KR100769808B1 - Flash memory device using the word line block switch - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 워드라인 블럭 스위치를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional word line block switch.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 개략적인 블럭도이다.2 is a schematic block diagram according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 워드라인 블럭 스위치부와 더미 캐패시터를 상세히 도시한 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating in detail the word line block switch unit and the dummy capacitor of FIG. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
110 : 워드라인 블럭 스위치부 120 : 더미 캐패시터110: word line block switch unit 120: dummy capacitor
210 : 고전압 발생부 220 : 리셋 회로210: high voltage generator 220: reset circuit
230 : 스위치 블럭230: switch block
본 발명은 플래시 메모리 장치에 관한 것으로 특히, 워드라인 블럭 스위치를 구비한 플래시 메모리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a flash memory device, and more particularly to a flash memory device having a word line block switch.
일반적으로, 플래시 메모리 장치(flash memory device)는 데이터를 저장하는 메모리 셀 어레이를 구비하고, 이들 각각의 셀들은 워드라인 및 비트라인으로 연결 되어있다. 여기에서, 워드라인은 워드라인 블럭 스위치로 제어된다. 워드라인 클럭 스위치는 고전압을 발생해야 각 메모리 셀들로 워드라인을 구동할 수 있게 된다.In general, a flash memory device includes an array of memory cells that store data, each of which is connected to a word line and a bit line. Here, the word line is controlled by a word line block switch. The wordline clock switch must generate a high voltage to drive the wordline to each memory cell.
도 1은 종래의 워드라인 블럭 스위치를 도시한 회로도이다. 워드라인 블럭 스위치(10)는 디코딩 제어부(11), 리셋 회로(12), 고전압 발생부(13) 및 스위칭 블럭(14)을 포함한다. 디코딩 제어부(11)는 낸드 게이트들(21, 22), 프리차지 소자(N1)를 포함한다. 리셋 회로(12)는 낸드 게이트(23)와 제 1 및 제 2 리셋소자(N7, N8)를 포함한다. 고전압 발생부(13)는 NMOS 트랜지스터들(N2~N6)을 포함한다. 스위칭 블럭(14)은 복수의 NMOS 트랜지스터들(PT0~PT15)을 포함하고 글로벌 워드라인들(GWL)의 전위를 워드라인(WL)으로 전달한다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional word line block switch. The word
도 1에 도시된 회로의 프로그램 동작은 다음과 같다.The program operation of the circuit shown in FIG. 1 is as follows.
블럭신호들(XA~XD)을 입력으로 하는 복수의 워드라인 블럭 스위치들 중 어느 하나를 선택한다. 도 1은 제 0 워드라인 블럭 스위치(10)의 예를 들었다. 블럭신호들(XA~XD)이 모두 하이로 인가되면 그에 해당하는 워드라인 블럭 스위치가 선택되고, 낸드 게이트(21)는 로우(low) 신호를 발생한다. 그러면, 낸드 게이트(22)는 하이(high) 상태의 제어신호(CON)를 발생한다. 그리고, 낸드 게이트(23)에 입력되는 인에이블 신호(EN)가 인에이블 되면 로우 상태의 디스차지 신호(DSC)가 발생하여 블럭 워드라인(BLKWL)을 차지(charge) 할 준비를 하게 된다. NMOS 트랜지스터(N1)는 프리차지 신호(PRECH)에 응답하여 블럭 워드라인(BLKWL)에 제어신호(CON)를 전달한다. 이때, 제어신호(CON)의 전압을 Vcc라고 한다면, 블럭 워드라인(BLKWL)에는 Vcc-Vt1의 전압이 차지된다. 여기서, Vt1은 NMOS 트랜지스터(N1)의 문턱전압이다. 고전압(VPP)이 고전압 발생부(13)에 인가되고, 제어신호들(GA, GB)이 NMOS 트랜지스터들(N2, N3)에 동시에 인가되면 NMOS 트랜지스터들(N2, N3)이 턴 온 된다. 이때, 제어신호들(GA, GB)의 전압 레벨은 고전압(VPP)과 동일한 레벨 값을 가진다. 그러면, 블럭 워드라인(BLKWL)은 다시 VPP-Vt의 전압 레벨로 차지된다. 이때, Vt는 NMOS 트랜지스터들(N2, N3)의 총 문턱전압으로써, 대략 2.5볼트(volt)정도의 값을 가진다. 워드라인(WL)에 고전압을 전달해 주어야 하는 복수의 패스 트랜지스터들(PTi, 도 1에서는 16개만 도시함)은 게이트에 VPP-Vt의 전압 레벨이 걸려 있으므로 글로벌 워드라인들(GWLi, 도 1에서는 16개만 도시함)의 고전압을 워드라인들(WLi, 도 1에서는 16개만 도시함)로 전달하지 못할 수 있다.One of a plurality of word line block switches that receives the block signals XA to XD is selected. 1 illustrates an example of a zero word
따라서, 본 발명은 워드라인 블럭 스위치가 선택되어 동작할 시에 더미 캐패시터를 공유함으로써 커플링 비를 증가시킬 수 있는 플래시 메모리 장치를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a flash memory device capable of increasing the coupling ratio by sharing a dummy capacitor when the word line block switch is selected and operated.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 워드라인 블럭 스위치를 구비한 플래시 메모리 장치는, 워드라인을 제어하는 회로부로 각각의 셀 들을 선택하는 워드라인들을 블럭별로 구분하고, 스위치 블럭을 제어하는 워드라인 블럭 스위치부, 워드라인 블럭 스위치부의 블럭 워드라인에 부스트업을 증가시키기 위해 추가된 더미부로, 커플링 비를 높임으로써 부스트업을 효율적으로 수행할 수 있게 하는 더미 캐패시터, 데이터가 저장되고 워드라인 및 비트라인으로부터 제어신호를 인가받아 동작하는 메모리 셀 어레이 및 메모리 셀 어레이에 오류 발생시 대체용으로 사용되는 셀 어레이를 구비한 더미 셀 어레이를 포함하는 플래시 메모리 장치를 포함한다. The flash memory device including the word line block switch according to the present invention for achieving the above technical problem, the circuit unit for controlling the word line to divide the word lines to select each cell by block, and to control the switch block Word line block switch section, a dummy section added to increase the boost up in the block word line of the word line block switch section, a dummy capacitor that can efficiently perform the boost up by increasing the coupling ratio, and stores data and a word. A flash memory device includes a memory cell array that operates by receiving control signals from a line and a bit line, and a dummy cell array having a cell array used as a replacement when an error occurs in the memory cell array.
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 완전하도록 하여 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 개략적인 블럭도이다. 플래시 메모리 장치는 워드라인 블럭 스위치부(110), 더미 캐패시터(120), 더미 셀 어레이(130) 및 메모리 셀 어레이(140)를 포함한다. 워드라인 블럭 스위치부(110)는 워드라인을 제어하는 회로부로 각각의 셀 들을 선택하는 워드라인들을 블럭별로 구분하고, 스위치 블럭(미도시)을 제어한다. 더미 캐패시터(120)는 워드라인 블럭 스위치부(110)의 블럭 워드라인의 노드를 부스트업 시키기 위해 추가된 더미부 이다. 더미 셀 어레이(130)는 만약의 오류에 대비하여 대체용으로 추가되는 셀 어레이이다. 메모리 셀 어레이(140)는 데이터가 저장되고 워드라인 및 비트라인으로부터 제어신호를 인가받아 동작한다. 2 is a schematic block diagram according to a preferred embodiment of the present invention. The flash memory device includes a word line
도 3은 도 2의 워드라인 블럭 스위치부와 더미 캐패시터를 상세히 도시한 회로도이다. 워드라인 블럭 스위치부(110)는 복수의 블럭들을 포함한다. 하나의 블럭은 디코딩 제어 게이트(NB1), 워드라인 블럭 스위치(BS1) 및 선택회로(DS1)를 포함 한다. 디코딩 제어 게이트(NB1)는 낸드 게이트로 구현될 수 있다. 디코딩 제어 게이트(NB1)는 블럭신호들(XA~XD)을 입력으로 하며 복수의 블럭들 중 어느 하나를 선택한다. 제 1 블럭이 선택되려면, 제 1 블럭의 낸드 게이트(NB1)에 인가되는 모든 블럭신호들(XA~XD)은 하이로 인가된다. 따라서, 낸드 게이트(NB1)는 블럭신호들(XA~XD)에 의해 노드(D7)의 전위는 로우 상태가 된다. 워드라인 블럭 스위치(BS1)는 낸드 게이트(201), 프리차지 제어소자(ND1), 고전압 발생부(210), 리셋 회로(220), 및 스위치 블럭(230)을 포함한다. 낸드 게이트(201)는 노드(D7)에 인가된 로우 전위와 로우의 반전된 프리차지 신호(PRECH)에 응답하여 노드(D1)에 하이 상태의 제어신호(CON)를 발생한다. 프리차지 제어소자(ND1)는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. NMOS 트랜지스터(ND1)는 하이 상태의 프리차지 신호(PRECH)에 응답하여 턴 온 되고 제어신호(CON)를 노드(D3)로 전달한다. 고전압 발생부(210)는 복수의 NMOS 트랜지스터들(ND2~ND6)을 포함한다. 리셋 회로(220)는 낸드 게이트(221), NMOS 트랜지스터들(ND7, ND8)을 포함한다. 스위치 블럭(230)은 복수의 NMOS 트랜지스터들(SW1~SW18)을 포함한다. 낸드 게이트(221)는 인에이블 신호(EN)가 인에이블 되면 노드(D5)에 로우 상태의 전위를 발생한다. NMOS 트랜지스터(ND1)는 프리차지 신호(PRECH)에 응답하여 동작하고 노드(D1)와 노드(D3)간에 접속된다. NMOS 트랜지스터들(ND2, ND3)은 제어신호들(GA, GB)에 응답하여 노드(D2)와 노드(D3)간에 직렬연결된다. NMOS 트랜지스터(ND4)는 노드(D5)의 전위에 응답하여 노드(D3)와 접지전압(Vss) 사이에 접속된다. 다이오드 구성의 NMOS 트랜지스터들(ND5, ND6)은 노드(D2)와 노드(D3)간에 직렬 접속된다. 스위치 블럭(230)은 블럭 워드라인(BLKWL)에 공통으로 게이트가 접속되는 복수의 트랜지스터들(SW1~SW18)을 포함한다. 복수의 트랜지스터들(SW1~SW18)은 블럭 워드라인(BLKWL)의 전위에 응답하여 글로벌 워드라인들(GWL), 글로벌 드레인 선택라인(GDSL) 및 글로벌 소스 선택라인(GSSL)에 인가된 전압을 워드라인(WL), 드레인 선택라인(DSL) 및 소스 선택라인(SSL)으로 전달한다. 선택회로(DS1)는 인버터(IN1)와 NMOS 트랜지스터(NS1)를 포함한다. 인버터(IN1)는 노드(D7)의 전위를 반전하여 NMOS 트랜지스터(NS1)의 게이트에 인가한다. NMOS 트랜지스터(NS1)는 인버터(IN1)의 출력신호에 응답하여 블럭 워드라인(BLKWL)과 더미라인(DML)간에 접속된다. 더미라인(DML)은 선택회로(DS1)와 더미 캐패시터(120)간을 연결하는 라인이다. 더미 캐패시퍼(120)는 더미라인(DML)에 공통으로 게이트가 접속되는 복수의 캐패시터들(CP1~CPk)을 포함한다. 상기와 같은 구성으로 인하여 플래시 메모리 장치는 16 스트링 셀 어레이(string cell array) 구조이면서도 32 스트링의 셀 구조와 유사하게 동작하게 된다. 그러므로, 캐패시터의 값이 커지게 되어 부스팅을 위한 커플링 비가 높아지므로 부스팅 레벨이 높아지게 되어 프로그램 동작 속도가 증가된다. 각각의 블럭이 선택되기 위해서는 블럭신호들(XA~XD)을 하이로 인가받아야 하는데 선택된 블럭의 낸드 게이트(NB1)는 로우 신호를 발생하고 선택되지 않은 나머지 블럭들의 낸드 게이트는 하이 신호를 발생한다. 인버터(IN1)를 통해 하이 상태의 전위는 NMOS 트랜지스터(NS1)의 게이트에 인가되어 선택된 블럭은 더미 캐패시터(120)와 연결되도록 한다. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating in detail the word line block switch unit and the dummy capacitor of FIG. 2. The word line
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.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자는, 더미 캐패시터를 추가하여, 각각의 워드라인 블럭 스위치가 선택되어 동작할 시에 더미 캐패시터를 공유함으로써 커플링비를 증가시켜 효과적으로 부스팅업을 하고 프로그램 동작 속도가 빨라지게 된다. As described above, in the flash memory device according to the present invention, a dummy capacitor is added to share the dummy capacitor when each word line block switch is selected and operated to increase the coupling ratio to effectively boost up the program. The speed of operation becomes faster.
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