KR100833587B1 - Semiconductor memory device for improving refresh characteristics - Google Patents

Semiconductor memory device for improving refresh characteristics Download PDF

Info

Publication number
KR100833587B1
KR100833587B1 KR1020010083283A KR20010083283A KR100833587B1 KR 100833587 B1 KR100833587 B1 KR 100833587B1 KR 1020010083283 A KR1020010083283 A KR 1020010083283A KR 20010083283 A KR20010083283 A KR 20010083283A KR 100833587 B1 KR100833587 B1 KR 100833587B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
signal
comparator
back bias
control signal
Prior art date
Application number
KR1020010083283A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030053214A (en
Inventor
이은숙
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020010083283A priority Critical patent/KR100833587B1/en
Publication of KR20030053214A publication Critical patent/KR20030053214A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100833587B1 publication Critical patent/KR100833587B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/4074Power supply or voltage generation circuits, e.g. bias voltage generators, substrate voltage generators, back-up power, power control circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/408Address circuits
    • G11C11/4085Word line control circuits, e.g. word line drivers, - boosters, - pull-up, - pull-down, - precharge
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/408Address circuits
    • G11C11/4087Address decoders, e.g. bit - or word line decoders; Multiple line decoders

Abstract

본 발명은 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 액티브된 셀 어레이 블록과 액티브되지 않은 나머지 셀 어레이 블록 간에 서로 다른 백 바이어스 전압(Vbb)을 인가하므로써, 셀 트랜지스터의 접합 누설 전류를 줄여 리프레시 특성을 향상시킬 수 있다. 이를 위한 본 발명의 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치는, 로오 어드레스 디코딩신호와 프리차지 명령신호를 수신하여 이들 신호를 비교하므로써 워드 라인을 선택하는 신호가 들어올 때는 제 1 제어 신호를 발생하고, 프리차지 신호가 들어올 때는 제 2 제어 신호를 발생하는 비교부와, 상기 비교부로부터 상기 제 1 제어 신호가 수신되면 워드 라인이 선택된 셀 블록으로 제 1 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하고, 상기 제 2 제어 신호가 수신되면 상기 워드 라인이 선택되지 않은 셀 블록으로 상기 제 1 기저 전압보다 전압 레벨이 낮은 제 2 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하는 전압 선택부를 단위 셀 블록당 1개씩 구비한 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device for improving refresh characteristics. The present invention provides a refresh by reducing the junction leakage current of a cell transistor by applying a different back bias voltage (Vbb) between the active cell array block and the remaining non-active cell array block. Properties can be improved. The semiconductor memory device for improving the refresh characteristics of the present invention generates a first control signal when a signal for selecting a word line is received by receiving a row address decoding signal and a precharge command signal and comparing these signals. A comparator for generating a second control signal when a charge signal is input; and when the first control signal is received from the comparator, a first base voltage is supplied as a back bias voltage to a cell block in which a word line is selected. When the control signal is received, the word block is provided with a voltage selection unit for supplying a second base voltage having a voltage level lower than the first base voltage as a back bias voltage to the cell block is not selected, one unit per unit cell block do.

Description

리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE FOR IMPROVING REFRESH CHARACTERISTICS}Semiconductor memory device for improving refresh characteristics {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE FOR IMPROVING REFRESH CHARACTERISTICS}

도 1은 일반적인 디램 셀의 회로도1 is a circuit diagram of a typical DRAM cell

도 2는 디램 셀의 트랜지스터를 물리적으로 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing a transistor of a DRAM cell physically

도 3은 본 발명에 의한 리프레시 전류 감소 회로를 나타낸 블록도3 is a block diagram showing a refresh current reduction circuit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 로오 어드레스 디코더부 20 : 프리차지 명령부10: row address decoder 20: precharge command

30 : 비교부 40 : 전압 선택부30: comparator 40: voltage selector

본 발명은 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 액티브(Active)된 셀 어레이 블록(Cell Array Block)과 액티브되지 않은 나머지 셀 어레이 블록 간에 서로 다른 백 바이어스 전압(Vbb)을 인가하므로써, 셀 트랜지스터의 접합 누설 전류를 줄여 리프레시 특성을 향상시킨 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device for improving refresh characteristics, and in particular, by applying different back bias voltages Vbb between an active cell array block and a remaining non-active cell array block. The present invention relates to a semiconductor memory device for improving refresh characteristics by reducing junction leakage current of a cell transistor.

일반적으로, 디램(DRAM) 셀은 스위치 역할을 하는 1개의 NMOS형 트랜지스터 와 전하(데이타)를 저장하는 1개의 커패시터로 구성된다. 메모리 셀 내의 커패시터에 전하의 유무에 따라, 즉 셀 커패시터의 단자 전압이 높은가 낮은가에 따라 2진 정보 "1" 또는 "0"이 대응된다. 2진 정보에 대응하는 전압을 메모리 셀에 인가하여 주면 라이트(write)가 진행되며, 커패시터의 전하의 유무가 전압의 고저로 변화되어 메모리 셀 외부로 검출하는 동작이 리드(read)이다. 데이타의 보관은 커패시터에 전하가 축적되어있는 것이므로 원리적으로는 전력의 소비가 없다.Generally, a DRAM cell consists of one NMOS transistor acting as a switch and one capacitor to store charge (data). The binary information " 1 " or " 0 " corresponds to the presence or absence of charge in the capacitor in the memory cell, i.e., whether the terminal capacitor is high or low. When a voltage corresponding to the binary information is applied to the memory cell, a write is performed, and the operation of detecting the outside of the memory cell by reading whether or not the charge of the capacitor changes to a high or low voltage is a read. The storage of data is the accumulation of electric charge in the capacitor, so there is no power consumption in principle.

그러나, MOS 트랜지스터의 PN 접합 등에 누설전류가 있어서 저장된 초기의 전하량이 소멸되게 되므로 데이타가 소실된다. 따라서 데이타를 잃어버리기 전에 메모리 셀의 데이터를 읽어서 그 읽어낸 정보에 맞추어 다시금 초기의 전하량으로 재충전해 주어야 한다. 이 동작을 주기적으로 반복해야 데이타의 기억이 유지된다.However, data is lost because the initial charge amount stored in the PN junction of the MOS transistor is lost due to leakage current. Therefore, before the data is lost, the data of the memory cell must be read and recharged to the initial charge amount in accordance with the read information. This operation must be repeated periodically to maintain memory.

이 주기는 커패시터의 공정과 구조에 밀접한 관련이 있다. 이러한 셀 전하의 재충전되는 과정을 리프레시 동작이라 부르며, 데이타의 보관이 리프레시 동작의 반복이라는 다이나믹(dynamic)한 과정을 통해 이루어지므로 다이나믹 램(RAM)이라 불리운다. This period is closely related to the process and structure of the capacitor. Such a process of recharging the cell charge is called a refresh operation, and since the storage of data is performed through a dynamic process of repetition of the refresh operation, it is called a dynamic RAM.

리프레시 동작은 로오 어드레스만을 사용하여 워드 라인을 액티브시킨 뒤 센스 앰프를 활성화 시킴으로서 이루어 지는데 밖으로 데이타의 출입이 없이 센스 앰프만을 동작시킨다. The refresh operation is performed by activating the word line using only the row address and then activating the sense amplifier, which operates only the sense amplifier without data entering and exiting.

리프레시에는 칩의 동작중에 주기적으로 리프레시 명령을 받아서 다른 명령의 입력을 멈추고, 리프레시를 수행한 후에 다시 명령을 받아들이는 오토 리프레시(Auto-Refresh)와 칩이 대기상태에 있을때도 데이타의 손실을 막아주기 위해 주기적으로 데이타를 읽고 쓰는 동작을 하는 셀프 리프레시(Self-Refresh)가 있는데, 이때는 내부 타이머를 동작시켜 주기를 결정해 준다.In the refresh operation, it receives the refresh command periodically during the operation of the chip to stop the input of other commands, and to prevent the loss of data even when the chip is in the standby state. There is a self-refresh, which reads and writes data periodically. In this case, it decides to operate the internal timer.

도 1은 일반적인 디램의 셀을 나타낸 회로도로서, 스위칭 역할을 하는 1개의 NMOS형 트랜지스터(NM)와 전하(데이타)를 저장하는 1개의 커패시터(C)로 구성된다.FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a general DRAM cell, and includes one NMOS transistor NM serving as a switching role and one capacitor C storing charge (data).

라이트(Write) 동작의 경우에는 워드 라인(WL)의 액티브에 의해 NMOS 트랜지스터(NM)가 턴온되어 비트 라인(BL)으로 전송된 라이트 데이타(로직 하이 또는 로직 로우)를 NMOS 트랜지스터(NM)와 캐패시터(C) 사이에 접속된 스토리지 노드(A)에 저장한다. 그리고, 리드(Read) 동작의 경우 워드 라인(WL)의 액티브에 의해 NMOS 트랜지스터(NM)가 턴온되어 NMOS 트랜지스터(NM)와 캐패시터(C) 사이에 접속된 스토리지 노드(A)에 저장된 리드 데이타(로직 하이 또는 로직 로우)를 비트 라인(BL)으로 출력한다. 이때, '로직 하이' 데이타로 이용되는 전위는 전원 전압(VCC)이 사용되고, 백 바이어스 전압으로 기저 전압(Vbb)이 사용된다.In the case of a write operation, the NMOS transistor NM is turned on by active of the word line WL to transfer the write data (logic high or logic low) transferred to the bit line BL to the NMOS transistor NM and the capacitor. (C) is stored in the storage node (A) connected between. In the read operation, the NMOS transistor NM is turned on by the active word line WL, and the read data stored in the storage node A connected between the NMOS transistor NM and the capacitor C Logic high or logic low) is output to the bit line BL. In this case, the potential used as 'logic high' data is used as the power supply voltage VCC, and the base voltage Vbb is used as the back bias voltage.

도 2는 디램 셀의 트랜지스터를 물리적(Physical)으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating physically a transistor of a DRAM cell.

도시된 바와 같이, 반도체 기판(1) 위에 게이트(2)와 스페이서(3)가 형성되고, 소오스(4) 및 드레인(5)이 형성되어 있다. 그리고, 워드 라인(WL)이 게이트에 연결되며, 스토리지 노드(A)가 소오스(4)에 연결되고 비트 라인(BL)이 드레인(5)에 연결되어 있다.As shown, the gate 2 and the spacer 3 are formed on the semiconductor substrate 1, and the source 4 and the drain 5 are formed. The word line WL is connected to the gate, the storage node A is connected to the source 4, and the bit line BL is connected to the drain 5.

여기서, 스토리지 노드(A)에 데이타 '1'(로직 하이)이 저장되어 있다면, 스토리지 노드(A)의 전위(Vcc)와 백 바이어스 전위(Vbb)는 접합부(Junction)를 두고 마주하고 있다. Here, if data '1' (logic high) is stored in the storage node A, the potential Vcc and the back bias potential Vbb of the storage node A face each other with a junction.

그런데, 스토리지 노드(A)의 전위(Vcc)와 백 바이어스 전위(Vbb) 사이의 전위차가 크게 되면, 전계가 높아져서 접합 누설 전류가 많아지게 된다. 이로 인해 셀의 '로직 하이' 데이타를 유지하는 시간이 줄어들게 된다. 그러나, 전위차를 약하게 하기 위해 기저 전압(Vbb)을 낮추게 되면 셀 트랜지스터의 오프 누설 전류(OFF Leakage)가 늘어나게 되어, 마찬가지로 셀의 '로직 하이' 데이타를 유지하는 시간이 줄어들게 된다. 그러므로, 기저 전압(Vbb)은 오프 누설 전류(OFF Leakage)와 접합 누설 전류(Junction Leakage)를 고려하여 적절하게 설정해야 하는 어려움이 있었다. However, when the potential difference between the potential Vcc and the back bias potential Vbb of the storage node A becomes large, the electric field becomes high and the junction leakage current increases. This reduces the time required to maintain 'logic high' data in the cell. However, lowering the base voltage Vbb to weaken the potential difference increases the OFF leakage current of the cell transistor, thus reducing the time for maintaining the logic high data of the cell. Therefore, there is a difficulty in setting the base voltage Vbb appropriately in consideration of the OFF leakage current and the junction leakage current.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 액티브된 셀 어레이 블록과 액티브되지 않은 나머지 셀 어레이 블록 간에 서로 다른 백 바이어스 전압(Vbb)을 인가하므로써, 셀 트랜지스터의 접합 누설 전류를 줄여 리프레시 특성을 향상시킬 수 있는 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to apply a different back bias voltage (Vbb) between an active cell array block and the remaining non-active cell array block, thereby preventing junction leakage of a cell transistor. It is to provide a semiconductor memory device for improving the refresh characteristics that can improve the refresh characteristics by reducing the current.

상기 목적을 달성하기 위한 반도체 메모리 장치의 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치는,A semiconductor memory device for improving refresh characteristics of a semiconductor memory device for achieving the above object,

로오 어드레스 디코딩신호와 프리차지 명령신호를 수신하여 이들 신호를 비교하므로써 워드 라인을 선택하는 신호가 들어올 때는 제 1 제어 신호를 발생하고, 프리차지 신호가 들어올 때는 제 2 제어 신호를 발생하는 비교부와,A comparison unit for receiving a row address decoding signal and a precharge command signal and comparing these signals to generate a first control signal when a word line selection signal is received, and a second control signal when a precharge signal is received; ,

상기 비교부로부터 상기 제 1 제어 신호가 수신되면 워드 라인이 선택된 셀 블록으로 제 1 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하고, 상기 제 2 제어 신호가 수신되면 상기 워드 라인이 선택되지 않은 셀 블록으로 상기 제 1 기저 전압보다 전압 레벨이 낮은 제 2 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하는 전압 선택부를 단위 셀 블록당 1개씩 구비한 것을 특징으로 한다.When the first control signal is received from the comparator, a word line is supplied to the selected cell block as the back bias voltage, and when the second control signal is received, the word line is sent to the cell block where the word line is not selected. One voltage selection unit for supplying a second base voltage having a voltage level lower than the first base voltage as the back bias voltage is provided per unit cell block.

상기 전압 선택부는 상기 비교부의 출력 신호에 의해 상기 제 1 기저 전압을 자신이 속해있는 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 스위칭하는 제 1 스위칭 트랜지스터와, 상기 비교부의 출력 신호에 의해 상기 제 2 기저 전압을 자신이 속해있는 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 스위칭하는 제 2 스위칭 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 한다.The voltage selector is configured to switch the first base voltage to a back bias voltage of a cell block to which the comparator part belongs by the output signal of the comparator, and the second base voltage to itself by the output signal of the comparator. And a second switching transistor for switching to the back bias voltage of the cell block to which the cell block belongs.

상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The first and second switching transistors are NMOS transistors.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.In addition, in all the drawings for demonstrating an embodiment, the thing with the same function uses the same code | symbol, and the repeated description is abbreviate | omitted.

도 3은 본 발명에 의한 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치를 나타낸 블록도로서, 로오 어드레스 디코더부(10), 프리차지 명령부(20), 비교부(30) 및 전압 선택부(40)를 구비하며, 단위 셀 블록마다 1개씩 구비된다.3 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device for improving refresh characteristics according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes a row address decoder 10, a precharge command unit 20, a comparison unit 30, and a voltage selector 40. And one unit for each unit cell block.

상기 로오 어드레스 디코더부(10)는 액티브 명령신호가 수신되면 로오 어드 레스를 받아 단위 셀 블록을 선택하는 로오 어드레스 디코딩신호(A)를 상기 비교부(30)로 발생한다.When the active command signal is received, the row address decoder 10 generates a row address decoding signal A that receives a row address and selects a unit cell block to the comparison unit 30.

상기 프리차지 명령부(20)는 프리차지 명령신호(B)를 상기 비교부(30)로 발생한다.The precharge command unit 20 generates a precharge command signal B to the comparison unit 30.

상기 비교부(30)는 수신된 상기 로오 어드레스 디코딩신호(A)와 상기 프리차지 명령신호(B)를 비교하여, 메모리 셀을 선택하는 액티브 신호가 들어올 때는 절대값이 높은 레벨의 기저 전압(Vbb1)을 선택하기 위한 제 1 제어 신호를 발생하고, 프리차지 명령신호가 들어올 때는 절대값이 낮은 레벨의 기저 전압(Vbb2)을 선택하기 위한 제 2 제어 신호를 상기 전압 선택부(40)로 발생한다.The comparison unit 30 compares the received row address decoding signal A with the precharge command signal B, and when the active signal for selecting a memory cell is input, the base voltage Vbb1 having a high absolute value. Generates a first control signal for selecting), and generates a second control signal for selecting the base voltage Vbb2 having a low absolute value to the voltage selector 40 when a precharge command signal is received. .

상기 전압 선택부(40)는 상기 비교부(30)로부터 상기 제 1 제어 신호가 수신되면 선택된 메모리 셀 블록으로 절대값이 높은 레벨의 기저 전압(Vbb1)을 백 바이어스 전압으로 공급하고, 선택되지 않은 나머지 메모리 셀 블록으로는 절대값이 낮은 레벨의 기저 전압(Vbb2)을 백 바이어스 전압으로 공급한다. 또한, 상기 비교부(30)로부터 상기 제 2 제어 신호가 수신되면 전체 메모리 셀 블록으로 절대값이 낮은 레벨의 기저 전압(Vbb2)을 백 바이어스 전압으로 공급한다.When the first control signal is received from the comparator 30, the voltage selector 40 supplies a base voltage Vbb1 having a high absolute value as a back bias voltage to a selected memory cell block. The bottom memory voltage Vbb2 having a low absolute value is supplied to the remaining memory cell blocks as the back bias voltage. In addition, when the second control signal is received from the comparator 30, the base voltage Vbb2 having a low absolute value is supplied as a back bias voltage to all memory cell blocks.

상기 전압 선택부(40)는 상기 비교부(30)의 출력 신호에 의해 각각 다르게 동작되는 2개의 NMOS 트랜지스터(N1)(N2)로 구성된다. 상기 전압 선택부(40)는 상기 비교부(30)로부터 제 1 제어 신호('로직 하이')가 수신되면 NMOS 트랜지스터(N1)가 동작하여 기전 전압(Vbb1)을 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 전송한다. 그리고, 상기 비교부(30)로부터 제 2 제어 신호('로직 로우')가 수신되면 NMOS 트랜지스터(N2)가 동작하여 기전 전압(Vbb2)을 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 전송한다.The voltage selector 40 is composed of two NMOS transistors N1 and N2 that are operated differently by the output signal of the comparator 30. When the first control signal 'logic high' is received from the comparator 30, the voltage selector 40 operates the NMOS transistor N1 to transmit the electromotive voltage Vbb1 to the back bias voltage of the cell block. do. When the second control signal 'logic low' is received from the comparator 30, the NMOS transistor N2 operates to transmit the electromotive voltage Vbb2 to the back bias voltage of the cell block.

일반적으로, 셀 트랜지스터의 오프 누설 전류(OFF Leakage)는 셀에 '로직 하이' 데이타가 저장되어 있고 비트 라인에 '로직 로우' 전압이 걸릴 때 발생된다. 물론, 비트 라인에 '로직 로우' 전압보다 조금 높을 경우에도 오프 누설 전류가 발생되지만, 실제 셀 블록에 걸리는 전압은 전원 전압(Vcc), 프리차지 전압(Vblp) 및 접지 전압(Vss)이 전부이므로 비트 라인에 프리차지 전압(Vblp)이 걸리면 거의 오프 누설 전류가 발생하지 않으므로, '로직 로우' 전압이 비트 라인에 걸릴 때 오프 누설 전류가 발생한다고 보면 된다. In general, an off leakage current of a cell transistor is generated when 'logic high' data is stored in a cell and 'logic low' voltage is applied to a bit line. Of course, even if the bit line is slightly higher than the 'logic low' voltage, off-leakage current is generated, but the actual voltage applied to the cell block is the supply voltage (Vcc), the precharge voltage (Vblp), and the ground voltage (Vss). When the precharge voltage (Vblp) is applied to the bit line, almost no off-leakage current occurs, the off-leakage current occurs when the 'logic low' voltage is applied to the bit line.

그런데, 비트 라인에 '로직 로우' 전압이 걸릴 경우는 워드 라인이 선택되고 센스 앰프가 동작하여 비트라인 쌍이 전원 전압(Vcc)과 접지 전압(Vss)으로 증폭되는 경우에만 해당된다. However, when the logic line voltage is applied to the bit line, the word line is selected and the sense amplifier is operated so that the bit line pair is amplified by the power supply voltage Vcc and the ground voltage Vss.

디램은 보통 512개의 워드 라인으로 작은 셀 블록을 하나로 구성하는데, 이는 역시 비트라인 캐패시터 감소에 의한 센싱 마진을 확보하기 위해서다. 따라서, 워드 라인이 선택되지 않은 셀 블록은 비트 라인에 프리차지 전압(Vblp)이 가해지고 선택된 블록만 '로직 로우' 전압이 된다.DRAM usually consists of 512 word lines, one small cell block, which is also used to secure sensing margins due to reduced bit line capacitors. Therefore, in the cell block in which the word line is not selected, the precharge voltage Vblp is applied to the bit line, and only the selected block becomes the 'logic low' voltage.

본 발명에서는 최초 서로 다른 기저 전압(Vbb1)(Vbb2)을 생성하도록 기저 전압(Vbb) 펌프회로를 구비하고 있으며, 이 기저 전압 펌프회로는 기존의 것을 그대로 사용한다. 이때, 서로 다른 기저 전압은 적당한 전압 레벨을 가지도록 만들면 되는데, 가령 예를 들어 기저 전압(Vbb1)은 -0.7V∼-0.8V 정도이고, 기저 전압(Vbb2)은 -0.2V∼-0.3V 정도이다.In the present invention, the base voltage Vbb pump circuit is provided to generate different base voltages Vbb1 and Vbb2 for the first time, and the base voltage pump circuit uses the existing one as it is. At this time, different base voltages may be made to have appropriate voltage levels. For example, the base voltage Vbb1 is about -0.7V to -0.8V, and the base voltage Vbb2 is about -0.2V to -0.3V. to be.

도 3을 참고하여 설명하면, 로오 어드레스 디코딩신호(A)가 '로직 하이'이고, 프리차지 명령 신호(B)가 '로직 로우'일 때에는, 상기 로오 어드레스 디코딩신호(A)에 의해 선택된 셀에는 기저 전압(Vbb1)이 백 바이어스 전압으로 인가되도록 제어하고, 선택되지 않은 나머지 셀에는 기저 전압(Vbb2)이 백 바이어스 전압으로 인가되도록 제어한다.Referring to FIG. 3, when the log address decoding signal A is 'logic high' and the precharge command signal B is 'logic low', the cell selected by the log address decoding signal A is included in the cell. The base voltage Vbb1 is controlled to be applied as the back bias voltage, and the base voltage Vbb2 is controlled to be applied as the back bias voltage to the remaining unselected cells.

그리고, 로오 어드레스 디코딩신호(A)가 '로직 로우'이고, 프리차지 명령 신호(B)가 '로직 하이'일 때에는, 모든 셀에 기저 전압(Vbb2)이 백 바이어스 전압으로 인가되도록 제어한다.When the low address decoding signal A is 'logic low' and the precharge command signal B is 'logic high', the base voltage Vbb2 is applied to all cells as the back bias voltage.

따라서, 전압 레벨이 다른 두 개의 기저 전압(Vbb1)(Vbb2)을 사용하여 워드라인이 선택된 셀 블록과 선택되지 않은 셀 블록의 백 바이어스 전압(Vbb)을 서로 다르게 하므로써, 오프 누설 전류와 접합 누설 전류를 줄일 수 있다.Therefore, by using the two base voltages Vbb1 and Vbb2 having different voltage levels, the back bias voltage Vbb of the cell block in which the word line is selected and the cell block in which the word line is not selected is different from each other, thereby causing the off leakage current and the junction leakage current. Can be reduced.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치에 의하면, 액티브된 셀 어레이 블록과 액티브되지 않은 나머지 셀 어레이 블록 간에 서로 다른 백 바이어스 전압(Vbb)을 인가하므로써, 셀 트랜지스터의 접합 누설 전류를 줄여 리프레시 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the semiconductor memory device for improving the refresh characteristics of the present invention, the junction of the cell transistors is applied by applying different back bias voltages Vbb between the active cell array block and the remaining non-active cell array block. The leakage current can be reduced to improve the refresh characteristics.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이 다.In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, these modifications and changes should be seen as belonging to the following claims. something to do.

Claims (3)

반도체 메모리 장치에 있어서,In a semiconductor memory device, 로오 어드레스 디코딩신호와 프리차지 명령신호를 수신하여 이들 신호를 비교함으로써 워드 라인을 선택하는 액티브 신호가 들어올 때는 높은 레벨의 기저 전압을 선택하기 위한 제 1 제어 신호를 발생하고, 프리차지 신호가 들어올 때는 낮은 레벨의 기저 전압을 선택하기 위한 제 2 제어 신호를 발생하는 비교부와,Receiving a low address decoding signal and a precharge command signal and comparing these signals, when an active signal for selecting a word line is input, a first control signal for selecting a high level base voltage is generated, and when a precharge signal is input. A comparator for generating a second control signal for selecting a low level base voltage; 상기 비교부로부터 상기 제 1 제어 신호가 수신되면 워드 라인이 선택된 셀 블록으로 제 1 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하고, 상기 제 2 제어 신호가 수신되면 상기 워드 라인이 선택되지 않은 셀 블록으로 상기 제 1 기저 전압보다 전압 레벨이 낮은 제 2 기저 전압을 백 바이어스 전압으로 공급하는 전압 선택부를 단위 셀 블록당 1개씩 구비한 것을 특징으로 하는 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치.When the first control signal is received from the comparator, a word line is supplied to the selected cell block as the back bias voltage, and when the second control signal is received, the word line is sent to the cell block where the word line is not selected. And one voltage selection unit for supplying a second base voltage having a voltage level lower than the first base voltage as a back bias voltage per unit cell block. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 선택부는,The method of claim 1, wherein the voltage selector, 상기 비교부의 출력 신호에 의해 상기 제 1 기저 전압을 자신이 속해있는 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 스위칭하는 제 1 스위칭 트랜지스터와, A first switching transistor configured to switch the first base voltage to a back bias voltage of a cell block to which the comparator is based on an output signal of the comparator; 상기 비교부의 출력 신호에 의해 상기 제 2 기저 전압을 자신이 속해있는 셀 블록의 백 바이어스 전압으로 스위칭하는 제 2 스위칭 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치.And a second switching transistor configured to switch the second base voltage to a back bias voltage of a cell block to which the comparator is output based on an output signal of the comparator. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 리프레시 특성 향상을 위한 반도체 메모리 장치.And the first and second switching transistors are NMOS transistors.
KR1020010083283A 2001-12-22 2001-12-22 Semiconductor memory device for improving refresh characteristics KR100833587B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010083283A KR100833587B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Semiconductor memory device for improving refresh characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010083283A KR100833587B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Semiconductor memory device for improving refresh characteristics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030053214A KR20030053214A (en) 2003-06-28
KR100833587B1 true KR100833587B1 (en) 2008-05-30

Family

ID=29577812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010083283A KR100833587B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Semiconductor memory device for improving refresh characteristics

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100833587B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0129202B1 (en) * 1994-11-15 1998-04-07 문정환 Dual back bias supply circuit
KR19980034255A (en) * 1996-11-06 1998-08-05 김영환 Back Bias Voltage Generator
KR0142953B1 (en) * 1995-03-31 1998-08-17 김광호 Back bias voltage generator ciruit of semiconductor memory apparatus
KR0158478B1 (en) * 1994-12-21 1999-02-01 김광호 Substrate voltage control circuit of semiconductor memory apparatus
KR20000045396A (en) * 1998-12-30 2000-07-15 김영환 Bias voltage generator for substrate
KR20010059020A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 박종섭 Word line driver
KR20020043780A (en) * 2000-12-04 2002-06-12 박종섭 Leakage current suppression circuit of DRAM cell

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0129202B1 (en) * 1994-11-15 1998-04-07 문정환 Dual back bias supply circuit
KR0158478B1 (en) * 1994-12-21 1999-02-01 김광호 Substrate voltage control circuit of semiconductor memory apparatus
KR0142953B1 (en) * 1995-03-31 1998-08-17 김광호 Back bias voltage generator ciruit of semiconductor memory apparatus
KR19980034255A (en) * 1996-11-06 1998-08-05 김영환 Back Bias Voltage Generator
KR20000045396A (en) * 1998-12-30 2000-07-15 김영환 Bias voltage generator for substrate
KR20010059020A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 박종섭 Word line driver
KR20020043780A (en) * 2000-12-04 2002-06-12 박종섭 Leakage current suppression circuit of DRAM cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030053214A (en) 2003-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6597614B2 (en) Self refresh circuit for semiconductor memory device
US6489796B2 (en) Semiconductor device provided with boost circuit consuming less current
KR100236816B1 (en) Semiconductor memory device with reduced leak current
US7339847B2 (en) BLEQ driving circuit in semiconductor memory device
US7251170B2 (en) Peripheral voltage generator
KR100652414B1 (en) Memory device reserving data during power down mode and method thereof
US6026043A (en) Semiconductor memory device with reduced power consumption and stable operation in data holding state
US9183921B2 (en) Circuit for reducing leakage current
US6897684B2 (en) Input buffer circuit and semiconductor memory device
US6922369B2 (en) Semiconductor memory device with self-refresh device for reducing power consumption
US6335895B1 (en) Semiconductor storage device and system using the same
KR100623618B1 (en) Semiconductor device for low voltage
KR20050044627A (en) Method and architecture for refreshing a 1t memory proportional to temperature
US8031512B2 (en) Multiple-valued DRAM
KR100224959B1 (en) Dynamic random access memory
KR100924331B1 (en) Power supply circuit for sense amplifier of semiconductor memory device
EP0563521B1 (en) Low power DRAM
US20210295893A1 (en) Sustainable dram having principle power supply voltage unified with logic circuit
KR100833587B1 (en) Semiconductor memory device for improving refresh characteristics
KR100569564B1 (en) Bitline Precharge Voltage Control Circuit
US6166945A (en) Method for controlling memory cell having long refresh interval
KR20010004664A (en) Apparatus and method of selfrefreshing a semiconductor memory device
KR0170694B1 (en) Sense amplifier pull-down driving circuit of semiconductor memory device
KR100499407B1 (en) Volatile semiconductor memory device
KR20030057825A (en) Circuit for generating bitline precharge voltage

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110429

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee