KR100834390B1 - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
KR100834390B1
KR100834390B1 KR1020060039707A KR20060039707A KR100834390B1 KR 100834390 B1 KR100834390 B1 KR 100834390B1 KR 1020060039707 A KR1020060039707 A KR 1020060039707A KR 20060039707 A KR20060039707 A KR 20060039707A KR 100834390 B1 KR100834390 B1 KR 100834390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit line
pull
voltage
normal
line detection
Prior art date
Application number
KR1020060039707A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070036621A (en
Inventor
임재혁
도창호
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 US11/480,197 priority Critical patent/US7505297B2/en
Publication of KR20070036621A publication Critical patent/KR20070036621A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100834390B1 publication Critical patent/KR100834390B1/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
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4091Sense or sense/refresh amplifiers, or associated sense circuitry, e.g. for coupled bit-line precharging, equalising or isolating
    • 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
    • G11C11/4072Circuits for initialization, powering up or down, clearing memory or presetting
    • 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
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4094Bit-line management or control circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/12Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 비트라인감지증폭기 어레이 영역에 배치되며, 풀업전원라인과 풀다운전원라인을 공유하는 다수의 비트라인감지증폭기; 서브홀 영역에 배치되어 상기 풀업전원라인을 노멀드라이빙전압으로 구동하기 위한 노멀드라이버; 및 상기 비트라인감지증폭기 어레이 영역에, 각각의 비트라인감지증폭기에 대응하여 배치되어 상기 풀업전원라인을 오버드라이빙전압으로 구동하기 위한 다수의 오버드라이버를 구비하는 반도체 메모리 장치가 제공된다.The present invention relates to a semiconductor design technology, and according to an aspect of the present invention, a plurality of bit line sensing amplifiers disposed in the bit line sensing amplifier array region and sharing a pull-up power line and a pull-down power line; A normal driver disposed in a sub-hole region for driving the pull-up power line with a normal driving voltage; And a plurality of overdrivers disposed in the bit line sensing amplifier array area corresponding to each bit line sensing amplifier and configured to drive the pull-up power supply line with an overdriving voltage.

비트라인 감지증폭기, 오버드라이버, 노멀드라이버, 피모스 트랜지스터, 엔모스 트랜지스터 Bitline Sense Amplifiers, Overdrivers, Normal Drivers, PMOS Transistors, NMOS Transistors

Description

반도체 메모리 장치{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}Semiconductor Memory Device {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a semiconductor memory device according to the prior art.

도 2는 도 1의 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 회로도.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the bit line sense amplifier array of FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비트라인감지증폭기어레이의 개념을 나타낸 도면.3 illustrates the concept of a bit line sense amplifier array in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4 도 3의 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 회로도.4 is a circuit diagram illustrating the bit line detection amplifier array of FIG.

도 5a는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 오버드라이버(411a, 411b) 및 노멀드라이버(413)를 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면.FIG. 5A is a diagram illustrating a case in which over drivers 411a and 411b and a normal driver 413 implemented as PMOS transistors in FIG. 4 are implemented as NMOS transistors.

도 5b는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 노멀드라이버(413)를 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면.FIG. 5B is a diagram illustrating a case in which a normal driver 413 implemented as a PMOS transistor in FIG. 4 is implemented as an NMOS transistor.

도 5c는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 오버드라이버들(411a, 411b)을 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면.FIG. 5C is a diagram illustrating a case where the overdrivers 411a and 411b implemented as PMOS transistors in FIG. 4 are implemented as NMOS transistors.

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

301 : 비트라인감지증폭기어레이 303 : 서브홀영역301: bit line detection amplifier array 303: sub-hole area

305, 307 : 오버드라이버 309, 311 : 단위비트라인감지증폭기305, 307: Overdriver 309, 311: Unit bit line detection amplifier

313 : 노멀드라이버 315 : 풀다운드라이버313: normal driver 315: pull-down driver

317 : 전원라인프리차지부317: Power line precharge section

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 메모리 소자의 비트라인감지증폭기어레이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design techniques, and more particularly, to a bit line sensing amplifier array of a semiconductor memory device.

현재의 반도체 메모리 소자는 선폭 및 셀 사이즈가 지속적인 스케일링 다운이 진행됨에 따라 전원 전압의 저전압화가 가속되고 있으며, 이에 따라 저전압 환경에서 요구되는 성능을 만족시키기 위한 설계 기술이 요구되고 있다.As the scaling and down of the line width and the cell size continue to progress in the current semiconductor memory device, the voltage reduction of the power supply voltage is accelerated, and accordingly, a design technique for satisfying the performance required in a low voltage environment is required.

대부분의 반도체 메모리 소자는 외부 전압(전원 전압)을 인가 받아 내부 전압을 발생시키기 위한 내부 전압 발생회로를 칩 내에 탑재하여 칩 내부회로의 동작에 필요한 전압을 자체적으로 공급하도록 하고 잇다. 그 중에서도 디램(DRAM)과 같이 비트라인 감지증폭기를 사용하는 메모리 소자의 경우, 셀 데이터를 감지하기 위하여 코어 전압(VCORE)을 사용하고 있다.Most semiconductor memory devices are provided with an internal voltage generator circuit for generating an internal voltage by applying an external voltage (power supply voltage) to supply a voltage necessary for the operation of the chip internal circuit. In particular, in the case of a memory device using a bit line sensing amplifier such as DRAM, a core voltage VCORE is used to detect cell data.

하지만, 동작 전압이 낮아지는 추세의 디램에서 코어 전압(VCORE)만을 이용하게 되면, 짧은 시간에 많은 셀의 데이터를 증폭시키는데 무리가 따르게 된다.However, if only the core voltage VCORE is used in a DRAM where the operating voltage decreases, it is difficult to amplify the data of many cells in a short time.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 비트라인 감지증폭기의 동작 초기(메모리 셀과 비트라인간 전하 공유 직후)에 비트라인 감지증폭기의 풀업 전원라인을 일정 시간 동안 코어 전압(VCORE)보다 높은 전압(일반적으로 전원 전압(VDD)을 사용)으로 구동하는 비트라인 감지증폭기 오버드라이빙 방식을 채택하고 있다.To solve this problem, the pull-up power line of the bit line sense amplifier is initially connected to a voltage higher than the core voltage (VCORE) for a certain period of time at the beginning of operation of the bit line sense amplifier immediately after the charge sharing between the memory cell and the bit line. It adopts a bit line sense amplifier overdriving method which is driven by voltage (VDD).

이와 같은 오버드라이빙 방식을 채택한 반도체 메모리 장치를 설명하면 하기와 같다.A semiconductor memory device employing such an overdriving method will now be described.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating a semiconductor memory device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치는 여러 영역중 셀영역과 서브홀영역으로 구분지을수 있는데, 여기서 셀영역은 워드라인(WL, word line)과 비트라인(BL, bit line)을 포함하는 셀어레이(cell array)가 대표적이며, 서브홀영역은 워드라인(WL)을 구동하는 서브워드라인드라이버(SWD), 비트라인(BL)에 실린 데이터를 감지 및 증폭하는 단위비트라인감지증폭기가 복수개 만큼 구비된 비트라인감지증폭기어레이(bit line sanse amplifier array) 및 비트라인감지증폭기의 풀업 및 풀다운전원라인을 구동하는 비트라인감지증폭기드라이버가 대표적이다.Referring to FIG. 1, a semiconductor memory device may be divided into a cell region and a sub-hole region among various regions, wherein the cell region includes a cell array including a word line (WL) and a bit line (BL). A typical cell array includes a sub word line driver SWD for driving a word line WL, and a plurality of unit bit line detection amplifiers for sensing and amplifying data carried on the bit line BL. Typical bit line sense amplifier arrays are the bit line sense amplifier drivers that drive the pull-up and pull-down power lines of the bit line sense amplifier array.

여기서, 비트라인감지증폭기어레이에 대해 설명하면 하기와 같다.Here, the bit line detection amplifier array will be described.

도 2는 도 1의 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the bit line detection amplifier array of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 비트라인감지증폭기어레이는 복수개의 단위비트라인감지증폭기들(201, 203, 여기서 단위비트라인감지증폭기들은 복수개 만큼 준비되나, 설명의 편의를 위해 이하 설명에서는 단수취급한다.)로 이루어지는데, 더 구비되는 장치로써, 단위비트라인감지증폭기들(201, 203)에 대응되도록 구비되고, 비트라인을 프리차지시키는 비트라인프리차지부(205, 207)가 있다.Referring to FIG. 2, the bit line detection amplifier array includes a plurality of unit bit line detection amplifiers 201 and 203, wherein a plurality of unit bit line detection amplifiers are prepared, but for convenience of description, the singular description will be given below. The device may further include bit line precharge units 205 and 207 that correspond to the unit bit line detection amplifiers 201 and 203 and precharge the bit line.

이는 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 것이고, 이를 제어하기 위해 서브 홀영역에 단위비트라인감지증폭기들(201, 203)의 전원라인(RTO, SB)을 코어전압(VCORE, =노멀드라이빙전압), 전원전압(VDD, =오버드라이빙전압) 및 접지전압(VSS)으로 구동하기 위한 노멀드라이버(213), 오버드라이버(211) 및 풀다운드라이버(215)가 구비된다. 여기서 도면부호 (209)는 단위비트라인감지증폭기들(201, 203)의 전원라인(RTO, SB)을 프리차지시키는 단위비트라인감지증폭기 전원라인프리차지부(209)이다.This shows a bit line detection amplifier array. To control this, the power lines RTO and SB of the unit bit line detection amplifiers 201 and 203 are connected to a core voltage (VCORE, = normal driving voltage) and a power supply in the sub-hole area. A normal driver 213, an overdriver 211, and a pull-down driver 215 for driving with the voltage VDD (= overdriving voltage) and the ground voltage VSS are provided. Here, reference numeral 209 denotes a unit bit line sensing amplifier power line precharge unit 209 for precharging the power lines RTO and SB of the unit bit line sensing amplifiers 201 and 203.

이때, 노멀드라이버(213)는 노멀드라이빙신호(SAP2)에 의해 구동되고, 오버드라이버(211)는 오버드라이빙신호(SAP1)에 의해 구동되며, 풀다운드라이버(215)는 풀다운드라이빙신호(SAN)에 의해 구동된다.In this case, the normal driver 213 is driven by the normal driving signal SAP2, the overdriver 211 is driven by the overdriving signal SAP1, and the pull-down driver 215 is driven by the pull-down driving signal SAN. Driven.

여기서, 단위비트라인감지증폭기들(201, 203)은 풀업전원라인(RTO)을 공통으로 사용하여 센싱동작을 수행한다. 즉, 센싱동작구간 중에 초기 일정구간 동안에는 오버드라이빙동작을 수행하고, 그 후에는 노멀드라이빙동작을 수행하여 센싱효율를 향상시킨다. Here, the unit bit line detection amplifiers 201 and 203 perform a sensing operation by using the pull-up power line RTO in common. That is, the overdriving operation is performed during the initial predetermined period of the sensing operation period, and then the normal driving operation is performed thereafter to improve the sensing efficiency.

그런데, 오버드라이빙동작을 제어하는 장치는 서브홀영역에 구비되어 있고, 그 출력(노멀드라이빙전압 또는 오버드라이빙전압)을 공유하는 방식이기 때문에 오버드라이버(211), 노멀드라이버(213)가 구비된 서브홀영역에서 상대적으로 먼 단위비트라인감지증폭기는 단위비트라인감지증폭기의 전원라인의 로딩(loading)에 의해 감소된 전위로 오버드라이빙동작을 수행하게 된다. 따라서 센싱속도 및 센싱효율의 차이가 발생하게 된다. However, since the apparatus for controlling the overdriving operation is provided in the sub-hole area and shares the output (normal driving voltage or overdriving voltage), the sub driver including the over driver 211 and the normal driver 213 is provided. The unit bit line detection amplifier relatively far from the hall region performs an overdriving operation with a potential reduced by the loading of the power line of the unit bit line detection amplifier. Therefore, a difference in sensing speed and sensing efficiency occurs.

그리고, 풀업전원라인(RTO)이라는 공통노드는 복수의 단위비트라인감지증폭 기(201, 203)간의 공유노드이기 때문에 일반적으로 메쉬(mesh) 형태에 취약하여 저전력을 사용을 위해 일반적으로 피모스 트랜지스터를 사용하는 오버드라이버(211)로 풀업전원라인(RTO)과 전원전압(VDD)을 연결시켜줄 시에 파워 소모에 의한 전압 강하에 취약한 문제를 갖게 된다.In addition, since a common node called a pull-up power line (RTO) is a shared node between a plurality of unit bit line sensing amplifiers 201 and 203, the PMOS transistor is generally vulnerable to a mesh shape so that low power is generally used. When the pull-up power supply line (RTO) and the power supply voltage (VDD) are connected to the over-driver 211 using the vulnerable to the voltage drop due to power consumption.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 일측에서 공급되는 비트라인감지증폭기 구동전압을 받되, 공급라인의 로딩차에 의해 동작효율차가 발생되는 문제점을 해결하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.The present invention is proposed to solve the problems of the prior art as described above, while receiving a bit line sensing amplifier driving voltage supplied from one side, a semiconductor memory device for solving the problem that the operation efficiency difference caused by the loading difference of the supply line To provide a first object.

그리고, 복수개의 비트라인감지증폭기가 동일한 오버드라이빙동작 효율을 갖는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which a plurality of bit line detection amplifiers have the same overdriving operation efficiency.

그리고, 메쉬형태에 취약한 풀업전원라인으로 인한 전압강하 문제를 해결하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.A third object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that solves a voltage drop problem due to a pull-up power line vulnerable to a mesh shape.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 비트라인감지증폭기 어레이 영역에 배치되며, 풀업전원라인과 풀다운전원라인을 공유하는 다수의 비트라인감지증폭기; 서브홀 영역에 배치되어 상기 풀업전원라인을 노멀드라이빙전압으로 구동하기 위한 노멀드라이버; 및 상기 비트라인감지증폭기 어레이 영역에, 각각의 비트라인감지증폭기에 대응하여 배치되어 상기 풀업전원라인을 오버드라이빙전압으로 구동하기 위한 다수의 오버드라이버를 구비하는 반도체 메모리 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a plurality of bit line sensing amplifiers disposed in the bit line detection amplifier array region, and sharing the pull-up power line and the pull-down power line; A normal driver disposed in a sub-hole region for driving the pull-up power line with a normal driving voltage; And a plurality of overdrivers disposed in the bit line sensing amplifier array area corresponding to each bit line sensing amplifier and configured to drive the pull-up power supply line with an overdriving voltage.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비트라인감지증폭기어레이의 개념을 나타낸 도면이다.3 illustrates a concept of a bit line detection amplifier array according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 비트라인감지증폭기어레이(301)는 복수의 단위비트라인감지증폭기(309, 311), 복수의 단위비트라인감지증폭기(309, 311)에 대응되는 위치 및 갯수로 구비된 또는 n개 별로 묶은(이때, n개의 단위는 설명의 편의를 위해 정한 숫치일뿐이고, 이는 단위비트라인감지증폭기들이 병렬로 연결된 비트라인감지증폭기 전원라인의 로딩차에 의한 동작효율이 감소되지 않는 범위로 묶은 것을 의미하는 것이다.) 단위비트라인감지증폭기블록에 대응되는 위치 및 갯수로 구비된 오버드라이버(305, 307)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the bit line sensing amplifier array 301 is provided with a number and positions corresponding to the plurality of unit bit line sensing amplifiers 309 and 311 and the plurality of unit bit line sensing amplifiers 309 and 311. n units (where n units are only numbers for convenience of explanation, which are ranges that do not reduce the operation efficiency due to the loading difference of the bit line sensing amplifier power lines in which the unit bit line sensing amplifiers are connected in parallel). And over-drivers 305 and 307 provided in positions and numbers corresponding to the unit bit line detection amplifier blocks.

그리고, 이와 같은 비트라인감지증폭기어레이(301)를 제어하기 위한 서브홀영역(303)으로써, 비트라인감지증폭기어레이(301)의 공통전원라인인 풀업전원라인과 풀다운전원라인을 구동시키기 위한 노멀드라이버(313)와 풀다운드라이버(315)가 구비된다.As a sub-hole region 303 for controlling the bit line detection amplifier array 301, a normal driver for driving a pull-up power supply line and a pull-down power supply line, which are common power lines of the bit line detection amplifier array 301, are used. 313 and a pull-down driver 315 are provided.

본 도 3을 보면 본 발명의 개념을 파악할 수 있다. 즉, 첫번째 단위비트라인감지증폭기(311)와 마지막번째 단위비트라인감지증폭기(309) 사이에 부분적으로, 또는 각 단위비트라인감지증폭기들(311, 309)에 대응되도록 구비된 복수의 오버드라이버(305, 307)에 의해 복수의 단위비트라인감지증폭기(311, 309)의 동작효율을 일치시킨다.3, the concept of the present invention can be grasped. That is, a plurality of overdrivers provided to partially correspond to the first unit bit line detection amplifier 311 and the last unit bit line detection amplifier 309 or to correspond to the respective unit bit line detection amplifiers 311 and 309. 305 and 307 match the operating efficiency of the plurality of unit bit line detection amplifiers 311 and 309.

이와 같은 개념도를 더욱 자세하게 설명하면 하기와 같다.When explaining such a conceptual diagram in more detail as follows.

도 4 도 3의 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 회로도이다. 4 is a circuit diagram illustrating a bit line detection amplifier array of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 비트라인감지증폭기어레이는 복수개의 단위비트라인감지증폭기(401, 403, 여기서 단위비트라인감지증폭기는 복수개 만큼 준비되나, 설명의 편의를 위해 이하 설명에서는 단수취급한다.), 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)에 대응되는 위치 및 갯수로 구비된 오버드라이버(411a, 411b)로 이루어지는데, 더 구비되는 장치로써, 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)에 대응되도록 구비되고, 비트라인을 프리차지시키는 비트라인프리차지부(405, 407)가 있다. 이때, 오버드라이버(411a, 411b)는 각 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)에 대응되는 위치 및 갯수로 구비되어 있으나, 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 공통전원라인에 부분적으로{각 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 오버드라이빙 효율차가 발생되지 않는 범위내에서 부분적으로) 구비될 수도 있다. Referring to FIG. 4, the bit line detection amplifier array includes a plurality of unit bit line detection amplifiers 401 and 403, in which a plurality of unit bit line detection amplifiers are provided, but for convenience of description, the singular description will be given below. It consists of over-drivers 411a, 411b provided in a position and a number corresponding to the unit bit line detection amplifiers 401, 403. The device is further provided to correspond to the unit bit line detection amplifiers 401, 403. Bit line precharge units 405 and 407 are provided to precharge the bit lines. In this case, the overdrivers 411a and 411b are provided in positions and numbers corresponding to the respective unit bit line detection amplifiers 401 and 403, but are partially provided on the common power lines of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403. (Partially within a range in which an overdriving efficiency difference of each of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 does not occur).

여기까지는 비트라인감지증폭기어레이를 나타낸 것이고, 이를 제어하기 위해 서브홀영역에 단위비트라인감지증폭기(401, 403)의 전원라인(RTO, SB)을 코어전압(VCORE, =노멀드라이빙전압) 및 접지전압(VSS)으로 구동하기 위한 노멀드라이버(413) 및 풀다운드라이버(415)가 구비된다. 여기서, 도면부호 (409)는 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 전원라인(RTO, SB)을 프리차지시키는 단위비트라인 감지증폭기 전원라인프리차지부(409)이다.Up to this point, the bit line detection amplifier array is shown. To control this, the power lines RTO and SB of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 are connected to the core voltage (VCORE, = normal driving voltage) and ground in the subhole area. A normal driver 413 and a pull-down driver 415 for driving with the voltage VSS are provided. Here, reference numeral 409 denotes a unit bit line sense amplifier power line precharge unit 409 for precharging the power lines RTO and SB of the unit bit line sense amplifiers 401 and 403.

이때, 노멀드라이버(413)는 노멀드라이빙신호(SAP2)에 의해 구동되고, 오버드라이버들(411a, 411b)은 오버드라이빙신호(SAP1)에 의해 구동되며, 풀다운드라이버(415)는 풀다운드라이빙신호(SAN)에 의해 구동된다.At this time, the normal driver 413 is driven by the normal driving signal SAP2, the overdrivers 411a and 411b are driven by the overdriving signal SAP1, and the pull-down driver 415 is the pull-down driving signal SAN. Driven by).

여기서, 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)은 풀업전원라인(RTO)을 공통으로 사용하여 센싱동작을 수행한다. 즉, 센싱동작구간 중에 초기 일정구간 동안에는 오버드라이빙동작을 수행하고, 그 후에는 노멀드라이빙동작을 수행하여 센싱효율를 향상시킨다. Here, the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 perform a sensing operation by using the pull-up power line RTO in common. That is, the overdriving operation is performed during the initial predetermined period of the sensing operation period, and then the normal driving operation is performed thereafter to improve the sensing efficiency.

그리고, 오버드라이버들(411a, 411b), 노멀드라이버(413) 및 풀다운드라이버(415)는 피모스 트랜지스터로 구현할 수 있다.In addition, the overdrivers 411a and 411b, the normal driver 413, and the pull-down driver 415 may be implemented as PMOS transistors.

본 발명의 특징을 구조적으로 정리해보면 종래에서는 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 일측에 단수로 오버드라이버를 구비하였으나, 본 발명에서는 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)에 대응되는 위치 및 갯수 또는 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 오버드라이빙 효율차가 발생치 않는 범위에서 부분적으로 오버드라이버를 구비한다.The structural features of the present invention are conventionally provided with an overdriver on the one side of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403, but the position corresponding to the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 in the present invention. And an overdriver in part within a range in which the number of overdriving efficiencies of the number or unit bit line detection amplifiers 401 and 403 does not occur.

계속해서, 비트라인감지증폭기어레이의 동작을 설명하면 하기와 같다.Subsequently, the operation of the bit line detection amplifier array will be described.

비트라인과 메모리셀이 전하를 공유하게 되어 비트라인에 데이터가 실리고, 이를 증폭하기 위해서 단위비트라인감지증폭기(401, 403)가 동작하게 된다. 이때, 단위비트라인감지증폭기(401, 403)의 증폭동작은 초기동작구간엔 오버드라이빙동작을 위해 오버드라이빙신호(SAP1)가 활성화되어 오버드라이버(411a, 411b)가 구동되 고, 이후구간엔 노멀드라이버동작을 위해 노멀드라이빙신호(SAP2)가 활성화되어 노멀드라이버(413)가 구동되어 증폭동작을 수행한다.Since the bit lines and the memory cells share charges, data is loaded on the bit lines, and the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 operate to amplify them. At this time, in the amplification operation of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403, the overdrive signal SAP1 is activated for the overdriving operation in the initial operation section, and the overdrivers 411a and 411b are driven. The normal driving signal SAP2 is activated for the driver operation so that the normal driver 413 is driven to perform an amplification operation.

결과적으로, 구조적인 측면에서 복수의 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)에 대응되는 위치 및 갯수 또는 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 오버드라이빙 효율차가 발생치 않는 범위에서 부분적으로 구비된 오버드라이버들(411a, 411b)에 의해 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)간의 오버드라이빙 효율차가 발생하지 않도록 한다.As a result, in terms of structure, the position and number corresponding to the plurality of unit bit line detection amplifiers 401 and 403 or the amount of overdriving efficiency difference between the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 do not occur. The overdrivers 411a and 411b are provided so that an overdriving efficiency difference between the unit bit line detection amplifiers 401 and 403 does not occur.

그리고, 개별적으로 오버드라이버(411a 또는 411b)에 문제가 발생하여 동작하지 않을 경우, 오버드라이버가 복수개로 구비되어 있기 때문에 단위비트라인감지증폭기들(401, 403)의 오동작을 방지할 수 있다.In addition, when a problem occurs in the overdrivers 411a or 411b separately, a plurality of overdrivers may be provided to prevent malfunctions of the unit bit line detection amplifiers 401 and 403.

또한, 종래의 하나의 전압공급원 - 전원전압(VDD)을 의미함 - 에 의해 구동되는 풀업전원라인(RTO)이 메쉬(mesh) 형태에 취약하여 전압 강하가 발생하는 문제점을, 본 발명에서는 풀업전원라인(RTO)이 복수의 오버드라이버(411a, 411b)에 의해 복수의 전압공급원 - 전원전압(VDD)을 의미함 - 을 구비하여 상기 문제점을 해결한다.In addition, the pull-up power supply line (RTO) driven by a conventional voltage supply source (meaning the power supply voltage (VDD)) is vulnerable to the mesh (mesh) form a problem that the voltage drop occurs in the present invention, pull-up power supply The line RTO is provided with a plurality of voltage sources (meaning a power supply voltage VDD) by a plurality of overdrivers 411a and 411b to solve the above problem.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

예컨대, 전술한 실시예에서 사용된 로직의 종류 및 배치는 입력신호 및 출력 신호가 모두 하이 액티브 신호인 경우를 일례로 들어 구현한 것이므로, 신호의 액티브 극성이 바뀌면 로직의 구현예 역시 변화될 수 밖에 없으며, 이러한 구현예는 경우의 수가 너무나 방대하고, 또한 그 구현예의 변화가 본 발명이 속하는 기술분아에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 기술적으로 쉽게 유추될 수 있는 사항이므로 각각의 경우에 대해 직접적으로 언급하지는 않기로 한다.For example, since the type and arrangement of the logic used in the above-described embodiment is implemented as an example in which both the input signal and the output signal are high active signals, the implementation of the logic may also change when the active polarity of the signal is changed. There is no such embodiment, because the number of cases is too large, and the change in the embodiment is a matter that can be easily technically inferred by those skilled in the art of the present invention belongs directly to each case I will not mention it.

또한, 전술한 실시예에서 오버드라이버들과 노멀드라이버는 복수의 논리회로로 구현하는 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 이 역시 하나의 구현예에 지나지 않는다.In addition, in the above-described embodiment, the overdrivers and the normal driver have been described as an example of implementing a plurality of logic circuits, but this is also merely one implementation.

이를 도면을 이용하여 설명하면, 도 5a는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 오버드라이버(411a, 411b) 및 노멀드라이버(413)를 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.5A is a diagram illustrating a case in which the over drivers 411a and 411b and the normal driver 413 implemented as PMOS transistors in FIG. 4 are implemented as NMOS transistors.

이와 같이 엔모스 트랜지스터로 오버드라이버들(511a, 513b)과 노멀드라이버(413)을 구현하게 되면, 전원전압(VDD) 보다 적어도 문턱전압만큼 높은 전압으로 턴온 시켜야 한다.As such, when the over drivers 511a and 513b and the normal driver 413 are implemented as the NMOS transistor, it is necessary to turn on the voltage at least as high as the threshold voltage than the power supply voltage VDD.

이와 같이 엔모스 트랜지스터를 적용할 경우 전력 소모는 증가하나, 일반적으로 피모스 트랜지스터는 전자가 소수 캐리어이기 때문에 단위 면적당 존재하는 전자의 수가 엔모스 트랜지스터에 비해 적다. 따라서, 동일한 구동전류를 획득한다는 가정하에서는 엔모스 트랜지스터가 피모스 트랜지스터 보다 적은 면적으로 구현되므로, 반도체 메모리 소자의 사이즈를 줄일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.When the NMOS transistor is applied as described above, power consumption increases, but in general, since the PMOS transistor is an electron carrier, the number of electrons per unit area is smaller than that of the NMOS transistor. Therefore, under the assumption that the same driving current is obtained, since the NMOS transistor is implemented with a smaller area than the PMOS transistor, the size of the semiconductor memory device can be reduced.

도 5b는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 노멀드라이버(413)를 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.FIG. 5B is a diagram illustrating a case in which the normal driver 413 implemented as a PMOS transistor in FIG. 4 is implemented as an NMOS transistor.

노멀드라이버(613)에 비해 상대적으로 많은 로딩(loading)을 갖는 오버드라이버들(611a, 611b)은 피모스 트랜지스터를 사용하여 전력 소모를 줄이고, 노멀드라이버(613)를 엔모스 트랜지스터로 구현하여 서브홀영역의 면적을 줄인다.Compared to the normal driver 613, the overdrivers 611a and 611b which have relatively more loadings reduce power consumption using PMOS transistors, and implement the sub-holes by implementing the normal driver 613 as an NMOS transistor. Reduce the area of the area

도 5c는 도 4에서 피모스 트랜지스터로 구현된 오버드라이버들(411a, 411b)을 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.FIG. 5C is a diagram illustrating a case where the over drivers 411a and 411b implemented as PMOS transistors in FIG. 4 are implemented as NMOS transistors.

이것은, 비트라인감지증폭기어레이의 면적을 줄이고, 피모스 트랜지스로 구현된 노멀드라이버(713)로 전력 소모를 줄이고자 하는 것이다.This is to reduce the area of the bit line detection amplifier array and to reduce power consumption with the normal driver 713 implemented with PMOS transistors.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단위비트라인감지증폭기들간의 오버드라이비 효율차가 발생하지 않아, 단위비트라인감지증폭기의 안정된 오버드라이빙 동작과 반도체 메모리 장치의 속도 개선의 효과를 얻는다.As described above, the present invention does not generate an over-driving efficiency difference between the unit bit line sensing amplifiers, thereby achieving an effect of stable overdriving operation of the unit bit line sensing amplifier and speed improvement of the semiconductor memory device.

그리고, 개별적으로 오버드라이버에 문제가 발생하여 동작하지 않을 경우, 오버드라이버가 복수개로 구비되어 있기 때문에 단위비트라인감지증폭기들의 오동작을 방지할 수 있다.In addition, when a problem occurs in the overdriver and does not operate individually, since a plurality of overdrivers are provided, malfunctions of the unit bit line detection amplifiers can be prevented.

또한, 메쉬형태에 취약한 풀업전원라인으로 인한 전압강하 문제점을 해결하여, 전력의 절감 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to solve the voltage drop problem due to the pull-up power line vulnerable to the mesh shape, it is possible to obtain a power saving effect.

마지막으로, 오버드라이버 및 노멀드라이버를 피모스 또는 엔모스 트랜지스 터로 구현하여 반도체 메모리 장치의 면적감소 및 전력소모감소 효과를 획득할 수 있다.Finally, the over driver and the normal driver may be implemented as PMOS or NMOS transistors to obtain the area reduction and power consumption reduction effect of the semiconductor memory device.

Claims (6)

삭제delete 비트라인감지증폭기 어레이 영역에 배치되며, 풀업전원라인과 풀다운전원라인을 공유하는 다수의 비트라인감지증폭기;A plurality of bit line sensing amplifiers disposed in the bit line sensing amplifier array area and sharing a pull up power line and a pull down power line; 서브홀 영역에 배치되어 상기 풀업전원라인을 노멀드라이빙전압으로 구동하기 위한 노멀드라이버; 및A normal driver disposed in a sub-hole region for driving the pull-up power line with a normal driving voltage; And 상기 비트라인감지증폭기 어레이 영역에, 각각의 비트라인감지증폭기에 대응하여 배치되어 상기 풀업전원라인을 오버드라이빙전압으로 구동하기 위한 다수의 오버드라이버A plurality of overdrivers disposed in the bit line sense amplifier array area corresponding to each bit line sense amplifier to drive the pull-up power line with an overdriving voltage; 를 구비하는 반도체 메모리 장치.A semiconductor memory device having a. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 오버드라이버는 각각 엔모스 트랜지스터 또는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.The plurality of over drivers are each an NMOS transistor or a PMOS transistor. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 노멀드라이버는 엔모스 트렌지스터 또는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the normal driver is an NMOS transistor or a PMOS transistor. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 다수의 오버드라이버가 엔모스 트랜지스터이면 구동전압은 승압전압인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the driving voltage is a boost voltage when the plurality of over drivers are NMOS transistors. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 노멀드라이버가 엔모스 트랜지스터이면 구동전압은 승압전압인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the driving voltage is a boost voltage when the normal driver is an NMOS transistor.
KR1020060039707A 2005-09-29 2006-05-02 Semiconductor memory device KR100834390B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/480,197 US7505297B2 (en) 2005-09-29 2006-06-29 Semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050090879 2005-09-29
KR20050090879 2005-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070036621A KR20070036621A (en) 2007-04-03
KR100834390B1 true KR100834390B1 (en) 2008-06-04

Family

ID=38158752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060039707A KR100834390B1 (en) 2005-09-29 2006-05-02 Semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100834390B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100970865B1 (en) * 2008-09-10 2010-07-20 충북대학교 산학협력단 Display device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859807A (en) 1996-01-26 1999-01-12 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device having a controlled overdriving circuit
KR20000051065A (en) * 1999-01-18 2000-08-16 김영환 Over drive circuit for semiconductor memory
JP2000243085A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Hitachi Ltd Semiconductor device
KR20010037530A (en) * 1999-10-18 2001-05-15 박종섭 Sense amplifier and Method for over drive using the same
US6392944B1 (en) 2001-02-05 2002-05-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device capable of performing stable sensing operation even under low power supply voltage environment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859807A (en) 1996-01-26 1999-01-12 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device having a controlled overdriving circuit
KR20000051065A (en) * 1999-01-18 2000-08-16 김영환 Over drive circuit for semiconductor memory
JP2000243085A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Hitachi Ltd Semiconductor device
KR20010037530A (en) * 1999-10-18 2001-05-15 박종섭 Sense amplifier and Method for over drive using the same
US6392944B1 (en) 2001-02-05 2002-05-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device capable of performing stable sensing operation even under low power supply voltage environment

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070036621A (en) 2007-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8072823B2 (en) Semiconductor memory device
US8830774B2 (en) Semiconductor memory device
US9030900B2 (en) Semiconductor device, semiconductor memory device and operation method thereof
JPH04370596A (en) Sense amplifier executing high-speed sensing operation
US6771550B2 (en) Semiconductor memory device with stable precharge voltage level of data lines
JP2009123272A (en) Semiconductor memory and its control method
US8189406B2 (en) Device and method generating internal voltage in semiconductor memory device
JP2005085454A (en) Integrated circuit device including memory array, and method for power gating in integrated circuit device in which memory with sense amplifier is incorporated
TWI299167B (en) Sense amplifier overdriving circuit and semiconductor device using the same
US8743628B2 (en) Line driver circuits, methods, and apparatuses
US8213252B2 (en) Semiconductor memory device comprising sense amplifiers configured to stably amplify data
US20070076500A1 (en) Semiconductor memory device
US7505297B2 (en) Semiconductor memory device
US20100191987A1 (en) Semiconductor device using plural external voltage and data processing system including the same
KR100834390B1 (en) Semiconductor memory device
JP4272592B2 (en) Semiconductor integrated circuit
KR100652797B1 (en) Sense amplifier overdriver control circuit and method for controlling sense amplifier of semiconductor device
US6952374B2 (en) Memory device for rapid data access from memory cell
JP2004140344A (en) Semiconductor integrated circuit
KR100719170B1 (en) Semiconductor memory device
US8120980B2 (en) Semiconductor memory device in which a method of controlling a BIT line sense amplifier is improved
US7864610B2 (en) Sense amplifier controlling circuit and controlling method
KR100911872B1 (en) Bit line sense amplifier
KR100406542B1 (en) Sense amplifier controller and method thereof in semiconductor memory device
KR100562662B1 (en) Sense amplifier for low voltage in semiconductor memory device and its driving method

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: 20120424

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee