KR100732634B1 - Nor flash memory controlling data hold time according to clock frequency - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 노어 플래시 메모리의 메모리 셀을 보여준다.1 shows a memory cell of a NOR flash memory.
도 2는 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리를 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a NOR flash memory according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 노어 플래시 메모리의 동작 특성을 보여주는 타이밍도이다.3 is a timing diagram illustrating an operating characteristic of the NOR flash memory illustrated in FIG. 2.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
100; 노어 플래시 메모리 110; 메모리 셀 어레이100;
120; 감지 증폭기 130; 데이터 출력 제어 회로120;
140; 데이터 출력 버퍼 150; 클록 버퍼140;
160; 클록 지연 회로 170; 지연 제어 회로 160;
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클록 주파수에 따라 데이터 유지 시간을 조절하는 노어 플래시 메모리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a NOR flash memory that adjusts a data holding time according to a clock frequency.
반도체 메모리 장치는 데이터를 저장해 두고 필요할 때 꺼내어 읽어볼 수 있 는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory)으로 나눌 수 있다. RAM은 전원이 끊어지면 저장된 데이터가 소멸하는 소위 휘발성 메모리(volatile memory)이다. RAM에는 Dynamic RAM(DRAM)과 Static RAM(SRAM) 등이 있다. ROM은 전원이 끊어지더라도 저장된 데이터가 소멸하지 않는 불휘발성 메모리(nonvolatile memory)이다. ROM에는 PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable PROM), EEPROM(Electrically EPROM), 플래시 메모리(Flash Memory) 등이 있다. A semiconductor memory device is a memory device that stores data and can be read out when needed. Semiconductor memory devices can be roughly divided into random access memory (RAM) and read only memory (ROM). RAM is a so-called volatile memory that loses its stored data when the power is turned off. RAM includes Dynamic RAM (DRAM) and Static RAM (SRAM). ROM is nonvolatile memory that does not lose its stored data even when its power supply is interrupted. The ROM includes PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically EPROM), Flash Memory, and the like.
플래시 메모리는 크게 낸드 플래시 메모리(NAND Flash memory)와 노어 플래시 메모리(NOR Flash memory)로 분류된다. 낸드 플래시 메모리는 복수의 메모리 셀들이 하나의 비트 라인에 직렬로 연결된 스트링(string) 구조를 가진다. 반면에, 노어 플래시 메모리는 복수의 메모리 셀들이 하나의 비트 라인에 병렬로 연결된 구조를 가진다.Flash memory is largely classified into NAND flash memory and NOR Flash memory. NAND flash memory has a string structure in which a plurality of memory cells are connected in series to one bit line. In contrast, NOR flash memory has a structure in which a plurality of memory cells are connected in parallel to one bit line.
도 1은 노어 플래시 메모리의 메모리 셀을 보여준다. 도 1(a)은 메모리 셀(10)의 단면도를 보여주고, 도 1(b)은 도 1(a)에 도시된 메모리 셀(10)의 회로 기호(circuit symbol) 및 읽기 동작 시의 바이어스 조건을 보여준다. 1 shows a memory cell of a NOR flash memory. FIG. 1A illustrates a cross-sectional view of the
도 1(a)을 참조하면, 메모리 셀(10)은 소오스(3), 드레인(4), 제 1 절연막(5), 플로팅 게이트(6), 제 2 절연막(7), 컨트롤 게이트(8), 그리고 기판(9)을 포함한다. 소오스(3) 및 드레인(4)은 P형 기판(9)에 형성되어 있다. Referring to FIG. 1A, the
소오스(3)는 소오스 라인(SL)에 연결되며, 드레인(4)은 비트 라인(BL)에 연결된다. 플로팅 게이트(6)는 100Å이하의 얇은 제 1 절연막(5)을 사이에 두고 채널 영역 위에 형성된다. 컨트롤 게이트(8)는 제 2 절연막(또는 ONO막)(7)을 사이에 두고 플로팅 게이트(6) 위에 형성된다. 컨트롤 게이트(8)는 워드 라인(WL)에 연결된다. 그리고 기판(9)에는 벌크 전압(bulk voltage; BK)이 인가된다. The
메모리 셀(10)의 소오스(3), 드레인(4), 컨트롤 게이트(8), 그리고 기판(9)에는 프로그램(program), 소거(erase), 그리고 읽기(read) 동작 시 소정의 바이어스 전압이 인가된다. The
도 1(b)을 참조하면, 읽기 동작 시에, 소오스(3)에는 약 0V의 소오스 라인 전압이 인가되고, 드레인(4)에는 약 1V의 비트 라인 전압이 인가되고, 컨트롤 게이트(8)에는 약 5V의 워드 라인 전압이 인가되고, 기판(9)에는 약 0V의 벌크 전압이 인가된다. Referring to FIG. 1B, in a read operation, a source line voltage of about 0 V is applied to the
이러한 바이어스 조건에 따라 읽기 동작이 수행되면, 프로그램된 셀(programmed cell)은 드레인(4)으로부터 소오스(3)로의 전류 통로(current path)가 차단된다. 반면에, 소거된 셀(erased cell)은 드레인(4)으로부터 소오스(3)로의 전류 통로가 형성된다. 여기에서, 프로그램된 셀은 '오프 셀(off cell)'이라고 하며, 소거된 셀은 '온 셀(on cell)'이라고 한다.When a read operation is performed according to such a bias condition, the programmed cell is blocked from the current path from the
일반적으로 노어 플래시 메모리는 읽기 동작 시에 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽어내기 위해 감지 증폭기(Sense Amplifier) 및 데이터 출력 버퍼(Data Output Buffer)를 포함한다. 감지 증폭기는 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하며, 데이터 출력 버퍼는 클록 신호에 응답하여 센싱된 데이터를 외부로 출력한다. In general, NOR flash memory includes a sense amplifier and a data output buffer to read data stored in a memory cell during a read operation. The sense amplifier senses data stored in the memory cell, and the data output buffer outputs the sensed data to the outside in response to the clock signal.
노어 플래시 메모리는 경우에 따라 클록 신호에 동기 하여 읽기 동작 (synchronous read operation)을 수행한다. 이때 노어 플래시 메모리는 각각의 클록 주파수에 맞는 데이터 입출력 특성 파라미터들을 갖는다. 동기 읽기 동작(synchronous read operation) 시의 다양한 특성 파라미터는 삼성 전자에서 출간한 NOR Flash Memory 데이터 북에 개시되어 있다. The NOR flash memory optionally performs a synchronous read operation in synchronization with a clock signal. In this case, the NOR flash memory has data input / output characteristic parameters corresponding to respective clock frequencies. Various characteristic parameters for synchronous read operation are disclosed in a NOR Flash Memory data book published by Samsung Electronics.
예를 들면, tBA는 버스트 액세스 시간(Burst Access Time)을 정의한 것이고, tBDH는 데이터 유지 시간(Data Hold Time)을 정의한 것이다. 클록 주파수가 66MHz인 경우에, 버스트 액세스 시간(tBA)의 최대값은 11nS이고, 데이터 유지 시간(tBDH)의 최소 값은 4nS이다. 그리고 클록 주파수가 133MHz인 경우에, 버스트 액세스 시간(tBA)의 최대값은 6nS이고, 데이터 유지 시간(tBDH)의 최소값은 1.5nS이다. 즉, 노어 플래시 메모리가 66MHz의 저주파에서 동작하는 경우에는 버스트 액세스 시간(tBA)은 11nS를 넘을 수 없고, 데이터 유지 시간(tBDH)은 4nS보다 길어야 한다. 그리고 133MHz의 고주파에서 동작하는 경우에는 버스트 액세스 시간(tBA)은 6nS를 넘을 수 없고, 데이터 유지 시간(tBDH)은 1.5nS보다 길어야 한다. 클록 주파수에 따른 버스트 액세스 시간(tBA) 및 데이터 유지 시간(tBDH)은 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시되어 있다.For example, tBA defines burst access time and tBDH defines data hold time. When the clock frequency is 66 MHz, the maximum value of the burst access time tBA is 11 nS, and the minimum value of the data retention time tBDH is 4 nS. When the clock frequency is 133 MHz, the maximum value of the burst access time tBA is 6 nS, and the minimum value of the data retention time tBDH is 1.5 nS. That is, when the NOR flash memory operates at a low frequency of 66 MHz, the burst access time tBA cannot exceed 11 nS, and the data retention time tBDH must be longer than 4 nS. When operating at a high frequency of 133 MHz, the burst access time tBA cannot exceed 6 nS, and the data retention time tBDH must be longer than 1.5 nS. The burst access time tBA and the data hold time tBDH according to the clock frequency are shown in Figs. 3 (a) and 3 (b).
따라서 종래의 노어 플래시 메모리는 각각의 클록 주파수에 맞는 파라미터 값을 가진다. 만약, 고주파수(133MHz)에서 동작하도록 버스트 액세스 시간(tBA) 또는 데이터 유지 시간(tBDH) 파라미터가 정해진 노어 플래시 메모리가 저주파수(66MHz)에서 사용하면, 버스트 액세스 시간(tBA)은 설계 마진이 생기지만 데이터 유지 시간(tBDH)은 문제가 생긴다. 데이터 유지 시간(tBDH)의 문제는 도 3(c)에서 다시 설명된다.Therefore, the conventional NOR flash memory has a parameter value corresponding to each clock frequency. If a NOR flash memory with a burst access time (tBA) or data hold time (tBDH) parameter set to operate at a high frequency (133 MHz) is used at a low frequency (66 MHz), the burst access time (tBA) will result in a design margin but The holding time tBDH is problematic. The problem of the data holding time tBDH is described again in FIG. 3 (c).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 클록 주파수에 관계없이 데이터 출력에 관계되는 파라미터 특성을 만족하는 노어 플래시 메모리를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a NOR flash memory that satisfies parameter characteristics related to data output regardless of clock frequency.
본 발명에 따른 노어 플래시 메모리는 메모리 셀; 상기 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 감지 증폭기; 클록 신호에 응답하여 상기 감지 증폭기에 의해 센싱된 데이터를 출력하는 데이터 출력 버퍼; 외부 클록 신호를 소정 시간 동안 지연하고, 상기 데이터 출력 버퍼에 상기 클록 신호를 제공하는 클록 지연 회로; 및 상기 클록 신호의 주파수에 따라 상기 클록 지연 회로의 지연 시간을 조절하는 지연 제어 회로를 포함한다. 여기에서, 상기 데이터 출력 버퍼는 상기 클록 신호에 응답하여 상기 센싱된 데이터의 데이터 유지 시간(Data Hold Time)을 조절한다.The NOR flash memory according to the present invention comprises a memory cell; A sense amplifier configured to sense data stored in the memory cell; A data output buffer configured to output data sensed by the sense amplifier in response to a clock signal; A clock delay circuit that delays an external clock signal for a predetermined time and provides the clock signal to the data output buffer; And a delay control circuit for adjusting a delay time of the clock delay circuit according to the frequency of the clock signal. Herein, the data output buffer adjusts a data hold time of the sensed data in response to the clock signal.
실시예로서, 상기 지연 제어 회로는 모드 레지스터에 저장된 레이턴시 값에 따라 상기 클록 지연 회로의 지연 시간을 조절한다. 또는 상기 지연 제어 회로는 퓨즈 회로에 저장된 정보에 따라 상기 클록 지연 회로의 지연 시간을 조절한다. 여기에서, 상기 퓨즈 회로는 레이저 퓨즈이다.In an embodiment, the delay control circuit adjusts the delay time of the clock delay circuit according to the latency value stored in the mode register. Alternatively, the delay control circuit adjusts the delay time of the clock delay circuit according to the information stored in the fuse circuit. Here, the fuse circuit is a laser fuse.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노어 플래시 메모리를 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 노어 플래시 메모리(100)는 메모리 셀 어레이(110), 감지 증폭기(120), 데이터 출력 제어 회로(130), 데이터 출력 버퍼(140), 클록 버퍼(150), 클록 지연 회로(160), 그리고 지연 제어 회로(170)를 포함한다. 2 is a block diagram illustrating a NOR flash memory according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the NOR
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 셀로 구성된다. 복수의 메모리 셀은 복수의 워드 라인 및 복수의 비트 라인에 연결되어 있다. 각각의 메모리 셀은 워드 라인을 통해 워드 라인 전압을 입력받고, 비트 라인을 통해 비트 라인 전압을 입력받는다. 메모리 셀 어레이(110)는 데이터 출력 제어 회로(130)의 제어에 의해, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 증폭기(120)로 내보낸다.The
감지 증폭기(120)는 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 증폭한다. 일반적으로 감지 증폭기(120)는 읽기 동작 시에 센싱 전압과 기준 전압을 비교한다. 여기에서, 기준 전압은 기준 전압 발생회로(미도시)로부터 제공된다. 감지 증폭기(140)는 전원 전압(Vcc) 또는 접지 전압(Vss)을 사용하여 센싱 동작을 수행한다. 감지 증폭기(120)는 데이터 출력 제어 회로(130)의 제어에 의해, 센싱된 데이터를 데이터 출력 버퍼(140)로 내보낸다.The
데이터 출력 제어 회로(130)는 노어 플래시 메모리(100)의 읽기 동작을 제어한다. 데이터 출력 제어 회로(130)는 내부 클록 신호(CLKi)에 응답하여 읽기 동작을 수행하기 위한 각종 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 내부 클록 신호(CLKi)는 클록 버퍼(150)로부터 제공된다. 클록 버퍼(150)는 외부 클록 신호(CLKx)를 버퍼링하고, 내부 클록 신호(CLKi)를 발생한다. 데이터 출력 제어 회로(130)는 어드 레스 버퍼, 어드레스 디코더 등 데이터 출력에 관계되는 모든 회로를 포함한다.The data
데이터 출력 버퍼(140)는 읽기 동작 시에 감지 증폭기(120)에 의해 센싱된 데이터를 출력한다. 데이터 출력 버퍼(140)는 클록 신호(CLKd)에 동기하여 센싱된 데이터를 출력한다. 여기에서, 클록 신호(CLKd)는 내부 클록 신호(CLKi)를 소정 시간 동안 지연한 지연 클록 신호이다. 지연 클록 신호(CLKd)는 클록 지연 회로(160)로부터 제공된다.The
클록 지연 회로(160)는 내부 클록 신호(CLKi)를 입력받고, 소정 시간 동안 지연한다. 여기에서, 클록 지연 회로(160)는 적어도 하나 또는 그 이상의 지연 소자(도시되지 않음)로 구성된다. 클록 지연 회로(160)의 지연 시간은 지연 제어 회로(170)에 의해 조절된다. The
지연 제어 회로(170)는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 지연 제어 회로(170)는 모드 레지스터(도시되지 않음)에 저장된 레이턴시 값에 따라 지연 시간을 조절할 수 있다. 또는 지연 제어 회로(170)는 퓨즈 회로(도시되지 않음)를 사용하여 지연 시간을 조절할 수 있다. 퓨즈 회로에는 클록 지연 회로(160)의 지연 시간에 대한 정보가 저장된다. 여기에서, 퓨즈 회로는 전자 퓨즈(electrical fuse), 레이저 퓨즈(laser fuse) 등을 포함한다.The
도 3은 도 2에 도시된 노어 플래시 메모리(100)의 동작 특성을 보여주는 타이밍도이다. 도 3(a)는 고주파수(High Frequency; HF)에서 고주파수 파라미터 특성을 갖는 노어 플래시 메모리의 데이터 출력을 보여준다. 클록 주파수가 133MHz라고 하면, 버스트 액세스 시간(tBA(H))은 최대 6nS이고, 데이터 유지 시간(tBDH(H))은 최소 1.5nS이다. 도 3(b)는 저주파수(Low Frequency; LF)에서 저주파수 파라미터 특성을 갖는 노어 플래시 메모리의 데이터 출력을 보여준다. 클록 주파수가 66MHz라고 하면, 버스트 액세스 시간(tBA(L))은 최대 11nS이고, 데이터 유지 시간(tBDH(L))은 최소 4nS이다. 3 is a timing diagram illustrating an operating characteristic of the NOR
도 3(c)는 저주파수(LF)에서 고주파수 파라미터 특성을 갖는 종래의 노어 플래시 메모리의 데이터 출력을 보여준다. 저주파수(66MHz)에서 노어 플래시 메모리가 정상적으로 동작하기 위해서는 최대 11nS의 버스트 액세스 시간(tBA(L))과 최소 4nS의 데이터 유지 시간(tBDH(L))이 보장되어야 한다. 그러나 도 2(c)를 참조하면, 종래의 노어 플래시 메모리는 6nS의 버스트 액세스 시간(tBA(H))과 1.5nS의 데이터 유지 시간(tBDH(H))을 갖는다. 따라서 버스트 액세스 시간(tBA(H))은 11nS보다 작기 때문에 문제가 없지만, 데이터 유지 시간(tBDH(H))은 4nS보다 작기 때문에 허용 범위를 벗어난다. 즉, 데이터 유지 시간(tBDH(H))이 최소 4nS 이상이 되어야 하는 데, 실제 1.5nS에 불과하기 때문에 오동작이 발생할 수 있다.3 (c) shows a data output of a conventional NOR flash memory having high frequency parameter characteristics at low frequency LF. For low frequency (66MHz) normal operation of NOR flash memory, up to 11nS burst access time (tBA (L)) and at least 4nS data retention time (tBDH (L)) must be guaranteed. However, referring to FIG. 2C, the conventional NOR flash memory has a burst access time tBA (H) of 6 nS and a data retention time tBDH (H) of 1.5 nS. Therefore, there is no problem because the burst access time tBA (H) is less than 11 nS, but the data holding time tBDH (H) is less than 4 nS, which is outside the allowable range. That is, the data retention time tBDH (H) should be at least 4 nS or more, but malfunction may occur because it is only 1.5 nS.
도 3(d)는 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리의 데이터 출력을 보여준다. 도 3(d)는 저주파수(LF)에서 고주파수 파라미터 특성을 갖는 노어 플래시 메모리의 데이터 출력을 보여준다. 도 2 및 도 3(d)를 참조하여, 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리(100)의 동작을 설명한다.3 (d) shows the data output of the NOR flash memory according to the present invention. 3 (d) shows the data output of the NOR flash memory having high frequency parameter characteristics at low frequency LF. Referring to Figures 2 and 3 (d), the operation of the NOR
도 3(d)에는 노어 플래시 메모리(100)에 제공되는 외부 클록 신호(CLKx)와 데이터 출력 버퍼(140)에 제공되는 지연 클록 신호(CLKd)가 도시되어 있다. 지연 클록 신호(CLKd)는 외부 클록 신호(CLKx)를 소정 지연 시간(tD)만큼 지연한 것이다. 소정 지연 시간(tD)은 지연 제어 회로(170)에 의해 조절된다. 데이터는 지연 클록 신호(CLKd)에 동기하여 출력된다. 즉, 지연 클록 신호(CLKd)의 제 1 상승 천이 시점으로부터 버스트 액세스 시간(tBA(H))이 지난 다음에 데이터를 출력한다. 그리고 지연 클록 신호(CLKd)의 제 2 상승 천이 시점으로부터 데이터 유지 시간(tBDH(H))까지 데이터를 유지한다.3D illustrates an external clock signal CLKx provided to the NOR
한편, 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리(100)는, 위에서 설명한 바와 같이, 저주파수(66MHz)에서 정상적으로 동작하기 위해서는 최대 11nS의 버스트 액세스 시간(tBA(L))과 최소 4nS의 데이터 유지 시간(tBDH(L))이 보장되어야 한다. 도 3(d)에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리(100)는 지연 시간(tD)을 조절하면, 데이터 유지 시간(tBDH(L))이 4nS 이상이 되도록 할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 노어 플래시 메모리(100)는 클록 주파수에 관계없이 데이터 출력에 관계되는 파라미터 특성을 모두 만족할 수 있다. On the other hand, the NOR
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are of course possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the following claims.
본 발명에 따른 노어 플래시 메모리는 클록 신호의 지연 시간을 조절하여, 클록 주파수에 관계없이 데이터 출력에 관계되는 파라미터 특성을 만족할 수 있다.The NOR flash memory according to the present invention adjusts a delay time of a clock signal to satisfy parameter characteristics related to data output regardless of a clock frequency.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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KR1020060015232A KR100732634B1 (en) | 2006-02-16 | 2006-02-16 | Nor flash memory controlling data hold time according to clock frequency |
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2006
- 2006-02-16 KR KR1020060015232A patent/KR100732634B1/en not_active IP Right Cessation
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Payment date: 20100528 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |