电压供应电路、存储器件和存储器件的操作方法

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2023年1月5日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2023-0001941的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开的实施例涉及电压供应电路、包括该电压供应电路的存储器件、以及该存储器件的操作方法，并且更具体地，涉及对存储器件的字线或位线进行充电的方法。

背景技术

最近，已经以三维器件的形式开发了存储器件。随着在3D存储器件中针对单元阵列的堆叠层的数量增加，充电容量也增加。

在对存储器件中的字线或位线进行充电的相关技术的方法中，将具有恒定值的电压施加到字线或位线。然而，当连续地施加恒定电压时，用于对字线或位线进行充电的电力消耗增加。

因此，为了解决上述问题和/或其他问题，有必要开发用于减小在对存储器件的字线或位线进行充电中的电力消耗的新技术。

发明内容

本公开的实施例提供了一种对字线或位线进行充电的方法，在该方法中，在多个充电阶段中分别施加各个恒定电压。

通过在各自的充电阶段施加具有不同大小的电压，本公开的实施例公开了一种用于减小用于对字线或位线进行充电的电力消耗的存储器件。

根据本公开的一个方面，提供了一种存储器件，包括：第一充电端子，被配置为向至少一条字线或至少一条位线供应第一电压；以及第二充电端子，被配置为基于完成通过第一充电端子的电压供应，向至少一条字线或至少一条位线供应第二电压，其中，第二充电端子被配置为基于根据第一电压进行充电的至少一条字线或至少一条位线的经充电的电压满足第一参考条件，开始供应第二电压。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储器件的操作方法，该方法包括：通过第一充电端子向至少一条字线或至少一条位线供应第一电压；以及通过第二充电端子向至少一条字线或至少一条位线供应第二电压，其中，基于根据第一电压进行充电的至少一条字线或至少一条位线的经充电的电压满足第一参考条件，开始供应第二电压。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储器件的电压供应电路，该电压供应电路包括：第一充电端子，被配置为向至少一条字线或至少一条位线供应第一电压；第二充电端子，被配置为基于停止通过第一充电端子供应第一电压，向至少一条字线或至少一条位线供应第二电压，其中，第二充电端子被配置为基于根据第一电压进行充电的至少一条字线或至少一条位线的经充电的电压满足第一参考条件，开始供应第二电压。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解实施例，在附图中：

图1是示出了根据实施例的存储器件10的框图；

图2是示出了根据实施例的存储器件的电压供应电路的框图；

图3是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的多个充电阶段中的电压供应的时序图；

图4是示出了根据实施例的存储器件的电压供应电路的框图；

图5是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的多个充电阶段中的随时间的电压供应的时序图；

图6是示出了根据实施例的存储器件的电压供应电路的框图；

图7和图8是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的多个充电阶段中的根据电流强度的电压供应的时序图；

图9是示出了根据实施例的存储器件的操作方法的流程图；

图10是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的根据预设时间供应第二电压的过程的流程图；

图11是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的根据电流的预设强度供应第二电压的过程的流程图；

图12和图13是示出了根据实施例的存储器件的操作方法中的根据电流强度停止供应第二电压的过程的流程图；

图14和图15是示出了根据实施例的存储器件的存储块的图；以及

图16和图17是示出了根据实施例的适用于存储器件的三维V-NAND结构的图。

具体实施方式

在下文中，简要地描述本文中使用的所有术语，并且全面地描述本公开的实施例。这些实施例是示例实施例，并且因此，本公开不限于此，并且可以以各种其他形式来实现。如在本领域中常见的，可以围绕如附图所示的执行描述的功能的块来描述和示出实施例。这些块(其在本文中可以称为单元或模块等，或命名为例如设备、逻辑、电路、计数器、比较器、发生器、转换器等)可以通过包括逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储电路、无源电子组件、有源电子组件、光学组件等中的一种或多种在内的模拟电路和/或数字电路来物理地实现，并且还可以通过软件和/或固件(被配置为执行本文中描述的功能或操作)来实现或驱动。

图1是示出了根据实施例的存储器件10的框图。

参考图1，根据实施例的存储器件10可以包括电压供应电路100和存储块200。

在实施例中，电压供应电路100可以向存储块供应充电电压V_charge。例如，电压供应电路100可以分别在多个充电阶段中向存储块200供应具有不同值的各个充电电压V_charge。在示例中，多个充电阶段可以称为充电步骤。在实施例中，电压供应电路100可以对至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电，该至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线是在存储块200中的多条字线或多条位线之中选择的。例如，电压供应电路100可以包括多个充电端子，并且可以通过使用该多个充电端子之中的对应充电端子来对至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电。参考图2来描述电压供应电路100的详细配置。

在实施例中，存储块200可以包括多条字线和多条位线。在实施例中，存储块200可以向电压供应电路100发送经增加的字线电压VwL或经增加的位线电压VbL。经增加的字线电压VwL或经增加的位线电压VbL可以是通过充电电压V_charge来增加的。

根据实施例的具有存储块200的存储器件10可以包括易失性存储器(例如，静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、锁存器、触发器、寄存器等)和非易失性存储器(例如，NAND闪存、竖直NAND(VNAND)闪存、NOR闪存、电阻式随机存取存储器(RRAM)、相变存储器(PRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、自旋转移矩随机存取存储器(STT-RAM)等)。

图2是示出了根据实施例的图1所示的存储器件10的电压供应电路100的框图。

参考图2，根据实施例的电压供应电路100可以包括第一充电端子(PIN_1)110、第一开关(SWITCH1)120、第二充电端子(PIN_2)130和第二开关(SWITCH2)140。此外，电压供应电路100可以包括电压泵(PUMP)150、线性调节器(LDO)160、控制逻辑电路170和电压检测器180a。

在实施例中，第一充电端子110可以从电压供应电路100的外部向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL。在实施例中，第一充电端子110可以从存储器件10的外部向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL。

在实施例中，第一开关120可以电连接到第一充电端子110，并且可以控制第一电压VPPL的供应。例如，当通过使用第一电压VPPL对至少一条字线或至少一条位线的充电结果被确定为满足第一参考条件时，可以断开第一开关120，并且可以不再供应第一电压VPPL。例如，当通过使用第一电压VPPL对至少一条字线或至少一条位线的充电结果被确定为满足第一参考条件时，可以断开第一开关120，并且可以停止向至少一条字线或至少一条位线供应第一电压VPPL。第一参考条件可以是预设条件或预定条件。在实施例中，第一参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择以用于充电的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的状态。在实施例中，可以基于第一控制信号CTRL_1或第二控制信号CTRL_2来控制第一开关120断开或闭合。

当通过第一充电端子110的电压供应完成时，第二充电端子130可以从电压供应电路100的外部向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第二电压VPPX。在实施例中，第二充电端子130可以从存储器件10的外部向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第二电压VPPX。

在实施例中，第二开关140可以电连接到第二充电端子130，以控制第二电压VPPX的供应。例如，当通过使用第二电压VPPX对至少一条字线或至少一条位线的充电结果被确定为满足第二参考条件时，可以断开第二开关120，并且可以不再供应第二电压VPPX。第二参考条件可以是预设条件或预定条件。在实施例中，第二参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择以用于充电的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第二电压VPPX相同的电压的状态。在实施例中，可以基于第二控制信号CTRL_2来控制第二开关140断开或闭合。

第一电压VPPL和第二电压VPPX可以彼此不同。例如，第二电压VPPX可以大于第一电压VPPL。在实施例中，第一电压VPPL可以是第二电压VPPX的一半，但是第一电压VPPL和第二电压VPPX的值不限于此。此外，尽管本文中仅描述了第一电压VPPL和第二电压VPPX，但电压供应电路100可以通过使用多个附加电压VPPn(其中，n是大于1的整数)来对存储块200进行充电。当通过使用附加电压VPPn来对存储块200进行充电时，电压供应电路100可以包括n个附加充电端子。

在实施例中，电压泵150和线性调节器160可以调整施加到存储块200的充电电压V_charge。例如，电压泵150可以接收第一控制信号CTRL_1，并且基于第一控制信号CTRL_1来向线性调节器160或存储块200提供第一电压VPPL。在实施例中，线性调节器160可以接收第一电压VPPL，并且将接收到的第一电压VPPL作为恒定充电电压V_charge发送给存储块200。此外，线性调节器160可以接收第一电压VPPL或第二电压VPPX，并且将接收到的第二电压VPPX作为恒定充电电压V_charge发送给存储块200。

在实施例中，控制逻辑电路170可以存储针对通过第一充电端子110或第二充电端子130的电压供应的各种控制逻辑，并且可以基于存储的控制逻辑来控制第一开关120或第二开关140。例如，控制逻辑电路170可以存储与针对第一电压VPPL的供应的第一参考条件和针对第二电压VPPX的供应的第二参考条件有关的信息。

在实施例中，电压检测器180a可以从存储块200接收至少一条所选择的字线的经增加的字线电压VwL或至少一条所选择的位线的经增加的位线电压VbL，并且确定经增加的字线电压VwL或经增加的位线电压VbL是否满足第一参考条件或第二参考条件。当经增加的字线电压VwL或经增加的位线电压VbL满足第一参考条件时，电压检测器180a可以生成第二控制信号CTRL_2。电压检测器180a可以生成第二控制信号CTRL_2，并且通过使用第二控制信号CTRL_2来控制第一开关120断开(即，关断)和第二开关140闭合(即，导通)，从而通过使用第二电压VPPX来对至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电。当至少一条所选择的字线的经增加的字线电压VwL或至少一条所选择的位线的经增加的位线电压VbL满足第二参考条件时，电压检测器180a可以生成第二控制信号CTRL_2，并且通过使用第二控制信号CTRL_2来控制第二开关140断开(即，关断)。也就是说，电压检测器180a可以通过检测至少一条字线的经增加的字线电压VwL或至少一条位线的经增加的位线电压VbL来控制第一电压VPPL和第二电压VPPX的供应。

在实施例中，存储块200可以向电压供应电路100发送通过充电电压V_charge增加的经增加的字线电压VwL或经增加的位线电压VbL。

在实施例中，存储器件10还可以包括被配置为生成针对电压供应电路100的控制信号的处理器300。例如，处理器300可以基于控制逻辑电路170来生成控制信号，以控制电压供应电路100。例如，处理器300可以生成第一控制信号CTRL1，并且通过使用第一控制信号CTRL1来控制第一开关120和电压泵150，以供应第一电压VPPL。尽管图2示出了处理器300仅生成第一控制信号CTRL1，但由处理器300生成的控制信号不限于此，并且处理器300可以生成与电压供应电路100的各种操作相关的各种信号(例如，用于控制电压供应电路100的各种操作的控制信号)。此外，处理器300可以生成各种控制逻辑，并且该控制逻辑可以存储在控制逻辑电路170中。例如，处理器300可以基于控制逻辑来控制电压供应电路100的操作。此外，尽管图2示出了处理器300设置在电压供应电路100外部，但处理器300也可以位于电压供应电路100内部。与上述相同的配置也适用于参考图4和图6描述的电压供应电路100。

图3是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的多个充电阶段中的电压供应的时序图。

图3示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的在对存储器件的字线WL进行充电的情况下的信号时序。然而，本公开不限于此，并且因此，根据另一实施例，与图3所示的相同的信号时序可以应用于对位线进行充电的情况。参考图3，可以基于第一电压VPPL和第二电压VPPX来对在多条字线之中选择的至少一条所选择的字线WL进行充电。例如，当通过使用第一电压VPPL对至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的充电结果被确定为满足预设的第一参考条件时，可以不再供应第一电压VPPL(例如，第一电压VPPL停止)。在实施例中，第一参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择以用于充电的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的状态。然而，本公开不限于此，并且因此，根据另一实施例，可以以不同的方式来设置第一参考条件。例如，第一参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择以用于充电的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线可以具有在第一电压VPPL的特定范围内的电压的状态。

在实施例中，在充电结果满足第一参考条件的参考时间T_ref经过一段时间之后，电压供应电路100可以通过使用第二电压VPPX来对至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电。

在实施例中，电压检测器180a的检测结果(即，“检测器”)可以从满足第一参考条件的参考时间T_ref开始改变。例如，当通过使用第一电压VPPL来对所选择的字线进行充电时，电压检测器180a可以以特定时间间隔来检测所选择的字线的低电压电平，并且当通过使用第二电压VPPX来对所选择的字线进行充电时，可以以另一时间间隔来检测所选择的字线的高电平电压。

图4是示出了根据实施例的存储器件10的包括计数器的电压供应电路100的框图。

参考图4，根据实施例的电压供应电路100可以包括各自具有与参考图2详细描述的相同的配置和操作的第一充电端子110、第一开关120、第二充电端子130、第二开关140、电压泵150、线性调节器160和控制逻辑电路170。然而，图4中的电压供应电路100还可以包括计数器180b。在下文中，集中于计数器180b的操作来描述电压供应电路100的操作。

根据实施例，计数器180b可以对供应第一电压VPPL和第二电压VPPX的供应时间进行计数。当第一电压VPPL被确定为向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应达预设供应时间时，电压供应电路100可以供应第二电压VPPX，并且可以通过使用第二电压VPPX来对存储块200进行充电。在实施例中，预设供应时间可以被设置为至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的供应时间，但不限于此。

例如，当计数器180b对实际供应第一电压VPPL的实际供应时间进行计数并且确定第一电压VPPL的实际供应时间满足预设供应时间时，电压供应电路100可以基于第二电压VPPX来对存储块200进行充电。

在实施例中，当预设供应时间对于至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的时间是不够的时，电压供应电路100可以供应第二电压VPPL，直到至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的电压满足第二参考条件为止。在实施例中，第二参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择以用于充电的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第二电压VPPX相同的电压的状态。

图5是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的多个充电阶段中的随时间的电压供应的时序图。图5示出了在根据实施例的操作存储器件的方法中的对存储器件的字线WL进行充电的情况下的信号时序，然而，在对位线进行充电的情况下发现与图5所示相同的信号时序。

参考图5，电压供应电路100可以在第一充电部分(第一充电)中向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL，并且可以在第二充电部分(第二充电)中向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第二电压VPPX。在实施例中，可以基于预设时间来确定第一充电部分(第一充电)或第二充电部分(第二充电)。预设时间可以由用户输入来确定，或者可以被确定为当至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压时的时间，但不限于此。

在实施例中，当经过预设时间时，电压供应电路100可以终止第一充电部分(第一充电)，并开始第二充电部分(第二充电)。例如，电压供应电路100可以在满足第一参考条件的参考时间T_ref处终止第一充电部分(第一充电)，并开始第二充电部分(第二充电)。

图6是示出了根据实施例的存储器件的电压供应电路的框图。

参考图6，根据实施例的电压供应电路100可以包括各自具有与参考图2和图4详细描述的相同的配置和操作的第一充电端子110、第一开关120、第二充电端子130、第二开关140、电压泵150、线性调节器160和控制逻辑电路170。然而，图6中的电压供应电路100还可以包括电流传感器180c。在下文中，集中于电流传感器180c的操作来描述电压供应电路100的操作。

参考图6，根据实施例的电流传感器180c可以检测通过第一开关120和第二开关140的电流的强度。在实施例中，当通过第一开关120的第一电流的强度被确定为满足第一参考电流时，电压供应电路100可以被配置为供应第二电压VPPX。第一参考电流可以是预设电流值或预定电流值。在实施例中，第一电流可以是由第一电压VPPL生成并在第一开关120中通过的电流。在实施例中，第一参考电流可以是第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量分别满足第一参考条件或第二参考条件的值，该第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量是基于第一电流或第二电流的平均强度来确定的。

在实施例中，电流传感器180c可以检测在第一开关120和第二开关140中通过的电流的平均强度。当基于通过第一开关120和第二开关140的电流的平均强度来供应第二电压VPPX时，当第一电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时，电压供应电路100可以被配置为供应第二电压VPPX。例如，电压供应电路可以通过检测第一电流的平均强度的结果来确定第一电压VPPL以满足第一参考条件的程度而被充分供应，并且可以开始供应第二电压VPPX。在实施例中，电压供应电路100可以基于第一电流的平均强度来确定第一电压VPPL的供应量。

在实施例中，当第二开关140的第二电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时，电压供应电路100可以停止供应第二电压VPPX。在本文中，第二电流可以是由第二电压VPPX生成并在第二开关140中流动的电流。当停止供应第一电压VPPL并对基于第二电压VPPX选择的至少一条字线或至少一条位线进行充电时，电压供应电路100可以通过第二电流的平均强度的检测结果来确定第二电压VPPX以满足第二参考条件的程度而被充分供应，并且可以停止供应第二电压VPPX。在实施例中，电压供应电路100可以基于第二电流的平均强度来确定第二电压VPPX的供应量。

在实施例中，电流传感器180c可以检测第一开关120的最大电流和第二开关140的最大电流。在实施例中，当由电流传感器180c检测到的第一电流的最大值被确定为满足第二参考电流时，电压供应电路100可以控制第二电压VPPX向所选择的字线或所选择的位线供应。第二参考电流可以是预设电流或预定电流。此外，当第二开关140的第二电流的最大值被确定为满足预设的第二参考电流时，电压供应电路100可以停止供应第二电压VPPX。

在实施例中，第二参考电流可以是第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量分别满足第一参考条件或第二参考条件的值，该第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量是基于第一电流或第二电流的最大(或峰值)强度确定的。

图7和图8是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的多个充电阶段中的根据电流强度的电压供应的时序图。

参考图7，电压供应电路100可以基于第一电流和第二电流的平均强度来控制第一开关120和第二开关140的操作。在实施例中，电压供应电路100可以供应第一电压VPPL直到第一电压VPPL满足第一参考条件的参考时间T_ref。例如，当第一电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时，电压供应电路100可以确定满足第一参考条件。因此，电压供应电路100可以通过第一电流的平均强度的检测结果来确定第一电压VPPL以满足第一参考条件的程度而被充分供应，并且然后，电压供应电路100可以生成开关改变信号(开关改变)以开始供应第二电压VPPX。

在实施例中，当第二开关140的第二电流的平均强度被确定为满足预设的第一参考电流时，电压供应电路100可以停止供应第二电压VPPX。当停止供应第一电压VPPL并对基于第二电压VPPX选择的至少一条字线或至少一条位线进行充电时，电压供应电路100可以通过第二电流的平均强度的检测结果来确定第二电压VPPX以满足第二参考条件的程度而被充分供应，并且可以停止供应第二电压VPPX。电压供应电路100可以基于第二电流的平均强度来确定第二电压VPPX的供应量。

参考图8，电压供应电路100可以检测在第一开关120和第二开关140处的最大电流I_max。在实施例中，当由电流传感器180c检测到的第一电流的最大值被确定为满足第二参考电流时，电压供应电路100可以确定满足第一参考条件。在实施例中，电压供应电路100可以在满足第一参考条件的参考时间T_ref处生成开关改变信号(开关改变)，并且可以控制第二电压VPPX向所选择的字线或所选择的位线供应。此外，当第二开关140的第二电流的最大值被确定为满足第二参考电流时，电压供应电路100可以停止供应第二电压VPPX。

例如，第二参考电流可以是第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量分别满足第一参考条件或第二参考条件的值，该第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量是基于第一电流或第二电流的最大(或峰值)强度来确定的。

图9是示出了根据实施例的操作存储器件的方法的流程图。

参考图9，根据实施例的存储器件10可以控制第一开关120和第二开关140通过使用多个充电端子来对多条字线或多条位线之中的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电(S910)。

在实施例中，存储器件10可以经由第一充电端子110向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL(S920)。

因此，存储器件10可以通过第一开关120来控制第一电压VPPL的供应。例如，当通过使用第一电压VPPL对至少一条字线或至少一条位线的充电结果被确定为满足预设的第一参考条件时，可以断开第一开关120，并且可以不再供应第一电压VPPL。

当经由第一充电端子110向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL时，存储器件10可以确定至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的电压是否满足第一参考条件(S930)。例如，第一参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择的用于充电的所选择的字线或所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的状态。

当至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的充电电压被确定为满足第一参考条件时，存储器件10可以开始向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第二电压(S940)。

当经由第一充电端子110的电压供应完成时，存储器件10可以向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第二电压VPPX。

然而，当至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的充电电压未被确定为满足第一参考条件时，存储器件10可以继续经由第一充电端子110向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应第一电压VPPL。

在实施例中，存储器件10可以通过控制第二开关140来控制第二电压VPPX的供应。例如，当通过使用第二电压VPPX对至少一条字线或至少一条位线的充电结果被确定为满足预设的第二参考条件时，可以断开第二开关120，并且可以不再供应第二电压VPPX。例如，第二参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择的用于充电的所选择的字线或所选择的位线具有与第二电压VPPX相同的电压的状态。

在实施例中，第一电压VPPL和第二电压VPPX可以被配置为具有不同的值。例如，第二电压VPPX可以被设置为大于第一电压VPPL的值。在实施例中，第一电压VPPL可以是第二电压VPPX的一半，但是第一电压VPPL和第二电压VPPX不限于此。此外，尽管本文中仅描述了第一电压VPPL和第二电压VPPX，但存储器件10可以通过使用附加的多个电压VPPn来对存储块200进行充电。当通过使用附加的电压VPPn来对存储块200进行充电时，存储器件10可以包括n个充电端子。

图10是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的根据预设时间供应第二电压的过程的流程图。

参考图10，根据实施例的存储器件10可以控制第一开关120和第二开关140通过使用多个充电端子来对在多条字线或多条位线之中选择的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电(S1010)。

在实施例中，存储器件10可以检测供应第一电压VPPL的供应时间(S1020)。例如，存储器件10可以包括计数器180b，并且可以检测供应第一电压VPPL或供应第二电压VPPX的供应时间。

在实施例中，当供应第一电压VPPL时，存储器件10可以确定第一电压VPPL是否供应达预设供应时间(S1030)。例如，预设供应时间可以是所选择的字线或所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的时间间隔，但不限于此。

当第一电压VPPL被确定为供应达预设供应时间时，存储器件10可以开始供应第二电压VPPX(S1040)。当第一电压VPPL被确定为向至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线供应达预设供应时间时，存储器件10可以开始供应第二电压VPPX，并且因此，可以基于第二电压VPPX来对存储块200进行充电。在实施例中，当预设供应时间对于至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线具有与第一电压VPPL相同的电压的时间是不够的时，电压供应电路100可以供应第二电压VPPL，直到至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线的电压满足第二参考条件为止。例如，第二参考条件可以被设置为在多条字线或多条位线之中选择的用于充电的所选择的字线或所选择的位线具有与第二电压VPPX相同的电压的状态。

然而，当第一电压VPPL尚未供应达预设供应时间时，存储器件10可以继续检测供应第一电压VPPL的实际供应时间。

图11是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的根据预设电流强度供应第二电压的过程的流程图。

参考图11，根据实施例的存储器件10可以控制第一开关120和第二开关140通过使用多个充电端子来对在多条字线或多条位线之中选择的至少一条所选择的字线或至少一条所选择的位线进行充电(S1110)。

在实施例中，存储器件10可以检测在第一开关120和第二开关140处的电流的强度(S1120)。

在实施例中，一旦在第一开关120和第二开关140处单独地检测到电流的强度，存储器件10就可以确定在第一开关处检测到的第一电流的强度是否满足参考条件(S1130)。在实施例中，第一电流可以是由第一电压VPPL生成并通过第一开关120的电流。

当第一电流的强度满足参考条件时，存储器件10可以开始供应第二电压VPPX(S1140)。然而，当第一电流的强度不满足参考条件时，存储器件10可以继续检测在第一开关120和第二开关140处的电流的强度。

图12和图13是示出了根据实施例的操作存储器件的方法中的根据电流强度停止供应第二电压的过程的流程图。

参考图12，根据实施例的存储器件10可以检测通过第一开关120的第一电流的平均强度(S1210)。

当检测到通过第一开关120的第一电流的平均强度时，存储器件10可以确定第一电流的平均强度是否满足第一参考电流(S1220)。

在实施例中，第一参考电流可以是第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量分别满足第一参考条件或第二参考条件的值，该第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量是基于第一电流或第二电流的平均强度来确定的。在实施例中，存储器件10可以被配置为当第一电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时供应第二电压VPPX。例如，存储器件10可以通过第一电流的平均强度的检测结果来确定第一电压VPPL以满足第一参考条件的程度而被充分供应，并且然后，可以开始供应第二电压VPPX。在实施例中，存储器件10可以基于第一电流的平均强度来确定第一电压VPPL的供应量。

当第一电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时，存储器件10可以开始供应第二电压VPPX(S1230)。例如，电压供应电路100可以通过第一电流的平均强度的检测结果来确定第一电压VPPL以满足第一参考条件的程度而被充分供应，并且然后，可以开始供应第二电压VPPX。在实施例中，电压供应电路100可以基于第一电流的平均强度来确定第一电压VPPL的供应量。

然而，当第一电流的平均强度不满足第一参考电流时，存储器件10可以继续检测通过第一开关120的电流的平均强度。

当启动第二电压VPPX的供应时，存储器件10可以确定第二电流的平均强度是否满足第一参考电流(S1240)。在实施例中，第二电流可以是由第二电压VPPX生成并通过第二开关140的电流。

当第二电流的平均强度被确定为满足第一参考电流时，存储器件10可以停止供应第二电压VPPX(S1250)。

当停止供应第一电压VPPL并基于第二电压VPPX来对所选择的字线或所选择的位线进行充电时，存储器件10可以通过第二电流的平均强度的检测结果来确定第二电压VPPX以满足第二参考条件的程度而被充分供应，并且可以停止供应第二电压VPPX。在实施例中，存储器件10可以基于第二电流的平均强度来确定第二电压VPPX的供应量。

然而，当第二电流的平均强度不满足第一参考电流时，存储器件10可以继续供应第二电压VPPX。

参考图13，存储器件10可以检测通过第一开关120的第一电流的最大值(S1310)。在实施例中，第一电流可以是基于第一电压VPPL生成并通过第一开关120的电流。在实施例中，第二电流可以是基于第二电压VPPX生成并通过第二开关140的电流。

当检测到通过第一开关120的第一电流的最大值时，存储器件10可以确定第一电流的最大值是否满足第二参考电流(S1320)。

第二参考电流可以是第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量分别满足第一参考条件或第二参考条件的值，该第一电压VPPL或第二电压VPPX的供应量是基于第一电流或第二电流的最大(或峰值)强度来确定的。

当第一电流的最大值满足第二参考电流时，存储器件10可以开始供应第二电压VPPX(S1330)。然而，当第一电流的最大值不满足第二参考电流时，存储器件10可以继续检测通过第一开关120的第一电流的最大值。

当启动第二电压VPPX的供应时，存储器件10可以确定第二电流的最大值是否满足第二参考电流(S1340)。

当第二电流的最大值满足第二参考电流时，存储器件10可以停止供应第二电压VPPX(S1350)。然而，当第二电流的最大值不满足第二参考电流时，存储器件10可以继续供应第二电压VPPX。

图14和图15是示出了根据实施例的存储器件的存储块的图。

参考图14，存储块BLKi可以包括位于位线BL1、BL2和BL3与公共源极线CSL之间并在它们之间电连接的多个存储NAND串NS11至NS33。存储NAND串NS11至NS33中的每一个可以包括串选择晶体管SST、多个存储单元MC1至MC8、以及地选择晶体管GST。为了简化附图，存储NAND串NS11至NS33中的每一个在图14中被示出为包括八个存储单元MC1至MC8，但每个NAND串NS11至NS33中的存储单元的数量不限于此。

串选择晶体管SST可以连接到串选择线SSL1、SSL2和SSL3中的与其相对应的串选择线。多个存储单元MC1至MC8中的每一个可以连接到与其相对应的栅极线GTL1至GTL8。栅极线GTL1至GTL8可以被设置为字线，并且栅极线GTL1至GTL8中的一部分可以被设置为虚设字线。地选择晶体管GST可以连接到地选择线GSL1、GSL2和GSL3中的与其相对应的地选择线。串选择晶体管SST可以连接到位线BL1、BL2和BL3中的与其相对应的位线，并且地选择晶体管GST可以连接到公共源极线CSL。

相同高度的栅极线(例如，GTL1)共同连接，并且地选择线GSL1、GSL2和GSL3与串选择线SSL1、SSL2和SSL3可以分别分离。存储块BLKi在图14中示出为包括八条栅极线GTL1至GTL8以及三条位线BL1、BL2和BL3，但存储块BLKi中的栅极线和位线的数量不限于此。

参考图15，存储块BLKi可以包括多个单元串CS11至CS41和CS12至CS42。多个单元串CS11至CS41和CS12至CS42可以布置在行方向和列方向上，以形成行和列。

每个单元串可以包括地选择晶体管GST、多个存储单元MC1至MC6以及串选择晶体管SST。在每个单元串中，地选择晶体管GST、多个存储单元MC1至MC6以及串选择晶体管SST可以在垂直于衬底的高度方向上堆叠。

多个单元串CS11至CS41和CS12至CS42可以按行连接到不同的串选择线SSL1至SSL4。例如，单元串CS11和CS12的串选择晶体管SST可以共同连接到串选择线SSL1。单元串CS21和CS22的串选择晶体管SST可以共同连接到串选择线SSL2。单元串CS31和CS32的串选择晶体管SST可以共同连接到串选择线SSL3。单元串CS41和CS42的串选择晶体管SST可以共同连接到串选择线SSL4。

多个单元串CS11至CS41和CS12至CS42可以按列连接到不同的位线BL1和BL2。例如，单元串CS11至CS41的串选择晶体管SST可以共同连接到位线BL1。单元串CS12至CS42的串选择晶体管SST可以共同连接到位线BL2。

多个单元串CS11至CS41和CS12至CS42可以按行连接到不同的地选择线GSL1至GSL4。例如，单元串CS11和CS12的地选择晶体管GST可以共同连接到地选择线GSL1。单元串CS21和CS22的地选择晶体管GST可以共同连接到地选择线GSL2。单元串CS31和CS32的地选择晶体管GST可以共同连接到地选择线GSL3。单元串CS41和CS42的地选择晶体管GST可以共同连接到地选择线GSL4。

位于距衬底(或地选择晶体管GST)相同高度处的多个存储单元可以共同连接到单条字线，并且位于不同高度处的多个存储单元可以分别独立地连接到不同的字线WL1至WL6。例如，存储单元MC1可以共同连接到字线WL1。存储单元MC2可以共同连接到字线WL2。存储单元MC3可以共同连接到字线WL3。存储单元MC4可以共同连接到字线WL4。存储单元MC5可以共同连接到字线WL5。存储单元MC6可以共同连接到字线WL6。

单元串CS11至CS41和CS12至CS42的地选择晶体管GST可以共同连接到公共源极线CSL。

图15所示的存储块BLKi是通过示例公开的。本公开不限于图15所示的存储块BLKi。例如，可以增加或减小单元串的行数。随着单元串的行数改变，按行连接到单元串的串选择线的数量以及连接到单条位线的单元串的数量也可以改变。随着单元串的行数改变，按行连接到单元串的地选择线的数量也可以改变。

可以增加或减小单元串的列数。随着单元串的列数改变，按列连接到单元串的位线的数量以及连接到单条串选择线的单元串的数量也可以改变。

可以增加或减小单元串的高度。例如，可以增加或减小堆叠在每个单元串上的存储单元的数量。随着堆叠在每个单元串上的存储单元的数量改变，字线的数量也可以改变。例如，可以增加每个单元串中的串选择晶体管或地选择晶体管的数量。随着每个单元串中的串选择晶体管或地选择晶体管的数量改变，串选择线或地选择线的数量也可以改变。当串选择晶体管或地选择晶体管的数量增加时，串选择晶体管或地选择晶体管可以以与存储单元MC1至MC6相同的形式堆叠。

例如，可以通过单元串CS11至CS41和CS12至CS42的行来执行存储块BLKi中的写入操作和读取操作。在实施例中，可以通过地选择线GSL1至GSL4来按行选择单元串CS11至CS41和CS12至CS42，并且可以通过串选择线SSL1至SSL4来按行选择单元串CS11至CS41和CS12至CS42。此外，地选择线GSL1至GSL4可以被分组为至少两个GSL组GSL1至GSL2和GSL3至GSL4，电压可以通过GSL组施加到地选择线。相反，电压也可以施加到整个地选择线GSL1至GSL4的单个组。在实施例中，地选择线GSL1至GSL4可以被编程为具有预设阈值电压。

当选择单元串CS11至CS41和CS12至CS42的特定行时，可以按页来执行写入操作和读取操作。该页可以指示存储单元的连接到单条字线的单个行。在单元串CS11至CS41和CS12至CS42的所选择的行中，可以通过选择多条字线WL1至WL6之一来按页选择存储单元。

图16和图17是示出了根据实施例的适用于存储器件的三维V-NAND结构的图。

适用于图1中的存储器件10的第一非易失性存储器可以包括多个存储块BLKi。

参考图16，存储块BLKi可以在垂直于衬底SUB的方向上形成在衬底SUB上。NAND存储串NS11至NS31的多个存储单元可以堆叠在多个半导体层上。

公共源极线CSL可以设置在衬底SUB上并且在第一方向(Y方向)上延伸。多个绝缘层IL可以以在第一方向(Y方向)上延伸的线的形状在两条相邻的公共源极线CSL之间设置在衬底SUB上，并且可以顺序地堆叠在第三方向(Z方向)上，其中在多个绝缘层IL之间具有特定距离。多个柱P可以在两条相邻的公共源极线CSL之间沿第一方向(Y方向)布置在衬底SUB上，并且可以沿第三方向(Z方向)穿透堆叠的绝缘层IL。在实施例中，多个柱P可以与衬底SUB接触。每个柱P的表面层S可以包括掺杂有第一导电类型的硅材料，并且可以用作沟道区域。

每个柱P的内层I可以包括诸如氧化硅和空气之类的绝缘材料。电荷存储层CS可以在两条相邻的公共源极线CSL之间的区域中沿绝缘层IL、柱P和衬底SUB的暴露表面设置。电荷存储层CS可以包括栅绝缘层(或称为隧穿绝缘层)、电荷俘获层和阻挡绝缘层。此外，多个栅电极(例如，字线WL1至WL8以及多条选择线GSL和SSL)可以在两条相邻的公共源极线CSL之间的区域中设置在电荷存储层CS的暴露表面上。漏电极或漏极接触部DR可以设置在多个柱P中的每一个上。接触漏极接触部DR的多条位线BL1至BL3可以以在第二方向(X方向)上延伸的线的形状布置，并且在第一方向(Y方向)上间隔开特定距离。

如图16所示，每个NAND存储串NS11至NS33可以被配置为第一存储堆叠ST1和第二存储堆叠ST2堆叠在衬底SUB上的结构。在实施例中，第一存储堆叠ST1可以连接到公共源极线CSL，并且第二存储堆叠ST2可以连接到位线BL1至BL3，同时第一存储堆叠ST1和第二存储堆叠ST2彼此共享沟道孔。

进一步参考图17，非易失性存储器1301可以具有芯片到芯片(C2C)结构。包括单元结构CELL的上芯片可以形成在第一晶片上，并且包括外围电路结构PERI的下芯片可以形成在与第一晶片不同的第二晶片上，然后，上芯片和下芯片可以通过接合工艺彼此接合，从而获得C2C结构。因此，形成在上芯片的最上金属层上的上接合金属和形成在下芯片的最上金属层上的下接合金属通过接合工艺彼此电连接。例如，当接合金属包括铜(Cu)时，接合工艺可以称为Cu-Cu接合，并且接合金属可以包括诸如铝(A1)和钨(W)之类的任何其他金属。

在实施例中，非易失性存储器1301的外围电路结构PERI和单元结构CELL两者可以布置在外部焊盘接合区域PA、字线接合区域WLBA和位线接合区域BLBA中。

在实施例中，外围电路结构PERI可以包括第一衬底210、层间绝缘层215、在第一衬底210上的多个电路元件220a、220b和220c、分别连接到多个电路元件220a、220b和220c的多个第一金属层230a、230b和230c、以及在第一金属层230a、230b和230c上的多个第二金属层240a、240b和240c。在实施例中，第一金属层230a、230b和230c可以包括具有相对高的电阻率的钨(W)，并且第二金属层240a、240b和240c可以包括具有相对低的电阻率的铜(Cu)。

尽管本文中仅公开和说明了第一金属层230a、230b、230c以及第二金属层240a、240b和240c，但这并不限制本公开，并且至少一个附加金属层还可以设置在第二金属层240a、240b和240c上。在实施例中，第二金属层240a、240b和240c上的附加金属层可以包括具有比构成第二金属层240a、240b和240c的铜(Cu)低的电阻率的导电材料(例如，铝(Al))。

层间绝缘层215可以位于第一衬底210上，以覆盖多个电路元件220a、220b和220c、第一金属层230a、230b和230c以及第二金属层240a、240b和240c，并且可以包括绝缘材料(例如，氧化硅、氮化硅等)。

下接合金属271b和272b可以在字线接合区域WLBA中设置在第二金属层240b上。外围电路结构PERI的下接合金属271b和272b可以在字线接合区域WLBA中通过接合工艺电连接到单元结构CELL的上接合金属371b和372b，并且下接合金属271b和272b以及上接合金属371b和372b可以包括铝(Al)、铜(Cu)或钨(W)等。

单元结构CELL可以被设置为至少一个存储块。单元结构CELL可以包括第二衬底310和公共源极线320。多条字线331至338(或330)可以在垂直于第二衬底310的上表面的方向(Z轴方向)上堆叠在第二衬底310上。串选择线可以布置在字线330上方，并且地选择线可以布置在字线330下方，使得多条字线330可以位于串选择线和地选择线之间。

在位线接合区域BLBA中，沟道结构CH可以在基本上垂直于第二衬底310的上表面的方向(Z方向)上延伸穿过字线330、串选择线和地选择线。沟道结构CH可以包括数据存储层、沟道层、掩埋绝缘层等，并且沟道层可以电连接到第一金属层350c和第二金属层360c。例如，第一金属层350c可以包括位线接触部，并且第二金属层360c可以包括位线。在实施例中，位线360c可以在与第二衬底310的上表面平行的第一方向(Y方向)上延伸。

沟道结构CH和位线360c所位于的区域可以设置为位线接合区域BLBA。位线360c可以在位线接合区域BLBA中电连接到被设置为外围电路结构PERI的页缓冲器393的电路元件220c。例如，位线360c可以连接到外围电路结构PERI的上接合金属371c和372c，并且上接合金属371c和372c可以接合到与页缓冲器393的电路元件220c连接的下接合金属271c和272c。

在字线接合区域WLBA中，字线330可以在垂直于与第二衬底310的上表面平行的第一方向的第二方向(X轴方向)上延伸，并且可以连接到多个单元接触插塞341至347(或340)。字线330和单元接触插塞340可以分别在接触焊盘中彼此连接，该接触焊盘被设置为不同长度的字线330中的至少一些在第二方向上的延伸。第一金属层350b和第二金属层360b可以顺序地连接到与字线330连接的单元接触插塞340的上部。单元接触插塞340可以通过单元结构CELL的上接合金属371b和372b与外围电路结构PERI的下接合金属271b和272b的接合来在字线接合区域WLBA中连接到外围电路结构PERI。

单元接触插塞340可以电连接到包括外围电路结构PERI的行解码器394在内的电路元件220b。在实施例中，用于行解码器394的电路元件220b的操作电压可以与用于页缓冲器393的电路元件220c的操作电压不同。例如，用于页缓冲器393的电路元件220c的操作电压可以大于用于行解码器394的电路元件220b的操作电压。

公共源极线接触插塞380可以位于外部焊盘接合区域PA中。公共源极线接触插塞380可以包括诸如金属、金属化合物和多晶硅之类的导电材料，并且可以电连接到公共源极线320。第一金属层350a和第二金属层360a可以顺序地堆叠在公共源极线接触插塞380的上部上。在本文中，布置有公共源极线接触插塞380、第一金属层350a和第二金属层360a的区域可以被设置为外部焊盘接合区域PA。

此外，第一输入/输出焊盘205和第二输入/输出焊盘305可以布置在外部焊盘接合区域PA中。覆盖第一衬底210的下表面的下绝缘层201可以形成在第一衬底210的下表面上，并且第一输入/输出焊盘205可以形成在下绝缘层201上。第一输入/输出焊盘205可以经由第一输入/输出接触插塞203连接到外围电路结构PERI的多个电路元件220a、220b和220c中的至少一个，并且可以通过下绝缘层201与第一衬底210分离。此外，侧绝缘层可以位于第一输入/输出接触插塞203和第一衬底210之间，并且因此，第一输入/输出接触插塞203可以与第一衬底210电分离。

覆盖第二衬底310的上表面的上绝缘层301可以形成在第二衬底310的上表面上，并且第二输入/输出焊盘305可以位于上绝缘层301上。第二输入/输出焊盘305可以经由第二输入/输出接触插塞303连接到外围电路结构PERI的多个电路元件220a、220b和220c中的至少一个。在实施例中，第二输入/输出焊盘305可以电连接到电路元件220a。

在另一实施例中，第二衬底310和公共源极线320可以不位于第二输入/输出接触插塞303所位于的区域中。此外，第二输入/输出焊盘305可以在第三方向(Z轴方向)上不与字线330重叠。第二输入/输出接触插塞303可以在与第二衬底310的上表面平行的方向上与第二衬底310分离，并且可以通过穿过单元结构CELL的层间绝缘层315来连接到第二输入/输出焊盘305。

在一些实施例中，第一输入/输出焊盘205和第二输入/输出焊盘305可以与非易失性存储器1301选择性地设置。例如，非易失性存储器1301可以仅包括在第一衬底210的上部上的第一输入/输出焊盘205，或者仅包括在第二衬底310的上部上的第二输入/输出焊盘305。相反，非易失性存储器1301可以包括第一输入/输出焊盘205和第二输入/输出焊盘305两者。

在外部焊盘接合区域PA和位线接合区域BLBA的单元结构CELL、以及外部焊盘接合区域PA和位线接合区域BLBA的外围电路结构PERI中，最上金属层的金属图案可以被设置为虚设图案，或者可以不设置最上金属层。

在非易失性存储器1301的外部焊盘接合区域PA中，下金属图案273a可以以与设置在单元结构CELL的最上金属层中的上金属图案372a相同的配置与上金属图案372a相对应地设置在外围电路结构PERI的最上金属层中。设置在外围电路结构PERI的最上金属层中的下金属图案273a可以不连接到单独的接触部。类似地，在非易失性存储器1301的外部焊盘接合区域PA中，上金属图案372a可以以与设置在外围电路结构PERI的最上金属层中的下金属图案273a相同的配置与下金属图案273a相对应地设置在单元结构CELL的最上金属层中。

下接合金属271b和272b可以设置在字线接合区域WLBA的第二金属层240b上。在字线接合区域WLBA中，外围电路结构PERI的下接合金属271b和272b可以通过接合工艺电连接到单元结构CELL的上接合金属371b和372b。

此外，在非易失性存储器1301的位线接合区域BLBA中，上金属图案392可以以与设置在外围电路结构PERI的最上金属层中的下金属图案252相同的配置与下金属图案252相对应地设置在单元结构CELL的最上金属层中。设置在单元区域CELL的最上金属层中的上金属图案392可以不设置有接触部。

上面的描述仅是本说明书的技术思想的示例，并且在不脱离本发明的本质特征的情况下，所公开的实施例所属领域的技术人员将能够修正和修改各种公开的实施例。因此，所公开的实施例不用于限制本文中描述的技术思想，而是用于说明，并且本发明的技术思想的范围不受所公开的实施例限制。根据所公开的实施例的本发明的保护范围应当由所附权利要求来解释，并且与本发明等同的范围内的所有技术思想应当被解释为包括在所公开的发明的范围内。

尽管已经参考本公开的实施例具体示出并描述了本公开，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。