KR100626508B1 - 프로그래머블 콘덕터 랜덤 억세스 메모리 및 그 센싱 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (57)
- 가변 저항 메모리 요소의 저장된 값을 센싱하는 방법으로서,디지트 라인과 디지트 상보 라인을 소정의 전압 값으로 프리차지하는 단계;상기 요소에 리드 전압을 인가하기 위해, 상기 요소와 상기 디지트 라인에 연결된 억세스 트랜지스터를 활성화하는 단계; 및저항 레벨을 결정하고, 그것에 의하여, 상기 요소의 로직 상태를 결정하기 위해, 상기 디지트 라인의 전압을 상기 디지트 상보 라인의 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 프리차지의 단계는 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인을 약 Vdd로 프리차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 프리차지의 단계는 프로차지 회로에서 프리차지 제어 신호를 수신하는 단계와, 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인을 약 Vdd에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 프리차지의 단계는 상기 디지트 라인의 상기 전압과, 상기 디지트 상보 라인의 상기 전압을 평형화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 활성화의 단계는 상기 억세스 트랜지스터의 게이트에 연결된 로우 라인을 파이어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비교의 단계 전에 소정의 기간 동안에 상기 디지트 라인의 상기 전압을 디스차지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 디스차지의 단계는 상기 디지트 라인의 상기 전압을 상기 소정의 전압 및 추가적인 전압의 합에 대략 동일한 전압값으로부터 디스차지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 추가적인 전압은 상기 디지트 라인과 상기 억세스 트랜지스터에 연결된 로우 라인 사이의 기생 용량에 기인한 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 요소의 저 저항 레벨을 리드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 저 저항 레벨을 상기 요소에 리라이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 요소의 고 저항 레벨을 리드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 메모리 요소의 제2 단자에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며, 상기 전압이 0V와 상기 소정의 전압 사이의 전압인 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 인가의 단계는 상기 메모리 요소의 제2 단자에 연결된 셀 플레이트에 상기 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 요소 센싱 방법.
- 가변 저항 메모리 셀을 리드하는 방법으로서,상기 셀의 저항 요소의 제1 부분에 연결되는, 상기 셀의 셀 플레이트 전압을 소정의 제1 전압으로 설정하는 단계;상기 셀의 억세스 트랜지스터의 제1 단자와 기준 도전체를 소정의 제2 전압으로 차지하는 단계로서, 상기 제1 단자가 상기 셀의 컬럼 라인에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제2 단자가 상기 저항 요소의 제2 부분에 연결되며, 상기 제1 단자와 상기 기준 도전체가 비교기의 해당 입력에 연결되는 단계;상기 셀을 리드하기 위해 상기 억세스 트랜지스터의 게이트를 소정의 제3 전압으로 차지하는 단계로서, 상기 게이트가 상기 셀의 로우 라인에 연결되는 단계;상기 제1 단자를 상기 소정의 제2 전압으로부터 상기 저항 요소를 거쳐 디스차지하는 단계; 및상기 셀의 로직 상태를 결정하기 위해 상기 디스차지의 단계가 시작하고서 소정의 시간이 경과한 후에 상기 제1 단자의 전압을 상기 소정의 제2 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 소정의 제2 전압은 상기 소정의 제1 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 디스차지의 단계는 상기 제1 단자를, 상기 소정의 제2 전압과 미소하게 상이한 소정의 제4 전압으로부터 디스차지하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 제4 전압은 상기 컬럼 라인에 관련된 기생 용량으로 인해 초래되는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 소정의 제3 전압을, 상기 메모리 셀을 리드한 후 상기 저항 레벨을 상기 메모리 셀에 리라이트하는데 충분한 레벨로 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 변경의 단계는 상기 소정의 제3 전압을 상기 소정의 제2 전압으로 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 증가의 단계는 상기 소정의 제3 전압을 약 Vdd로 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 고 저항 레벨을 상기 메모리 셀에 리라이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 설정의 단계는 상기 셀 플레이트의 상기 전압을 약 Vdd로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 설정의 단계는 상기 셀 플레이트의 상기 전압을 약 Vdd/2로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 트랜지스터의 제1 단자를 차지하는 단계는 상기 제1 단자와 상기 기준 도전체를 약 Vdd로 차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 게이트를 차지하는 단계는 상기 게이트를, 상기 저항 요소를 리드하는데 충분하나, 상기 셀을 프로그램할 수 있는 값보다 낮은 값으로 차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제24항에 있어서, 상기 게이트를 차지하는 단계는 상기 게이트를, 상기 소정의 제1 전압과 제2 전압 사이의 전압 레벨로 차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 제1 단자를 디스차지하는 단계는 상기 제1 단자를 약 Vdd와 추가적인 전압을 합한 전압으로부터 디스차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제26항에 있어서, 상기 제1 단자를 디스차지하는 단계는 상기 제1 단자를 약 Vdd와 약 0.1V를 합한 전압으로부터 디스차지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 비교의 단계는 상기 디스차지의 단계가 시작하고서 약 15~30ns 경과한 후 상기 제1 단자의 상기 전압을 상기 소정의 제2 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 메모리 셀이 로직 하이 상태를 가지고 있는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 메모리 셀이 로직 로우 상태를 가지고 있는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 리드 방법.
- 가변 저항 메모리 셀의 저장된 값을 센싱하는 방법으로서,상기 셀의 억세스 트랜지스터의 제1 단자에 연결된 디지트 라인을 소정의 제1 전압으로 프리차지하는 단계;상기 셀의 셀 플레이트를 소정의 제2 전압으로 차지하며, 상기 소정의 제2 전압이 0V와 상기 소정의 제1 전압 사이의 전압이 되는 단계; 및소정의 제3 전압을 상기 억세스 트랜지스터의 게이트에 연결된 로우 라인에 인가하여, 상기 가변 저항 메모리 셀 양단의 결과 전압이 상기 셀의 로직 상태를 리드하는데 충분하나 상기 셀을 프로그램하는 데에는 불충분하도록 하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 센싱 방법.
- 가변 저항 메모리 셀의 저장된 값을 센싱하는 방법으로서,디지트 라인을 기준 전압 값으로 프리차지하며, 상기 디지트 라인이 상기 셀의 억세스 트랜지스터의 제1 단자에 연결되는 단계;상기 셀의 셀 플레이트를 소정의 제1 전압으로 차지하며, 상기 소정의 제1 전압이 0V와 상기 소정의 기준 전압 값 사이의 전압이 되는 단계;소정의 제2 전압을 인가함으로써 상기 메모리 셀의 로우 라인을 파이어하며, 상기 소정의 제2 전압이 상기 메모리 셀을 리드하는데 충분하나 상기 메모리 셀을 프로그램하는데 불충분한 단계; 및상기 메모리 셀의 로직 상태를 결정하기 위해, 상기 디지트 라인에서 리드된 전압을 상기 기준 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 셀 센싱 방법.
- 디지트 라인과 디지트 상보 라인;리드 동작 전에 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인을 소정의 전압값으로 프리차지하는 회로;리드 동작 동안에 가변 저항 메모리 요소를 상기 디지트 라인에 연결하는 억세스 트랜지스터; 및저항 레벨을 결정하고, 그것에 의하여, 상기 메모리 요소의 로직 상태를 결정하기 위해, 상기 리드 동작 동안에 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인의 전압을 비교하는 센스 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제33항에 있어서, 상기 소정의 전압은 약 Vdd인 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제33항에 있어서, 상기 가변 저항 메모리 요소는 제1 및 제2 전극을 갖는 칼코겐화물 글래스를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제35항에 있어서, 상기 칼코겐화물 글래스는 Ge, Se 및 Ag의 합성물을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제33항에 있어서, 상기 디지트 라인과 상기 메모리 구조의 로우 라인 사이의 가변성 기생 용량을 더 포함하며, 상기 가변성 기생 용량은 상기 디지트 라인을, 상기 리드 동작 동안에 상기 소정의 전압보다 높은 전압 레벨으로 차지시키는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제33항에 있어서, 상기 디지트 상보 라인은, 상기 메모리 셀에 관련된 메모리 어레이와 다른 메모리 어레이에 관련되는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 제33항에 있어서, 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인을 상기 소정의 전압으로 평형화하는 평형 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 구조.
- 가변 저항 메모리 요소;컬럼 라인;로우 라인;상기 가변 저항 메모리 요소의 제1 단자에 제1 전압을 인가하는 도전체;상기 로우 라인에 인가된 게이트 전압에 따라 상기 가변 저항 메모리 요소의 또다른 단자에 상기 컬럼 라인을 선택적으로 연결하는 트랜지스터;상기 컬럼 라인과 기준 도전체에 연결된 센스 증폭기; 및상기 로우 라인에 게이트 전압을 인가하기 전에 상기 컬럼 라인과 기준 도전체를 소정의 전압으로 프리차지하는 프리차지 회로를 포함하며,상기 게이트 전압이 상기 로우 라인에 인가된 후 상기 가변 저항 메모리 요소의 저항 값을 결정하기 위해, 상기 센스 증폭기가 상기 컬럼 라인과 기준 라인의 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 제1 전압은 0V와 약 Vdd 사이의 전압인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 가변 저항 메모리 요소는 제1 및 제2 전극을 갖는 칼코겐화물 글래스를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제42항에 있어서, 상기 칼코겐화물 글래스는 Ge, Se 및 Ag의 합성물을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 게이트 전압은 상기 메모리 요소를 리드하는데 충분하나 상기 메모리 요소를 프로그램하는 데에는 불충분한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 컬럼 라인에 관련된 가변성 기생 용량을 더 포함하며, 상기 가변성 기생 용량은 상기 컬럼 라인을, 상기 로우 라인에 상기 게이트 전압이 인가됨에 따라 상기 프리차지 회로에 의해 공급된 상기 소정의 전압보다 높은 전압 레벨로 차지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제45항에 있어서, 상기 가변성 기생 용량은, 상기 컬럼 라인을 상기 프리차지 회로에 의해 공급된 상기 소정의 전압보다 약 0.1V 높은 전압으로 차지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 센스 증폭기는,N형 센스 증폭기; 및상기 N형 센스 증폭기에 연결된 P형 센스 증폭기를 포함하되, 상기 N형 센스 증폭기와 P형 센스 증폭기는 상기 컬럼 라인과 상기 기준 도전체의 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 기준 도전체는, 상기 메모리 셀에 관련된 메모리 어레이와 다른 메모리 어레이에 관련되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 제40항에 있어서, 상기 기준 도전체에 관련된 더미 로우 라인을 더 포함하며, 상기 더미 로우 라인은 통상적으로 더미 로우 라인 전압으로 파이어되고, 상기 게이트 전압이 상기 로우 라인에 인가될 때 상기 더미 로우 라인은 비활성화되어 상기 기준 도전체의 상기 소정의 전압이 상기 더미 로우 라인에 관련된 컬럼 라인의 기생 용량으로 인해 감소하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.
- 프로세서; 및상기 프로세서에 연결된 반도체 메모리 구조를 포함하며, 상기 반도체 메모리 구조는,디지트 라인과 디지트 상보 라인;리드 동작 전에 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인을 소정의 전압값으로 프리차지하는 회로;리드 동작 동안에 가변 저항 메모리 요소를 상기 디지트 라인에 연결하는 억세스 트랜지스터; 및저항 레벨을 결정하고, 그것에 의하여, 상기 메모리 요소의 로직 상태를 결정하기 위해, 상기 리드 동작 동안에 상기 디지트 라인과 상기 디지트 상보 라인의 전압을 비교하는 센스 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 제50항에 있어서, 상기 소정의 전압은 약 Vdd인 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 제50항에 있어서, 상기 가변 저항 메모리 요소는 제1 및 제2 전극을 갖는 칼코겐화물 글래스를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 제52항에 있어서, 상기 칼코겐화물 글래스는 Ge, Se 및 Ag의 합성물을 갖는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 제50항에 있어서, 상기 디지트 라인과 상기 메모리 셀의 로우 라인 사이에 가변성 기생 용량을 더 포함하며, 상기 가변성 기생 용량은 상기 디지트 라인을, 상기 리드 동작 동안에 상기 소정의 전압보다 높은 전압 레벨으로 차지시키는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 제50항에 있어서, 상기 디지트 상보 라인은, 상기 메모리 셀에 관련된 메모리 어레이와 다른 메모리 어레이에 관련되는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 프로세서; 및상기 프로세서에 연결된 반도체 메모리를 포함하며, 상기 반도체 메모리는,가변 저항 메모리 요소;컬럼 라인;로우 라인;상기 가변 저항 메모리 요소의 제1 단자에 제1 전압을 인가하는 도전체;상기 로우 라인에 인가된 게이트 전압에 따라 상기 가변 저항 메모리 요소의 또다른 단자에 상기 컬럼 라인을 선택적으로 연결하는 트랜지스터;상기 컬럼 라인과 기준 도전체에 연결된 센스 증폭기; 및상기 로우 라인에 게이트 전압을 인가하기 전에 상기 컬럼 라인과 기준 도전체를 소정의 전압으로 프리차지하는 프리차지 회로를 포함하며,상기 게이트 전압이 상기 로우 라인에 인가된 후 상기 가변 저항 메모리 요소의 저항 값을 결정하기 위해, 상기 센스 증폭기가 상기 컬럼 라인과 기준 라인의 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 프로세서 시스템.
- 반도체 메모리 셀을 리드하는 방법으로서,디지트 라인과 디지트 상보 라인을 소정의 전압 값으로 프리차지하는 단계;상기 가변 저항 메모리 요소에 리드 전압을 인가하기 위해, 가변 저항 메모리 요소와 상기 디지트 라인에 연결된 억세스 트랜지스터를 활성화하는 단계; 및저항 레벨을 결정하고, 그것에 의하여, 상기 가변 저항 메모리 요소의 로직 상태를 결정하기 위해, 상기 디지트 라인의 전압을 상기 디지트 상보 라인의 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 셀 리드 방법.
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