KR100676614B1 - A flash memory device having the improved structure for elevating operation performance - Google Patents
A flash memory device having the improved structure for elevating operation performance Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 동작 성능을 향상시키기 위한 개선된 구조를 가지는 플래시 메모리 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 비트 라인들의 로딩 캐패시턴스와 저항 성분이 감소되도록, 메모리 셀 블록들과 페이지 버퍼들이 배치됨으로써, 비트 라인들에 의한 누설 전류가 감소될 수 있고, 플래시 메모리 장치의 동작 속도가 증가되고, 소모 전력이 감소될 수 있다.According to the present invention, memory cell blocks and page buffers are arranged such that the loading capacitance and the resistance component of the bit lines are reduced, The leakage current due to the lines can be reduced, the operating speed of the flash memory device can be increased, and the power consumption can be reduced.
메모리 셀 블록, 선택 제어 회로, X-디코더 Memory cell block, selection control circuit, X-decoder
Description
도 1은 종래의 플래시 메모리 장치의 일부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a part of a conventional flash memory device.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플래시 메모리 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a flash memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
100 : 플래시 메모리 장치 101 : 입력 버퍼100: flash memory device 101: input buffer
102 : 제어 로직 회로 103 : 고전압 발생기102: control logic circuit 103: high voltage generator
104 : X-디코더 105, 106 : 선택 제어 회로104:
107 : 제1 블록 선택부 108 : 제2 블록 선택부107: first block selector 108: second block selector
109∼112 : 페이지 버퍼 113 : Y-디코더109 to 112: page buffer 113: Y-decoder
114 : 데이터 입출력 버퍼114: Data I / O buffer
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히, 플래시 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a flash memory device.
일반적으로, 플래시 메모리 장치는 짧은 시간 동안 대용량의 데이터를 프로그램하거나 또는 독출하기 위해 페이지 버퍼(page buffer)를 포함한다. 따라서 페이지 버퍼에 의해 페이지 단위로 플래시 메모리 장치의 프로그램 동작 또는 독출 동작이 실행된다. 도 1은 종래의 플래쉬 메모리 장치의 일부를 나타내는 블록도로서, X-디코더(10), 페이지 버퍼들(11∼14), 및 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK, BS1∼BSK)(K는 정수)만이 도시된다. 상기 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK)은 비트 라인들(BLe1, BLo1, BLe2, BLo2)을 공유하고, 상기 메모리 셀 블록들(BS1∼BSK)은 비트 라인들(BLe3, BLo3, BLe4, BLo4)을 공유한다. 또, 상기 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK)이 상기 X-디코더(10)의 일측에 배치되고, 상기 메모리 셀 블록들(BS1∼BSK)이 상기 X-디코더(10)의 다른 일측에 배치된다. 상기 X-디코더(10)는 상기 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK) 중 하나와, 상기 메모리 셀 블록들(BS1∼BSK) 중 하나를 선택한다. 상기 페이지 버퍼(11)는 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1)에 연결되고, 상기 페이지 버퍼(12)는 상기 비트 라인들(BLe2, BLo2)에 연결된다. 또, 상기 페이지 버퍼(13)는 상기 비트 라인들(BLe3, BLo3)에 연결되고, 상기 페이지 버퍼(14)는 상기 비트 라인들(BLe4, BLo4)에 연결된다. 상술한 것과 같이, 상기 X-디코더(10)의 양측에 상기 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK, BS1∼BSK)이 연속적으로 배치되는 구조를 가지는 종래의 플래시 메모리 장치에서는 상기 비트 라인들(BLe1∼BLe4, BLo1∼BLo4)의 로딩 캐패시턴스(loading capacitance)와 저항이 증가된다. 그 이유는, 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1, BLe2, BLo2)이 상기 메모리 셀 블록들(BF1∼BFK) 전체에 의해 공유되므로, 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1, BLe2, BLo2)의 길이가 상기 메 모리 셀 블록들(BF1∼BFK) 전체의 길이에 대응하게 형성되어야 하기 때문이다. 이와 유사하게, 상기 비트 라인들(BLe3, BLo3, BLe4, BLo4)도 상기 메모리 셀 블록들(BS1∼BSK) 전체에 의해 공유되므로, 상기 비트 라인들(BLe3, BLo3, BLe4, BLo4)의 길이가 상기 메모리 셀 블록들(BS1∼BSK) 전체의 길이에 대응하게 형성되어야 하기 때문이다. 이렇게, 상기 비트 라인들(BLe1∼BLe4, BLo1∼BLo4)의 로딩 캐패시턴스와 저항이 증가하면, 상기 비트 라인들(BLe1∼BLe4, BLo1∼BLo4)에 의한 누설 전류가 증가하는 문제점이 있다. 또, 플래시 메모리 장치의 프로그램 동작 또는 독출 동작시, 그 동작 속도가 감소하고, 소모 전력이 증가하는 문제점이 있다.Generally, a flash memory device includes a page buffer for programming or reading large amounts of data for a short time. Therefore, the program operation or the read operation of the flash memory device is executed page by page by the page buffer. FIG. 1 is a block diagram showing a portion of a conventional flash memory device, which includes an
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비트 라인들의 로딩 캐패시턴스와 저항 성분이 감소되도록, 메모리 셀 블록들과 페이지 버퍼들을 배치함으로써, 비트 라인들에 의한 누설 전류를 감소시키고, 동작 속도를 증가시키고 소모 전력을 감소시킬 수 있는 향상된 구조를 가지는 플래시 메모리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an aspect of the present invention to provide a memory device that reduces leakage current due to bit lines, increases operating speed, and reduces power consumption by disposing memory cell blocks and page buffers so that the loading capacitance and resistance component of the bit lines are reduced. And to provide a flash memory device having an improved structure capable of reducing power consumption.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치는, 플래시 메모리 장치에 있어서, 제1 메모리 셀 블록들, 제2 메모리 셀 블록들, 페이지 버퍼, 및 선택 제어 회로를 포함한다. 제1 메모리 셀 블록들은 제1 비트 라인들을 공유하는 제1 메모리 셀들을 각각 포함한다. 제2 메모리 셀 블록들은 제2 비트 라인들을 공유하는 제2 메모리 셀들을 각각 포함한다. 페이지 버퍼는 제1 메모리 셀 블록들 중 하나에 포함된 제1 메모리 셀들, 또는 제2 메모리 셀 블록들 중 하나에 포함된 제2 메모리 셀들의 독출 데이터 또는 프로그램 데이터를 저장한다. 선택 제어 회로는 선택 신호에 응답하여, 제1 비트 라인들을 페이지 버퍼에 연결하거나, 또는 제2 비트 라인들을 페이지 버퍼에 연결한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flash memory device including first memory cell blocks, second memory cell blocks, a page buffer, and a selection control circuit. The first memory cell blocks each include first memory cells sharing first bit lines. The second memory cell blocks each include second memory cells sharing second bit lines. The page buffer stores read data or program data of the first memory cells included in one of the first memory cell blocks, or the second memory cells included in one of the second memory cell blocks. The selection control circuit, in response to the select signal, connects the first bit lines to the page buffer, or connects the second bit lines to the page buffer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limiting the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to let you know completely.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플래시 메모리 장치의 블록도이다. 도 2를 참고하면, 플래시 메모리 장치(100)는 입력 버퍼(101), 제어 로직 회로(102), 고전압 발생기(103), X-디코더(104), 제1 내지 제4 메모리 셀 블록들(MF1∼MFJ, MS1∼MSJ, MT1∼MTJ, MY1∼MYJ)(J는 정수), 선택 제어 회로들(105, 106), 제1 블록 선택부(107), 제2 블록 선택부(108), 페이지 버퍼들(109∼112), Y-디코더(113), 및 데이터 입출력 버퍼(114)를 포함한다. 상기 입력 버퍼(101)는 커맨드 신호(CMD) 또는 어드레스 신호(ADD)를 수신하여 상기 제어 로직 회로(102)에 출력한다. 상기 제어 로직 회로(102)는 외부 제어 신호들(WEB, REB, ALE, CLE)에 응답하여 상기 커맨드 신호(CMD) 또는 상기 어드레스 신호(ADD)를 수신한다. 상기 제어 로직 회로(102)는 상기 커맨드 신호(CMD)에 응답하여 프로그램 명령(PGM), 리드 명령(READ), 및 소거 명령(ERS) 중 하나를 발생한다. 또, 상기 제어 로직 회로(102)는 상기 어 드레스 신호(ADD)에 기초하여, 로우 어드레스 신호(RADD)와 칼럼 어드레스 신호(CADD)를 발생한다. 상기 고전압 발생기(103)는 상기 프로그램 명령(PGM), 상기 리드 명령(READ), 및 상기 소거 명령(ERS) 중 하나에 응답하여, 바이어스 전압(HV1∼HV3) 중 하나를 발생한다. 좀 더 상세하게는, 상기 프로그램 명령(PGM)에 응답하여, 상기 고전압 발생기(103)가 상기 바이어스 전압(HV1)을 발생한다. 또, 상기 고전압 발생기(103)가 상기 리드 명령(READ)에 응답하여, 상기 바이어스 전압(HV2)을 발생하고, 상기 소거 명령(ERS)에 응답하여, 상기 바이어스 전압(HV3)을 발생한다.2 is a block diagram of a flash memory device in accordance with an embodiment of the present invention. 2, the
상기 X-디코더(104)는 상기 로우 어드레스 신호(RADD)를 디코딩하고, 그 디코딩 결과로서, 로우 디코딩 신호(DRED)와 선택 신호들(SEL1, SEL2)을 출력한다. The
상기 제1 메모리 셀 블록들(MF1∼MFJ) 각각은 비트 라인들(BLe1, BLo1)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)과 비트 라인들(BLe3, BLo3)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)을 포함한다. 상기 제2 메모리 셀 블록들(MS1∼MSJ) 각각은 비트 라인들(BLe2, BLo2)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)과 비트 라인들(BLe4, BLo4)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)을 포함한다. 또, 상기 제3 메모리 셀 블록들(MT1∼MTJ)은 비트 라인들(BLe5, BLo5)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)과 비트 라인들(BLe7, BLo7)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)을 포함한다. 상기 제4 메모리 셀 블록들(MY1∼MYJ)은 비트 라인들(BLe6, BLo6)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)과 비트 라인들(BLe8, BLo8)을 공유하는 메모리 셀들(미도시)을 포함한다.Each of the first memory cell blocks MF1 to MFJ includes memory cells (not shown) sharing memory cells (not shown) sharing bit lines BLe1 and BLo1 and bit lines BLe3 and BLo3 . Each of the second memory cell blocks MS1 to MSJ includes memory cells (not shown) sharing memory cells (not shown) sharing bit lines BLe2 and BLo2 and bit lines BLe4 and BLo4 . The third memory cell blocks MT1 to MTJ may include memory cells (not shown) that share bit lines BLe5 and BLo5 and memory cells (not shown) that share bit lines BLe7 and BLo7, . The fourth memory cell blocks MY1 to MYJ include memory cells (not shown) that share bit lines BLe6 and BLo6 and memory cells (not shown) that share bit lines BLe8 and BLo8 do.
상기 선택 제어 회로(105)는 인버터(121)와, 선택 회로들(122∼125)을 포함한다. 상기 인버터(121)는 상기 선택 신호(SEL1)를 반전시키고, 반전된 선택 신호 (SEL1B)를 출력한다. 상기 선택 회로(122)는 NMOS 트랜지스터들(N1, N2)을 포함하고, 상기 선택 회로(123)는 NMOS 트랜지스터들(N3, N4)을 포함한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N1∼N4)은 상기 선택 신호(SEL1)에 응답하여, 동시에 턴 온 또는 오프된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N1, N2)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1)을 상기 페이지 버퍼(109)에 연결한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N3, N4)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe3, BLo3)을 상기 페이지 버퍼(110)에 연결한다.The
또, 상기 선택 회로(124)는 NMOS 트랜지스터들(N5, N6)을 포함하고, 상기 선택 회로(125)는 NMOS 트랜지스터들(N7, N8)을 포함한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N5∼N8)은 상기 반전된 선택 신호(SEL1B)에 응답하여, 동시에 턴 온 또는 오프된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N5, N6)은 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe2, BLo2)을 상기 페이지 버퍼(109)에 연결한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N7, N8)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe4, BLo4)을 상기 페이지 버퍼(110)에 연결한다. 따라서, 상기 NMOS 트랜지스터들(N1∼N4)이 턴 온될 때, 상기 NMOS 트랜지스터들(N5∼N8)은 턴 오프된다. 결국, 상기 선택 제어 회로(105)는 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1, BLe3, BLo3)을 상기 페이지 버퍼들(109, 110)에 각각 연결하거나, 또는 상기 비트 라인들(BLe2, BLo2, BLe4, BLo4)을 상기 페이지 버퍼들(109, 110)에 각각 연결한다. 그 결과, 독출 또는 프로그램 동작시, 상기 제1 메모리 셀 블록들(MF1∼MFJ) 중 하나, 또는 상기 제2 메모리 셀 블록들(MS1∼MSJ) 중 하나에 포함되고, 상기 비트 라인들(BLe1, BLo1, BLe3, BLo3)에 연결된 상기 메모리 셀들(바람직하게, 두 페이지)의 독출 데이터 또는 프로그램 데이터가 상기 페이지 버퍼들(109, 110)에 각 각 (한 페이지씩) 저장된다. 택일적으로, 상기 선택 회로들(122∼125)은 PMOS 트랜지스터들로서 각각 구현될 수도 있다.In addition, the selection circuit 124 includes NMOS transistors N5 and N6, and the
상기 선택 제어 회로(106)는 인버터(131)와, 선택 회로들(132∼135)을 포함한다. 상기 인버터(131)는 상기 선택 신호(SEL2)를 반전시키고, 반전된 선택 신호(SEL2B)를 출력한다. 상기 선택 회로(132)는 NMOS 트랜지스터들(N9, N10)을 포함하고, 상기 선택 회로(133)는 NMOS 트랜지스터들(N11, N12)을 포함한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N9∼N12)은 상기 선택 신호(SEL2)에 응답하여, 동시에 턴 온 또는 오프된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N9, N10)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe5, BLo5)을 상기 페이지 버퍼(111)에 연결한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N11, N12)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe7, BLo7)을 상기 페이지 버퍼(112)에 연결한다.The
또, 상기 선택 회로(134)는 NMOS 트랜지스터들(N13, N14)을 포함하고, 상기 선택 회로(135)는 NMOS 트랜지스터들(N15, N16)을 포함한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N13∼N16)은 상기 반전된 선택 신호(SEL2B)에 응답하여, 동시에 턴 온 또는 오프된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N13, N14)은 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe6, BLo6)을 상기 페이지 버퍼(111)에 연결한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(N15, N16)이 턴 온될 때, 상기 비트 라인들(BLe8, BLo8)을 상기 페이지 버퍼(112)에 연결한다. 따라서, 상기 NMOS 트랜지스터들(N9∼N12)이 턴 온될 때, 상기 NMOS 트랜지스터들(N13∼N16)은 턴 오프된다. 결국, 상기 선택 제어 회로(106)는 상기 비트 라인들(BLe5, BLo5, BLe6, BLo6)을 상기 페이지 버퍼들(111, 112)에 각각 연결하거나, 또는 상기 비트 라인들(BLe7, BLo7, BLe8, BLo8)을 상기 페이지 버퍼들(111, 112)에 각각 연결한다. 그 결과, 상기 독출 또는 프로그램 동작시, 상기 제3 메모리 셀 블록들(MT1∼MTJ) 중 하나, 또는 상기 제2 메모리 셀 블록들(MS1∼MSJ) 중 하나에 포함되고, 상기 비트 라인들(BLe5, BLo5, BLe7, BLo7)에 연결된 상기 메모리 셀들(바람직하게, 두 페이지)의 독출 데이터 또는 프로그램 데이터가 상기 페이지 버퍼들(111, 112)에 각각 (한 페이지씩) 저장된다. 택일적으로, 상기 선택 회로들(132∼135)은 PMOS 트랜지스터들로서 각각 구현될 수도 있다.The
상기 제1 블록 선택부(107)는 상기 로우 디코딩 신호(DRED)에 응답하여, 상기 제1 메모리 셀 블록들(MF1∼MFJ) 중 하나와, 상기 제3 메모리 셀 블록들(MT1∼MTJ) 중 하나를 각각 선택하고, 그 선택된 메모리 셀 블록들(MF1∼MFJ 중 하나, MT1∼MTJ 중 하나)에 상기 바이어스 전압(HV1∼HV3 중 하나)을 공급한다. 상기 제2 블록 선택부(108)는 상기 로우 디코딩 신호(DRED)에 응답하여, 상기 제2 메모리 셀 블록들(MS1∼MSJ) 중 하나와, 상기 제4 메모리 셀 블록들(MY1∼MYJ) 중 하나를 각각 선택하고, 그 선택된 메모리 셀 블록들(MS1∼MSJ 중 하나, MY1∼MYJ 중 하나)에 상기 바이어스 전압(HV1∼HV3 중 하나)을 공급한다. 상기 독출 동작시, 상기 Y-디코더(113)는 상기 칼럼 어드레스 신호(CADD)를 디코딩하고, 그 디코딩 결과에 따라, 상기 페이지 버퍼들(109∼112)로부터 수신되는 데이터들(DAT1∼DAT4) 중 하나를 상기 데이터 입출력 버퍼(114)를 통하여 출력 데이터(DO)로서 출력한다. 상기 프로그램 동작시, 상기 Y-디코더(113)는 상기 칼럼 어드레스 신호(CADD)를 디코딩하고, 그 디코딩 결과에 따라, 상기 데이터 입출력 버퍼(114)를 통하여 수신되는 입력 데이터(DI)를 상기 페이지 버퍼들(109∼112)에 각각 출력한다.The
상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치에서는, 페이지 버퍼들이 메모리 셀 블록들 사이에 배치되므로, 독출 또는 프로그램 동작시 페이지 버퍼들에 실제로 연결되는 비트 라인들의 길이가 (도 2의 비트 라인들의 길이에 비하여 현저하게) 감소될 수 있다. 따라서, 비트 라인들에 의한 누설 전류가 감소될 수 있고, 플래시 메모리 장치의 동작 속도가 증가되고, 소모 전력이 감소될 수 있다.As described above, in the flash memory device according to the present invention, since the page buffers are disposed between the memory cell blocks, the length of the bit lines actually connected to the page buffers during the read or program operation Can be significantly reduced compared to the length. Thus, the leakage current due to the bit lines can be reduced, the operation speed of the flash memory device can be increased, and the power consumption can be reduced.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비트 라인들의 로딩 캐패시턴스와 저항 성분이 감소되도록, 메모리 셀 블록들과 페이지 버퍼들이 배치됨으로써, 비트 라인들에 의한 누설 전류가 감소될 수 있고, 플래시 메모리 장치의 동작 속도가 증가되고, 소모 전력이 감소될 수 있다.As described above, according to the present invention, by arranging the memory cell blocks and the page buffers so that the loading capacitance and the resistance component of the bit lines are reduced, the leakage current due to the bit lines can be reduced, And the power consumption can be reduced.
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2005
- 2005-05-26 KR KR1020050044425A patent/KR100676614B1/en not_active IP Right Cessation
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1020020044907 |
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