KR100725093B1 - semiconductor memory device having NOR type flat cell and driving method therefore - Google Patents
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Abstract
계층적 비트라인 배열방식을 취하며 노아 타입 플랫 메모리 셀들을 가지는 반도체 메모리 장치의 리드방법이 개시된다. 그러한 방법은, 뱅크 선택 트랜지스터들을 통하여 하나의 메인 비트라인에 연결된 복수의 메모리 셀들을 파트별로 분리하여 두고, 그에 대응되는 인접 그라운드 비트라인에 인가하는 바이어스 전압레벨을 상기 분리된 파트별로 차등화하여 인가하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 온 셀과 오프셀의 특성저하를 최적으로 방지하여 리드 오동작을 개선할 수 있다.
A method of reading a semiconductor memory device using a hierarchical bit line arrangement and having NOR type flat memory cells is disclosed. In such a method, a plurality of memory cells connected to one main bit line through a bank select transistor are separated by parts, and a bias voltage level applied to a corresponding adjacent ground bit line is differentially applied to each of the separated parts. It is characterized by. Accordingly, it is possible to optimally prevent deterioration of characteristics of the on and off cells, thereby improving read malfunction.
반도체 메모리 장치, 노아 타입 플랫 셀, 그라운드 비트라인, 바이어스 전압Semiconductor Memory Devices, Noah Type Flat Cells, Ground Bitlines, Bias Voltages
Description
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 메모리 셀 어레이 구조도 1 and 2 illustrate a structure of a memory cell array according to the related art.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예 들에 따른 메모리 셀 어레이 구조도들
3 through 6 are diagrams illustrating memory cell array structures according to example embodiments.
본 발명은 리드 온리 메모리(Read Only Memory)등과 같은 불휘발성 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 노아 타입 플랫 셀(NOR Type Flat Cell)을 가지는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
반도체 기술의 발전 및 사용자들의 다양한 요구에 따라 반도체 집적회로소자는 보다 고집적화되는 추세이다. 그로 인하여 저전압 동작(Low VCC Operation) 및 고속(High Speed)동작화가 필수적으로 요구되는데, 그러한 소자를 구현하기 위해서는 여러 가지 어려움이 가중되는 실정이다. In accordance with the development of semiconductor technology and various needs of users, semiconductor integrated circuit devices are becoming more integrated. Therefore, low voltage operation (Low VCC Operation) and high speed (High Speed) operation is required is essential, many difficulties are required to implement such a device.
도 1은 종래 기술에 따른 메모리 셀 어레이 구조를 보인 것이다. 도 1을 참조하면, 메모리 셀 어레이의 뱅크 아키텍츄어(Bank Architecture)는 계층적 비트라인 방식(Hierarchical Bit Line System)을 기본적으로 적용하고 있다. 상기한 방식의 구성에 따라서, 서브 비트라인(서브 비트라인)들은 참조부호 SBLi, SBL1,...,들로 표시된 바와 같이 배치되고, 메인(메인) 비트라인들은 참조부호 MBL0, MBL1, ....,들로서 배치되고, 그라운드(그라운드)비트라인들은 참조부호 GBL0, GBL1, ...,들로 표시된 바와 같이 배치되어 있다. 각각의 메인 비트라인들은 홀수(홀수번째)번째의 서브 비트라인들과 짝수(짝수번째)번째의 서브 비트라인들 사이에 형성되어 있고, 복수개의 메모리 셀(메모리 셀)들이 대응하는 두 개의 서브 비트라인들 사이에 형성되어 있다. 각 컬럼(Column)에 배치된 메모리 셀들의 게이트(Gate)단자들은 대응되는 워드라인(WLi)들에 각각 연결되어 있다. 여기서, 워드라인(WLi)들의 선택은 제1디코더(10)에 의해 수행된다. 또한, 각 메인 비트라인들은 메인 비트라인 선택 회로(35)를 통해 감지 증폭회로(40)에 연결되고, 그라운드 비트라인들은 접지 비트라인 선택회로(20)에 각각 연결되어 있다. Figure 1 shows a memory cell array structure according to the prior art. Referring to FIG. 1, a bank architecture of a memory cell array basically applies a hierarchical bit line system. According to the above configuration, the sub bit lines (sub bit lines) are arranged as indicated by reference numerals SBLi, SBL1, ..., and the main (main) bit lines are denoted by reference numerals MBL0, MBL1,... Are arranged as .., and the ground (ground) bit lines are arranged as indicated by reference numerals GBL0, GBL1, ...,. Each main bit line is formed between an odd (odd) sub bit line and an even (even) sub bit line, and a plurality of sub cells corresponding to a plurality of memory cells (memory cells) are formed. It is formed between the lines. Gate terminals of the memory cells arranged in each column are connected to corresponding word lines WLi, respectively. Here, the selection of the word lines WLi is performed by the
상기 홀수번째 서브 비트라인들(SBL1, SBL3,...)의 한쪽 끝단들에는 뱅크 선택 트랜지스터들(GST1, GST2,...)이 연결되어 있고, 두 개의 인접 뱅크 선택 트랜지스터들(GST1, GST2,....)은 상기 그라운드 비트라인들(GBL1,GBL2,...)에 각각 연결되어 있다. 상기 홀수번째 서브 비트라인들에 교대로 연결된 뱅크 선택 트랜지스터들(GST1, GST2,....)의 게이트들은 뱅크 선택 신호라인들(GSL2, GSL1)에 번갈아 연결된다. 상기 짝수번째 서브 비트라인(SBL2, SBL4,....)들의 한쪽 끝단들은 뱅크 선택 트랜지스터들(BST1, BST2,....)에 연결되어 있고, 두 인접 뱅크 선택 트랜지스터(BST1, BST2,....)은 메인 비트라인들(MBL1,MBL2,...)들에 각각 연결되어 있다. 상기 짝수번째 서브 비트라인들에 교대로 연결된 뱅크 선택 트랜지스터들(BST1, BST2,....)의 게이트들은 두 뱅크 선택 신호라인들(SSL2, SSL1)에 번갈아 연결된다. 또한, 상기 그라운드 비트라인들(GBL1,..., GBLj)은 제2 디코더(25)에 의해서 제어되는 접지 비트 라인 선택 회로(20)와 연결되어 있다. 상기 메인 비트라인들(MBL1,....MBLi)는 제3 디코더(30)에 의해 제어되는 메인 비트 라인 선택 회로(35)와 연결되어 있다.Bank select transistors GST1, GST2,... Are connected to one ends of the odd-numbered sub bit lines SBL1, SBL3,..., And two adjacent bank select transistors GST1, GST2. ... are connected to the ground bit lines GBL1, GBL2, ..., respectively. Gates of the bank select transistors GST1, GST2,... Alternately connected to the odd-numbered sub bit lines are alternately connected to the bank select signal lines GSL2 and GSL1. One ends of the even-numbered sub bit lines SBL2, SBL4,... Are connected to bank select transistors BST1, BST2,..., And two adjacent bank select transistors BST1, BST2,. ... are connected to the main bit lines MBL1, MBL2, ..., respectively. Gates of the bank select transistors BST1, BST2,... Alternately connected to the even-numbered sub-bit lines are alternately connected to the two bank select signal lines SSL2 and SSL1. In addition, the ground bit lines GBL1,..., GBLj are connected to a ground bit
상기한 바와 구성된 도 1을 참조하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 리드하는 방법을 이하에서 설명한다. 상기 도 1내의 메모리 셀들중 메모리 셀(M1)의 셀 데이터를 리드하는 경우라고 가정한다. 이러한 경우에 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅크 선택 신호라인들(SSL1과 GSL1)은 논리레벨 '하이"로 세트(Set)되고, 또 다른 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅크 선택 신호라인들(SSL2, GSL2)은 논리레벨 '로우"로 세트된다. 상기 워드라인들은 상기 제1 디코더(10)에 의해 제어되어, 워드라인(WL1)은 하이로 세트되고, 나머지 워드라인들(WLn)은 모두 로우(예컨대 GND 레벨)로 세트된다. 메인 비트라인 선택회로(35)에 의해 선택된 메인 비트라인(MBL1)에는 상기 감지 증폭회로(40)를 통해 인가된 감지 전압이 공급되고, 비 선택된 메인 비트라인(MBL0)에는 는 동일한 레벨의 바이어스(바이어스)전압이 공급되며, 나머지 메인 비트라인들(MBL2,MBLj)은 플로팅(Floating)된다. 한편, 제2 디코더(25)에 연결된 접지 비트 라인 선택회로(20)의 동작에 의해 선택된 그라운드 비트라인(GBL1)은 그라운드 전압으로 세트되고, 그 이외의 그라운드 비트라인들(GBL0, GBL2, GBLj)은 모두 플로팅상태로 된다, 상기의 전압 인가상태는 메인 비트라인(MBL1)과, 짝수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터(BST1)와, 짝수번째 서브 비트라인(SBL2)와, 메모리 셀(M1)과, 홀수번째 서브 비트라인(SBL1)과, 상기 서브 비트라인(SBL1)의 뱅크 선택 트랜지스터(GST1)과, 접지 비트 라인 선택 회로(20)에 연결된 상기 그라운드 비트라인(GBL1)을 차례로 경유하는 전류 패스(Current Path)를 형성한다. 상기와 같은 전압인가 상태에서 메인 비트라인(MBL1)에 나타나는 전압 레벨을 감지 증폭 회로(40)로써 감지하면, 상기 메모리 셀(M1)에 저장된 셀 데이터가 리드(Read)된다.A method of reading data stored in a memory cell is described below with reference to FIG. 1 configured as described above. It is assumed that the cell data of the memory cell M1 is read among the memory cells of FIG. 1. In this case, the bank select signal lines SSL1 and GSL1 of the odd and even sub bit lines are set to a logic level 'high', and the bank select signal lines of another odd and even sub bit line are set. The fields SSL2 and GSL2 are set to a logic level 'low'. The word lines are controlled by the
상기한 바와 같은 방법을 메모리 셀(M2)에 적용하여 메모리 셀(M2)에 저장된 셀 데이터를 읽을 경우에는, 뱅크 선택 신호라인(GSL2)을 하이로 세트하고, 짝수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터를 선택하기 위해 뱅크 선택 신호라인(SSL1)을 하이로 세트하며, 나머지 뱅크 선택 신호라인들(SSL2, GSL1)은 로우로 세트한다. 워드라인(WL1)은 하이로 세트되고, 나머지 워드라인들(WLn)은 로우로 세트된다. 메인 비트라인(MBL1)에는 감지 전압이 공급되고, 메인 비트라인(MBL0)는 상기 감지 전압과 같은 레벨의 바이어스 전압이 공급되며, 그라운드 비트라인(GBL1)은 접지 비트 라인 선택회로(20)의 동작에 의해서 그라운드 전압이 공급되며, 그 이외의 그라운드 비트라인들은 플로팅된다. 상기한 경우의 전압인가 상태는 메인 비트라인(MBL1)과, 짝수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터 (BST1)과, 짝수번째 서브 비트라인(SBL2)와, 메모리 셀(M2)와, 홀수번째 서 브 비트라인(SBL3)과, 홀수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터(GST2)와, 접지 비트라인 선택 회로(20)에 연결된 그라운드 비트라인(GBL1)을 통하는 전류패스를 형성한다. 이에 따라 감지 증폭회로(40)는 상기 메모리 셀(M2)에 저장된 셀 데이터를 감지증폭하게 되어, 메모리 셀(M2)의 데이터가 리드된다. When the above-described method is applied to the memory cell M2 to read the cell data stored in the memory cell M2, the bank select signal line GSL2 is set high and the bank select connected to the even-numbered sub bit line is selected. The bank select signal lines SSL1 are set high to select transistors, and the other bank select signal lines SSL2 and GSL1 are set low. The word line WL1 is set high and the remaining word lines WLn are set low. The sensing voltage is supplied to the main bit line MBL1, the bias voltage of the same level as the sensing voltage is supplied to the main bit line MBL0, and the ground bit line GBL1 is operated by the ground bit
이번에는 메모리 셀(M3)에 저장된 셀 데이터를 읽는 다고 가정하면, 메인 비트라인(MBL1)에 감지 전압을 공급하고, 메인 비트라인(MBL0)에 바이어스 전압을 공급한다. 그라운드 비트라인(GBL1)은 접지되고, 그 이외의 그라운드 비트라인들은 플로팅된다. 상기한 전압인가 상태는 메인 비트라인(MBL1)과, 짝수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터(BST2)와, 짝수번째 서브 비트라인(SBL4)과, 메모리 셀(M3)와, 홀수번째 서브 비트라인(SBL3)과, 홀수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터(GST2)와, 그라운드 비트라인(GBL1)을 통하는 전류패스를 형성하여, 메모리 셀(M3)에 저장된 셀 데이터가 리드되게 한다. This time, assuming that the cell data stored in the memory cell M3 is read, a sense voltage is supplied to the main bit line MBL1 and a bias voltage is supplied to the main bit line MBL0. The ground bit line GBL1 is grounded, and other ground bit lines are floated. The voltage application state includes the main bit line MBL1, the bank select transistor BST2 connected to the even sub bit line, the even sub bit line SBL4, the memory cell M3, and the odd sub bit. A current path through the line SBL3, the bank select transistor GST2 connected to the odd-numbered sub bit line, and the ground bit line GBL1 is formed to read the cell data stored in the memory cell M3.
또한, 상기와 같은 방법으로 메모리 셀(M4)을 리드하는 경우에는 메인 비트라인(MBL1)에 감지 전압을 공급하고, 메인 비트라인(MBL0)에 상기 감지 전압과 동일한 레벨의 바이어스 전압을 공급한다. 그라운드 비트라인(GBL2)은 그라운드 전압으로 접지되고, 그 이외의 그라운드 비트라인들은 플로팅된다. 상기한 전압인가 상태에 따라, 메인 비트라인(MBL1)과, 짝수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지스터(BST2)와, 짝수번째 서브 비트라인(SBL4)와, 메모리 셀(M4)와, 홀수번째 서브 비트라인(SBL5)와, 상기 홀수번째 서브 비트라인에 연결된 뱅크 선택 트랜지 스터(GST3)와, 접지 비트 라인 선택 회로(20)에 연결된 그라운드 비트라인(GBL2)을 경유하는 전류 패스가 형성되어, 메모리 셀(M4)에 저장된 셀 데이터가 감지 증폭회로(40)를 통해 리드된다.When the memory cell M4 is read in the same manner as described above, the sensing voltage is supplied to the main bit line MBL1, and the bias voltage having the same level as the sensing voltage is supplied to the main bit line MBL0. The ground bit line GBL2 is grounded to ground voltage, and other ground bit lines are floated. According to the voltage application state, the main bit line MBL1, the bank select transistor BST2 connected to the even sub bit line, the even sub bit line SBL4, the memory cell M4, and the odd number A current path is formed through the sub bit line SBL5, the bank select transistor GST3 connected to the odd sub bit line, and the ground bit line GBL2 connected to the ground bit line
상술한 바와 같은 전압 인가방법으로 메인 비트라인을 통해 각각의 선택된 메모리 셀을 리드할 때, 메모리 셀 데이터 리드 에러가 다음과 같이 발생될 수 있다. When each selected memory cell is read through the main bit line by the voltage application method as described above, a memory cell data read error may be generated as follows.
먼저, 리드동작을 위해, 상기 선택된 메인 비트라인(MBL1)과 바이어스용 비트라인(MBL0)에는 감지 전압과 바이어스 전압이 각기 공급되고, 나머지 메인 비트라인(MBLi)은 플로팅 되고, 상기 선택된 그라운드 비트라인(GBL1)은 그라운드 레벨로 접지되고, 나머지 그라운드 비트라인(GBL2, GBL0)은 플로팅 되어 있는 상태이다. 이와 같은 상태에서, 상기 메모리 셀(M2)이 "OFF" 셀이라고 가정하면, 메모리 셀(M2)의 리드동작에서 그라운드 비트라인(GBL0)의 전압레벨이 커플링 현상에 의해 일정한 전압레벨로 된다. 즉, 바이어스 전압을 받는 메인 비트라인(MBL0)에 의해 전압 커플링(Coupling)되어 상기 그라운드 비트라인(GBL0)의 전압 레벨은 상기 메인 비트라인(MBL0) 전압레벨의 1/2이 된다. 결국, 상기 그라운드 비트라인(GBL0)의 전압 레벨은 상기 메인 비트라인(MBL1)보다 절반정도로 낮으므로 상기 메인 비트라인(MBL1)의 전압은 도 1내에 표시된 전류 경로인 "L5"의 경로를 따라 상기 그라운드 비트라인(GBL0)에 인가되어 그라운트 비트라인(GBL0)을 차아지(Charge)한다. 따라서, 상기 메인 비트라인(MBL1)의 전압 레벨이 낮아지므로, "OFF" 셀인 상기 메모리 셀(M2)의 셀 데이터는 "ON" 셀로 리드될 수 있다. 이와 같이, 오프 셀을 온 셀의 데이터로 리드하는 경우에 리드 오동작이 초래된다. First, for a read operation, a sensing voltage and a bias voltage are respectively supplied to the selected main bit line MBL1 and the bias bit line MBL0, and the remaining main bit line MBLi is floated, and the selected ground bit line (GBL1) is grounded to the ground level, and the remaining ground bit lines GBL2 and GBL0 are in a floating state. In this state, assuming that the memory cell M2 is an " OFF " cell, the voltage level of the ground bit line GBL0 becomes a constant voltage level due to a coupling phenomenon in the read operation of the memory cell M2. That is, the voltage is coupled by the main bit line MBL0 receiving the bias voltage so that the voltage level of the ground bit line GBL0 is 1/2 of the voltage level of the main bit line MBL0. After all, the voltage level of the ground bit line (GBL0) is about half lower than the main bit line (MBL1), so the voltage of the main bit line (MBL1) along the path of "L5" which is the current path shown in FIG. The ground bit line GBL0 is applied to charge the ground bit line GBL0. Therefore, since the voltage level of the main bit line MBL1 is lowered, the cell data of the memory cell M2 which is an "OFF" cell can be read into an "ON" cell. In this way, a read malfunction occurs when the off cell is read with the data of the on cell.
상기 메모리 셀(M2)을 제외하고, 메모리 셀(M1, M3, M4)의 데이터를 리드하는 경우에는 플로팅된 그라운드 비트라인(GBL2)이 감지 전압을 받는 메인 비트라인(MBL1)과 바이어스 전압을 받는 메인 비트라인(MBL2)사이에 위치하므로, 커플링 현상에 의해 그라운드 비트라인(GBL2)의 전압레벨은 상기 비트라인들(MBL1, MBL2)의 전압 레벨과 동일하게 된다. 따라서, 상기 메모리 셀들을 리드할 때, 누설 전류 경로(Leakage Current Path)는 차단되어, 리드 오동작은 발생되기 어렵다. Except for the memory cell M2, when the data of the memory cells M1, M3, and M4 are read, the floated ground bit line GBL2 receives the main bit line MBL1 receiving the sensed voltage and the bias voltage. Since the voltage is located between the main bit lines MBL2, the voltage level of the ground bit line GBL2 is equal to the voltage levels of the bit lines MBL1 and MBL2 due to the coupling phenomenon. Therefore, when reading the memory cells, a leakage current path is blocked, so that a read malfunction is unlikely to occur.
상기 도 1에서와 같이 리드 동작을 수행시 메모리 셀(M2)가 오프셀 인 경우에 나타나는 리드 오동작 문제를 해결하기 위해, 최근에는 도 2에 도시된 바와 같이 그라운드 비트라인에도 바이어스 전압을 인가해주는 방식을 취하고 있다. 즉, 상기 메모리 셀(M2)의 오프 셀 특성에 기인한 문제를 개선하기 위해 선택된 메인 비트라인(MBL1)과 비트라인(MBL2)에 감지 전압과 바이어스 전압을 각각 공급하고,그 이외의 메인 비트라인들은 플로팅시키고, 선택된 메모리 셀에 연결된 그라운드 비트라인은 그라운드시키되, 인접한 그라운드 비트라인(GBL2)에 바이어스 전압을 공급한다. 상기한 전압 인가조건을 도 1에 적용하면, 도 1의 전류 패스 "L5"가 차단된다. In order to solve a read malfunction problem when the memory cell M2 is an off cell when performing a read operation as shown in FIG. 1, a bias voltage is also applied to the ground bit line as shown in FIG. 2. Is taking. That is, in order to solve the problem caused by the off-cell characteristics of the memory cell M2, the sensing voltage and the bias voltage are supplied to the selected main bit line MBL1 and the bit line MBL2, respectively, and other main bit lines are provided. The ground bit line connected to the selected memory cell is grounded, but the bias voltage is supplied to the adjacent ground bit line GBL2. When the above voltage application condition is applied to Fig. 1, the current path " L5 "
그러나, 도 4와 같은 방식은 "OFF" 셀 특성을 개선하여 리드 오동작을 해결할수 있지만, 또 다른 문제를 초래한다. 즉, 그라운드 비트라인에 바이어스를 공급하면, 메모리 셀들(M1,M3,M4)의 "ON" 셀에서 흐르는 전류가 약화되어 센싱 마진을 저하시킨다. 다시 부언하면, 그라운드 비트라인(GBL2)에 인가된 바이어스 레벨에 기인하여 전류 패스 "L6"가 형성되므로, 메인 비트라인과 선택된 메모리 셀(M1)를 경유하는 전류 패스 "L7"를 통하여 흐르는 온 셀 전류가 감소된다. 이에 따라, 메모리 셀(M1)의 "ON" 셀의 전류 마진을 저하시키는 문제가 발생된다.However, the scheme as shown in Fig. 4 can solve the read malfunction by improving the " OFF " cell characteristics, but it causes another problem. In other words, when bias is applied to the ground bit line, the current flowing in the "ON" cell of the memory cells M1, M3, and M4 is weakened, thereby lowering the sensing margin. In other words, since the current path "L6" is formed due to the bias level applied to the ground bit line GBL2, the on-cell flowing through the current bit "L7" via the main bit line and the selected memory cell M1. The current is reduced. This causes a problem of lowering the current margin of the " ON " cell of the memory cell M1.
상기한 바와 같이, 오프셀 특성을 개선하고자 그라운드 비트라인에 바이어스 전압을 공급하는 경우에는 인가된 바이어스 레벨에 기인되는 전류 패스가 바람직 스럽지 못하게 생성되므로, 리드동작시 온셀 특성이 저하되는 문제를 유발한다. 그럼에 의해 전류 마진이 감지증폭 회로의 센싱마진을 벗어나는 경우 여전히 리드 오동작이 발생되는 문제점이 있다.
As described above, when the bias voltage is supplied to the ground bit line to improve the off-cell characteristics, the current path due to the applied bias level is undesirably generated, which causes a problem of deterioration of the on-cell characteristics during the read operation. . Therefore, if the current margin is out of the sensing margin of the sense amplifier circuit, there is still a problem that lead malfunction occurs.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 해소할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 그에 따른 구동 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a driving method thereof, which can solve the above-mentioned problems.
본 발명의 다른 목적은 온셀 또는 오프셀의 특성저하을 최적으로 방지하여 리드 오동작을 최소화할 수 있는 개선된 리드 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an improved read method capable of minimizing read malfunction by optimally preventing deterioration of on-cell or off-cell characteristics.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 계층적 비트라인 배열방식을 취하며 노아 타입 플랫 메모리 셀들을 가지는 반도체 메모리 장치의 리드방법은, 뱅크 선택 트랜지스터들을 통하여 하나의 메인 비트라인에 연결된 복수의 메모리 셀들을 파트별로 분리하여 두고, 그에 대응되는 인접 그라운드 비트라인에 인가하는 바이어스 전압레벨을 상기 분리된 파트별로 차등화하여 인가하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above objects, a read method of a semiconductor memory device having a hierarchical bit line arrangement and having Noah-type flat memory cells includes one main bit through bank select transistors. A plurality of memory cells connected to a line may be separated by parts, and a bias voltage level applied to an adjacent ground bit line corresponding thereto may be differentially applied to each of the separated parts.
상기한 본 발명에 따르면, 온셀 또는 오프셀에 대한 특성저하를 최적으로 방지하여 리드 오동작을 최소화 할 수 있다.
According to the present invention described above, it is possible to optimally prevent the deterioration of characteristics for the on-cell or off-cell to minimize the lead malfunction.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 선택된 메인 비트라인에 연결된 다수개의 메모리 셀을 파트별로 구별하여 두고 인접 그라운드 비트라인에서 인가하는 바이어스 레벨을 차등화하여 리드동작시 온셀 및 오프 셀에 따른 특성저하를 최소화한다. In the present invention, a plurality of memory cells connected to the selected main bit line are distinguished by parts, and the bias level applied from the adjacent ground bit line is differentiated to minimize characteristic deterioration due to on-cell and off-cell during a read operation.
도 3내지 도 6은 본 발명에 따른 메모리 셀의 M1, M2, M3, M4의 데이터 리드동작시 그라운드 비트라인에 대한 바이어스 인가를 구별적으로 하여 "ON", "OFF" 셀 리드에 따른 특성저하를 해결하는 것을 보여주는 도면들이다. 도면들에서 메모리 셀 어레이내의 메모리 셀 배치구조는 전술한 종래의 도 1 및 도 2와 동일함을 유의하여야 한다. 3 to 6 are characteristics deteriorated according to " ON " and " OFF " cell leads by distinguishing bias applied to the ground bit line during the data read operation of M1, M2, M3 and M4 of the memory cell according to the present invention. Figures showing solving the. It should be noted that the memory cell arrangement structure within the memory cell array in the drawings is the same as that of the conventional FIGS. 1 and 2 described above.
이하에서, 도 3를 참조하여 데이터 리드시 전압 인가 조건을 설명한다. 도 3에서 온셀로 프로그램된 메모리 셀(M1)의 셀 데이터를 읽는 경우를 본다. 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅크 선택 신호 라인들(SSL1과 GSL1)은 하이로 세트되고, 나머지 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅크 선택 신호 라인들(SSL2, GSL2)은 로우로 세트된다. 선택된 워드라인(WL1)은 하이로, 나머지 워드라인들은 로우로 세트된다. 메인 비트라인(MBL1)에 감지 전압이 인가되고, 이웃하는 메인 비 트라인(MBL2)에 동량의 바이어스 전압이 인가되며, 그라운드 비트라인(GBL1)은 그라운드 레벨로 접지되고, 이웃하는 그라운드 비트라인(GBL2)에는 메인 비트라인의 바이어스 레벨의 1/2되는 전압 레벨을 인가한다. 따라서, 전류 패스 "I3"를 따라 바이어스 레벨의 하프 전압이 공급된다. 이러한 상태에서는 메인 비트라인들(MBL1,MBL2)간의 커플링 영향으로 그라운드 비트라인(GBL2)의 전위는 메인 비트라인들(MBL1, MBL2)과 동일하게 된다. Hereinafter, a voltage application condition when reading data will be described with reference to FIG. 3. 3 illustrates a case where cell data of a memory cell M1 programmed on-cell is read. The bank select signal lines SSL1 and GSL1 of the odd and even sub bit lines are set high, and the bank select signal lines SSL2 and GSL2 of the remaining odd and even sub bit lines are set low. . The selected word line WL1 is set high and the remaining word lines are set low. The sense voltage is applied to the main bit line MBL1, the same bias voltage is applied to the neighboring main bit line MBL2, the ground bit line GBL1 is grounded to the ground level, and the neighboring ground bit line ( GBL2) is applied with a voltage level that is 1/2 of the bias level of the main bit line. Thus, the half voltage of the bias level is supplied along the current path " I3 ". In this state, the potential of the ground bit line GBL2 is equal to the main bit lines MBL1 and MBL2 due to the coupling effect between the main bit lines MBL1 and MBL2.
메모리 셀(M1)이 "ON"경우에 상기 그라운드 비트라인(GBL2)의 전압레벨은 상기 메인 비트라인들(MBL1, MBL2)의 전압레벨과 동일하지만, 전류의 량은 상기 메인 비트라인들(MBL1, MBL2)에 흐르는 전류량 보다는 상대적으로 적으므로, 메인 비트라인(MBL1)에서 메모리 셀로 흐르는 전류 패스 "I4"에 영향을 거의 미치지 않는다. When the memory cell M1 is "ON", the voltage level of the ground bit line GBL2 is equal to the voltage level of the main bit lines MBL1 and MBL2, but the amount of current is equal to the main bit lines MBL1. Since it is relatively smaller than the amount of current flowing through the MBL2, it hardly affects the current path "I4" flowing from the main bit line MBL1 to the memory cell.
한편, 오프 셀을 리드하는 도 4의 경우에도, 도 3의 전압 인가조건을 그대로 가하면, "OFF" 셀이더라도 메인 비트라인(MBL2)에 의해 누설 전류패스는 발생하지 않고 메인 비트라인(MBL1)에서 메모리 셀로 흐르는 전류 패스 "I4"에 영향이 거의 없다. On the other hand, even in the case of FIG. 4 which leads the off-cell, if the voltage application condition of FIG. 3 is applied as it is, even if it is an "OFF" cell, a leakage current path is not generated by the main bit line MBL2, but in the main bit line MBL1. There is little effect on the current pass " I4 " flowing into the memory cell.
상기와 같은 방법으로 메모리 셀(M3,M4)도 동일하게 동작되므로 "ON", "OFF" 셀에 대한 특성을 모두 좋게 할 수 있다.Since the memory cells M3 and M4 operate in the same manner as described above, the characteristics of both the "ON" and "OFF" cells can be improved.
이하에서는 메모리 셀(M2)이 각기 온 및 오프 셀인 경우에 도 5 및 도 6을 참조하여 그에 따른 전압 인가조건과 리드동작이 예를 들어 설명된다. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, when the memory cell M2 is an on and off cell, a voltage application condition and a read operation will be described.
상기 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅크 선택 신호라인들(SSL1, GSL1)은 하이로 세트되고, 나머지 다른 홀수번째 및 짝수번째 서브 비트라인의 뱅 크 선택 신호라인들(SS2,GSL2)는 로우로 세트된다. 워드라인(WL1)은 하이로 세트되고, 나머지 다른 워드라인들(WLn)은 로우로 세트된다. 메인 비트라인(MBL1)에 감지 전압을 인가하고, 이웃하는 메인 비트라인(MBL0)에 동량의 바이어스 전압을 인가한다. 그라운드 비트라인(GBL1)은 그라운드로 접지되고, 이웃하는 그라운드 비트라인(GBL0)은 메모리 셀들(M1, M3, M4)를 리드할 경우와는 다른 량의 바이어스 전압, 예컨대 메인 비트라인(MBL0,MBL1)에 인가되는 전압과 동일한 레벨의 전압을 인가한다. 상기와 같은 전압 인가 상태에서는 이웃하는 그라운드 비트라인(GBL0)은 바이어스를 공급하는 메인 비트라인(MBL0)에 의해 커플링 영향을 받아도 메인 비트라인(MBL1)과 동일한 바이어스 전압을 전류 패스 "I3"을 통해 받으므로, 별도의 차아지가 필요없다. 결국, 종래기술의 도 1에서 보여지는 전류 패스 "L5" 가 생성되지 않는다. The bank select signal lines SSL1 and GSL1 of the odd and even sub bit lines are set high, and the bank select signal lines SS2 and GSL2 of the other odd and even sub bit lines are low. Is set. The word line WL1 is set high and the other word lines WLn are set low. The sensing voltage is applied to the main bit line MBL1, and the same bias voltage is applied to the neighboring main bit line MBL0. The ground bit line GBL1 is grounded to ground, and the neighboring ground bit line GBL0 has a different amount of bias voltage than that when the memory cells M1, M3, and M4 lead, for example, the main bit lines MBL0 and MBL1. Apply a voltage at the same level as the voltage applied to). In the above voltage applying state, the neighboring ground bit line GBL0 receives the same bias voltage as the main bit line MBL1 even though the coupling bit is influenced by the main bit line MBL0 supplying the bias. Since it receives through, no extra charge is required. As a result, the current path " L5 " shown in Fig. 1 of the prior art is not generated.
이와 같이, 그라운드 비트라인을 별도로 차아지 할 필요가 없으므로 "ON" 셀의 특성을 지장없게 하면서 "OFF" 셀의 특성을 획기적으로 개선 할 수 있다.As such, since the ground bit line does not need to be separately charged, the characteristics of the "OFF" cell can be improved significantly without disturbing the characteristics of the "ON" cell.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 메인 비트라인에 연결된 메모리 셀의 각각 "ON", "OFF" 셀의 특성저하를 방지하고자 그라운드 비트라인에서 인가하는 바이어스 전압 레벨을 메모리 셀의 파트별로 구별적으로 인가함에 따라, 전체적으로 모든 메모리 셀이 동일한 특성을 갖도록 할 수 있다.As described above, in the present invention, the bias voltage level applied from the ground bit line is separately applied for each part of the memory cell in order to prevent deterioration of the characteristics of the "ON" and "OFF" cells of the memory cells connected to the main bit line. Therefore, it is possible to make all memory cells have the same characteristic as a whole.
상기한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특 허청구범위에 속한다 할 것이다. 예를 들어, 그라운드 비트라인에 인가되는 바이어스 전압의 레벨을 실시 예들과는 달리 하거나, 회로구성을 사안에 따라 가감 또는 대치할 수 있음은 물론이다.
As described above, the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, but it is obvious to those skilled in the art that the present invention can be modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. It belongs to the scope of claims. For example, the level of the bias voltage applied to the ground bit line may be different from those of the embodiments, or the circuit configuration may be added or subtracted or replaced depending on the matter.
상기한 본 발명에 따르면, 온셀 또는 오프셀에 대한 특성저하를 최적으로 방지하여 리드 오동작을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention described above, it is possible to optimally prevent the deterioration of characteristics on or off cells, thereby minimizing lead malfunction.
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