(57)【要約】【課題】入力されるデータの第１データ値をカウンティングして第１データの数が入力データ全体の半分以上である場合、これを第２データ値にプログラムすることで、プログラムセルの数を減少させてプログラム電流の消耗を減少させ、メモリ装置のバックパターンディペンデンシーを減少させてセルのしきい値電圧分布を改善することができる不揮発性メモリ装置及びこれのプログラムと読出方法を提供する。【解決手段】入力データのうち、第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数の値に応じて制御信号を出力する制御回路と、前記入力データの入力を受けて臨時格納し、前記制御信号に応答して前記入力データを反転させてプログラムデータに格納するか、または前記入力データを前記プログラムデータに格納するページバッファーと、前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータを格納するメモリセルブロックと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データのうち、第１データの数をカウンティングして制御信号を生成するための制御回路と、
前記制御信号に応答して前記入力データを反転させるかまたは維持させて、前記反転または維持されたデータをプログラムデータとして格納するためのページバッファーと、
前記プログラムデータを格納するメモリセルブロックと、
を含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数に応じてカウンティング信号を出力するためのデータカウンターと、
前記カウンティング信号と設定数を比較して前記制御信号を出力するための制御部と、
を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。
【請求項３】
前記ページバッファー部は、
前記入力データを臨時格納するためのキャッシュラッチと、
前記制御信号に応答して前記キャッシュラッチに格納された前記入力データを反転させて、前記反転されたデータを前記プログラムデータとして格納した後、前記プログラムデータを前記メモリセルブロックへ伝送するためのメインラッチと、
を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。
【請求項４】
入力データのうち、第１データの数をカウンティングする段階と、
前記カウンティングの結果、前記第１データの数が設定数より大きい場合、前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納する段階と、
前記カウンティングの結果、前記第１データの数が設定数と同じであうか小さい場合、前記入力データを前記プログラムデータとして格納する段階と、
前記入力データの反転情報を格納する段階と、
前記プログラムデータ及び前記反転情報をメモリセル及びフラッグセルにそれぞれ格納する段階と、
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５】
前記入力データは、同一ページにプログラムするデータである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６】
前記第１データは、プログラムセルに対応する"０"データである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】
前記設定数は、同一ページのメモリセル数の１/２である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８】
前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納する段階は、前記入力データのうち、前記第１データを第２データに反転させて、前記第２データは前記第１データに反転させて前記プログラムデータとして格納する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９】
前記プログラムデータは、前記第１データの数が前記第２データ数より小さい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】
プログラムデータを格納するメインセル及びプログラム動作の時プログラム情報を格納するフラッグセルを含む不揮発性メモリ装置の動作方法において、
第１読出動作を行って前記フラッグセルに格納された前記プログラム動作情報を読出する段階と、
第２読出動作を行って前記メインセルに格納された前記プログラムデータをページバッファーに格納する段階と、
前記反転プログラム動作情報に応じて前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータを維持するか、または反転させて読出データとして格納する段階と、
前記読出データを出力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読出方法。
【請求項１１】
前記プログラムデータを維持するか、または反転させて前記読出データとして格納する段階は、
前記プログラム動作情報がノーマルプログラム動作情報の場合、前記プログラムデータを読出データとして格納し、前記プログラム動作情報が反転プログラム動作情報の場合、前記プログラムデータを反転させて前記読出データとして格納することを特徴とする請求項１０に記載の不揮発性メモリ装置の読出方法。
【請求項１２】
入力データのうち、第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数の値によって制御信号を出力するための制御回路と、
前記制御信号に応答して前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納するか、前記入力データを前記プログラムデータとして格納するためのページバッファーと、を含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
【請求項１３】
前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータの伝送を受けて格納するメモリセルブロック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。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータの反転情報によって前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１３に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１５】
前記ページバッファーは、
前記メモリセルブロックに格納されたプログラムデータをセンシングした後、前記制御信号に応答して反転させて格納し、反転格納された前記プログラムデータを出力することを特徴とする請求項１４に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１６】
前記制御回路は、
前記第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数に応じてカウンティング信号を出力するデータカウンタと、
前記カウンティング信号による前記カウンティングされた第１データの数と設定数を比較して前記制御信号を出力する制御部とを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。
【請求項１７】
前記ページバッファーは、
前記第１データの数が前記設定数より大きい場合、前記入力データを反転させて格納することを特徴とする請求項１６に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１８】
前記ページバッファーは、
前記入力データが反転されたか否かを前記プログラムデータの反転情報にして格納することを特徴とする請求項１６に記載の不揮発性メモリ装置。
【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及びこれのプログラム及び読出方法に関し、より詳細には、プログラムしようとするデータ値を反転させてプログラム動作の電流消耗を減少させられる不揮発性メモリ装置及びこれのプログラム及び読出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気的にプログラムと消去が可能であり、一定の周期にデータを再作成しなければならないリフレッシュ（Ｒｅｆｒｅｓｈ）機能の必要でない不揮発性メモリ装置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/消去動作が可能な装置であり、薄い酸化膜に印加される強い電場によって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遂行する。
【０００４】
上述した従来の技術による不揮発性メモリ装置のうち、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ装置はプログラム及び読出動作の時メモリセルのページ単位で行う。すなわち、データプログラム動作の時には入力されるデータを同一ページにあたるメモリセルに同時にプログラムし、読出動作の時には同一ページにあたるメモリセルを同時に読出してデータを出力する。
【０００５】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ装置は、容量が徐々に増大されるにつれて一ページにあたるメモリセルの数が多い。したがって、多くの数のメモリセルを同時にプログラムする時入力されるデータのうち、プログラムセルに対応する"０"データ値が多いほどプログラム電流消耗量は増大される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、入力されるデータの第１データ値をカウンティングして第１データの数が入力データ全体の半分以上である場合、これを第２データ値にプログラムすることで、プログラムセルの数を減少させてプログラム電流の消耗を減少させ、メモリ装置のバックパターンディペンデンシー（Ｂack-Ｐａｔｔｅｒｎ-Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ）を減少させてセルのしきい値電圧分布を改善することができる不揮発性メモリ装置及びこれのプログラムと読出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を果たすために本発明による不揮発性メモリ装置は、入力データのうち、第１データの数をカウンティングして制御信号を生成するための制御回路と、前記制御信号に応答して前記入力データを反転させるかまたは維持させて、前記反転または維持されたデータをプログラムデータとして格納するためのページバッファーと、前記プログラムデータを格納するメモリセルブロックと、を含む。
【０００８】
また、前記制御回路は、前記第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数に応じてカウンティング信号を出力するためのデータカウンターと、前記カウンティング信号と設定数を比較して前記制御信号を出力するための制御部と、を含む。
【０００９】
また、前記ページバッファー部は、前記入力データを臨時格納するためのキャッシュラッチと、前記制御信号に応答して前記キャッシュラッチに格納された前記入力データを反転させて、前記反転されたデータを前記プログラムデータとして格納した後、前記プログラムデータを前記メモリセルブロックへ伝送するためのメインラッチと、を含む。
【００１０】
さらに、本発明による不揮発性メモリ装置のプログラム方法は、入力データのうち、第１データの数をカウンティングする段階と、前記カウンティングの結果、前記第１データの数が設定数より大きい場合、前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納する段階と、前記カウンティングの結果、前記第１データの数が設定数と同じであうか小さい場合、前記入力データを前記プログラムデータとして格納する段階と、前記入力データの反転情報を格納する段階と、前記プログラムデータ及び前記反転情報をメモリセル及びフラッグセルにそれぞれ格納する段階と、を含む。
【００１１】
また、前記入力データは、同一ページにプログラムするデータである。
【００１２】
また、前記第１データは、プログラムセルに対応する"０"データである。
【００１３】
また、前記設定数は、同一ページのメモリセル数の１/２である。
【００１４】
また、前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納する段階は、前記入力データのうち、前記第１データを第２データに反転させて、前記第２データは前記第１データに反転させて前記プログラムデータとして格納する。
【００１５】
また、前記プログラムデータは、前記第１データの数が前記第２データ数より小さいことを特徴とする。
【００１６】
また、前記プログラムデータを格納するメインセル及びプログラム動作の時プログラム情報を格納するフラッグセルを含む不揮発性メモリ装置の読出方法において、第１読出動作を行って前記フラッグセルに格納された前記プログラム動作情報を読出する段階と、第２読出動作を行って前記メインセルに格納された前記プログラムデータをページバッファーに格納する段階と、前記反転プログラム動作情報に応じて前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータを維持するか、または反転させて読出データとして格納する段階と、前記読出データを出力する段階とを含む。
【００１７】
また、前記プログラムデータを維持するか、または反転させて前記読出データとして格納する段階は、前記プログラム動作情報がノーマルプログラム動作情報の場合、前記プログラムデータを読出データとして格納し、前記プログラム動作情報が反転プログラム動作情報の場合、前記プログラムデータを反転させて前記読出データとして格納する。
【００１８】
本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置は、入力データのうち、第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数の値によって制御信号を出力するための制御回路と、前記制御信号に応答して前記入力データを反転させてプログラムデータとして格納するか、前記入力データを前記プログラムデータとして格納するためのページバッファーを含む。
【００１９】
また、前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータの伝送を受けて格納するメモリセルブロックをさらに含む。
【００２０】
また、前記制御回路は、前記ページバッファーに格納された前記プログラムデータの反転情報によって前記制御信号を生成する。
【００２１】
また、前記ページバッファーは、前記メモリセルブロックに格納されたプログラムデータをセンシングした後、前記制御信号に応答して反転させて格納し、反転格納された前記プログラムデータを出力する。
【００２２】
また、前記制御回路は、前記第１データの数をカウンティングし、カウンティングされた前記第１データの数に応じてカウンティング信号を出力するデータカウンタと、前記カウンティング信号による前記カウンティングされた第１データの数と設定数を比較して前記制御信号を出力する制御部とを含む。
【００２３】
また、前記ページバッファーは、前記第１データの数が前記設定数より大きい場合、前記入力データを反転させて格納する。
【００２４】
また、前記ページバッファーは、前記入力データが反転されたか否めかを前記プログラムデータの反転情報にして格納する。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明の一実施例よれば、入力されるデータの第１データ値をカウンティングして第１データの数が入力データ全体の半分以上である場合、これを第２データ値でプログラムすることで、プログラムセルの数を減少させてプログラム電流の消耗を減少させ、メモリ装置のバックパターンディペンデンシーを減少させてセルのしきい値電圧分布を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例によるページバッファーを示す構成図である。
【図３】本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置のプログラム方法を説明するための順序図である。
【図４】本発明の一実施例による入力データを反転させる動作を説明するための図面である。
【図５】本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置の読出方法を説明するための順序図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。ただし、本発明は以下開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現することができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。単に、本実施例は本発明の開示が完全になるように通常の知識を有する者に発明の範疇を知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は本願の特許請求の範囲によって理解されるべきである。
【００２８】
図１は、本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置の構成図である。図１を参照すれば、不揮発性メモリ装置１００はデータ格納部１１０、データカウンター部１２０、ページバッファー部１３０、制御部１４０、及びメモリセルブロック１５０を含む。
【００２９】
データ格納部１１０は、外部から入力される入力データを格納する。
【００３０】
データカウンター部１２０はデータ格納部１１０に格納された入力データのうち、第１データ（"０"）の数をカウンティングし、カウンティングされた第１データ（"０"）の数に応じてカウンティング信号を出力する。
【００３１】
ページバッファー部１３０は、データ格納部１１０に格納された入力データを臨時格納する。
【００３２】
制御部１４０は、データカウンター部１２０から出力されたカウンティング信号に応答して制御信号を出力する。ページバッファー部１３０は、制御信号に応答して格納された入力データを維持させたり反転させてプログラムデータとして格納させる。
【００３３】
図２は、本発明の一実施例によるページバッファーを示す構成図である。図２を参照すれば、ページバッファー部１３０はキャッシュラッチ１３１、及びメインラッチ１３２を含む。ページバッファー部１３０はプログラム動作の時、入力データをキャッシュラッチ１３１に格納し、制御信号に応答して入力データを反転または維持させてメインラッチ１３２にプログラムデータとして格納する。メインラッチ１３２に格納されたプログラムデータは、メモリセルブロックに伝送されてプログラムされる。
【００３４】
図３は、本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置のプログラム方法を説明するための順序図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の一実施例による入力データを反転させる動作を説明するための図面である。
【００３５】
図１ないし図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置のプログラム方法を説明する。
【００３６】
まず、外部からプログラムしようとする入力データが入力されてデータ格納部１１０に格納される（Ｐ１１０）。また、データ格納部１１０に格納された入力データはページバッファ１３０に臨時格納される。
【００３７】
データ格納部１１０に格納された入力データは、データカウンター１２０によって第１データ（"０"）の数がカウンティングされる（Ｐ１２０）。データカウンター１２０は、第１データ（"０"）の数をカウンティングしてカウンティング信号を出力する。
【００３８】
制御部１４０は、第１データ（"０"）のカウンティング信号に応答して第１データ（"０"）の数が設定数より大きいか否かを比較する（Ｐ１３０）。この時、設定数はメモリセルブロック１５０の一ページメモリセル数の半分であるか、あるいは入力データのうち第２データ（"１"）の数であることが好ましい。制御部１４０は、第１データ（"０"）の数と設定数を比較した結果に応じて制御信号を出力する。
【００３９】
もしも、第１データ（"０"）の数が設定数より大きい場合、ページバッファー部１３０に格納された入力データは、制御信号に応じて図４（ａ）のように反転されてプログラムデータとして格納される（Ｐ１４０）。したがって、プログラムデータは第１データ（"０"）より第２データ（"１"）の数が多くなる。この時、反転動作の実施有無に対する情報をメモリセルブロック１５０のフラッグセルにプログラムする反転情報データに格納する。
【００４０】
反面、第１データ（"０"）の数が設定数より小さい場合、ページバッファー部１３０に格納された入力データは、図４（ｂ）のように反転動作なしにプログラムデータとして格納される（Ｐ１５０）。したがって、プログラムデータは第１データ（"０"）より第２データ（"１"）の数が多くなる。この時、反転動作の実施有無に対する情報をメモリセルブロック１５０のフラッグセルにプログラムする反転情報データに格納する。
【００４１】
ページバッファー部１３０に格納されたプログラムデータは、メモリセルブロック１５０に伝送され、選択されたページのワードラインにプログラム電圧が印加されて同一ページにあたるメモリセル及びフラッグセルにデータがプログラムされる（Ｐ１６０）。
【００４２】
プログラム動作の時、実質的にプログラム動作が進行される第１データ（"０"）の数が第２データ（"１"）の数より常に小さくプログラムデータとして格納されるので、プログラム動作の時プログラム電流の消耗が減少することになる。
【００４３】
図５は、本発明の一実施例による不揮発性メモリ装置の読出方法を説明するための順序図である。図１、図２、及び図５を参照して本発明一実施例による不揮発性メモリ装置の読出方法を説明すれば次のようである。
【００４４】
まず、メモリセルブロック１５０のフラッグセルに格納された反転情報データを読出してページバッファー部１３０に格納する（Ｒ１１０）。以後、反転情報データを出力し、プログラム動作の時プログラムデータが反転されたか否かを判断する（Ｒ１２０）。
【００４５】
プログラム動作の時プログラムデータが反転動作なしにプログラム動作を進行した場合、メインセルにプログラムされたプログラムデータを読出して、ページバッファー部１３０に格納する（Ｒ１３０）。
【００４６】
ページバッファー部１３０に格納する方法は、メモリセルに連結されたビットラインを通じてプログラムデータをページバッファー部１３０のメインラッチ１３２に格納した後、これをキャッシュラッチ１３１に伝送して格納する。プログラム動作の時、プログラムデータが反転されてプログラム動作を進行した場合、制御部１４０は制御信号を生成する（Ｒ１４０）。
【００４７】
メインセルにプログラムされたプログラムデータを読出し、反転させてページバッファー部１３０に格納する（Ｒ１５０）。この時、ページバッファー部１３０に格納する方法は、メモリセルに連結されたビットラインを通じてプログラムデータをページバッファー部１３０のメインラッチ１３２に格納した後、制御信号に応答して反転させ、キャッシュラッチ１３１に伝送して格納する。以後、ページバッファー部１３０に格納されたプログラムデータを外部へ出力する（Ｒ１６０）。
【００４８】
以上説明したように、本願発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本願発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本願発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１１０データ格納部、
１２０データカウンター部、
１３０ページバッファー部、
１４０制御部、
１５０メモリセルブロック
【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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