KR100628832B1 - 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로 - Google Patents

불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로 Download PDF

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Abstract

불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로가 게시된다. 본 발명의 펌핑전압 발생회로에 의하면, 워드라인 전압펌프의 펌핑은, 프로그램 명령의 발생에 의해 활성화되는 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)이 아니라, 외부 프로그램 전압의 인가에 따라 활성화되는 가속시작신호에 응답하여, 시작된다. 따라서, 본 발명의 펌핑전압 발생회로에 의하면, 워드라인 전압의 목표전압에의 도달 시점은 현저히 앞당겨지고, 나아가 불휘발성 반도체 메모리 장치 전체의 동작속도도 현저히 개선된다.
외부프로그램전압, 워드라인전압, 펌핑, 프로그램명령

Description

불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로{PUMPING VOLTAGE GENERATING CIRCUIT IN NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로를 개념적으로 나타내는 블락도이다.
도 3은 도2 의 메모리셀어레이에 포함되는 메모리셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 종래기술에서의 생성되는 워드라인 전압를 비교하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
VPPX: 외부 프로그램전압 HACC: 가속시작신호
/HVEN:펌핑 인에이블 신호
VBUK: 벌크 전압 VPI: 워드라인 전압
VPB: 비트라인 전압
본 발명은 펌핑전압 발생회로에 관한 것으로서, 특히 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로에 관한 것이다.
통상적으로, 불휘발성 반도체 메모리 장치에서는, 프로그램 동작 및 소거동작을 위하여, 선택되는 메모리셀의 워드라인(word line), 비트라인(bit line)과 벌크(bulk)에 각각 워드라인 전압, 비트라인 전압 및 벌크 전압이 인가된다. 이와 같이, 상기 워드라인 전압 및 벌크 전압은 외부에서 제공되는 외부전압의 전압 레벨의 범위를 벗어나는 전압이다. 이러한 외부전압의 범위를 벗어나는 전압을 발생시키기 위하여, 불휘발성 반도체 메모리 장치는 펌핑전압 발생회로를 내장하는 것이 일반적이다.
도 1은 종래의 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로(100)를 개념적으로 나타내는 도면이다. 종래의 펌핑전압 발생회로에서는, 벌크 전압(VBUK)을 제공하는 벌크 전압펌프(130) 및 워드라인 전압(VPI)을 제공하는 워드라인 전압펌프(140)가 포함된다. 그리고, 상기 벌크 전압(VBUK), 워드라인 전압(VPI) 그리고, 비트라인 전압 발생기(150)로부터 제공되는 비트라인 전압(VPB)가 모두 목표로 하 는 전압에 도달하면, 상기 펌핑 인에이블 확인부(160)는 프로그램 실행을 제어하는 신호를 발생한다.
한편, 상기 벌크 전압(VBUK)은 약 -1V를 목표로 하는 전압으로서, 외부전압(예를 들면, 접지전압(VSS))과의 차이가 상대적으로 작다. 그러므로, 상기 벌크 전압 펌프(130)의 구동 시작 시점으로부터, 상기 벌크 전압(VBUK)이 목표로 하는 전압에 도달하는 하는 시간은 비교적 짧다. 반면에, 상기 워드라인 전압(VPI)는 약 +10V를 목표로 하는 전압으로서, 외부전압(예를 들면, 전원전압(VCC))과의 차이가 상대적으로 크다. 그러므로, 상기 워드라인 전압 펌프(130)의 구동 시작 시점으로부터, 상기 워드라인 전압(VPI)이 목표로 하는 전압에 도달하는 하는 시간은 비교적 길다.
그런데, 종래의 펌핑전압 발생회로에서는, 상기 벌크 전압펌프(30)와 워드라인 전압펌프(140)는 다같이 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)에 응답하여 펌핑을 시작한다. 이 경우, 상기 워드라인 전압(VPI)의 목표전압에 도달하는 시점은, 상기 벌크 전압(VBUK)에 비하여, 늦게 된다.
따라서, 종래의 펌핑전압 발생회로를 채용하는 불휘발성 반도체 메모리 장치에서는, 상기 워드라인 전압(VPI)이 늦게 목표전압에 도달함으로 인하여, 전체적인 동작속도가 느리게 되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 워 드라인 전압(VPI)의 목표전압에의 도달 시점을 앞당기는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로에 관한 것이다. 본 발명의 펌핑전압 발생회로를 포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치는 감지버퍼 및 워드라인 전압펌프를 구비한다. 상기 감지버퍼는 외부로부터 인가되는 외부 프로그램전압을 감지하여, 소정의 가속시작신호를 활성화시킨다. 상기 워드라인 전압펌프는 궁극적으로 상기 워드라인에 소정의 워드라인 프로그램 전압을 제공하기 위하여 펌핑한다. 그리고, 상기 워드라인 전압펌프는 상기 가속시작신호에 응답하여 인에이블된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로(200)를 개념적으로 나타내는 블락도이다. 그리고, 도 3은 도2 의 메모리셀어레이(70)에 포함되는 메모리셀(71)을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 메모리셀(71)은 소스단자(S), 드레인단자(D), 플로팅 게이트(FG) 및 제어 게이트(CG)를 포함한다. 상기 메모리셀(71)은 전기적 프로그램 및 소거가 가능하며, 벌크(BULK) 상에 형성된다. 그리고, 워드라인(WL)이 제어 게이트(CG)에 연결되어, 상기 메모리셀(71)을 게이팅한다. 그리고, 상기 메모리셀의 소스단자(S) 또는 드레인단자(D)은 비트라인(BIT)에 연결되어, 데이터를 입출력한다. 이와 같은, 메모리셀(71)의 프로그램 및 소거 동작은 당업자에게는 자명한 것이므로, 이에 대한 구체적인 기술은 생략된다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 펌핑전압 발생회로(200)는 워드라인 전압 펌프(240)를 포함한다. 상기 워드라인 전압펌프(240)는 궁극적으로 상기 메모리셀(71)의 워드라인(WL)에 워드라인 전압(VPI)을 제공하기 위하여 펌핑한다. 상기 워드라인 전압(VPI)의 목표 전압은, 예를 들어, 15V~20V이다.
상기 워드라인 전압펌프(240)는 감지버퍼(210)에서 제공되는 가속시작신호(HVCC)에 응답하여 인에이블되어서 펌핑을 시작한다. 상기 감지버퍼(210)는 외부로부터 인가되는 외부 프로그램전압(VPPX)을 감지하여, 상기 가속시작신호(HVCC)를 활성화시킨다. 상기 외부 프로그램전압(VPPX)은, 예를 들어, 8V이다. 바람직하기로, 상기 가속시작신호(HVCC)는 상기 외부프로그램 전압(VPPX)이 소정의 기준전압(예를 들면, 5V) 이상으로 상승할 때, 활성화한다.
따라서, 상기 워드라인 전압펌프(240)는 프로그램 명령(PCOMM)이 발생되기 이전에 인에이블되어, 상기 워드라인 전압(VPI)이 목표 전압에 도달하는 시점이 현저히 빨라질 수 있다.
한편, 상기 벌크 전압펌프(230)는 궁극적으로 상기 메모리셀(71)의 벌크(BULK)에 벌크 전압(VBUK)을 제공하기 위하여 펌핑한다. 여기서, 상기 벌크 전압(VBUK)의 목표 전압은 대략 -1V이다.
상기 벌크 전압펌프(230)는 명령응답부(220)에서 제공되는 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)에 응답하여 인에이블되어서 펌핑을 시작한다. 상기 명령응답부(220)는 상기 가속시작신호(HVCC)에 응답하여 인에이블된다. 그리고, 상기 명령응답부(220)는 프로그램 명령(PCOMM)의 발생에 응답하여, 상기 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)를 활성한다. 여기서, 상기 프로그램 명령(PCOMM)은 상기 메모리셀(71)에 프로그램을 지시하는 명령이다.
다시 기술하면, 상기 워드라인 전압펌프(240)는, 상기 벌크 전압펌프(230)에 비하여, 훨씬 빠른 시점에서 펌핑을 시작하게 되며, 결과적으로, 상기 워드라인 전압(VPI)의 목표전압에의 도달 시점은, 상기 벌크 전압(VBUK)의 목표전압에의 도달 시점보다 느리지 않게 된다.
비트라인 전압발생기(250)는 상기 메모리셀(71)의 비트라인(BIT)에 비트라인 전압(VPB)을 제공한다. 상기 비트라인 전압발생기(250)는 상기 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)가 "로우(L)"로 활성화하면, 상기 비트라인 전압(VPB)를 발생한다. 상기 비트라인 전압(VPB)의 목표전압은 약 5V이다. 그러므로, 상기 비트라인 전압(VPB)은, 전압 분배 등의 방법으로 생성될 수 있으므로, 비교적 빠른 시간내에 목표전압에 도달할 수 있다.
고전압 인에이블 확인부(60)는 상기 벌크 전압(VBUK), 워드라인 전압(VPI) 및 비트라인 전압(VPB)가 모두 목표전압에 도달하면, 상기 메모리셀(71)에 대한 프로그램 실행을 제어하는 신호를 발생한다.
도 4는 본 발명과 종래기술에서 생성되는 상기 워드라인 전압(VPI)를 비교하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 종래기술에서의 워드라인 전압(VPI)은 궁극적으로 프로그램 명령의 발생에 응답하여(t1), 상승하기 시작한다. 반면에, 본 발명에서의 워드라인 전압(VPI)은 궁극적으로 외부 프로그램 전압(VPPX)의 인가에 응답하여(t2), 상승하기 시작한다.
그러므로, 도 3에 도시되는 본 발명의 펌핑전압 발생회로(200)에서는, 상기 워드라인 전압(VPI)이 목표 전압에 도달하는 시점이 현저히 빨라진다(T4 만큼). 따라서, 불휘발성 반도체 메모리 장치의 동작 속도도 현저히 개선된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 펌핑전압 발생회로에 의하면, 상기 워드라인 전압펌프의 펌핑은, 프로그램 명령의 발생에 의해 활성화되는 펌핑 인에이블 신호(/HVEN)이 아니라, 외부 프로그램 전압의 인가에 따라 활성화되는 가속시작신호에 응답하여, 시작된다. 따라서, 본 발명의 펌핑전압 발생회로에 의하면, 워드라인 전압의 목표전압에의 도달 시점은 현저히 앞당겨지고, 나아가 불휘발성 반도체 메모리 장치 전체의 동작속도도 현저히 개선된다.

Claims (5)

  1. 전기적 프로그램 및 소거가 가능하며, 소정의 워드라인에 의하여 게이팅되는 메모리셀로서, 소정의 벌크상에 형성되는 상기 메모리셀을 포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로에 있어서,
    외부로부터 인가되는 외부 프로그램전압을 감지하여, 소정의 가속시작신호를 활성화시키는 감지버퍼; 및
    궁극적으로 상기 워드라인에 소정의 워드라인 프로그램 전압을 제공하기 위하여 펌핑하는 워드라인 전압펌프를 구비하며,
    상기 워드라인 전압펌프는
    상기 가속시작신호에 응답하여 인에이블되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 가속시작신호는
    소정의 기준전압 이상으로 상승하는 상기 외부 프로그램 전압에 응답하여 활 성화되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로.
  3. 전기적 프로그램 및 소거가 가능하며, 소정의 워드라인과 연결되는 메모리셀로서, 소정의 벌크상에 형성되는 상기 메모리셀을 포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로에 있어서,
    외부로부터 인가되는 외부 프로그램 전압을 감지하여, 가속시작신호를 활성화시키는 감지버퍼;
    상기 가속시작신호에 응답하여 인에이블되며, 상기 메모리셀에 프로그램을 지시하는 프로그램 명령의 발생에 응답하여, 소정의 펌핑 인에이블 신호를 활성하는 명령응답부; 및
    궁극적으로 상기 메모리셀의 워드라인에 소정의 워드라인 전압을 제공하기 위하여 펌핑하는 워드라인 전압펌프를 구비하며,
    상기 워드라인 전압펌프는
    상기 감지시작신호에 응답하여 인에이블되되, 상기 펌핑 인에이블 신호의 활성 이전에 인에이블되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    궁극적으로 상기 메모리셀의 벌크에, 소정의 벌크전압을 제공하기 위하여 펌핑하는 벌크 전압펌프를 더 구비하며,
    상기 벌크 전압펌프는
    상기 펌핑 인에이블 신호의 활성에 응답하여 인에이블되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로.
  5. 전기적 프로그램 및 소거가 가능하며, 소정의 워드라인과 연결되는 메모리셀로서, 소정의 벌크상에 형성되는 상기 메모리셀을 포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로에 있어서,
    궁극적으로 상기 메모리셀의 워드라인에 소정의 워드라인 전압을 제공하기 위하여 펌핑하는 워드라인 전압펌프; 및
    궁극적으로 상기 메모리셀의 벌크에, 소정의 벌크전압을 제공하기 위하여 펌핑하는 벌크 전압펌프를 더 구비하며,
    상기 불휘발성 반도체 메모리 장치는
    외부로부터 소정의 외부 프로그램 전압이 제공된 이후에, 상기 메모리셀에 대한 프로그램의 진행을 지시하는 프로그램 명령을 수신하며,
    상기 워드라인 전압펌프는
    소정의 외부 프로그램 전압에 인가에 응답하여 인에이블되며,
    상기 벌크 전압펌프는
    상기 프로그램 명령의 발생에 응답하여 인에이블되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 펌핑전압 발생회로.
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