KR0179857B1 - 멀티저장형 메모리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티저장형 메모리에 관한 것으로, 종래에는 메모리의 드레숄드전압을 정확히 제어할 수 없고, 프로그램(이레이즈) 타이밍이 길며, 부가적인 회로가 많이 필요한 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 동작모드에 따라 작동하고자 하는 셀을 선택하고 셀에 적합한 전압이 인가되도록 제어하며 동작중 셀의 상태를 체크하여 그에따른 제어를 하는 등 시스템 전체를 총괄 제어하는 제어부와; 한 개 또는 복수개의 기억소자로 이루어져 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 메모리셀어레이와; 동작모드에 따른 기준전류를 출력하는 리퍼런스부와; 프로그램(이레이즈)시 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 셀과 상기 리퍼런스부에 전류를 인가한 후, 수시로 셀과 리퍼런스부의 두 전류를 비교하여 그에따른 신호(종료신호)를 상기 제어부에 인가하는 센스증폭부로 구성한 멀티저장형 메모리를 창안한 것으로, 이의 작용을 통해 즉, 프로그램(이레이즈) 하고자 하는 셀의 드레숄드전압을 전류를 이용하여 정확하게 조절할 수 있어 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있고, 셀의 특정에 맞도록 프로그램(이레이즈)시간이 자동으로 조절되어 프로그램(이레이즈)타이밍이 짧아지며, 타이머가 삭제되어 칩면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

멀티저장형 메모리

제1도는 종래 메모리의 블럭 구성도.

제2도는 제1도에 있어서, 프로그램시의 동작 흐름도.

제3도는 프로그램(이레이즈)시의 구성 상태도.

제4도는 본 발명 멀티저장형 메모리의 블럭 구성도.

제5도는 제4도에 있어서, 센서증폭부의 동작 설명을 위한 개략적인 회로도.

제6도는 제4도에 있어서, 리퍼런스부의 상세 구성도.

제7도는 제4도에 있어서, 리퍼런스부를 여러개 연결한 경우를 나타낸 블럭도.

제8도는 제4도에 있어서, 프로그램(이레이즈)시 셀에 흐르는 전류 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부 110 : 전원공급부

120 : 메모리셀어레이 130 : 리퍼런스부

140 : 센스증폭부

본 발명은 메모리에 관한 것으로, 특히 프로그램(이레이즈) 동작시 시간에 관계없이 원하는 목표치 만큼 프로그램(이레이즈)될 때까지 동작되도록 하고 다 스의 리퍼런스부를 연결하여 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있는 멀티저장형 메모리에 관한 것이다.

제1도는 종래 메모리의 블럭 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 동작모드에 따라 작동하고자 하는 셀을 선택하고 셀에 적합한 전압을 결정하며 동작완료 시 양/불량상태를 판단하여 그에따른 제어를 하는 등 시스템 전체를 총괄 제어하는 제어부(10)와; 동작모드에 따른 전압을 발생하는 전원공급부(20)와; 상기 전원공급부(20)에 클럭신호를 인가함과 아울러 프로그램(이레이즈) 시간을 결정하는 타이머(30)와; 한 개 또는 복수개의 기억소자로 이루어져 상기 제어부(10)의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 메모리셀어레이(40)와; 동작모드에 따른 기준전류를 출력하는 리퍼런스부(30)와; 상기 제어부(10)의 제어신호에 따라 셀과 상기 리퍼런스부(30)에 전류를 인가한 후, 동작이 완료되면 셀과 리퍼런스부(30)의 전류를 비교하여 그에따른 신호를 상기 제어부(10)에 전달하는 센스증폭부(60)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래 회로의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 임의의 동작모드가 선택되면 제어부(10)는 그에따른 제어를 한다. 예를들어 리드 동작모드이면 제어부(10)는 메모리셀어레이(40)에서 데이터를 읽고자 하는 즉, 동작 시키고자 하는 셀을 선택한다. 그리고 리드동작에 알맞은 전압을 전원공급부(20)에서 선택하여 인가한다.

상기 제어부(10)에 따라 리드된 데이터는 센스증폭부(60)를 통해 증폭되어 출력된다. 이때 전원공급부(20)는 메모리셀어레이(40) 그리고 센스증폭부(60)와 분리된다.

한편, 프로그램(이레이즈) 동작모드의 경우에는 제어부(10)는 제2도와 같이 동작시키고자 하는 셀들을 선택하여 타이머(30)에 기설정된 소정 시간동안 프로그램(이레이즈)한다.

이후, 기 설정된 소정시간이 되면, 셀의 전류와 리퍼런스부(30)의 기준전류를 비교하여 그에따른 제어를 한다.

예를들어 셀의 데이터를 읽어보고, 프로그램(이레이즈)된 상태를 체크하여 정상적으로 프로그램되었으면 즉, 원하는 목표치만큼 프로그램(이레이즈) 되었으면 동작을 종료하고, 그렇치 않으면 다시 프로그램하는 동작을 반복한다.

그러나 이와같이 프로그램(이레이즈) 하는 경우에는 시간에 제약을 받기 때문에 목표치 만큼 프로그램(이레이즈) 되지 않은 상태에서 프로그램(이레이즈)이 종료되는 경우가 많다.

이때, 경우에 따라 재실행 횟수를 제한하여 놓고 정해진 횟수안에 프로그램이 되지 않으면 실패로 처리하는 방법을 사용하기도 한다.

상기에서 셀을 프로그램(이레이즈)한다는 것은 제3도와 같이 플로팅게이트에 전하를 저장하여 셀의 드레숄드전압(Vt)을 증가시키거나 플로팅게이트에서 전하를 추출하여 셀의 드레숄드전압(Vt)을 감소시킨 상태로 한다는 것이다.

이때, 제어게이트의 전압이 같으면 셀이 흘릴수 있는 전류의 차이가 발생한다.

이상에서 설명한 바와같이 종래의 메모리는 기 설정된 시간동안 만 프로그램(이레이즈) 동작을 하기 때문에 원하는 목표치 만큼 프로그램(이레이즈)이 되지 않은 상태에서 동작이 종료될 수 있는데, 이와같은 경우 처음부터 모든 셀을 다시 프로그램(이레이즈) 해야 하기 때문에 메모리의 드레숄드전압을 정확하게 제어하기가 어려운 문제점이 있었다.

또한 동작모드에 따라 각기 다른 전압을 인가해야 하기 때문에 다른 동작모드에서 리드시에 셀의 데이터를 읽어보는데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같이 각기 다른 전압을 인가하기 위해서 부가적인 회로가 많이 필요하며, 리퍼런스부가 한 개밖에 없기 때문에 정확한 센싱을 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 타이머를 삭제하여 프로그램(이레이즈)시 시간에 관계없이 원하는 목표치 만큼 프로그램(이레이즈)될 때까지 계속하여 동작하도록 함으로써 원하는 목표치 만큼 프로그램(이레이즈)할 수 있고, 다수의 리퍼런스를 이용하여 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있도록 한 멀티저장형 메모리를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 멀티저장형 메모리는 동작모드에 따라 작동하고자 하는 셀을 선택하고 셀에 적합한 전압이 인가되도록 제어하며 동작중 셀의 상태를 체크하여 그에따른 제어를 하는 등 시스템 전체를 총괄 제어하는 제어부와; 한 개 또는 복수개의 기억소자로 이루어져 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 메모리셀어레이와; 동작모드에 따른 기준전류를 출력하는 리퍼런스부와; 프로그램(이레이즈)시 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 셀과 상기 리퍼런스부에 전류를 인가한 후, 수시로 셀과 리퍼런스부의 두 전류를 비교하여 그에따른 신호(종료신호)를 상기 제어부에 인가하는 센스증폭부로 구성한다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명의 일실시예인 멀티저장형 메모리의 블럭 구성도로서, 이에 도시한 바와같이 동작모드에 따라 작동하고자 하는 셀을 선택하고 셀에 적합한 전압이 인가되도록 제어하며 동작중 셀의 상태를 체크하여 그에따른 제어를 하는 등 시스템 전체를 총괄 제어하는 제어부(100)와; 동작모드에 따른 전압을 발생하는 전원공급부(110)와; 한 개 또는 복수개의 기억소자로 이루어져 상기 제어부(100)의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 메모리셀어레이(120)와; 동작모드에 따른 기준전류를 출력하는 리퍼런스부(130)와; 프로그램(이레이즈)시 상기 제어부(100)의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 셀과 상기 리퍼런스부(130)에 전류를 인가한 후, 수시로 셀과 리퍼런스부(130)의 두 전류를 비교하여 그에따른 신호(종료신호)를 상기 제어부(100)에 인가하는 센스증폭부(140)로 구성한다.

이와같이 구성한 본 발명의 일실시예의 작용에 관하여 첨부한 제5도 내지 제8도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 리퍼런스부(130)는 제6도와 같이 프로그램용 기준전류원, 리드용 기준전류원, 이레이즈용 기준전류원을 갖추고 있다.

그리고 센스증폭부(140)는 제5도와 같이 전류미러 형태로 되어 있는데, 기준전류노드(A)와 바이어스전류 노드(B)에 셀과 리퍼런스 기준전류원을 직접 연결하여 셀로 흐르는 전류와 리퍼런스부(130)로 흐르는 전류를 비교할 수 있도록 되어 있다.

이와같은 상태에서 프로그램 동작시를 예를들어 설명하면, 먼저, 제어부(100)는 리퍼런스부(130)의 기준전류원 중 작은 기준전류원(iref) 즉 프로그램용 기준전류원을 선택한다.

이후, 전원공급부(110)와 센스증폭부(140)를 제어하여 동작모드에 따른 전압이 셀과 기준전류원에 인가되도록 한다.

이에따라 셀의 드레숄드전압(Vt)이 증가함에 따라 셀전류(icell)가 제8도와 같이 접점(C)에서 접점(B)을 거쳐 접점(A)까지 감소하게 된다.

이때, 셀전류(icell)가 기준전류(iref)보다 같거나 작아지면 즉, icell≤iref가 되면 출력전압(Vout)은 ‘하이(로우)’가 된다.

이와같이 센스증폭부(140)는 셀과 리퍼런스부(130)의 기준전류원에 흐르는 전류를 상시 비교하여 그에따른 신호를 상기 제어부(100)에 전달하는데, 그 제어부(100)는 상기 셀과 기준전류원에 흐르는 전류가 같아지게 되면 프로그램 동작이 완료된 것으로 인지하여 그에따른 제어를 한다.

이때, 프로그램 동작이 종래에는 기 설정된 시간동안만 행해져 왔으나 본 발명에서는 시간에 관계없이 원하는 목표치만큼 프로그램이 될 때까지 동작 하도록 되어 있어 셀마다 특성에 맞도록 시간이 자동으로 조절된다.

반대로 이레이즈를 하는 경우에는 센스증폭부(140)는 리퍼런스부(130)에서 큰 기준전류원(iref) 즉, 이레이즈용 기준전류원을 선택한다.

이와같이 한 후, 셀과 기준전류원에 전류를 인가하면 셀의 드레숄드전압(Vt)이 감소함에 따라 셀전류(iref)가 제8도와 같이 접점(A)에서 시작하여 접점(B)을 거쳐 접점(C)까지 증가하게 된다.

이때, 셀전류(icell)가 기준전류(iref)보다 같거나 커지면 즉, icell≥iref가 되면 출력전압(Vout)은 '로우(하이)'가 된다.

이와같이 셀과 기준전류원에 흐르는 전류가 같아지면 센스증폭부(140)는 이레이즈 동작이 종료 되었음을 제어부(100)에 알려주어 이레이즈 동작이 멈추도록 한다.

한편, 제7도와 같이 다수의 리퍼런스부(130a-130n)를 센스증폭부(140)에 연결하게 되면 프로그램(이레이즈) 하고자 하는 셀의 드레숄드전압(Vt)을 이용하여 동작상태를 정확하게 조절할 수 있어 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 프로그램(이레이즈) 하고자 하는 셀의 드레숄드전압을 전류를 이용하여 정확하게 조절할 수 있어 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있고, 셀의 특정에 맞도록 프로그램(이레이즈)시간이 자동으로 조절되어 프로그램(이레이즈) 타이밍이 짧아지며, 타이머가 삭제되어 칩면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 동작모드에 따라 작동하고자 하는 셀을 선택하고 셀에 적합한 전압이 인가되도록 제어하며 동작중 셀의 상태를 체크하여 그에따른 제어를 하는 등 시스템 전체를 총괄 제어하는 제어부와; 한 개 또는 복수개의 기억소자로 이루어져 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 메모리셀어레이와; 동작모드에 따른 기준전류를 출력하는 리퍼런스부와; 프로그램(이레이즈)시 상기 제어부의 제어에 따라 프로그램(이레이즈)되는 셀과 상기 리퍼런스부에 전류를 인가한 후, 수시로 셀과 리퍼런스부의 두 전류를 비교하여 그에따른 신호(종료신호)를 상기 제어부에 인가하는 센스증폭부로 구성한 것을 특징으로 하는 멀티저장형 메모리.
2. 제1항에 있어서, 센스증폭부는 전류미러 형태로 이루어져 기준전류노드(A)와 바이어스전류 노드(B)에 셀과 리퍼런스 기준전류원을 직접 연결함으로써 셀로 흐르는 전류와 리퍼런스부로 흐르는 전류를 상기 비교할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 멀티저장형 메모리.
3. 제2항에 있어서, 셀과 리퍼런스부에 흐르는 전류의 비교결과에 따라 프로그램(이레이즈) 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티저장형 메모리.
4. 제1항에 있어서, 센스증폭부에 리퍼런스부를 다 수개 연결함으로써 한 개의 셀에 여러비트의 데이터를 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티저장형 메모리.