows and columns. NAND strings NS commonly connected to one bit line form one column. For example, NAND strings NS11 to NS31 connected to the first bit line BL1 correspond to the first column. The NAND strings NS12 to NS32 connected to the second bit line BL2 correspond to the second column. NAND strings NS13 to NS33 connected to the third bit line BL3 correspond to the third column.

1つのストリング選択ラインSSLに連結されるNANDストリングNSは、1つの行を形成する。例えば、第1ストリング選択ラインSSL1に連結されたNANDストリングNS11〜NS13は第1行を形成する。第2ストリング選択ラインSSL2に連結されたNANDストリングNS21〜NS23は第2行を形成する。第3ストリング選択ラインSSL3に連結されたNANDストリングNS31〜NS33は第3行を形成する。   NAND strings NS connected to one string selection line SSL form one row. For example, the NAND strings NS11 to NS13 connected to the first string selection line SSL1 form a first row. NAND strings NS21 to NS23 connected to the second string selection line SSL2 form a second row. NAND strings NS31 to NS33 connected to the third string selection line SSL3 form a third row.

各NANDストリングNSで、高さが定義される。例示的に、各NANDストリングNSで、接地選択トランジスターGSTの高さは1であることで定義される。接地選択トランジスターGSTに隣接するメモリセルMC1の高さは2であることで定義される。ストリング選択トランジスターSSTの高さは9であることで定義される。ストリング選択トランジスターSSTと隣接するメモリセルMC7の高さは8であることで定義される。メモリセルMC及び接地選択トランジスターGSTの間の距離が増加するほど、メモリセルMCの高さは増加する。即ち、第1乃至第7メモリセルMC1〜MC7は各々第2乃至第8の高さを有することで定義される。   A height is defined for each NAND string NS. For example, the height of the ground selection transistor GST is 1 in each NAND string NS. The height of the memory cell MC1 adjacent to the ground selection transistor GST is defined as 2. The height of the string selection transistor SST is defined as 9. The height of the memory cell MC7 adjacent to the string selection transistor SST is defined as 8. As the distance between the memory cell MC and the ground selection transistor GST increases, the height of the memory cell MC increases. That is, the first to seventh memory cells MC1 to MC7 are defined by having second to eighth heights, respectively.

各NANDストリングNSは接地選択ラインGSLを共有する。接地選択ラインGSLは第1の高さを有する第1導電ライン211〜213に対応する。即ち、接地選択トランジスターGSTもまた第1の高さを有することで理解できる。   Each NAND string NS shares a ground selection line GSL. The ground selection line GSL corresponds to the first conductive lines 211 to 213 having the first height. That is, it can be understood that the ground selection transistor GST also has the first height.

同一の行のNANDストリングNSの同一の高さのメモリセルMCはワードラインWLを共有する。同一の高さを有し、相異なる行に対応するNANDストリングNSのワードラインWLは共通に連結される。即ち、同一の高さのメモリセルMCはワードラインWLを共有する。   The memory cells MC having the same height in the NAND string NS in the same row share the word line WL. The word lines WL of the NAND strings NS having the same height and corresponding to different rows are connected in common. That is, memory cells MC having the same height share the word line WL.

第2の高さを有する第1導電ライン221〜223が共通に連結されて第1ワードラインWL1を形成する。第3の高さを有する第1導電ライン231〜233が共通に連結されて第2ワードラインWL2を形成する。第4の高さを有する第1導電ライン241〜243が共通に連結されて第3ワードラインWL3を形成する。第5の高さを有する第1導電ライン251〜253が共通に連結されて第4ワードラインWL4を形成する。第6の高さを有する第1導電ライン261〜263が共通に連結されて第5ワードラインWL5を形成する。第7の高さを有する第1導電ライン271〜273が共通に連結されて第6ワードラインWL6を形成する。第8の高さを有する第1導電ライン281〜283が共通に連結されて第7ワードラインWL7を形成する。   First conductive lines 221 to 223 having a second height are commonly connected to form a first word line WL1. First conductive lines 231 to 233 having a third height are commonly connected to form a second word line WL2. First conductive lines 241 to 243 having a fourth height are connected in common to form a third word line WL3. First conductive lines 251 to 253 having a fifth height are commonly connected to form a fourth word line WL4. First conductive lines 261 to 263 having a sixth height are commonly connected to form a fifth word line WL5. First conductive lines 271 to 273 having a seventh height are commonly connected to form a sixth word line WL6. First conductive lines 281 to 283 having an eighth height are commonly connected to form a seventh word line WL7.

同一の行のNANDストリングNSはストリング選択ラインSSLを共有する。相異なる行のNANDストリングNSは相異なるストリング選択ラインSSL1、SSL2、SSL3に各々連結される。第1乃至第3ストリング選択ラインSSL1〜SSL3は各々第9の高さを有する第1導電ライン291〜293に対応する。   NAND strings NS in the same row share a string selection line SSL. NAND strings NS in different rows are connected to different string selection lines SSL1, SSL2, and SSL3, respectively. The first to third string selection lines SSL1 to SSL3 correspond to the first conductive lines 291 to 293 having a ninth height, respectively.

以下で、第1ストリング選択トランジスターSST1は、第1ストリング選択ラインSSL1に連結されたストリング選択トランジスターSSTとして定義される。第2ストリング選択トランジスターSST2は、第2ストリング選択ラインSSL2に連結されたストリング選択トランジスターSSTとして定義される。第3ストリング選択トランジスターSST3は、第3ストリング選択ラインSSL3に連結されたストリング選択トランジスターSSTとして定義される。   Hereinafter, the first string selection transistor SST1 is defined as a string selection transistor SST connected to the first string selection line SSL1. The second string selection transistor SST2 is defined as a string selection transistor SST connected to the second string selection line SSL2. The third string selection transistor SST3 is defined as a string selection transistor SST connected to the third string selection line SSL3.

共通ソースラインCSLはNANDストリングNSに共通に連結される。例えば、基板111の上の活性領域で、第1乃至第4ドーピング領域311〜314が互に連結されて共通ソースラインCSLを形成する。   The common source line CSL is commonly connected to the NAND string NS. For example, in the active region on the substrate 111, the first to fourth doping regions 311 to 314 are connected to each other to form a common source line CSL.

図6に示したように、同一の高さのワードラインWLは共通に連結されている。したがって、特定の高さのワードラインWLが選択される時、選択されたワードラインWLに連結された全てNANDストリングNSが選択される。   As shown in FIG. 6, the word lines WL having the same height are connected in common. Accordingly, when a word line WL having a specific height is selected, all NAND strings NS connected to the selected word line WL are selected.

相異なる行のNANDストリングNSは相異なるストリング選択ラインSSLに連結されている。したがって、ストリング選択ラインSSL1〜SSL3を選択及び非選択することによって、同一ワードラインWLに連結されたNANDストリングNSの中で非選択行のNANDストリングNSが対応するビットラインから分離され、そして選択行のNANDストリングNSが対応するビットラインに連結され得る。   NAND strings NS in different rows are connected to different string selection lines SSL. Therefore, by selecting and deselecting the string selection lines SSL1 to SSL3, the NAND string NS of the non-selected row among the NAND strings NS connected to the same word line WL is separated from the corresponding bit line, and the selected row NAND strings NS may be connected to corresponding bit lines.

例示的に、プログラム及び読出し動作の時に、ストリング選択ラインSSL1〜SSL3の中で1つが選択される。即ち、プログラム及び読出し動作はNANDストリングNS11〜NS13、NS21〜NS23、NS31〜NS33の行単位に遂行される。   For example, one of the string selection lines SSL1 to SSL3 is selected during a program and read operation. That is, the program and read operations are performed in units of rows of the NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, NS31 to NS33.

例示的に、プログラム及び読出し動作の時に、選択行の選択ワードラインに選択電圧が印加され、非選択ワードラインに非選択電圧が印加される。例えば、選択電圧は、プログラム電圧Vpgm又は選択読出し電圧Vrdであり得る。例えば、非選択電圧は、パス電圧Vpass又は非選択読出し電圧Vreadであり得る。即ち、プログラム及び読出し動作は、NANDストリングNS11〜NS13、NS21〜NS23、NS31〜NS33の行単位に遂行される。   For example, during a program and read operation, a selection voltage is applied to a selected word line of a selected row, and a non-selection voltage is applied to an unselected word line. For example, the selection voltage can be the program voltage Vpgm or the selection read voltage Vrd. For example, the non-select voltage may be a pass voltage Vpass or a non-select read voltage Vread. That is, the program and read operations are performed in units of rows of the NAND strings NS11 to NS13, NS21 to NS23, NS31 to NS33.

図7は、一般的な場合の駆動信号の上昇傾斜を例示的に示す図面である。
図3乃至図5を参照して説明されたように、ピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積は、工程上の特性又は誤差によって基板111に近くなるほど、減少する。例えば、第2の高さに対応するピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積は、第8の高さに対応するピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積より小さい。
FIG. 7 is a diagram exemplarily showing a rising slope of a drive signal in a general case.
As described with reference to FIGS. 3 to 5, the cross-sectional area of the pillar 113 along the first and third directions decreases as it approaches the substrate 111 due to process characteristics or errors. For example, the cross-sectional area along the first and third directions of the pillar 113 corresponding to the second height is smaller than the cross-sectional area along the first and third directions of the pillar 113 corresponding to the eighth height.

ピラー113の第1及び第3方向に沿う断面積の減少は、第1導電ラインの第2及び第3方向に沿う断面積の増加を意味する。即ち、ワードラインの第2及び第3方向に沿う断面積が基板111に近くなるほど、増加することを意味する。例えば、図4に示したように、第2の高さを有する第1導電ライン221〜223の第2及び第3方向に沿う断面積は第8の高さを有する第1導電ライン281〜283の第2及び第3方向に沿う断面積より大きい。即ち、図6を参照すれば、第2の高さを有する第1ワードラインWL1の第2及び第3方向に沿う断面積は、第8の高さを有する第7ワードラインWL7の第2及び第3方向に沿う断面積より大きい。したがって、ワードラインの抵抗は、断面積に反比例するので、第1ワードラインWL1の抵抗は第7ワードラインWL7の抵抗より小さい。   A decrease in the cross-sectional area along the first and third directions of the pillar 113 means an increase in the cross-sectional area along the second and third directions of the first conductive line. That is, it means that the closer the cross-sectional area of the word line along the second and third directions is to the substrate 111, the more it increases. For example, as shown in FIG. 4, the first conductive lines 221 to 223 having the second height have the cross-sectional areas along the second and third directions of the first conductive lines 221 to 223 having the second height. Greater than the cross-sectional area along the second and third directions. That is, referring to FIG. 6, the cross-sectional area along the second and third directions of the first word line WL1 having the second height is the second and third cross-sectional areas of the seventh word line WL7 having the eighth height. It is larger than the cross-sectional area along the third direction. Accordingly, since the resistance of the word line is inversely proportional to the cross-sectional area, the resistance of the first word line WL1 is smaller than the resistance of the seventh word line WL7.

上述したように、3次元構造を有するメモリセルアレイのワードライン抵抗は基板に近くなるほど、小さい。したがって、一般的な不揮発性メモリ装置の場合、基板と近いワードラインに提供される駆動信号は、基板と遠いワードラインに印加される駆動信号より大きい上昇傾斜を有する。このような上昇傾斜の勾配の差異は、プログラム速度の差による読出しマージンの減少等を発生させ得る。   As described above, the word line resistance of a memory cell array having a three-dimensional structure is smaller as it is closer to the substrate. Therefore, in a general nonvolatile memory device, a driving signal provided to a word line close to the substrate has a higher slope than a driving signal applied to a word line far from the substrate. Such a difference in the slope of the rising slope may cause a decrease in read margin due to a difference in program speed.

例えば、図7を参照すれば、プログラム動作の時に、第1ワードラインWL1に提供される第1駆動信号DS<1>は、パス電圧Vpassまで上昇する間に‘γ’の上昇傾斜を有し、第7ワードラインWL7に提供される第7駆動信号DS<7>は、パス電圧Vpassまで増加する間に‘α’の上昇傾斜を有する。即ち、パス電圧Vpassまで上昇する間に、第1駆動信号DS<1>の上昇傾斜は、第7駆動信号の上昇傾斜DS<7>より大きい。   For example, referring to FIG. 7, during the program operation, the first driving signal DS <1> provided to the first word line WL1 has a rising slope of 'γ' while rising to the pass voltage Vpass. The seventh driving signal DS <7> provided to the seventh word line WL7 has a rising slope of “α” while increasing to the pass voltage Vpass. That is, during the rise to the pass voltage Vpass, the rising slope of the first drive signal DS <1> is larger than the rising slope DS <7> of the seventh drive signal.

また、例えば、第1駆動信号DS<1>及び第7駆動信号DS<7>はパス電圧Vpassでプログラム電圧Vpgmまで上昇する間に各々‘β’及び‘δ’の上昇傾斜を有する。即ち、パス電圧Vpassまで上昇する間に、第1駆動信号DS<1>の上昇傾斜は第7駆動信号の上昇傾斜DS<7>より大きい。   Further, for example, the first drive signal DS <1> and the seventh drive signal DS <7> have rising slopes of “β” and “δ”, respectively, while the pass voltage Vpass rises to the program voltage Vpgm. That is, the rising slope of the first drive signal DS <1> is larger than the rising slope DS <7> of the seventh drive signal while rising to the pass voltage Vpass.

したがって、第1ワードラインWL1及び第7ワードラインWL7に連結されたメモリセルが各々プログラムされる場合、第1ワードラインWL1に連結されたメモリセルは第7ワードラインWL7に連結されたメモリセルに比べて速やかにプログラムされる。このようなメモリセルのプログラム速度差異は読出しマージンの減少を生じる。   Accordingly, when the memory cells connected to the first word line WL1 and the seventh word line WL7 are each programmed, the memory cells connected to the first word line WL1 are changed to the memory cells connected to the seventh word line WL7. It is programmed more quickly than it is. Such a difference in the programming speed of the memory cell causes a reduction in the read margin.

このような問題を最小化するために、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100(図1参照)は、ランピングロジック170(図1参照)の制御に応答してプログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1及びパス電圧Vpassまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を発生する。不揮発性メモリ装置100は、第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を駆動信号DSとして選択されたワードライン及び非選択されたワードラインに提供する。以下では本発明の実施形態による高電圧発生回路120及びランピングロジック170がより詳細に説明される。   In order to minimize such a problem, the non-volatile memory device 100 (see FIG. 1) according to the embodiment of the present invention gradually increases to the program voltage Vpgm in response to the control of the ramping logic 170 (see FIG. 1). A first voltage signal VS_1 that increases and a second voltage signal VS_2 that increases stepwise up to the pass voltage Vpass are generated. The non-volatile memory device 100 provides the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 as the driving signal DS to the selected word line and the non-selected word line. Hereinafter, the high voltage generation circuit 120 and the ramping logic 170 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

図8は、図1の高電圧発生回路120及びランピングロジック170をより詳細に示すブロック図である。図8を参照すれば、高電圧発生回路120は第1高電圧発生器121及び第2高電圧発生器122を含む。ランピングロジック170は第1サブランピングロジック171及び第2サブランピングロジック172を含む。   FIG. 8 is a block diagram illustrating the high voltage generation circuit 120 and the ramping logic 170 of FIG. 1 in more detail. Referring to FIG. 8, the high voltage generation circuit 120 includes a first high voltage generator 121 and a second high voltage generator 122. The ramping logic 170 includes a first sub-ramping logic 171 and a second sub-ramping logic 172.

第1電圧発生器121は、第1サブランピングロジック171の制御に応答して、プログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1を発生する。プログラム動作の時、第1電圧信号VS_1は駆動信号DSとして選択されたワードラインに提供される。   The first voltage generator 121 generates the first voltage signal VS_1 that increases stepwise up to the program voltage Vpgm in response to the control of the first sub-ramping logic 171. During the program operation, the first voltage signal VS_1 is provided to the selected word line as the driving signal DS.

第2電圧発生器122は、第2サブランピングロジック172の制御に応答してパス電圧Vpassまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を発生する。プログラム動作の時、第2電圧信号VS_2は駆動信号DSとして選択されたワードラインに提供される。   The second voltage generator 122 generates a second voltage signal VS_2 that gradually increases to the pass voltage Vpass in response to the control of the second sub-ramping logic 172. During the program operation, the second voltage signal VS_2 is provided to the selected word line as the driving signal DS.

図9は、図8の第1電圧発生器121によって生成された第1電圧信号VS_1を示す図面である。   FIG. 9 is a diagram illustrating the first voltage signal VS_1 generated by the first voltage generator 121 of FIG.

図9を参照すれば、第1電圧信号VS_1の上昇傾斜は、一般的な場合(即ち、第1サブランピングロジック171(図8参照)が具備されない場合)に比べて低く設定される。例示的に図9に示したように、第1電圧信号VS_1の上昇傾斜は、最も低い上昇傾斜を有する第7駆動信号DS<7>(図7参照)を基準に設定され得る。   Referring to FIG. 9, the rising slope of the first voltage signal VS_1 is set lower than that in the general case (that is, the case where the first sub-ramping logic 171 (see FIG. 8) is not provided). For example, as illustrated in FIG. 9, the rising slope of the first voltage signal VS_1 may be set based on the seventh driving signal DS <7> (see FIG. 7) having the lowest rising slope.

この場合、第1電圧信号VS_1の上昇傾斜は、最も大きい抵抗を有するワードライン(即ち、第7ワードラインWL7(図6参照))に提供される第7駆動信号DS<7>の上昇傾斜と同一である。したがって、第1電圧信号VS_1の上昇傾斜は、第7ワードラインWL7に比べて相対的に低い抵抗を有するワードライン(即ち、第1乃至第6ワードラインWL1〜WL6(図6参照))で一定に維持され得る。   In this case, the rising slope of the first voltage signal VS_1 is the rising slope of the seventh drive signal DS <7> provided to the word line having the largest resistance (ie, the seventh word line WL7 (see FIG. 6)). Are the same. Accordingly, the rising slope of the first voltage signal VS_1 is constant in the word lines having lower resistance than the seventh word line WL7 (that is, the first to sixth word lines WL1 to WL6 (see FIG. 6)). Can be maintained.

図10は、図8の第2電圧発生器122によって生成された第2電圧信号VS_2を示す図面である。   FIG. 10 is a diagram illustrating the second voltage signal VS_2 generated by the second voltage generator 122 of FIG.

図10を参照すれば、第2電圧信号VS_2の上昇傾斜は一般的な場合(即ち、第2サブランピングロジック172(図8参照)が具備されない場合)に比べて低く設定される。例示的に図9の第1電圧信号VS_1と同様に、第2電圧信号VS_2の上昇傾斜は第7駆動信号DS<7>の上昇傾斜を基準に設定され得る。したがって、第2電圧信号VS_2の上昇傾斜は第1乃至第7ワードラインWL1〜WL7(図6参照)で一定に維持され得る。   Referring to FIG. 10, the rising slope of the second voltage signal VS_2 is set to be lower than that in a general case (that is, when the second sub-ramping logic 172 (see FIG. 8) is not provided). For example, similarly to the first voltage signal VS_1 of FIG. 9, the rising slope of the second voltage signal VS_2 may be set based on the rising slope of the seventh drive signal DS <7>. Accordingly, the rising slope of the second voltage signal VS_2 can be maintained constant in the first to seventh word lines WL1 to WL7 (see FIG. 6).

図8乃至図10で説明されたように、第1及び第2電圧発生器121、122は、各々第1及び第2サブランピングロジック171、172の制御に応答して低い上昇傾斜を有する第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2を発生できる。例えば、第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2の上昇傾斜は、第7駆動信号DS<7>の上昇傾斜と同様に設定され得る。但し、これは例示的なことであり、第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2の上昇傾斜は第7駆動信号DS<7>の上昇傾斜より所定範囲内で低いか、或いは高いように設定され得る。   As illustrated in FIGS. 8 to 10, the first and second voltage generators 121 and 122 may have a first rising slope that is low in response to control of the first and second sub-ramping logics 171 and 172, respectively. The second voltage signals VS_1 and VS_2 can be generated. For example, the rising slopes of the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 can be set similarly to the rising slope of the seventh drive signal DS <7>. However, this is exemplary, and the rising slopes of the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 are set to be lower or higher within a predetermined range than the rising slope of the seventh drive signal DS <7>. obtain.

一方、プログラム動作の時、第1電圧信号VS_1は、選択されたワードラインに駆動信号に提供され、第2電圧信号VS_2が非選択されたワードラインに駆動信号に提供される。以下の図11及び図12では、第1及び第2電圧信号VS_1を駆動信号にワードラインに提供する行選択回路130(図1参照)の構成がより詳細に説明される。   Meanwhile, during the program operation, the first voltage signal VS_1 is provided as a drive signal to the selected word line, and the second voltage signal VS_2 is provided as a drive signal to the non-selected word line. 11 and 12 below, the configuration of the row selection circuit 130 (see FIG. 1) that provides the first and second voltage signals VS_1 to the word lines as drive signals will be described in more detail.

図11は、図1の行選択回路130をより詳細に示すブロック図である。図11を参照すれば、行選択回路130はワードラインドライバー131及び行デコーダー132を含む。ワードラインドライバー131は、デコーディングブロック131_a、第1乃至第7ドライビングブロック131_b1〜131_b7を含む。   FIG. 11 is a block diagram showing the row selection circuit 130 of FIG. 1 in more detail. Referring to FIG. 11, the row selection circuit 130 includes a word line driver 131 and a row decoder 132. The word line driver 131 includes a decoding block 131_a and first to seventh driving blocks 131_b1 to 131_b7.

デコーディングブロック131_aは行アドレスRAiを受信する。デコーディングブロック131_aは、受信した行アドレスRAiをデコーディングしてデコーディングされた行アドレスDRAiを発生する。デコーディングブロック131_aは、デコーディングされた行アドレスDRAiを各々第1乃至第7ドライビングブロック131_b1〜131_b7の中で対応するドライビングブロックに伝達する。   The decoding block 131_a receives the row address RAi. The decoding block 131_a generates a decoded row address DRAi by decoding the received row address RAi. The decoding block 131_a transmits the decoded row address DRAi to the corresponding driving block among the first to seventh driving blocks 131_b1 to 131_b7.

第1乃至第7ドライビングブロック131_b1〜131_b7は、デコーディングブロック131_aからデコーディングされた行アドレスDRAiを各々受信する。第1乃至第7ドライビングブロック131_b1〜131_b7は、高電圧発生回路120(図1参照)から第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を各々受信する。第1乃至第7ドライビングブロック131_b1〜131_b7は、デコーディングされた行アドレスDRAiに応答して第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2の中でいずれか1つを駆動信号DSとして各々出力する。各ドライビングブロックは以下の図12でより詳細に説明される。   The first to seventh driving blocks 131_b1 to 131_b7 each receive the decoded row address DRAi from the decoding block 131_a. The first to seventh driving blocks 131_b1 to 131_b7 receive the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 from the high voltage generation circuit 120 (see FIG. 1), respectively. The first to seventh driving blocks 131_b1 to 131_b7 output one of the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 as the driving signal DS in response to the decoded row address DRAi. Each driving block is described in more detail in FIG. 12 below.

行デコーダー133は、信号ラインSL1〜SL7を通じてワードラインドライバー131に連結される。行デコーダー133は、複数のメモリブロックBLK1〜BLKzに連結され、各メモリブロックは、ワードラインWL1〜WL7を通じて行デコーダー133に連結される。行デコーダー133は、行アドレスRAjを受信し、行アドレスRAjに応答してメモリブロックを選択する。行デコーダー133は、信号ラインSL1〜SL7を通じて駆動信号DS<1>〜DS<7>を受信し、駆動信号DS<1>〜DS<7>を選択されたメモリブロックのワードラインWL1〜WL7に提供する。   The row decoder 133 is connected to the word line driver 131 through signal lines SL1 to SL7. The row decoder 133 is connected to a plurality of memory blocks BLK1 to BLKz, and each memory block is connected to the row decoder 133 through word lines WL1 to WL7. The row decoder 133 receives the row address RAj and selects a memory block in response to the row address RAj. The row decoder 133 receives the driving signals DS <1> to DS <7> through the signal lines SL1 to SL7, and applies the driving signals DS <1> to DS <7> to the word lines WL1 to WL7 of the selected memory block. provide.

図12は、図11のドライビングブロックをより詳細に説明するための図面である。図12では例示的に第1ドライビングブロック131_b1が図示されている。図12を参照すれば、第1ドライビングブロック131_b1は第1スイッチS/W1及び第2スイッチS/W2を含む。   FIG. 12 is a view for explaining the driving block of FIG. 11 in more detail. FIG. 12 exemplarily shows the first driving block 131_b1. Referring to FIG. 12, the first driving block 131_b1 includes a first switch S / W1 and a second switch S / W2.

第1スイッチS/W1は、高電圧発生回路120(図1参照)及び制御ロジック160(図1参照)から第1電圧信号VS_1及び第1活性化信号EN_1を各々受信する。第2スイッチS/W2は、高電圧発生回路120及び制御ロジック160から第2電圧信号VS_2及び第2活性化信号EN_2を各々受信する。第1スイッチS/W1及び第2スイッチS/W2は、デコーディングブロック131_aから提供されたデコーディングされた行アドレスDRAi1に応答して、第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2の中でいずれか1つを第1駆動信号DS<1>として出力する。   The first switch S / W1 receives the first voltage signal VS_1 and the first activation signal EN_1 from the high voltage generation circuit 120 (see FIG. 1) and the control logic 160 (see FIG. 1), respectively. The second switch S / W2 receives the second voltage signal VS_2 and the second activation signal EN_2 from the high voltage generation circuit 120 and the control logic 160, respectively. The first switch S / W1 and the second switch S / W2 may be selected from the first voltage signal VS_1 and the second voltage signal VS_2 in response to the decoded row address DRAi1 provided from the decoding block 131_a. One of them is output as the first drive signal DS <1>.

図13及び図14は、図1の高電圧発生回路120によって生成された電圧信号が駆動信号としてワードラインに提供される時、駆動信号の上昇傾斜を示す図面である。   13 and 14 are diagrams illustrating a rising slope of the driving signal when the voltage signal generated by the high voltage generating circuit 120 of FIG. 1 is provided to the word line as the driving signal.

具体的に、図13では、第1電圧信号VS_1が駆動信号として選択された第7ワードラインWL7に提供され、第2電圧信号VS_2が駆動信号として非選択されたワードライン、即ち、第1乃至第6ワードラインWL1〜WL6に提供される場合が図示されている。図14では、第1電圧信号VS_1が駆動信号として選択された第1ワードラインWL1に提供され、第2電圧信号VS_2が駆動信号として非選択されたワードライン(即ち、第2乃至第7ワードラインWL2〜WL7)に提供される場合が図示されている。   Specifically, in FIG. 13, the first voltage signal VS_1 is provided to the seventh word line WL7 selected as the driving signal, and the second voltage signal VS_2 is the non-selected word line as the driving signal, that is, the first to first lines. A case in which the sixth word lines WL1 to WL6 are provided is illustrated. In FIG. 14, the first voltage signal VS_1 is provided to the first word line WL1 selected as the driving signal, and the second voltage signal VS_2 is deselected as the driving signal (that is, the second to seventh word lines). The case provided in WL2-WL7) is illustrated.

図13に示したように、プログラム動作の時に第7ワードラインWL7が選択された場合、第7駆動信号DS<7>は、パス電圧Vpass及びプログラム電圧Vpgmまで上昇する間に各々‘α’及び‘β’の上昇傾斜を有する。この場合、非選択された第1乃至第6ワードラインWL1〜WL6にはパス電圧Vpassまで上昇する間に‘α’の上昇傾斜を有する駆動信号DS<1>〜DS<6>が各々提供される。   As shown in FIG. 13, when the seventh word line WL7 is selected during the program operation, the seventh drive signal DS <7> is increased to the pass voltage Vpass and the program voltage Vpgm while the α and Has a rising slope of 'β'. In this case, the driving signals DS <1> to DS <6> having a rising slope of “α” are provided to the unselected first to sixth word lines WL1 to WL6, respectively, while rising to the pass voltage Vpass. The

また、図14に図示されたように、プログラム動作第1ワードラインWL1が選択された場合、第1駆動信号DS<1>は、第7駆動信号DS<1>と同じように、パス電圧Vpass及びプログラム電圧Vpgmまで上昇する間に各々‘α’及び‘β’の上昇傾斜を有する。この場合、非選択された第2乃至第7ワードラインWL2〜WL7にはパス電圧Vpassまで上昇する間に‘α’の上昇傾斜を有する駆動信号DS<2>〜DS<7>が各々提供される。   As shown in FIG. 14, when the program operation first word line WL1 is selected, the first drive signal DS <1> is similar to the seventh drive signal DS <1> in the pass voltage Vpass. And rising ramps of 'α' and 'β', respectively, while rising to the program voltage Vpgm. In this case, the non-selected second to seventh word lines WL2 to WL7 are respectively provided with driving signals DS <2> to DS <7> having a rising slope of “α” while rising to the pass voltage Vpass. The

結局、複数のワードラインの間の抵抗の差に関わらず、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100(図1参照)は、同一な上昇傾斜を有する駆動信号をワードラインに提供できる。したがって、不揮発性メモリ装置100は、プログラム速度の差による読出しマージンの減少を防止することができる。   As a result, the nonvolatile memory device 100 (see FIG. 1) according to the embodiment of the present invention can provide driving signals having the same rising slope to the word lines regardless of the resistance difference between the plurality of word lines. Therefore, the nonvolatile memory device 100 can prevent a read margin from being reduced due to a difference in program speed.

一方、図1乃至図14で説明された実施形態は例示的なことあり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。本発明の技術的思想は、多様な実施形態及び適用例にに応用され得る。以下では本発明の他の実施形態及び適用例がより詳細に説明される。   On the other hand, the embodiments described in FIGS. 1 to 14 are exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto. The technical idea of the present invention can be applied to various embodiments and application examples. In the following, other embodiments and application examples of the present invention will be described in more detail.

図15は、本発明の他の実施形態による不揮発性メモリ装置200を示すブロック図である。図15の不揮発性メモリ装置200は、ランピング制御ユニット270が制御ロジック260の外部に具現されることを除外すれば、図1の不揮発性メモリ装置100と類似である。即ち、図1の不揮発性メモリ装置100が制御ロジック160(図1参照)の一部をランピングロジック170(図1参照)に割り当てることに比べて、図15の不揮発性メモリ装置200は、ランピング制御ユニット270が制御ロジック260と区別される別のモジュールで具現される。   FIG. 15 is a block diagram illustrating a non-volatile memory device 200 according to another embodiment of the present invention. The nonvolatile memory device 200 of FIG. 15 is similar to the nonvolatile memory device 100 of FIG. 1 except that the ramping control unit 270 is implemented outside the control logic 260. That is, the non-volatile memory device 100 of FIG. 15 assigns part of the control logic 160 (see FIG. 1) to the ramping logic 170 (see FIG. 1), and the non-volatile memory device 200 of FIG. Unit 270 is embodied in a separate module that is distinct from control logic 260.

この場合、ランピング制御ユニット270は、制御ロジック260の制御に応答して動作し、高電圧発生ユニット220は、ランピング制御ユニット270の制御に応答して段階的に増加する第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2を生成する。高電圧発生ユニット220の動作は、図1の高電圧発生回路120の動作と類似であるので、詳細な説明は省略される。   In this case, the ramping control unit 270 operates in response to the control of the control logic 260, and the high voltage generation unit 220 includes first and second voltage signals that increase stepwise in response to the control of the ramping control unit 270. VS_1 and VS_2 are generated. Since the operation of the high voltage generation unit 220 is similar to the operation of the high voltage generation circuit 120 of FIG. 1, detailed description thereof is omitted.

図1乃至図15で、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100、200はプログラム動作の時に同一の上昇傾斜を有する駆動信号を各ワードラインに提供することで説明される。但し、これは例示的なことであり、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100、200は読出し動作の時にも応用され得る。これは以下の図16乃至図20を参照して、より詳細に説明される。   1 to 15, the nonvolatile memory devices 100 and 200 according to an embodiment of the present invention are described by providing a driving signal having the same rising slope to each word line during a program operation. However, this is exemplary, and the nonvolatile memory devices 100 and 200 according to the embodiment of the present invention may be applied during a read operation. This will be described in more detail with reference to FIGS. 16 to 20 below.

図16乃至図18は、互に異なる上昇傾斜を有する駆動信号による読出し攪乱(Read Disturbance)を説明するための図面である。   16 to 18 are diagrams for explaining read disturbance due to driving signals having different rising slopes.

図16では、メモリセルMCの閾値電圧の散布が図示されている。例示的に、メモリセルMCは4つの論理状態E、P1、P2、P3に対応する閾値電圧の散布を有することと仮定される。即ち、メモリセルMCは2ビットを格納することと仮定される。しかし、メモリセルMCは2ビットを格納することに限定されない。   FIG. 16 illustrates the threshold voltage distribution of the memory cells MC. Illustratively, it is assumed that the memory cell MC has a threshold voltage distribution corresponding to four logic states E, P1, P2, and P3. That is, it is assumed that the memory cell MC stores 2 bits. However, the memory cell MC is not limited to storing 2 bits.

図17では、互に異なる上昇傾斜を有する駆動信号による読出し動作が図示されている。説明の便宜上、第1乃至第7ワードラインWL1〜WL7に提供される駆動信号の上昇傾斜は基板に近くなるほど、大きくなることと仮定される。また、第2ワードラインWL2に対する読出し動作が遂行されることと仮定される。   FIG. 17 shows a read operation by drive signals having different rising slopes. For convenience of explanation, it is assumed that the rising slope of the driving signal provided to the first to seventh word lines WL1 to WL7 increases as the distance from the substrate increases. In addition, it is assumed that a read operation for the second word line WL2 is performed.

図18では、図17の選択されたストリングライン(Selected SSL)に対応するNANDストリングの中で1つのNANDストリングのチャンネル電圧が図示されている。具体的に、図18では、第6時間t6(図17参照)でのNANDストリングのチャンネル電圧が図示されている。第1乃至第7メモリセルMC1〜MC7は、各々図6の第1乃至第7ワードラインWL1〜WL7のメモリセルの中で同一なNANDストリングに属するメモリセルに対応する。説明の便宜上、第3メモリセルMC3は、論理状態P3に対応する閾値電圧を有することと仮定される。第1、第2、第4乃至第7メモリセルMC1、MC2、MC4〜MC7は消去状態Eに対応する閾値電圧を有することと仮定される。   FIG. 18 shows the channel voltage of one NAND string among the NAND strings corresponding to the selected string line (Selected SSL) of FIG. Specifically, FIG. 18 shows the channel voltage of the NAND string at the sixth time t6 (see FIG. 17). The first to seventh memory cells MC1 to MC7 correspond to memory cells belonging to the same NAND string among the memory cells of the first to seventh word lines WL1 to WL7 of FIG. For convenience of explanation, it is assumed that the third memory cell MC3 has a threshold voltage corresponding to the logic state P3. It is assumed that the first, second, fourth to seventh memory cells MC1, MC2, MC4 to MC7 have a threshold voltage corresponding to the erased state E.

図16乃至図18を参照すれば、先ず、ビットラインBLがビットラインプリチャージ電圧VBLでプリチャージ(Precharge)される。以後、選択されたストリング選択ライン(Selected SSL)と接地選択ラインGSLとに各々ストリング選択電圧VSSLと接地選択電圧VGSLとが提供される。また、選択された第2ワードラインWL2には、第1選択読出し電圧Vrd1が提供され、非選択されたワードラインWL1、WL3〜WL7には非選択読出し電圧Vreadが提供される。   16 to 18, first, the bit line BL is precharged with the bit line precharge voltage VBL. Thereafter, the string selection voltage VSSL and the ground selection voltage VGSL are provided to the selected string selection line (Selected SSL) and the ground selection line GSL, respectively. In addition, the first selected read voltage Vrd1 is provided to the selected second word line WL2, and the non-selected read voltage Vread is provided to the unselected word lines WL1, WL3 to WL7.

基板111に近くなるほど、上昇傾斜が大きいので、第1乃至第7ワードラインWL1〜WL7に提供される第1乃至第7駆動信号DS<1>〜DS<7>は各々順次的に第1選択読出し電圧Vrd1レベルに到達する。この場合、第3メモリセルMC3を除外したメモリセルMC1、MC2、MC4〜MC7が消去状態Eの閾値電圧を有するので、メモリセルMC1、MC2、MC4〜MC7は各々順次的にターンオンされる。例えば、第1メモリセルMC1は他の消去状態のメモリセルに比べて最も速い第3時間t3にターンオンされ、第7メモリセルMC7は、他の消去状態のメモリセルに比べて最も遅い第5時間t5にターンオンされる。   The closer to the substrate 111, the larger the rising slope, so that the first to seventh drive signals DS <1> to DS <7> provided to the first to seventh word lines WL1 to WL7 are sequentially selected as the first. The read voltage Vrd1 level is reached. In this case, since the memory cells MC1, MC2, MC4 to MC7 excluding the third memory cell MC3 have the threshold voltage of the erased state E, the memory cells MC1, MC2, MC4 to MC7 are sequentially turned on. For example, the first memory cell MC1 is turned on at the third time t3 that is the fastest compared to other memory cells in the erased state, and the seventh memory cell MC7 is the fifth time that is the latest compared to the memory cells in the other erased state. Turned on at t5.

一方、第3メモリセルMC3は、論理状態P3に対応する閾値電圧を有するので、第3メモリセルMC3は、第3ワードラインWL3に提供される第3駆動信号DS<3>が、例えば、非選択読出し電圧Vreadに到達すれば、ターンオンされる。したがって、第3メモリセルMC3は、他のメモリセルMC1、MC2、MC4〜MC7に比べて最も遅い第6時間t6にターンオンされ得る。   On the other hand, since the third memory cell MC3 has a threshold voltage corresponding to the logic state P3, the third memory cell MC3 has a third drive signal DS <3> provided to the third word line WL3. When the selected read voltage Vread is reached, it is turned on. Therefore, the third memory cell MC3 can be turned on at the latest sixth time t6 as compared with the other memory cells MC1, MC2, MC4 to MC7.

この場合、図18に示したように、第1乃至第7メモリセルMC1〜MC7を含むNANDストリングのチャンネル電圧は第3メモリセルMC3を中心に分離され得る。即ち、第6時間t6で、第3メモリセルMC3は、ターンオフされ、他のメモリセルMC1、MC2、MC4〜MC7はターンオンされるので、NANDストリングのチャンネル電圧は、第3メモリセルMC3を中心に各々接地電圧Vssとビットラインプリチャージ電圧VBLとに区分される。このようなチャンネル電圧の差異は、熱電子注入(Hot electron injection)による読出し攪乱を発生し、このような読出し攪乱は読出しマージンの減少を発生させ得る。   In this case, as shown in FIG. 18, the channel voltage of the NAND string including the first to seventh memory cells MC1 to MC7 can be separated around the third memory cell MC3. That is, at the sixth time t6, the third memory cell MC3 is turned off and the other memory cells MC1, MC2, and MC4 to MC7 are turned on, so that the channel voltage of the NAND string is centered on the third memory cell MC3. Each is divided into a ground voltage Vss and a bit line precharge voltage VBL. Such a difference in channel voltage may cause read disturbance due to hot electron injection, and such read disturbance may cause a decrease in read margin.

上述した読出し攪乱を防止するために本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100、200は、読出し動作の時に目標電圧まで段階的に増加する電圧信号を発生し、これを駆動信号としてワードラインに提供する。これは以下の図19及び図20でより詳細に説明される。   In order to prevent the read disturbance described above, the non-volatile memory devices 100 and 200 according to an embodiment of the present invention generates a voltage signal that gradually increases to a target voltage during a read operation, and uses this as a drive signal to a word line. provide. This is explained in more detail in FIGS. 19 and 20 below.

図19は、図1の高電圧発生回路120及びランピングロジック170の一実施形態を示すブロック図である。図19を参照すれば、高電圧発生回路120は、第1及び第2電圧発生器121、122を含み、ランピングロジック170は、第1及び第2サブランピングロジック171、172を含む。   FIG. 19 is a block diagram illustrating an embodiment of the high voltage generation circuit 120 and ramping logic 170 of FIG. Referring to FIG. 19, the high voltage generation circuit 120 includes first and second voltage generators 121 and 122, and the ramping logic 170 includes first and second sub-ramping logics 171 and 172.

図19に示したように、第1電圧発生器121は、第1サブランピングロジック171の制御に応答して選択読出し電圧Vrdまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1を生成する。即ち、第1電圧発生器121は、プログラム動作の時にはプログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1を生成し、読出し動作の時に選択読出し電圧Vrdまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1を生成する。第1電圧発生器121によって生成された第1電圧信号VS_1は以後に選択されたワードラインに駆動信号として提供される。   As shown in FIG. 19, the first voltage generator 121 generates the first voltage signal VS_1 that increases stepwise up to the selected read voltage Vrd in response to the control of the first sub-ramping logic 171. That is, the first voltage generator 121 generates the first voltage signal VS_1 that increases stepwise up to the program voltage Vpgm during the program operation, and the first voltage signal increases stepwise up to the selected read voltage Vrd during the read operation. VS_1 is generated. The first voltage signal VS_1 generated by the first voltage generator 121 is provided as a driving signal to the selected word line thereafter.

同様に、第2電圧発生器122は、第2サブランピングロジック172の制御に応答してプログラム動作の時にはパス電圧Vpassまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を生成し、読出し動作の時に非選択読出し電圧Vreadまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を生成する。第2電圧発生器122によって生成された第2電圧信号VS_2は以後に選択されたワードラインに駆動信号として提供される。   Similarly, the second voltage generator 122 generates the second voltage signal VS_2 that increases stepwise up to the pass voltage Vpass during the program operation in response to the control of the second sub-ramping logic 172, and is not used during the read operation. A second voltage signal VS_2 that increases stepwise up to the selected read voltage Vread is generated. The second voltage signal VS_2 generated by the second voltage generator 122 is subsequently provided as a driving signal to the selected word line.

上述したように、第1及び第2電圧発生器121、122は、読出し動作の時に段階的に増加する第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2を各々発生することによって、読出し攪乱を防止することができる。   As described above, the first and second voltage generators 121 and 122 may prevent the read disturbance by generating the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 that increase stepwise during the read operation, respectively. Can do.

一方、図19で、第1及び第2電圧発生器121、122は、プログラム動作のみでなく読出し動作の時にも動作することと仮定される。但し、これは例示的なことであり、本発明の他の実施形態による高電圧発生回路120は、プログラム動作の時に動作する電圧発生器と読出し動作の時に動作する電圧発生器を各々具備することができる。これは以下の図20でより詳細に説明される。   On the other hand, in FIG. 19, it is assumed that the first and second voltage generators 121 and 122 operate not only during a program operation but also during a read operation. However, this is exemplary, and the high voltage generation circuit 120 according to another embodiment of the present invention includes a voltage generator that operates during a program operation and a voltage generator that operates during a read operation. Can do. This is explained in more detail in FIG. 20 below.

図20は、図1の高電圧発生回路120及びランピングロジック170の他の実施形態を示すブロック図である。図20を参照すれば、高電圧発生回路120は第1乃至第4電圧発生器121〜124を含み、ランピングロジック170は第1乃至第4サブランピングロジック171〜174を含む。   FIG. 20 is a block diagram illustrating another embodiment of the high voltage generation circuit 120 and the ramping logic 170 of FIG. Referring to FIG. 20, the high voltage generation circuit 120 includes first to fourth voltage generators 121 to 124, and the ramping logic 170 includes first to fourth sub-ramping logics 171 to 174.

図20に示したように、第1及び第2電圧発生器121、122は、プログラム動作が実行される場合に動作し、各々第1及び第2サブランピングロジック171、172の制御に応答してプログラム電圧Vpgmまで段階的に増加する第1電圧信号VS_1及びパス電圧Vpassまで段階的に増加する第2電圧信号VS_2を生成する。第3及び第4電圧発生器123、124は、読出し動作が実行される場合に動作し、各々第3及び第4サブランピングロジック173、174の制御に応答して選択読出し電圧Vrdまで段階的に増加する第3電圧信号VS_3及び非選択読出し電圧Vreadまで段階的に増加する第4電圧信号VS_4を生成する。したがって、プログラム動作の時の読出しマージンの減少及び読出し動作の時の読出し攪乱が各々防止され得る。   As shown in FIG. 20, the first and second voltage generators 121 and 122 operate when a program operation is performed, and are responsive to the control of the first and second sub-ramping logics 171 and 172, respectively. A first voltage signal VS_1 that gradually increases to the program voltage Vpgm and a second voltage signal VS_2 that gradually increases to the pass voltage Vpass are generated. The third and fourth voltage generators 123 and 124 operate when a read operation is performed, and step by step up to the selected read voltage Vrd in response to the control of the third and fourth sub-ramping logics 173 and 174, respectively. A third voltage signal VS_3 that increases and a fourth voltage signal VS_4 that increases stepwise up to the unselected read voltage Vread are generated. Accordingly, a read margin can be reduced during a program operation and read disturbance during a read operation can be prevented.

一方、説明の便宜上、図19及び図20の電圧発生回路は、図1の不揮発性メモリ装置100に適用されることと仮定されたが、図15の不揮発性メモリ装置200にも適用され得ることは勿論である。   Meanwhile, for convenience of explanation, it is assumed that the voltage generation circuit of FIGS. 19 and 20 is applied to the nonvolatile memory device 100 of FIG. 1, but may be applied to the nonvolatile memory device 200 of FIG. 15. Of course.

一方、図1乃至図20で、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置100、200は目標電圧まで段階的に増加する第1電圧信号VS_1及び第2電圧信号VS_2を発生することと仮定される。但し、これは例示的なことであり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。例えば、本発明の実施形態による不揮発性メモリ装置は非選択されたワードラインに提供される第2電圧信号VS_2のみを目標電圧まで段階的に増加させることによって、発生できる。   Meanwhile, in FIGS. 1 to 20, it is assumed that the non-volatile memory devices 100 and 200 according to the embodiment of the present invention generate a first voltage signal VS_1 and a second voltage signal VS_2 that gradually increase to a target voltage. . However, this is exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited to this. For example, the non-volatile memory device according to the embodiment of the present invention can be generated by gradually increasing only the second voltage signal VS_2 provided to the non-selected word line to the target voltage.

一方、ランピングロジック170は、不揮発性メモリ装置100の動作によって第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2のランピングステップの大きさを柔軟に調整することができる。例えば、ランピングロジック170は、第1及び第2電圧信号VS_1、VS_2の目標電圧のレベルによって互に異なるランピングステップの大きさを有するように高電圧発生回路120を制御することができる。   Meanwhile, the ramping logic 170 can flexibly adjust the magnitude of the ramping step of the first and second voltage signals VS_1 and VS_2 according to the operation of the nonvolatile memory device 100. For example, the ramping logic 170 may control the high voltage generation circuit 120 to have different ramping step sizes according to the target voltage levels of the first and second voltage signals VS_1 and VS_2.

一方、図6では、図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiは第1実施形態による等価回路BLK_1に対応されると説明される。しかし、これは例示的なことであり、本発明の実施形態はこれに限定されない。以下では図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第2乃至第5実施形態による等価回路が説明される。   On the other hand, in FIG. 6, the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5 is described as corresponding to the equivalent circuit BLK_1 according to the first embodiment. However, this is exemplary, and embodiments of the present invention are not limited thereto. Hereinafter, equivalent circuits according to the second to fifth embodiments of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5 will be described.

図21は、図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第2実施形態による等価回路BLKi_2を示す回路図である。図6を参照して説明された等価回路と比較すれば、メモリブロックBLKi_3の各NANDストリングNSに側面トランジスターLTRが追加的に提供される。   FIG. 21 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit BLKi_2 according to the second embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 to 5. Compared to the equivalent circuit described with reference to FIG. 6, a side transistor LTR is additionally provided for each NAND string NS of the memory block BLKi_3.

各NANDストリングNSで、側面トランジスターLTRは、接地選択トランジスターGST及び共通ソースラインCSLの間に連結される。側面トランジスターLTRのゲート(又は制御ゲートは接地選択トランジスターGSTのゲート(又は制御ゲート))と共に接地選択ラインGSLに連結される。   In each NAND string NS, the side transistor LTR is connected between the ground selection transistor GST and the common source line CSL. The gate of the side transistor LTR (or the control gate is the gate (or control gate) of the ground selection transistor GST) is connected to the ground selection line GSL.

図3乃至図6を参照して説明されたように、第1の高さを有する第1導電ライン211、212、213は接地選択ラインGSLに対応する。   As described with reference to FIGS. 3 to 6, the first conductive lines 211, 212, and 213 having the first height correspond to the ground selection line GSL.

第1の高さを有する第1導電ライン211、212、213に特定電圧が印加されれば、第1導電ライン211、212、213に隣接する表面層114の領域にチャンネルが形成される。即ち、接地選択トランジスターGSTにチャンネルが形成される。また、第1導電ライン211、212、213に特定電圧が印加されれば、第1導電ライン211、212、213に隣接する基板111の領域にチャンネルが形成される。   When a specific voltage is applied to the first conductive lines 211, 212, and 213 having the first height, a channel is formed in the region of the surface layer 114 adjacent to the first conductive lines 211, 212, and 213. That is, a channel is formed in the ground selection transistor GST. If a specific voltage is applied to the first conductive lines 211, 212, and 213, a channel is formed in the region of the substrate 111 adjacent to the first conductive lines 211, 212, and 213.

第1ドーピング領域311は、第1導電ライン211の電圧によって基板111に生成されたチャンネルと連結される。第1導電ライン211の電圧によって基板111に生成されたチャンネルは、第1導電ライン211の電圧によって第2方向のボディーとして動作する表面層114に生成されたチャンネルと連結される。   The first doping region 311 is connected to a channel generated in the substrate 111 by the voltage of the first conductive line 211. The channel generated in the substrate 111 by the voltage of the first conductive line 211 is connected to the channel generated in the surface layer 114 that operates as a body in the second direction by the voltage of the first conductive line 211.

同様に、第1導電ライン211、212、213の電圧によって基板111にチャンネルが形成される。第1乃至第4ドーピング領域311〜314は第1導電ライン211、212、213の電圧によって基板111に生成されたチャンネルを通じて第2方向のボディーとして動作する表面層114に各々連結される。   Similarly, a channel is formed in the substrate 111 by the voltage of the first conductive lines 211, 212, and 213. The first to fourth doping regions 311 to 314 are respectively connected to the surface layer 114 that operates as a body in the second direction through a channel generated in the substrate 111 by the voltage of the first conductive lines 211, 212, and 213.

図3乃至図6を参照して説明されたように、第1乃至第4ドーピング領域311〜314は共通に連結されて共通ソースラインCSLを形成する。共通ソースラインCSL及びメモリセルMC1〜MC7のチャンネルは接地選択ラインGSLの電圧によって形成される基板111に垂直になるチャンネル及び基板111に平行なチャンネルを通じて電気的に連結される。   As described with reference to FIGS. 3 to 6, the first to fourth doping regions 311 to 314 are commonly connected to form a common source line CSL. The common source line CSL and the channels of the memory cells MC1 to MC7 are electrically connected through a channel perpendicular to the substrate 111 and a channel parallel to the substrate 111 formed by the voltage of the ground selection line GSL.

即ち、共通ソースラインCSL及びメモリセルMC1〜MC3の間に、接地選択ラインGSLによって駆動され、基板に垂直になるトランジスター及び基板と平行なトランジスターが提供されることで理解できる。基板に垂直になるトランジスターは接地選択トランジスターGSTとして理解でき、基板に平行なトランジスターは側面トランジスターLTRとして理解できる。   That is, it can be understood that a transistor that is driven by the ground selection line GSL and is perpendicular to the substrate and a transistor parallel to the substrate are provided between the common source line CSL and the memory cells MC1 to MC3. A transistor perpendicular to the substrate can be understood as a ground selection transistor GST, and a transistor parallel to the substrate can be understood as a side transistor LTR.

図22は、図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第3実施形態による等価回路BLKi_4を示す回路図である。図6のメモリブロックBLKi_1と比較すれば、各NANDストリングNSで、メモリセルMC1〜MC6及び共通ソースラインCSLの間に2つの接地選択トランジスターGST1、GST2が提供され得る。接地選択トランジスターGST1、GST2は1つの接地選択ラインGSLに連結される。   FIG. 22 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit BLKi_4 according to the third embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. Compared to the memory block BLKi_1 of FIG. 6, two ground selection transistors GST1 and GST2 may be provided between the memory cells MC1 to MC6 and the common source line CSL in each NAND string NS. The ground selection transistors GST1 and GST2 are connected to one ground selection line GSL.

図23は、図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第4実施形態による等価回路BLKi_5を示す回路図である。図22のメモリブロックBLKi_3と比較すれば、各NANDストリングNSで、メモリセルMC1〜MC5及びビットラインBLの間に2つのストリング選択トランジスターSST1、SST2が提供され得る。   FIG. 23 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit BLKi_5 according to the fourth embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. Compared with the memory block BLKi_3 of FIG. 22, in each NAND string NS, two string selection transistors SST1, SST2 may be provided between the memory cells MC1 to MC5 and the bit line BL.

同一の行のNANDストリングで、同一の高さのストリング選択トランジスターSSTは1つのストリング選択ラインSSLを共有する。例えば、第1行のNANDストリングNS11〜NS13で、第1ストリング選択トランジスターSST1は第11ストリング選択ラインSSL11を共有する。第2ストリング選択トランジスターSST2は第21ストリング選択ラインSSL21を共有する。   In a NAND string in the same row, string selection transistors SST having the same height share one string selection line SSL. For example, in the NAND strings NS11 to NS13 in the first row, the first string selection transistor SST1 shares the eleventh string selection line SSL11. The second string selection transistor SST2 shares the 21st string selection line SSL21.

第2行のNANDストリングNS21〜NS23で、第1ストリング選択トランジスターSST1は、第12ストリング選択ラインSSL12を共有する。第2ストリング選択トランジスターSST2は、第22ストリング選択ラインSSL22を共有する。   In the NAND strings NS21 to NS23 in the second row, the first string selection transistor SST1 shares the twelfth string selection line SSL12. The second string selection transistor SST2 shares the 22nd string selection line SSL22.

第3行のNANDストリングNS31〜NS33で、第1ストリング選択トランジスターSST1は、第13ストリング選択ラインSSL13を共有する。第2ストリング選択トランジスターSST2は第23ストリング選択ラインSSL23を共有する。   In the NAND strings NS31 to NS33 in the third row, the first string selection transistor SST1 shares the thirteenth string selection line SSL13. The second string selection transistor SST2 shares the 23rd string selection line SSL23.

図24は図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiの第5実施形態による等価回路BLKi_6を示す回路図である。図23のメモリブロックBLKi_4と比較すれば、同一の行のNANDストリングNSに対応するストリング選択ラインSSLは共通に連結される。   FIG. 24 is a circuit diagram showing an equivalent circuit BLKi_6 according to the fifth embodiment of the memory block BLKi described with reference to FIGS. Compared with the memory block BLKi_4 of FIG. 23, the string selection lines SSL corresponding to the NAND strings NS in the same row are connected in common.

一方、図2のメモリブロックの中で図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックは多様な変形形態に具現され得る。以下では本発明の実施形態によるメモリブロックの変形形態が説明される。   Meanwhile, the memory block described with reference to FIGS. 3 to 5 in the memory block of FIG. 2 may be implemented in various modifications. Hereinafter, variations of the memory block according to the embodiment of the present invention will be described.

図25は、図2のメモリブロックBLK1〜BLKzの中で1つの第2実施形態BLKjを示す斜視図である。メモリブロックBLKjのI−I’線に沿う断面図は、図4に図示された断面図と同一である。   FIG. 25 is a perspective view showing one second embodiment BLKj among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. A cross-sectional view taken along line I-I 'of the memory block BLKj is the same as the cross-sectional view shown in FIG.

図3のメモリブロックBLKiと比較すれば、メモリブロックBLKjで、ピラー113’は方形柱の形態に提供される。また、第1方向に沿って特定距離程度離隔されて配置されたピラー113’の間に、絶縁物質101が提供される。例示的に、絶縁物質101は第2方向に沿って伸張されて基板111に接触される。   Compared with the memory block BLKi of FIG. 3, in the memory block BLKj, the pillar 113 'is provided in the form of a square pillar. In addition, the insulating material 101 is provided between the pillars 113 ′ arranged at a specific distance along the first direction. Illustratively, the insulating material 101 is stretched along the second direction and contacts the substrate 111.

図3を参照して説明された第1導電物質211〜291、212〜292、213〜293は、絶縁物質101によって第1部分211a〜291a、212a〜292a、213a〜293a及び第2部分211b〜291b、212b〜292b、213b〜293bに分離される。   The first conductive materials 211 to 291, 212 to 292, and 213 to 293 described with reference to FIG. 3 are divided into first portions 211 a to 291 a, 212 a to 292 a, 213 a to 293 a and second portions 211 b to It is separated into 291b, 212b to 292b, and 213b to 293b.

第1及び第2ドーピング領域311、312の上の領域で、各ピラー113’は、第1導電物質の第1部分211a〜291a及び絶縁膜116と1つのNANDストリングNSを形成し、第1導電物質の第2部分211b〜291b及び絶縁膜116と他の1つのNANDストリングNSを形成する。   In the region above the first and second doping regions 311 and 312, each pillar 113 ′ forms a NAND string NS with the first portions 211 a to 291 a of the first conductive material and the insulating film 116. The second portions 211b to 291b of the material and the insulating film 116 and another NAND string NS are formed.

第2及び第3ドーピング領域312、313の上の領域で、各ピラー113’は、第1導電物質の第1部分212a〜292a及び絶縁膜116と1つのNANDストリングNSを形成し、第1導電物質の第2部分212b〜292b及び絶縁膜116と他の1つのNANDストリングNSを形成する。   In the region above the second and third doping regions 312, 313, each pillar 113 ′ forms a NAND string NS with the first portions 212a to 292a of the first conductive material and the insulating film 116 to form the first conductive layer. The second portion 212b to 292b of the material and the insulating film 116 and another NAND string NS are formed.

第3及び第4ドーピング領域313、314の上の領域で、各ピラー113’は、第1導電物質の第1部分213a〜293a及び絶縁膜116と1つのNANDストリングNSを形成し、第1導電物質の第2部分213b〜293b及び絶縁膜116と他の1つのNANDストリングNSを形成する。   In the region above the third and fourth doping regions 313 and 314, each pillar 113 'forms one NAND string NS with the first portions 213a to 293a of the first conductive material and the insulating film 116, thereby forming the first conductive material. The second portion 213b to 293b of the material and the insulating film 116 and another NAND string NS are formed.

即ち、絶縁物質101を利用して各ピラー113’の両側面に提供される第1導電物質の第1及び第2部分211a〜291a、211b〜291bに分離することによって、各ピラー113’は2つのNANDストリングNSを形成できる。   That is, each pillar 113 ′ is divided into two by separating the first and second portions 211a to 291a and 211b to 291b of the first conductive material provided on both sides of each pillar 113 ′ using the insulating material 101. Two NAND strings NS can be formed.

メモリブロックBLKjは、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKjのワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に維持される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKjのワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は一定に維持され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKj may be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKj during the program operation are kept constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word lines of the memory block BLKj during the read operation can be kept constant. Thus, read disturb can be prevented.

図26は図25のメモリブロックBLKjの変形形態BLKj’を示す斜視図である。メモリブロックBLKj’のI−I’線に沿う断面図は図18に図示された断面図と同一である。メモリブロックBLKj’の1つのピラーが第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含むことを除外すれば、メモリブロックBLKj’は、図25を参照して説明されたメモリブロックBLKjと同一である。   FIG. 26 is a perspective view showing a modification BLKj ′ of the memory block BLKj of FIG. A cross-sectional view taken along line I-I 'of the memory block BLKj' is the same as the cross-sectional view shown in FIG. Except that one pillar of the memory block BLKj ′ includes the first sub-pillar 113a and the second sub-pillar 113b, the memory block BLKj ′ is the same as the memory block BLKj described with reference to FIG.

メモリブロックBLKj’で1つのピラーは、第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含む。第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bは、図17及び図18を参照して説明されたことと同様に構成される。   One pillar in the memory block BLKj ′ includes a first sub-pillar 113a and a second sub-pillar 113b. The first sub pillar 113a and the second sub pillar 113b are configured in the same manner as described with reference to FIGS.

1つのピラー113’は2つのNANDストリングNSを形成する。第1導電物質の第1部分211a〜291a及び第2部分211b〜291b、212b〜292b、213b〜293bは、接地選択ラインGSL、ワードラインWL、及びストリング選択ラインSSLに対応する。同一の高さのワードラインWLは共通に連結される。   One pillar 113 'forms two NAND strings NS. The first portions 211a to 291a and the second portions 211b to 291b, 212b to 292b, and 213b to 293b of the first conductive material correspond to the ground selection line GSL, the word line WL, and the string selection line SSL. The word lines WL having the same height are connected in common.

メモリブロックBLKj’は、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKjのワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に維持される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKj’のワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は調整され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKj ′ can be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKj during the program operation are kept constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word line of the memory block BLKj ′ during the read operation can be adjusted. Thus, read disturb can be prevented.

図27は、図3のメモリブロックBLK1〜BLKzの中で1つの第3実施形態BLKmを示す斜視図である。図28は、図27のメモリブロックBLKmのIII−III’線に沿う断面図である。共通ソースラインCSLを形成するnタイプドーピング領域315がプレート(plate)形態に提供されることを除外すれば、メモリブロックBLKmは図3乃至図5を参照して説明されたメモリブロックBLKiと同様に構成される。例示的に、nタイプドーピング領域315はnタイプウェルとして提供され得る。   FIG. 27 is a perspective view showing one third embodiment BLKm among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of the memory block BLKm of FIG. Except that the n-type doping region 315 forming the common source line CSL is provided in a plate form, the memory block BLKm is similar to the memory block BLKi described with reference to FIGS. Composed. Illustratively, the n-type doping region 315 may be provided as an n-type well.

メモリブロックBLKmは、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKmのワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に維持される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKmのワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は一定に維持され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKm may be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKm during the program operation are kept constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word line of the memory block BLKm during the read operation can be maintained constant. Thus, read disturb can be prevented.

図29は、図27のメモリブロックBLKmの変形形態BLKm’を示す斜視図である。図30は、図29のメモリブロックBLKm’のIV−IV’線に沿う断面図である。メモリブロックBLKm’の1つのピラーが第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含むことを除外すれば、メモリブロックBLKm’は図27及び図28を参照して説明されたメモリブロックBLKmと同一である。   FIG. 29 is a perspective view showing a modification BLKm ′ of the memory block BLKm of FIG. FIG. 30 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of the memory block BLKm ′ of FIG. 29. Except that one pillar of the memory block BLKm ′ includes the first sub-pillar 113a and the second sub-pillar 113b, the memory block BLKm ′ is the same as the memory block BLKm described with reference to FIGS. .

メモリブロックBLKm’で1つのピラーは第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含む。第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bは、図21及び図22を参照して説明されたことと同様に構成される。図27及び図28を参照して説明されたことと同様に、共通ソースラインCSLを形成するnタイプドーピング領域315がプレート形態に提供される。   One pillar in the memory block BLKm ′ includes a first sub-pillar 113a and a second sub-pillar 113b. The first sub pillar 113a and the second sub pillar 113b are configured in the same manner as described with reference to FIGS. Similar to that described with reference to FIGS. 27 and 28, an n-type doping region 315 forming a common source line CSL is provided in a plate form.

メモリブロックBLKm’は、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKm’のワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に調整される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKm’のワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は一定に調整され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKm ′ may be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKm ′ during the program operation are adjusted to be constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word line of the memory block BLKm ′ during the read operation can be adjusted to be constant. Thus, read disturb can be prevented.

図31は、図3のメモリブロックBLK1〜BLKzの中で1つの第4実施形態BLKnを示す斜視図である。図32は、図31のメモリブロックBLKnのV−V’線に沿う断面図である。図31及び図32を参照すれば、共通ソースラインCSLを形成するnタイプドーピング領域315は図27及び図28を参照して説明されたようにプレート形態に提供される。   FIG. 31 is a perspective view showing one fourth embodiment BLKn among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. FIG. 32 is a cross-sectional view taken along line V-V ′ of the memory block BLKn in FIG. 31. Referring to FIGS. 31 and 32, the n-type doping region 315 forming the common source line CSL is provided in a plate shape as described with reference to FIGS.

図3及び図4を参照して説明されたメモリブロックBLKiと比較すれば、ワードラインWL1〜WL7を形成する第1導電ライン221’〜281’はプレート形態に提供される。   Compared with the memory block BLKi described with reference to FIGS. 3 and 4, the first conductive lines 221 'to 281' forming the word lines WL1 to WL7 are provided in a plate shape.

各ピラー113’の表面層116’は絶縁膜を含む。ピラー113’の表面層116’は、図5を参照して説明された絶縁膜116と同様にデータを格納するように構成される。例えば、表面層116’はトンネルリング絶縁膜、電荷格納膜、及びブロッキング絶縁膜を包含する。ピラー113’の中間層114’はpタイプシリコンを含む。ピラー113’の中間層114’は、第2方向のボディーとして動作する。ピラー113’の内部層115’は絶縁物質を含む。   The surface layer 116 ′ of each pillar 113 ′ includes an insulating film. The surface layer 116 ′ of the pillar 113 ′ is configured to store data similarly to the insulating film 116 described with reference to FIG. 5. For example, the surface layer 116 ′ includes a tunnel ring insulating film, a charge storage film, and a blocking insulating film. The intermediate layer 114 ′ of the pillar 113 ′ includes p-type silicon. The intermediate layer 114 'of the pillar 113' operates as a body in the second direction. The inner layer 115 ′ of the pillar 113 ′ includes an insulating material.

例示的に、第8の高さの第1導電ライン281’がストリング選択ラインSSLとして使用される時、第8の高さの第1導電ライン281’は第9の高さの第1導電ライン291’と同様に分割される。   Exemplarily, when the first conductive line 281 ′ having the eighth height is used as the string selection line SSL, the first conductive line 281 ′ having the eighth height is the first conductive line having the ninth height. It is divided in the same manner as 291 ′.

メモリブロックBLKnは、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKnのワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に維持される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKnのワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は一定に維持され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKn may be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKn during the program operation are kept constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word lines of the memory block BLKn during the read operation can be kept constant. Thus, read disturb can be prevented.

図33は、図31のメモリブロックBLKnの変形形態BLKn’を示す斜視図である。図34は、図33のメモリブロックBLKn’のVI−VI’線に沿う断面図である。メモリブロックBLKn’の1つのピラーが第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含むことを除外すれば、メモリブロックBLKn’は、図31及び図32を参照して説明されたメモリブロックBLKnと同一である。   FIG. 33 is a perspective view showing a modification BLKn ′ of the memory block BLKn of FIG. FIG. 34 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of the memory block BLKn ′ of FIG. Except that one pillar of the memory block BLKn ′ includes the first sub-pillar 113a and the second sub-pillar 113b, the memory block BLKn ′ is the same as the memory block BLKn described with reference to FIGS. is there.

メモリブロックBLKn’で1つのピラーは、第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bを含む。第1サブピラー113a及び第2サブピラー113bは、図21及び図22を参照して説明されたことと同様に構成される。   One pillar in the memory block BLKn ′ includes a first sub pillar 113a and a second sub pillar 113b. The first sub pillar 113a and the second sub pillar 113b are configured in the same manner as described with reference to FIGS.

メモリブロックBLKn’は、図6又は図21乃至24を参照して説明された等価回路に具現され得る。プログラム動作の時にメモリブロックBLKn’のワードラインに提供されるプログラム電圧Vpgm及びパス電圧Vpassの上昇傾斜は一定に維持される。したがって、プログラム速度差異による読出しマージンの減少が防止され得る。読出し動作の時にメモリブロックBLKn’のワードラインに提供される選択読出し電圧Vrd及び非選択読出し電圧Vreadの上昇傾斜は一定に維持され得る。したがって、読出し攪乱が防止され得る。   The memory block BLKn ′ may be implemented in the equivalent circuit described with reference to FIG. 6 or FIGS. The rising slopes of the program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass provided to the word line of the memory block BLKn ′ during the program operation are kept constant. Therefore, a decrease in read margin due to a difference in program speed can be prevented. The rising slopes of the selected read voltage Vrd and the non-selected read voltage Vread provided to the word line of the memory block BLKn ′ during the read operation can be maintained constant. Thus, read disturb can be prevented.

図35は、図2のメモリブロックBLK1〜BLKzの中で1つの第5実施形態BLKoを示す斜視図である。図36は図35のメモリブロックBLKoのVII−VII’線に沿う断面図である。   FIG. 35 is a perspective view showing one fifth embodiment BLKo among the memory blocks BLK1 to BLKz of FIG. FIG. 36 is a cross-sectional view of the memory block BLKo of FIG. 35 taken along line VII-VII '.

図35及び図36を参照すれば、基板111の上に、第1方向に沿って伸張される第1乃至第4上部ワードラインUW1〜UW4が第2方向に沿って順次的に提供される。第1乃至第4上部ワードラインUW1〜UW4は第2方向に沿って特定距離程度離隔されて提供される。第1方向に沿って特定距離程度離隔されて配置され、第2方向に沿って第1乃至第4上部ワードラインUW1〜UW4を貫通する第1上部ピラーUP1が提供される。   Referring to FIGS. 35 and 36, first to fourth upper word lines UW1 to UW4 extending in the first direction are sequentially provided on the substrate 111 along the second direction. The first to fourth upper word lines UW1 to UW4 are provided apart from each other by a specific distance along the second direction. A first upper pillar UP1 is provided that is spaced apart by a specific distance along the first direction and penetrates the first to fourth upper word lines UW1 to UW4 along the second direction.

第1乃至第4上部ワードラインUW1〜UW4から第3方向に離隔された基板111の上に、第1方向に沿って伸張される第1乃至第4下部ワードラインDW1〜DW4が第2方向に沿って順次的に提供される。第1乃至第4下部ワードラインDW1〜DW4は第2方向に沿って特定距離程度離隔されて提供される。   First to fourth lower word lines DW1 to DW4 extending along the first direction are formed in the second direction on the substrate 111 spaced apart from the first to fourth upper word lines UW1 to UW4 in the third direction. Provided sequentially along. The first to fourth lower word lines DW1 to DW4 are provided apart from each other by a specific distance along the second direction.

第1方向に沿って特定距離程度離隔されて第1乃至第3下部ワードラインDW1〜DW4を貫通する第1下部ピラーDP1が提供される。そして、第1方向に沿って特定距離程度離隔されて配置され、第2方向に沿って第1乃至第4下部ワードラインDW1〜DW4を貫通する第2下部ピラーDP2が提供される。例示的に、第1下部ピラーDP1及び第2下部ピラーDP2は第2方向に沿って平行に配置され得る。   A first lower pillar DP1 penetrating the first to third lower word lines DW1 to DW4 is provided at a specific distance along the first direction. A second lower pillar DP2 is provided that is spaced apart by a specific distance along the first direction and penetrates the first to fourth lower word lines DW1 to DW4 along the second direction. For example, the first lower pillar DP1 and the second lower pillar DP2 may be disposed in parallel along the second direction.

下部ワードラインDW1〜DW4から第3方向に離隔された基板111の上に、第1方向に沿って伸張される第5乃至第8上部ワードラインUW5〜UW8が第2方向に沿って順次的に提供される。第5乃至第8上部ワードラインUW5〜UW8は、第2方向に沿って特定距離程度離隔されて提供される。第1方向に沿って特定距離程度離隔されて配置され、第2方向に沿って第5乃至第8上部ワードラインUW5〜UW8を貫通する第2上部ピラーUP2が提供される。   The fifth to eighth upper word lines UW5 to UW8 extended along the first direction are sequentially formed along the second direction on the substrate 111 spaced apart from the lower word lines DW1 to DW4 in the third direction. Provided. The fifth to eighth upper word lines UW5 to UW8 are provided separated by a specific distance along the second direction. A second upper pillar UP2 is provided that is spaced apart by a specific distance along the first direction and penetrates the fifth to eighth upper word lines UW5 to UW8 along the second direction.

第1及び第2下部ピラーDP1、DP2の上部に第1方向に伸張される共通ソースラインCSLが提供される。例示的に、共通ソースラインCSLはnタイプを有するシリコン物質を包含する。例示的に、共通ソースラインCSLが金属又はポリシリコン等とように極性を有しない導電物質で構成される時、共通ソースラインCSL及び第1及び第2下部ピラーDP1、DP2の間にnタイプを有するソースが追加的に提供され得る。例示的に、共通ソースラインCSLと第1及び第2下部ピラーDP1、DP2はコンタクトプラグを通じて各々連結され得る。   A common source line CSL extended in the first direction is provided on the first and second lower pillars DP1 and DP2. Illustratively, the common source line CSL includes a silicon material having n type. For example, when the common source line CSL is made of a conductive material having no polarity, such as metal or polysilicon, an n type is provided between the common source line CSL and the first and second lower pillars DP1 and DP2. Additional sources can be provided. For example, the common source line CSL and the first and second lower pillars DP1 and DP2 may be connected through contact plugs.

第1及び第2上部ピラーUP1、UP2の上部にドレーン320が各々提供される。例示的に、ドレーン320はnタイプを有するシリコン物質を包含する。ドレーン320の上部に第3方向に沿って伸張される複数のビットラインBL1〜BL3が第1方向に沿って順次的に提供される。例示的に、ビットラインBL1〜BL3は金属で構成される。例示的に、ビットラインBL1〜BL3及びドレーン320はコンタクトプラグを通じて連結され得る。   Drains 320 are respectively provided on the upper portions of the first and second upper pillars UP1 and UP2. Illustratively, the drain 320 includes a silicon material having an n type. A plurality of bit lines BL1 to BL3 extending along the third direction are sequentially provided on the drain 320 along the first direction. For example, the bit lines BL1 to BL3 are made of metal. For example, the bit lines BL1 to BL3 and the drain 320 may be connected through a contact plug.

第1及び第2上部ピラーUP1、UP2の各々は表面層116”及び内部層114”を含む。第1及び第2下部ピラーDP1、DP2各々は表面層116”及び内部層114”を含む。表面層116”は図5を参照して説明された絶縁膜116と同様にデータを格納するように構成される。例えば、第1及び第2上部ピラーUP1、UP2、及び第1及び第2下部ピラーDP1、DP2の表面層116”はブロッキング絶縁膜、電荷格納膜、及びトンネルリング絶縁膜を包含する。   Each of the first and second upper pillars UP1, UP2 includes a surface layer 116 "and an inner layer 114". Each of the first and second lower pillars DP1, DP2 includes a surface layer 116 "and an inner layer 114". The surface layer 116 ″ is configured to store data in the same manner as the insulating film 116 described with reference to FIG. 5. For example, the first and second upper pillars UP1 and UP2, and the first and second lower portions. The surface layer 116 ″ of the pillars DP1 and DP2 includes a blocking insulating film, a charge storage film, and a tunneling insulating film.

トンネル絶縁膜は熱酸化膜を包含する。電荷格納膜118は、窒化膜又は金属酸化膜(例えば、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜)等を包含する。ブロッキング絶縁膜119は、単一層又は多層に形成され得る。ブロッキング絶縁膜119は、トンネル絶縁膜及び電荷格納膜より高い誘電常数を有する高誘電膜(例えば、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜等)であり得る。例示的に、トンネル絶縁膜、電荷格納膜、及びブロッキング絶縁膜はONO(oxide−nitride−oxide)を構成することができる。   The tunnel insulating film includes a thermal oxide film. The charge storage film 118 includes a nitride film or a metal oxide film (for example, an aluminum oxide film or a hafnium oxide film). The blocking insulating film 119 can be formed in a single layer or multiple layers. The blocking insulating film 119 may be a high dielectric film (for example, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, etc.) having a higher dielectric constant than the tunnel insulating film and the charge storage film. For example, the tunnel insulating film, the charge storage film, and the blocking insulating film may constitute an ONO (oxide-nitride-oxide).

第1及び第2上部ピラーUP1、UP2、及び第1及び第2下部ピラーDP1、DP2の内部層114”は、pタイプを有するシリコン物質を包含する。第1及び第2上部ピラーUP1、UP2、及び第1及び第2下部ピラーDP1、DP2の内部層114”は第2方向のボディーとして動作する。   The inner layers 114 ″ of the first and second upper pillars UP1 and UP2 and the first and second lower pillars DP1 and DP2 include a silicon material having p-type. The first and second upper pillars UP1, UP2, The inner layer 114 ″ of the first and second lower pillars DP1 and DP2 operates as a body in the second direction.

基板111で、第1上部ピラーUP1及び第1下部ピラーDP1は、第1パイプラインコンタクトPC1を通じて連結される。例示的に、第1上部ピラーUP1及び第1下部ピラーDP1の表面層116”は第1パイプラインコンタクトPC1の表面層を通じて各々連結される。第1パイプラインコンタクトPC1の表面層は、第1上部ピラーUP1及び第1下部ピラーDP1の表面層116”と同一な物質で構成される。   In the substrate 111, the first upper pillar UP1 and the first lower pillar DP1 are connected through the first pipeline contact PC1. Exemplarily, the surface layer 116 "of the first upper pillar UP1 and the first lower pillar DP1 are connected through the surface layer of the first pipeline contact PC1. The surface layer of the first pipeline contact PC1 is the first upper pillar. The surface layer 116 ″ of the pillar UP1 and the first lower pillar DP1 is made of the same material.

例示的に、第1上部ピラーUP1及び第1下部ピラーDP1の内部層114”は、第1パイプラインコンタクトPC1の内部層を通じて各々連結される。第1パイプラインコンタクトPC1の表面層は、第1上部ピラーUP1及び第1下部ピラーDP1の内部層114”と同一な物質で構成される。   For example, the inner layers 114 ″ of the first upper pillar UP1 and the first lower pillar DP1 are connected through the inner layer of the first pipeline contact PC1. The surface layer of the first pipeline contact PC1 is the first layer. The inner pillar 114 ″ of the upper pillar UP1 and the first lower pillar DP1 is made of the same material.

即ち、第1上部ピラーUP1及び第1乃至第4上部ワードラインUW1〜UW4は、第1上部ストリングを形成し、第1下部ピラーDP1、第1乃至第4下部ワードラインDW1〜DW4は第1下部ストリングを形成する。第1上部ストリング及び第1下部ストリングは各々第1パイプラインコンタクトPC1を通じて連結される。第1上部ストリングの一端にドレーン320及びビットラインBL1〜BL3が連結される。第1下部ストリングの一端に共通ソースラインCSLが連結される。即ち、第1上部ストリング及び第1下部ストリングはビットラインBL1〜BL3及び共通ソースラインCSLの間に連結された複数のストリングを形成する。   That is, the first upper pillar UP1 and the first to fourth upper word lines UW1 to UW4 form a first upper string, and the first lower pillar DP1 and the first to fourth lower word lines DW1 to DW4 are the first lower string. Form a string. The first upper string and the first lower string are connected through the first pipeline contact PC1. The drain 320 and the bit lines BL1 to BL3 are connected to one end of the first upper string. A common source line CSL is connected to one end of the first lower string. That is, the first upper string and the first lower string form a plurality of strings connected between the bit lines BL1 to BL3 and the common source line CSL.

同様に、第2上部ピラーUP2及び第5乃至第8上部ワードラインUW5〜UW8は、第2上部ストリングを形成し、第2下部ピラーDP2、第1乃至第4下部ワードラインDW1〜DW4は第2下部ストリングを形成する。第2上部ストリング及び第2下部ストリングは第2パイプラインコンタクトPC2を通じて連結される。第2上部ストリングの一端にドレーン320及びビットラインBL1〜BL3が連結される。第2下部ストリングの一端に共通ソースラインCSLが連結される。即ち、第2上部ストリング及び第2下部ストリングはビットラインBL1〜BL3及び共通ソースラインCSLの間に連結された複数のストリングを形成する。   Similarly, the second upper pillar UP2 and the fifth to eighth upper word lines UW5 to UW8 form a second upper string, and the second lower pillar DP2 and the first to fourth lower word lines DW1 to DW4 are second. A lower string is formed. The second upper string and the second lower string are connected through the second pipeline contact PC2. The drain 320 and the bit lines BL1 to BL3 are connected to one end of the second upper string. A common source line CSL is connected to one end of the second lower string. That is, the second upper string and the second lower string form a plurality of strings connected between the bit lines BL1 to BL3 and the common source line CSL.

1つのストリングに8つのトランジスターが提供され、第1乃至第3ビットラインBL1〜BL3の各々に2つのストリングが連結されることを除外すれば、メモリブロックBLKoの等価回路は図6と同様である。しかし、メモリブロックBLKoのワードライン、ビットライン、及びストリングの数は限定されない。   The equivalent circuit of the memory block BLKo is the same as that of FIG. 6 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. . However, the number of word lines, bit lines, and strings in the memory block BLKo is not limited.

例示的に、第1及び第2パイプラインコンタクトPC1、PC2でボディーとして動作する内部層にチャンネルを形成するために、第1及び第2パイプラインコンタクトゲート(図示せず)が各々提供され得る。例示的に、第1及び第2パイプラインコンタクトゲート(図示せず)は第1及び第2パイプラインコンタクトPC1、PC2の表面の上に提供される。   Illustratively, first and second pipeline contact gates (not shown) may be provided to form a channel in an inner layer operating as a body with the first and second pipeline contacts PC1, PC2, respectively. Illustratively, first and second pipeline contact gates (not shown) are provided on the surfaces of the first and second pipeline contacts PC1, PC2.

例示的に、説明を簡単にするために、第1方向に伸張される導電ラインUW1〜UW8、DW1〜DW4はワードラインであることと説明した。しかし、ビットラインBL1〜BL3と隣接する上部ワードラインUW1、UW8はストリング選択ラインSSLとして使用される。   For the sake of simplicity, it has been described that the conductive lines UW1 to UW8 and DW1 to DW4 extended in the first direction are word lines. However, the upper word lines UW1 and UW8 adjacent to the bit lines BL1 to BL3 are used as the string selection line SSL.

図37は、図1又は図14の不揮発性メモリ装置100、200を含むメモリシステム1000を示すブロック図である。図37を参照すれば、メモリシステム1000は、不揮発性メモリ装置1100及びコントローラ1200を含む。   FIG. 37 is a block diagram illustrating a memory system 1000 including the nonvolatile memory devices 100 and 200 of FIG. Referring to FIG. 37, the memory system 1000 includes a nonvolatile memory device 1100 and a controller 1200.

不揮発性メモリ装置1100は、図1乃至図36を参照して説明されたことと同様に構成され、動作する。即ち、不揮発性メモリ装置1100は、目標電圧まで段階的に増加する電圧(例えば、Vpgm/Vpass又はVrd/Vreadを発生することによって、ワードラインに提供される駆動信号の上昇傾斜を一定に維持する。したがって、読出しマージンの減少及び読出し攪乱が防止される。   The nonvolatile memory device 1100 is configured and operates in the same manner as described with reference to FIGS. That is, the non-volatile memory device 1100 maintains a constant rising slope of the driving signal provided to the word line by generating a voltage that gradually increases to the target voltage (eg, Vpgm / Vpass or Vrd / Vread). Accordingly, read margin reduction and read disturb are prevented.

コントローラ1200は、ホスト及び不揮発性メモリ装置1100に連結される。ホストからの要請に応答して、コントローラ1200は、不揮発性メモリ装置1100をアクセスするように構成される。例えば、コントローラ1200は、不揮発性メモリ装置1100の読出し、書込み、消去、及び背景(background)動作を制御するように構成される。コントローラ1200は、不揮発性メモリ装置1100及びホストの間にインターフェイスを提供するように構成される。コントローラ1200は、不揮発性メモリ装置1100を制御するためのファームウェア(firmware)を駆動するように構成される。   The controller 1200 is connected to the host and nonvolatile memory device 1100. In response to a request from the host, the controller 1200 is configured to access the nonvolatile memory device 1100. For example, the controller 1200 is configured to control read, write, erase, and background operations of the non-volatile memory device 1100. The controller 1200 is configured to provide an interface between the nonvolatile memory device 1100 and the host. The controller 1200 is configured to drive firmware for controlling the nonvolatile memory device 1100.

例示的に、コントローラ1200は、RAM(Random Access Memory)、プロセシングユニット(processing unit)、ホストインターフェイス(host interface)、及びメモリインターフェイス(memory interface)のような広く公知された構成要素をさらに含む。RAMはプロセシングユニットの動作メモリ、不揮発性メモリ装置1100及びホストの間のキャッシュメモリ、及び不揮発性メモリ装置1100及びホストの間のバッファメモリの中で少なくとも1つとして利用される。プロセシングユニットはコントローラ1200の諸般動作を制御する。   For example, the controller 1200 may further include widely known components such as a random access memory (RAM), a processing unit, a host interface, and a memory interface. The RAM is used as at least one of an operation memory of the processing unit, a cache memory between the nonvolatile memory device 1100 and the host, and a buffer memory between the nonvolatile memory device 1100 and the host. The processing unit controls various operations of the controller 1200.

ホストインターフェイスは、ホスト及びコントローラ1200の間のデータ交換を遂行するためのプロトコルを含む。例示的に、コントローラ1200は、USB(Universal Serial Bus)プロトコル、MMC(multimedia card)プロトコル、PCI(peripheral component interconnection)プロトコル、PCI−E(PCI−express)プロトコル、ATA(Advanced Technology Attachment)プロトコル、Serial−ATAプロトコル、Parallel−ATAプロトコル、SCSI(small computer small interface)プロトコル、ESDI(enhanced small disk interface)プロトコル、及びIDE(Integrated Drive Electronics)プロトコル等のような多様なインターフェイスプロトコルの中で少なくとも1つを通じて外部(ホスト)と通信するように構成される。メモリインターフェイスは不揮発性メモリ装置1100とインターフェイシングする。例えば、メモリインターフェイスはNANDインターフェイス又はNORインターフェイスを含む。   The host interface includes a protocol for performing data exchange between the host and the controller 1200. For example, the controller 1200 includes a universal serial bus (USB) protocol, a multimedia card (MMC) protocol, a peripheral component interconnection (PCI) protocol, a PCI-E (PCI-express) protocol, an ATA (advanced technol t e nt e nt e n t e r e t e nt e n t e r a t e n e nt e n t e r e t e nt e n ent e nt e n t e t e r e t). -ATA protocol, Parallel-ATA protocol, small computer small interface (SCSI) protocol, enhanced small disk interface (ESDI) protocol, and IDE (Integrated Drive Electronics) Configured to communicate with an external (host) through at least one among a variety of interfaces protocols such as protocols. The memory interface interfaces with the nonvolatile memory device 1100. For example, the memory interface includes a NAND interface or a NOR interface.

メモリシステム1000は、誤謬訂正ブロックを追加的に包含するように構成され得る。誤謬訂正ブロックは、誤謬訂正コード(ECC)を利用して不揮発性メモリ装置1100から読み出されたデータの誤謬を検出し、訂正するように構成される。例示的に、誤謬訂正ブロックはコントローラ1200の構成要素として提供される。誤謬訂正ブロックは不揮発性メモリ装置1100の構成要素として提供され得る。   Memory system 1000 may be configured to additionally include error correction blocks. The error correction block is configured to detect and correct an error in data read from the nonvolatile memory device 1100 using an error correction code (ECC). Illustratively, the error correction block is provided as a component of the controller 1200. The error correction block may be provided as a component of the nonvolatile memory device 1100.

コントローラ1200及び不揮発性メモリ装置1100は、1つの半導体装置に集積され得る。例示的に、コントローラ1200及び不揮発性メモリ装置1100は、1つの半導体装置に集積されてメモリカードを構成することができる。例えば、コントローラ1200及び不揮発性メモリ装置1100は1つの半導体装置に集積されて、PCカード(PCMCIA、personal computer memory card international association)、コンパクトフラッシュ(登録商標)カード(CF)、スマートメディアカード(SM、SMC)、メモリースティック、マルチメディアカード(MMC、RS−MMC、MMC−micro)、SDカード(SD、miniSD、microSD、SDHC)、ユニバーサルフラッシュ記憶装置(UFS)等のようなメモリカードを構成する。   The controller 1200 and the nonvolatile memory device 1100 can be integrated in one semiconductor device. For example, the controller 1200 and the nonvolatile memory device 1100 may be integrated into one semiconductor device to form a memory card. For example, the controller 1200 and the non-volatile memory device 1100 are integrated in one semiconductor device, and a PC card (PCMCIA, personal computer memory card international association), a compact flash (registered trademark) card (CF), a smart media card (SM, A memory card such as an SMC), a memory stick, a multimedia card (MMC, RS-MMC, MMC-micro), an SD card (SD, miniSD, microSD, SDHC), a universal flash storage device (UFS) or the like is configured.

コントローラ1200及び不揮発性メモリ装置1100は、1つの半導体装置に集積されて半導体ドライブ(SSD、Solid State Drive)を構成することができる。半導体ドライブ(SSD)は半導体メモリにデータを格納するように構成される格納装置を含む。メモリシステム10が半導体ドライブ(SSD)として利用される場合、メモリシステム1000に連結されたホストの動作速度は画期的に改善される。   The controller 1200 and the nonvolatile memory device 1100 can be integrated into one semiconductor device to constitute a semiconductor drive (SSD, Solid State Drive). A semiconductor drive (SSD) includes a storage device configured to store data in a semiconductor memory. When the memory system 10 is used as a semiconductor drive (SSD), the operation speed of the host connected to the memory system 1000 is dramatically improved.

他の例として、メモリシステム1000はコンピューター、UMPC(Ultra Mobile PC)、ワークステーション、ネットブック(net−book)、PDA(Personal Digital Assistants)、ポータブル(portable)コンピューター、ウェブタブレット(web tablet)、無線電話機(wireless phone)、モバイルフォン(mobile phone)、スマートフォン(smart phone)、e−ブック(e−book)、PMP(portable multimedia player)、携帯用ゲーム機、ナビゲーション(navigation)装置、ブラックボックス(black box)、デジタルカメラ(digital camera)、3次元受像機(3−dimensional television)、デジタル音声録音機(digital audio recorder)、デジタル音声再生器(digital audio player)、デジタル映像録画器(digital picture recorder)、デジタル映像再生器(digital picture player)、デジタル動画録画器(digital video recorder)、デジタル動画再生器(digital video player)、情報を無線環境で送受信できる装置、溝ネットワークを構成する多様な電子装置の中で1つ、コンピューターネットワークを構成する多様な電子装置の中で1つ、テレマティクスネットワークを構成する多様な電子装置の中で1つ、RFID装置、又はコンピューティングシステムを構成する多様な構成要素の中で1つ等のような電子装置の多様な構成要素の中で1つに提供される。   As another example, the memory system 1000 may be a computer, a UMPC (Ultra Mobile PC), a workstation, a netbook, a PDA (Personal Digital Assistants), a portable computer, a web tablet, a wireless tablet. A telephone (wireless phone), a mobile phone (mobile phone), a smart phone (smart phone), an e-book (e-book), a PMP (portable multimedia player), a portable game machine, a navigation device, a black box (black) box), digital camera (digital camera) 3D receiver (3-dimensional television), digital audio recorder, digital audio player, digital picture recorder, digital video player (digital video player) A digital video recorder, a digital video player, a device capable of transmitting and receiving information in a wireless environment, and one of a variety of electronic devices constituting a groove network, constituting a computer network One of a variety of electronic devices, one of a variety of electronic devices constituting a telematics network One of the various components of the electronic device, such as one of the various components constituting the RFID device or computing system.

例示的に、不揮発性メモリ装置1100又はメモリシステム1000は、多様な形態のパッケージに実装され得る。例えば、不揮発性メモリ装置1100又はメモリシステム1000は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)等のような方式にパッケージング化されて実装され得る。   For example, the nonvolatile memory device 1100 or the memory system 1000 may be implemented in various forms of packages. For example, the non-volatile memory device 1100 or the memory system 1000 includes PoP (Package on Package), Ball grid arrays (BGAs), Chip scale packages (CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), and Plastic-In-DneP , Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQP) C), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), MultiChip Package (MCP), W It can be packaged and implemented in a scheme such as Level Processed Stack Package (WSP).

図38は、図37のメモリシステム1000の応用例を示すブロック図である。図38を参照すれば、メモリシステム2000は不揮発性メモリ装置2100及びコントローラ2200を含む。不揮発性メモリ装置2100は複数の不揮発性メモリチップを含む。複数の不揮発性メモリチップは複数のグループに分割される。複数の不揮発性メモリチップの各グループは1つの共通チャンネルを通じてコントローラ2200と通信するように構成される。図38で、複数の不揮発性メモリチップは第1乃至第kチャンネルCH1〜CHkを通じてコントローラ2200と通信することであって図示されている。   FIG. 38 is a block diagram showing an application example of the memory system 1000 of FIG. Referring to FIG. 38, the memory system 2000 includes a nonvolatile memory device 2100 and a controller 2200. The nonvolatile memory device 2100 includes a plurality of nonvolatile memory chips. The plurality of nonvolatile memory chips are divided into a plurality of groups. Each group of the plurality of nonvolatile memory chips is configured to communicate with the controller 2200 through one common channel. In FIG. 38, the plurality of nonvolatile memory chips are illustrated as communicating with the controller 2200 through the first to kth channels CH1 to CHk.

各不揮発性メモリチップは、図1乃至図36を参照して説明された不揮発性メモリ装置100と同様に構成される。即ち、不揮発性メモリチップは目標電圧まで段階的に増加する電圧(例えば、Vpgm/Vpass又はVrd/Vread)を発生することによって、ワードラインに提供される駆動信号の上昇傾斜を一定に維持する。したがって、読出しマージンの減少及び読出し攪乱が防止される。   Each nonvolatile memory chip is configured similarly to the nonvolatile memory device 100 described with reference to FIGS. That is, the nonvolatile memory chip generates a voltage that gradually increases to the target voltage (for example, Vpgm / Vpass or Vrd / Vread), thereby maintaining a constant rising slope of the driving signal provided to the word line. Accordingly, read margin reduction and read disturbance are prevented.

図38で、1つのチャンネルに複数の不揮発性メモリチップが連結されることと説明した。しかし、1つのチャンネルに1つの不揮発性メモリチップが連結されるようにメモリシステム2000が変形され得ることが理解できる。   In FIG. 38, it has been described that a plurality of nonvolatile memory chips are connected to one channel. However, it can be understood that the memory system 2000 may be modified such that one nonvolatile memory chip is connected to one channel.

図39は、図38を参照して説明されたメモリシステム2000を含むコンピューティングシステム3000を示すブロック図である。図39を参照すれば、コンピューティングシステム3000は中央処理装置3100、RAM3200、使用者インターフェイス3300、電源3400、及びメモリシステム2000を含む。   FIG. 39 is a block diagram illustrating a computing system 3000 that includes the memory system 2000 described with reference to FIG. Referring to FIG. 39, the computing system 3000 includes a central processing unit 3100, a RAM 3200, a user interface 3300, a power source 3400, and a memory system 2000.

メモリシステム2000は、システムバス3500を通じて、中央処理装置3100、RAM3200、使用者インターフェイス3300、及び電源3400に電気的に連結される。使用者インターフェイス3300を通じて提供されるか、或いは中央処理装置3100によって処理されたデータはメモリシステム2000に格納される。   The memory system 2000 is electrically connected to the central processing unit 3100, the RAM 3200, the user interface 3300, and the power source 3400 through the system bus 3500. Data provided through the user interface 3300 or processed by the central processing unit 3100 is stored in the memory system 2000.

図39で、不揮発性メモリ装置2100はコントローラ2200を通じてシステムバス3500に連結されることで図示されている。しかし、不揮発性メモリ装置2100はシステムバス3500に直接連結されるように構成され得る。   In FIG. 39, the non-volatile memory device 2100 is illustrated as being connected to the system bus 3500 through the controller 2200. However, the non-volatile memory device 2100 may be configured to be directly connected to the system bus 3500.

図39で、図38を参照して説明されたメモリシステム2000が提供されることで図示されている。しかし、メモリシステム2000は図37を参照して説明されたメモリシステム1000で代替され得る。   39, the memory system 2000 described with reference to FIG. 38 is provided. However, the memory system 2000 may be replaced with the memory system 1000 described with reference to FIG.

例示的に、コンピューティングシステム3000は図37及び図38を参照して説明されたメモリシステム1000、2000を全て包含するように構成され得る。   Illustratively, the computing system 3000 may be configured to include all of the memory systems 1000, 2000 described with reference to FIGS.

本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲と技術的思想から逸脱しない限度内で様々な変形が可能である。したがって、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されて定められてはならないし、後述する特許請求の範囲のみでなく、発明の特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。   Although the detailed description of the present invention has been given with reference to specific embodiments, various modifications can be made without departing from the scope and technical idea of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by being limited to the above-described embodiments, and should be determined not only by the claims described later but also by the equivalents of the claims of the invention.

100、200 ・・・不揮発性メモリ装置
110、210 ・・・メモリセルアレイ
120、220 ・・・高電圧発生回路
121 ・・・第1電圧発生器
122 ・・・第2電圧発生器
123 ・・・第3電圧発生器
124 ・・・第4電圧発生器
130、230 ・・・行選択回路
131 ・・・ワードラインドライバー
133 ・・・行デコーダー
140、240 ・・・読出し及び書込み回路
150、250 ・・・データ入出力回路
160、260 ・・・制御ロジック
170,270 ・・・ランピングロジック
171 ・・・第1サブランピングロジック
172 ・・・第2サブランピングロジック
173 ・・・第3サブランピングロジック
174 ・・・第4サブランピングロジック
BLK1〜BLKz ・・・メモリブロック
NS ・・・NANDストリング
Vpgm ・・・プログラム電圧
Vpass・・・パス電圧
Vrd ・・・選択読出し電圧
Vread・・・非選択読出し電圧
VS_1 ・・・第1電圧信号
VS_2 ・・・第2電圧信号
100, 200 ... Nonvolatile memory devices 110, 210 ... Memory cell array 120, 220 ... High voltage generator circuit 121 ... First voltage generator 122 ... Second voltage generator 123 ... Third voltage generator 124 ... Fourth voltage generator 130, 230 ... Row selection circuit 131 ... Word line driver 133 ... Row decoder 140, 240 ... Read and write circuits 150, 250 Data input / output circuits 160, 260 ... control logic 170, 270 ... ramping logic 171 ... first sub-ramping logic 172 ... second sub-ramping logic 173 ... third sub-ramping logic 174 ... 4th sub-ramping logic BLK1 to BLKz ... Memory block NS ... NAN String Vpgm · · · program voltage Vpass · · · pass voltage Vrd · · · select read voltage Vread · · · unselected read voltage VS_1 · · · first voltage signal VS_2 · · · second voltage signal

Claims (10)

基板と直交する方向に積層された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、
ワードラインを通じて前記メモリセルアレイに連結された行選択回路と、
前記ワードラインに提供される電圧を発生する電圧発生回路と、を含み、
前記電圧発生回路は目標電圧レベルまで段階的に増加させる方式に前記電圧を発生する不揮発性メモリ装置。
A memory cell array including a plurality of memory cells stacked in a direction perpendicular to the substrate;
A row selection circuit connected to the memory cell array through a word line;
A voltage generating circuit for generating a voltage provided to the word line,
The non-volatile memory device, wherein the voltage generating circuit generates the voltage in a stepwise manner up to a target voltage level.
前記電圧発生回路は、プログラム動作の時にパス電圧レベルまで段階的に増加する電圧信号を生成する請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。   The nonvolatile memory device according to claim 1, wherein the voltage generation circuit generates a voltage signal that gradually increases to a pass voltage level during a program operation. 前記電圧発生回路は、
プログラム電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、
パス電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、を含む請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。
The voltage generation circuit includes:
A first voltage generator for generating a first voltage signal that gradually increases to a program voltage level;
The nonvolatile memory device according to claim 1, further comprising: a second voltage generator that generates a second voltage signal that gradually increases to a pass voltage level.
前記行選択回路は、前記第2電圧信号を前記ワードラインの中で非選択されたワードラインに駆動信号として提供し、前記非選択されたワードラインに提供される前記駆動信号は同一な上昇傾斜を有する請求項3に記載の不揮発性メモリ装置。   The row selection circuit provides the second voltage signal as a driving signal to a non-selected word line among the word lines, and the driving signal provided to the non-selected word line has the same rising slope. The nonvolatile memory device according to claim 3, comprising: 前記電圧発生回路は、読出し動作の時に非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する電圧信号を生成する請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。   The non-volatile memory device according to claim 1, wherein the voltage generation circuit generates a voltage signal that gradually increases to a non-selected read voltage level during a read operation. 前記電圧発生回路は、
選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、
非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、を含む請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。
The voltage generation circuit includes:
A first voltage generator for generating a first voltage signal that increases stepwise to a selected read voltage level;
The non-volatile memory device according to claim 1, further comprising: a second voltage generator that generates a second voltage signal that gradually increases to a non-selected read voltage level.
前記行選択回路は、前記第2電圧信号を前記ワードラインの中で非選択されたワードラインに駆動信号として提供し、前記非選択されたワードラインに提供される前記駆動信号は同一な上昇傾斜を有する請求項6に記載の不揮発性メモリ装置。   The row selection circuit provides the second voltage signal as a driving signal to a non-selected word line among the word lines, and the driving signal provided to the non-selected word line has the same rising slope. The nonvolatile memory device according to claim 6. 前記電圧発生回路は、
プログラム電圧レベルまで段階的に増加する第1電圧信号を発生する第1電圧発生器と、
パス電圧レベルまで段階的に増加する第2電圧信号を発生する第2電圧発生器と、
選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第3電圧信号を発生する第3電圧発生器と、
非選択読出し電圧レベルまで段階的に増加する第4電圧信号を発生する第4電圧発生器と、を含む請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。
The voltage generation circuit includes:
A first voltage generator for generating a first voltage signal that gradually increases to a program voltage level;
A second voltage generator for generating a second voltage signal that gradually increases to a pass voltage level;
A third voltage generator for generating a third voltage signal that increases stepwise to a selected read voltage level;
The nonvolatile memory device according to claim 1, further comprising: a fourth voltage generator that generates a fourth voltage signal that increases stepwise up to a non-selected read voltage level.
前記電圧の目標電圧レベルにしたがって互に異なるランピングステップの大きさを有するように前記電圧発生回路を制御するランピングロジックをさらに含む請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。   The nonvolatile memory device of claim 1, further comprising a ramping logic that controls the voltage generation circuit to have different ramping step sizes according to a target voltage level of the voltage. 前記基板と平行な平面上のメモリセルは、同一なワードラインを共有する請求項1に記載の不揮発性メモリ装置。   The nonvolatile memory device according to claim 1, wherein memory cells on a plane parallel to the substrate share the same word line.
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