(57)【要約】【課題】  本発明は、ダミープログラムパルスを印加しながらもプログラム時間を減少させる不揮発性メモリ装置のプログラム方法を提供することを目的としている。【解決手段】  本発明の不揮発性メモリ装置のプログラム方法は、プログラム開始パルスのパルス幅よりも広いパルス幅を有するダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム開始パルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム動作によりプログラムが完了したかを検証する段階を含むことを特徴とする。また、本発明の不揮発性メモリ装置のプログラム方法は、第２のパルス幅を有し、第２のステップ電圧ずつ増加する階段状ダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、第１のステップ電圧及び第１のパルス幅を有するプログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム動作によりプログラムが完了したかを検証する段階を含むことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラム開始パルスのパルス幅より広いパルス幅を有するダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、
前記プログラム開始パルスを印加してプログラム動作を行う段階と、
前記プログラム動作によりプログラムが完了したか否かを検証する段階と、
を含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項２】
前記ダミープログラムパルスは、前記プログラム開始パルスのパルス幅よりもｎ倍広いパルス幅を有することを特徴とする請求項１に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項３】
前記ダミープログラムパルスは、前記プログラム開始パルスよりもステップ電圧だけ低い電圧値を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項４】
前記検証結果プログラムが完了していない場合、直前のプログラム動作で印加されたプログラムパルスをステップ電圧だけ増加させてプログラム動作を再び行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項５】
前記検証結果プログラムが完了した場合、プログラム動作を終了する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項６】
前記検証結果プログラムが完了するまで前記プログラム動作を再び行う段階と前記検証する段階とを反復して行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項７】
前記ｎは、３または４であることを特徴とする請求項２に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項８】
第２のパルス幅を有し、第２のステップ電圧ずつ増加する階段状ダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、
第１のステップ電圧及び第１のパルス幅を有するプログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、
前記プログラム動作によりプログラムが完了したか否かを検証する段階と、
を含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項９】
前記階段状ダミープログラムパルスの第２のステップ電圧は、前記プログラムパルスの第１のステップ電圧と同一であることを特徴とする請求項８に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項１０】
前記階段状ダミープログラムパルスの第２のパルス幅は、前記プログラムパルスの第１のパルス幅と同一であることを特徴とする請求項８に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項１１】
前記階段状ダミープログラムパルスは、プログラム開始パルスよりもｎ倍の第１のステップ電圧だけ低い第１のパルス、前記第１のパルスよりも１倍〜ｎ−１倍の第１のステップ電圧だけ大きい第２〜第ｎのパルスを含み、前記各ダミープログラムパルスの第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅と同一であることを特徴とする請求項８に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項１２】
前記検証結果プログラムが完了していない場合、直前のプログラム動作で印加されたプログラムパルスをステップ電圧だけ増加させてプログラム動作を再び行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項１３】
前記検証結果プログラムが完了した場合、プログラム動作を終了する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【請求項１４】
前記検証結果プログラムが完了するまで前記プログラム動作を再び行う段階と前記検証する段階とを反復して行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の不揮発性メモリ装置のプログラム方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不揮発性メモリ装置のプログラム方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、電気的にプログラム(program)と消去(erase)が可能であり、一定周期でデータを再作成しなければならないリフレッシュ(refresh)機能が不要な不揮発性メモリ素子に対する需要が増加している。
【０００３】
前記不揮発性メモリセルは、電気的なプログラム／消去動作が可能な素子であり、１００Å以内の薄い酸化膜に印加される強い電場により電子が移動しながらセルのしきい値電圧を変化させてプログラム及び消去動作を行う。
【０００４】
前記不揮発性メモリ装置は、通常、データが格納されるセルがマトリックス状に構成されたメモリセルアレイ、前記メモリセルアレイの特定セルに対してメモリを書き込むか、または特定セルに格納されたメモリを読み出す頁バッファを含む。前記頁バッファは、特定メモリセルと接続されたビットライン対、メモリセルアレイに記録するデータを臨時格納するか、またはメモリセルアレイから特定セルのデータを読み出して臨時格納するレジスタ、特定ビットラインまたは特定レジスタの電圧レベルを感知する感知ノード、前記特定ビットラインと感知ノードの接続如何を制御するビットライン選択部を含む。
【０００５】
このような不揮発性メモリ装置のプログラム方法としてＩＳＰＰ(Incremental step pulse programming)プログラム方法が知られている。即ち、プログラム開始パルスに対してステップ電圧だけ一定に増加させながらプログラム動作を行う。ただし、プログラム／消去回数が増加するほどメモリセルのプログラム速度が増加するようになり、低いプログラム開始パルスの印加にもかかわらず、メモリセルのしきい値電圧の変化が大きくなる。このような突然の変化を防止するために、プログラム開始パルスの印加前にダミープログラムパルスを印加する方法が知られているが、全体プログラム時間が増加するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した問題を解決するために、本発明が解決しようとする課題は、ダミープログラムパルスを印加しながらもプログラム時間を減少させる不揮発性メモリ装置のプログラム方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するための本発明の不揮発性メモリ装置のプログラム方法は、プログラム開始パルスのパルス幅よりも広いパルス幅を有するダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム開始パルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム動作によりプログラムが完了したか否かを検証する段階とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の不揮発性メモリ装置のプログラム方法は、第２のパルス幅を有し、第２のステップ電圧ずつ増加する階段状ダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、第１のステップ電圧及び第１のパルス幅を有するプログラムパルスを印加してプログラム動作を行う段階と、前記プログラム動作によりプログラムが完了したか否かを検証する段階とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
前述した本発明の構成によりダミープログラムパルスの印加区間で休止区間を最小化して全体プログラム動作に要される時間を減少させることができる。また、ダミープログラムパルスの印加によりプログラム／消去回数の増加によるプログラム動作時のしきい値電圧の急激な変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】通常用いられる不揮発性メモリ装置のダミー(dummy)プログラムパルス印加方法を示した図面である。
【図２】本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【図３】本発明の他の実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【図４】本発明の他の実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【図５】本発明の他の実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【図６】本発明による不揮発性メモリ装置のプログラム方法を示した順序図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照し、本発明の望ましい実施例を詳しく考察する。本発明は、以下で開示される実施例により限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されるものであり、単に本実施例は、本発明の開示が完全であるようにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。図面において同一符号は同一の要素を指す。
【００１２】
図１は、通常用いられる不揮発性メモリ装置のダミー(dummy)プログラムパルス印加方法を示した図面である。
【００１３】
不揮発性メモリ装置のプログラム方法としてＩＳＰＰ(Incremental step pulse programming)プログラム方法が知られている。前記ＩＳＰＰプログラム方法は、プログラム開始電圧11を基準にステップ電圧DVpgmだけ増加したプログラムパルスを印加してプログラムする方法である。一つのプログラムパルスが印加された後には、該当パルスの印加により検証結果プログラムが完了したかどうかを確認する検証動作が行われる。
【００１４】
図１に示されたように、プログラム開始電圧11を基準としてステップ電圧DVpgmだけ持続的に増加したプログラムパルスが印加される。また、図示されてはいないが、プログラムパルスの印加後には検証動作が行われる。
【００１５】
一方、このようなＩＳＰＰプログラム方法を改善したダミープログラムパルス印加方法が知られている。不揮発性メモリ装置に対してプログラム／消去動作が反復的に行われる場合には、メモリセルの特性によりプログラム速度が速くなる傾向がある。不揮発性メモリ装置のプログラム／消去回数が大きくなるほどＩＳＰＰプログラム時に最初パルス印加によるしきい値電圧の変化量が大きくなる。このように、プログラム／消去回数の増加によるプログラムの速度変化を考慮して従来のプログラム開始電圧11よりも電圧レベルが低いプログラムパルスを印加してプログラム動作を行う。この時、このようなプログラムパルスをダミープログラムパルス12と定義する。
【００１６】
前記ダミープログラムパルス12は、最初のプログラム開始パルス11よりも３ステップ〜４ステップだけ低い電圧レベルを有するパルスを最初に印加し、ステップ電圧だけ増加させて複数のダミープログラムパルスを印加する。一方、ダミープログラムパルス12の印加時には別途の検証動作を行わない。
【００１７】
プログラム／消去回数が小さい場合には、ダミープログラムパルス12が印加されてもしきい値電圧の変化が大きくないが、プログラム／消去回数が大きい場合には、しきい値電圧の変化が大きくなる。一方、前記方法によれば、従来のプログラム開始電圧11が印加される前にダミープログラムパルス12が印加され、しきい値電圧が一部上昇するため、急激なしきい値電圧変化を防止することができ、急激なしきい値電圧変化によるしきい値電圧分布の拡張現象を防止することができる。ただし、このようなダミープログラムパルス印加方法はプログラム時間を増加させる問題がある。
【００１８】
図２は、本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【００１９】
図２に示されたように、最初のプログラム開始パルス22よりはパルス幅が広いダミープログラムパルス21を印加する。望ましくは、前記ダミープログラムパルス21は一つのステップ電圧DVpgmだけ小さい電圧レベルを有することを特徴とする。この時、前記ステップ電圧DVpgmは、０．３Ｖ〜１．０Ｖであることを特徴とする。また、望ましくは、前記ダミープログラムパルス21は、前記プログラム開始パルス22のパルス幅よりもｎ倍広いパルス幅を有することを特徴とする。望ましくは、前記ダミープログラムパルス21はプログラム開始パルス22のパルス幅よりも３倍または４倍広いパルス幅を有し、プログラム開始パルス22よりもステップ電圧DVpgmだけ低い電圧値を有する。
【００２０】
その結果、図１のように各ダミープログラムパルス12の印加後に休止期間を有することなく、１回のパルスを印加するため、プログラム時間を減少させることができる。
【００２１】
一方、前記のようなダミープログラムパルス21のパルス幅及び電圧値は、不揮発性メモリ装置に含まれた通常のＩＳＰＰパルス制御部(図示せず)を通じて実施者の選択に応じて制御することができる。従って、前記ＩＳＰＰパルス制御部の詳細構成に関する説明は省略する。
【００２２】
図３は、本発明の他の実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【００２３】
図３に示されたように、最初のプログラム開始パルス32の印加前にダミープログラムパルス31を印加するが、ダミープログラムパルス31の電圧レベルが階段状に上昇する。即ち、図１におけるダミープログラムパルス12を休止期間なしに印加する方式である。これを階段状ダミープログラムパルス31という。
【００２４】
前記階段状ダミープログラムパルス31を構成する各ダミープログラムパルスは、最初のプログラム開始パルス32のパルス幅と同一のパルス幅を有するか、またはそれと異なるパルス幅を有するように構成される。また、各ダミープログラムパルスの電圧差は、プログラムパルス印加時のステップ電圧Vstep1と同一電圧を有するか、またはそれと異なる電圧を有するように構成される。これは、先で説明したＩＳＰＰパルス制御部を通じて制御することができる。
【００２５】
実施例により、前記階段状ダミープログラムパルス31の各パルスは、プログラム開始パルス32と同一のパルス幅W1を有する。また、ダミープログラムパルス31の電圧差は、プログラムパルス間のステップ電圧Vstep1と同一の値を有する。
【００２６】
図３に示されたことによれば、プログラム開始パルス32の印加前に該プログラム開始パルス32のパルス幅W1と同一のパルス幅を有し、プログラムパルス印加時のステップ電圧Vstep1と同一のステップ電圧を有するダミープログラムパルスを印加する。
【００２７】
即ち、プログラム開始パルス32よりもｎ倍のステップ電圧だけ低い第１のパルス、プログラム開始パルス32よりもｎ−１倍のステップ電圧だけ低い第２のパルス、・・・、プログラム開始パルス32よりも２倍のステップ電圧だけ低い第ｎ−１のパルス、プログラム開始パルス32よりも１倍のステップ電圧だけ低い第ｎのパルスを有し、各ダミープログラムパルスはプログラム開始パルス32のパルス幅W1と同一のパルス幅W1を有する。
【００２８】
別の言い方をすれば、前記階段状ダミープログラムパルス31は、プログラム開始パルス32よりもｎ倍のステップ電圧だけ低い第１のパルス、前記第１のパルスよりも１倍〜ｎ−１倍のステップ電圧だけ大きい第２〜第ｎのパルスを含み、前記各ダミープログラムパルスは、プログラム開始パルス32のパルス幅W1と同一のパルス幅W1を有する。
【００２９】
一方、前記階段状ダミープログラムパルス31は、各パルスのパルス幅とパルス間の電圧差を調節して多様な形態のダミープログラムパルス31に形成されることができる。
【００３０】
図４及び図５は、本発明の他の実施例による不揮発性メモリ装置のダミープログラムパルス印加方法を示した図面である。
【００３１】
まず、図４（ａ）は、ダミープログラムパルスのパルス幅W2がプログラム開始パルス32のパルス幅W1よりも大きく、ダミープログラムパルス間の電圧差Vstep2がプログラムパルスのステップ電圧Vstep1よりも大きいことを示している。
【００３２】
図４（ｂ）は、ダミープログラムパルスのパルス幅W3がプログラム開始パルス32のパルス幅W1よりも小さく、ダミープログラムパルス間の電圧差Vstep3がプログラムパルスのステップ電圧Vstep1よりも小さいことを示している。
【００３３】
この時、前記パルス幅W3とパルス間の電圧差Vstep3を最小化すれば、図４（ｃ）のように線状に増加するダミープログラムパルス31を形成することができる。
【００３４】
図５（ａ）は、ダミープログラムパルスのパルス幅W2がプログラム開始パルス32のパルス幅W1よりも大きいながら、ダミープログラムパルス間の電圧差Vstep3がプログラムパルスのステップ電圧Vstep1よりも小さいことを示している。
【００３５】
図５（ｂ）は、ダミープログラムパルスのパルス幅W3がプログラム開始パルス32のパルス幅W1よりも小さいながら、ダミープログラムパルス間の電圧差Vstep2がプログラムパルスのステップ電圧Vstep1よりも大きいことを示している。
【００３６】
このように、各ダミープログラムパルスのパルス幅と該ダミープログラムパルスの間の電圧差を異なって制御することにより、多様な形態のダミープログラムパルス31を形成することができる。
【００３７】
図６は、本発明による不揮発性メモリ装置のプログラム方法を示した順序図である。
【００３８】
まず、ダミープログラムパルスを印加してプログラム動作を行う(段階510)。
【００３９】
ダミープログラムパルスは、先で説明した図２、図３または図４及び図５の形態による。ダミープログラムパルスを印加した後には別途の検証動作を行なわない。選択されたワードラインにダミープログラムパルスを印加すること以外は一般的なプログラム動作と同一のプログラム動作を行う。
【００４０】
次に、正規プログラム電圧を印加してプログラム動作を行う(段階520)。
【００４１】
ダミープログラムパルス印加直後には、プログラム開始パルスが印加される。前記プログラム開始パルスは、検証動作が伴う最初のプログラムパルスである。その後、検証完了如何により前記プログラム開始パルスにｎ倍のステップ電圧を増加してプログラム動作が行われるところ、この時に印加されるプログラムパルスを正規プログラム電圧という。
【００４２】
次に、前記正規プログラム電圧の印加後にプログラム完了如何に対して検証動作を行う(段階530)。
【００４３】
即ち、外部から入力されたデータが指定されたメモリセルに全てプログラムされた場合には別途の措置なしにプログラム動作が終了する。
【００４４】
しかし、プログラムされていないセルがある場合には、ステップ電圧だけプログラム電圧を増加させる(段階540)。そして、ステップ電圧だけ増加したプログラムパルスを印加して前記プログラム動作(段階520)を反復遂行する。
【００４５】
即ち、検証結果プログラムが完了していない場合、直前のプログラム動作で印加されたプログラムパルスをステップ電圧だけ増加させてプログラム動作を再び行う。
【００４６】
このように、正規プログラム前にダミープログラムパルスを印加するが、ダミープログラムパルス間の休止期間を省略し、一つのパルスに印加することにより、全体プログラム時間を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の活用例として、不揮発性メモリ装置のプログラム方法に適用出来る。
【符号の説明】
【００４８】
11    …プログラム開始電圧（パルス）
12    …ダミープログラムパルス
21    …ダミープログラムパルス
22    …プログラム開始パルス
31    …ダミープログラムパルス
32    …プログラム開始パルス
DVpgm …ステップ電圧
Vstep1 …ステップ電圧
Vstep2 …電圧差
Vstep3 …電圧差
W1    …パルス幅
W2    …パルス幅
W3    …パルス幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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