KR100873622B1 - Bulk voltage generator and semiconductor memory device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 전압 생성 회로의 블록도, 1 is a block diagram of a bulk voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention;
도 2a는 도 1에 따른 벌크 기준 전압 생성부의 블록도, 2A is a block diagram of a bulk reference voltage generator according to FIG. 1;
도 2b는 도 2a에 따른 벌크 기준 전압 생성부의 회로도,2B is a circuit diagram of a bulk reference voltage generator according to FIG. 2A;
도 3은 도 1에 따른 펌프 신호 생성부의 회로도, 및3 is a circuit diagram of a pump signal generator according to FIG. 1, and
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 P웰에 의해 N웰이 분리된 매트의 블록도, 및4 is a block diagram of a mat in which N wells are separated by a P well according to another embodiment of the present invention, and
도 5는 도 4를 포함하는 반도체 메모리 장치의 개념적인 블록도이다.FIG. 5 is a conceptual block diagram of a semiconductor memory device including FIG. 4.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 벌크 기준 전압 생성부 150 : 벌크 전압 제공부100: bulk reference voltage generation unit 150: bulk voltage providing unit
160 : 비교부 170 : 출력부160: comparison unit 170: output unit
180 : 레벨 쉬프터 200 : 펌프 신호 생성부180: level shifter 200: pump signal generation unit
본 발명은 벌크 전압 생성 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라이트 동 작 특성을 향상시키는 벌크 전압 생성 회로 및 이를 포함하는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bulk voltage generation circuit, and more particularly, to a bulk voltage generation circuit for improving write operation characteristics and a semiconductor memory device including the same.
일반적으로 반도체 메모리 장치는 다양한 전위 레벨의 내부전압을 사용한다. 예를 들어, 비트라인 프리차지 전압(VBLP), 승압 전압(VPP), 벌크 전압(Bulk Voltage, 이하 ‘VBB’라 함)등이다.In general, semiconductor memory devices use internal voltages of various potential levels. For example, the bit line precharge voltage VBLP, the boost voltage VPP, the bulk voltage (hereinafter referred to as "VBB"), and the like.
특히, 벌크 전압(VBB)은 반도체 기판의 벌크(bulk)에 인가되는 전압으로서, 접지 전압(VSS)보다 낮은 음의 전압 레벨을 가진다. 이로 인하여, 기판의 벌크 전압(셀 트랜지스터의 웰 전압)과 셀 트랜지터의 소오스(source) 전압 차이가 발생한다. 이러한 차이, 즉 바디 이펙트(body effect)현상으로 셀 트랜지스터의 문턱 전압은 상승된다. 따라서, 셀 트랜지스터의 문턱 전압이 상승됨으로써 누설 전류가 감소되고, 데이터 보유 시간(data retention time)이 증가되어 리프레쉬(refresh) 특성이 개선될 수 있다. In particular, the bulk voltage VBB is a voltage applied to the bulk of the semiconductor substrate and has a negative voltage level lower than the ground voltage VSS. As a result, a difference between the bulk voltage of the substrate (well voltage of the cell transistor) and the source voltage of the cell transistor occurs. Due to this difference, a body effect phenomenon, the threshold voltage of the cell transistor is increased. Therefore, the leakage current is reduced by increasing the threshold voltage of the cell transistor, the data retention time is increased, and the refresh characteristic can be improved.
한편, tWR(Write Recovery Time)이란 라이트 회복 시간으로서, 셀 트랜지스터에 마지막 데이터를 라이트하고 난 후 프리차지되기까지의 시간을 의미한다. 그러나, 이러한 메모리 셀에 데이터 라이트시, 상승된 문턱 전압으로 인하여 라이트 동작이 어려워짐으로써, tWR 특성이 열화될 수 있다.On the other hand, tWR (Write Recovery Time) is a write recovery time, which means the time from the last data write to the cell transistor to precharge. However, when data is written to the memory cell, the write operation becomes difficult due to the raised threshold voltage, thereby degrading the tWR characteristic.
본 발명의 기술적 과제는 라이트 동작 특성을 개선하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device for improving the write operation characteristics.
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상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 기술적 과제를 달성하기 위하여 반도체 메모리 장치는 라이트 명령 신호의 활성화 여부에 따라 출력 레벨이 다른 벌크 기준 전압을 제공하는 벌크 전압 생성 회로가 구비된 뱅크, 뱅크 내에 배치되며 N웰에 의해 P웰이 완전히 분리된 매트 어레이를 포함하는 복수의 매트 블록을 포함하며, 매트 블록마다 상기 벌크 전압을 공급하는 벌크 전압 공급 펌프가 구비된다.
벌크 전압 공급 펌프는 상기 뱅크의 사방 가장자리에 배치된다. 또한, N웰에는 외부 전압을 승압한 고전압을 인가하며, P웰에는 벌크 전압을 인가한다.In order to achieve the above technical problem, a semiconductor memory device is disposed in a bank including a bulk voltage generation circuit that provides a bulk reference voltage having a different output level according to whether a write command signal is activated. And a plurality of mat blocks including a mat array in which P wells are completely separated by N wells, and a bulk voltage supply pump is provided to supply the bulk voltage to each mat block.
Bulk voltage supply pumps are arranged at all four edges of the bank. In addition, a high voltage obtained by boosting an external voltage is applied to the N well, and a bulk voltage is applied to the P well.
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이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들에 따르면 라이트 동작시 벌크 전압을 가변시켜 tWR 특성을 개선할 수 있다. 즉, 라이트 명령 신호의 활성화 여부에 따라 벌크 전압을 가변시킴으로써, 라이트 동작시 문턱 전압이 낮아지도록 제어할 수 있다. 라이트 동작용 벌크 기준 전압을 이용함으로써, 라이트 동작시 문턱 전압을 간단히 제어하여 tWR 특성을 개선시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, the tWR characteristic may be improved by varying the bulk voltage during the write operation. That is, by changing the bulk voltage according to whether the write command signal is activated, the threshold voltage may be controlled to be lowered during the write operation. By using the bulk reference voltage for the write operation, it is possible to improve the tWR characteristic by simply controlling the threshold voltage during the write operation.
이와 같은 벌크 전압 생성 회로에 대해 보다 구체적으로 설명한다. Such a bulk voltage generation circuit will be described in more detail.
도 1을 참조하면, 벌크 전압 생성 회로는 벌크 기준 전압 생성부(100) 및 펌프 신호 생성부(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the bulk voltage generation circuit includes a bulk
본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 기준 전압 생성부(100)는 라이트 명령 신호(WT) 및 제 1 기준 전압(VREF1) 또는 제 2 기준 전압(VREF2)을 수신하여 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 제공한다. 이러한 벌크 기준 전압 생성부(100)는 라이트 동작시 메모리 셀 트랜지스터의 문턱 전압이 가변되도록 제 1 기준 전압(VREF1) 또는 제 2 기준 전압(VREF2)을 이용한다.The bulk
펌프 신호 생성부(200)는 감지된 벌크 전압(VBB)에 따라 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 이용하여 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)를 제공한다. 즉, 펌프 신호 생성부(200)는 벌크 전압(VBB)을 감지하여 벌크 전압(VBB)의 펌핑 여부를 결정한다.The
도 2a를 참조하면, 벌크 기준 전압 생성부(100)는 벌크 전압 제공부(150) 및 레벨 쉬프터(180)를 포함한다.Referring to FIG. 2A, the bulk
우선, 벌크 전압 제공부(150)는 라이트 명령 신호(WT)의 활성화 여부에 따라 제 1 기준 전압(VREF1) 또는 제 2 기준 전압(VREF2)을 레벨 쉬프터(180)의 입력 신호(A)로서 선택적으로 제공한다. 라이트 명령 신호(WT)는 라이트 동작시 활성화된 하이 레벨로 제공되는 신호이다.First, the
레벨 쉬프터(180)는 비교부(160) 및 출력부(170)를 포함한다. The
보다 구체적으로 설명하면, 비교부(160)는 선택적으로 제공되는 제 1 기준 전압(VREF1) 또는 제 2 기준 전압(VREF2) 및 저항비에 의해 분배되는 전압 신호(미 도시)를 수신하여 비교 신호(B)를 제공한다.In more detail, the
그리하여, 출력부(170)는 비교 신호(B)를 수신하여 소정 레벨로 상승된 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 제공한다. 즉, 출력부(170)는 수신된 제 1 또는 제 2 기준 전압(VREF1 또는 VREF2)에 대응하여 각각의 수신 레벨보다 소정 레벨 쉬프팅된 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 제공한다.Thus, the
다음의 도 2b를 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다.This will be described in more detail with reference to FIG. 2B.
구체적으로, 벌크 전압 제공부(150)는 전송부(151)를 포함한다. 전송부(151)는 제 1 전송 게이트(T1) 및 제 2 전송 게이트(T2)를 포함한다. 이러한 제 1 전송 게이트(T1) 및 제 2 전송 게이트(T2)는 라이트 명령 신호(WT)의 활성화 여부에 따라 선택적으로 턴온된다. 제 1 전송 게이트(T1)가 턴온되면 제 1 기준 전압(VREF1)을 제공한다. 제 2 전송 게이트(T2)가 턴온되면 제 2 기준 전압(VREF2)을 제공한다.In detail, the bulk
비교부(160)는 제어부(161), 수신부(162) 및 커런트 미러부(163)를 포함한다. 여기서의 비교부(160)는 커런트 미러 타입의 차동 증폭기를 예시하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
제어부(161)는 활성화 신호(EN)를 수신하는 제 1 NMOS 트랜지스터(N1)를 포함한다. 활성화된 하이 레벨의 활성화 신호(EN)를 수신하면 제 1 NMOS(N1)가 턴온된다. 수신부(162)는 제 2 NMOS 트랜지스터(N2) 및 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)를 포함한다. 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)는 기준 전압 제공부(150)에서 제공되는 신호(A)를 수신하며, 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)는 노드 f의 신호를 수신한다. 커런트 미러 부(163)는 수신부(162)에 의해 구동되는 전류의 차이를 미러링한다. 커런트 미러부(163)는 노드 d에 각각의 게이트가 연결된 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터(P1, P2)를 포함한다. 제 1 및 제 2 PMOS(P1, P2)의 소오스에는 전원 전압(VDD)이 연결되고, 드레인은 각각 제 2 및 제 3 NMOS 트랜지스터 (N2, N3)의 드레인과 연결된다.The
출력부(170)는 제 3 PMOS 트랜지스터(P3) 및 전압 분배부(171)를 포함한다. 제 3 PMOS 트랜지스터(P3)는 비교 신호(B)를 수신하는 게이트, 전원 전압(VDD)과 연결된 소스, 노드 e에 연결되는 드레인을 포함한다. 특히, 전압 분배부(171)는 다이오드 접속된 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)를 포함한다. 여기서는, 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)가 동일한 사이즈의 트랜지스터로 구비되는 것으로 예시한다. 따라서, 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)의 저항비에 의해 분배된 전압을 노드 f에 제공한다. The
계속해서, 도 2b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 기준 전압 제공부(100)의 동작을 설명하기로 한다.Subsequently, an operation of the bulk
라이트 동작이 아닌 경우를 먼저 예시하기로 한다.The case where the write operation is not performed will be described first.
비활성화된 로우 레벨의 라이트 명령 신호(WT)가 수신되면, 노드 a에는 로우 레벨을, 노드 b에는 인버터(INV1)에 의해 반전된 하이 레벨을 제공한다. 따라서, 제 1 전송 게이트(T1)가 턴온됨으로써 제 1 기준 전압(VREF1)이 선택된 기준 전압(A)으로서 제공된다. 여기서 제 1 기준 전압(VREF1)의 절대치는 제 2 기준 전압(VREF2)의 절대치보다 큰 전압이다. When the low level write command signal WT is received, the node a is provided with the low level, and the node b is provided with the high level inverted by the inverter INV1. Accordingly, the first reference gate VREF1 is provided as the selected reference voltage A by turning on the first transfer gate T1. Here, the absolute value of the first reference voltage VREF1 is greater than the absolute value of the second reference voltage VREF2.
제 2 NMOS 트랜지스터(N2)는 제 1 기준 전압(VREF1)을 수신한다. 여기서, 제 1 기준 전압(VREF1)은 예를 들어 0.8V일 수 있다. 그리하여, 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트 소오스간 전압(VGS)이 문턱 전압(Vt) 이상이 되어 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)가 턴온된다. 따라서, 노드 c의 레벨이 미세하게(slightly) 로우 레벨이 된다. 그리하여, 제 3 PMOS 트랜지스터(P3)가 미세하게 턴온되어, 출력부(170)는 접지 전압(VSS)으로의 전류 경로를 제공할 수 있다. 이 경우, 노드 e의 전압은 전압 분배부(171)에 의해 결정될 수 있다. The second NMOS transistor N2 receives the first reference voltage VREF1. Here, the first reference voltage VREF1 may be 0.8V, for example. Thus, the gate-to-gate voltage V GS of the second NMOS transistor N2 becomes equal to or greater than the threshold voltage Vt and the second NMOS transistor N2 is turned on. Thus, the level of node c becomes lightly low level. Thus, the third PMOS transistor P3 is finely turned on so that the
보다 상세히 설명하면, 전압 분배부(171)의 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)는 다이오드 접속되어있으므로 능동(active) 저항의 역할을 할 수 있다. 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)에 의해 분배된 전압은 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)에 제공된다. 비교부(160)의 차동 증폭기 동작에 따라 노드 f, 즉 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트에 수신된 레벨은 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트에 수신된 레벨에 상응할것이다. 다시 말하면, 노드 f의 전압은 제 1 기준 전압(VREF1)에 상응하며, 이는 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)에 의해 양분된 전압이다. 전술한 바와 같이, 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)가 동일하게 사이징된 트랜지스터이며, 다이오드 접속된다. 따라서, 각각의 제 4 및 제 5 NMOS 트랜지스터(N4, N5)의 양단에 걸리는 전압의 합이 노드 e에 제공된다. 이로써, 노드 e는 두배의 제 1 기준 전압(VREF1)을 갖는 신호가 제공될 것이다. 즉, 라이트 동작이 아닐 경우, 벌크 기준 전압(VBB_ref)은 제 1 기준 전압(VREF1)을 기초로하 여 승압된 레벨, 즉 제 1 기준 전압(VREF1)의 두배의 전압 신호를 제공할 수 있다. 그러나, 회로의 구성에 따라 원하는 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 검출하기 위해서, 전압 분배부(171)의 트랜지스터의 구성이나 수는 달라질 수 있다.In more detail, since the fourth and fifth NMOS transistors N4 and N5 of the voltage divider 171 are diode-connected, they may serve as active resistors. The voltages distributed by the fourth and fifth NMOS transistors N4 and N5 are provided to the third NMOS transistor N3. According to the differential amplifier operation of the
다음으로 라이트 동작의 경우를 예시하기로 한다.Next, a case of a write operation will be described.
라이트 동작시 활성화된 하이 레벨의 라이트 명령 신호(WT)가 수신되면, 노드 a에는 하이 레벨을, 노드 b에는 인버터(INV1)에 의해 반전된 로우 레벨을 제공한다. 따라서, 제 2 전송 게이트(T2)가 턴온됨으로써, 제 2 기준 전압(VREF2)이 선택된 기준 전압(A)으로서 비교부(160)에 제공된다. 여기서, 제 2 기준 전압(VREF2)의 절대치는 제 1 기준 전압(VREF1)의 절대치보다 작은 값이다. 예를 들어, 0.6V일 수 있다. 즉, 라이트 동작시에는 보다 작은 제 2 기준 전압(VREF2)을 이용한다.When the write command signal WT having the high level activated during the write operation is received, the node a is provided with the high level, and the node b is provided with the low level inverted by the inverter INV1. Accordingly, by turning on the second transfer gate T2, the second reference voltage VREF2 is provided to the
제 2 NMOS 트랜지스터(N2)에는 보다 낮은 신호, 즉 제 2 기준 전압(VREF2)이 수신된다. 한편, 대향되는 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)에는 이전의 신호인 제 1 기준 전압(VREF1)이 제공될 것이다. 따라서, 비교부(160)의 동작에 따라 제 3 NMOS(N3)가 턴온되어, 노드 d는 로우 레벨이 된다. 그리하여, 제 1 PMOS 트랜지스터(P1)를 턴온시켜 노드 c에는 하이 레벨이 제공된다. 이에 따라, 제 3 PMOS 트랜지스터(P3)를 턴오프시킨다. 공급하는 전원이 차단되므로, 결국 노드 f는 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)에 상응하는 레벨이 될때까지 내려갈 것이다. 그리하여, 전술한 바와 같이 비교부(160)의 차동 증폭기 동작에 따라 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트에 수신되는 노드 f의 레벨은 제 2 기준 전압(VREF2)에 상응하는 레벨이 될 것이다. The lower signal, that is, the second reference voltage VREF2, is received by the second NMOS transistor N2. On the other hand, the opposite third NMOS transistor N3 will be provided with the first reference voltage VREF1 which is the previous signal. Accordingly, the third NMOS N3 is turned on in accordance with the operation of the
계속해서, 비교부(160)는 제 2 및 제 3 NMOS 트랜지스터(N2, N3)에 수신되는 레벨을 계속 비교한다. 이에 따라, 노드 e는 두배의 제 2 기준 전압(VREF2)이 제공된다. 이로써, 라이트 동작시 벌크 기준 전압(VBB_ref)은 작아진 제 2 기준 전압(VREF2)을 이용함으로써 노멀의 경우보다 낮은 레벨의 신호가 제공된다.Subsequently, the
종래의 경우, 항상 일정한 벌크 기준 전압을 제공한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 라이트 동작시 보다 낮은 기준 전압을 벌크 기준 전압(VBB_ref)으로 제공하여, 셀 트랜지스터의 문턱 전압을 낮출 수 있다. 즉, 라이트 명령 신호의 활성화 여부에 따라 가변되는 벌크 기준 전압을 제공함으로써, 라이트 동작시 셀 트랜지스터에 데이터 라이트 동작을 보다 쉽게 할 수 있다. 이로써, tWR 특성이 개선될 수 있다.In the conventional case, there is always a constant bulk reference voltage. However, according to an embodiment of the present invention, the threshold voltage of the cell transistor may be lowered by providing a lower reference voltage as the bulk reference voltage VBB_ref during the write operation. That is, by providing a bulk reference voltage that varies depending on whether the write command signal is activated, the data write operation can be made easier for the cell transistor during the write operation. As a result, the tWR characteristic can be improved.
도 3을 참조하면, 이러한 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 이용하는 펌프 신호 생성부(200)를 나타낸다.Referring to FIG. 3, the
펌프 신호 생성부(200)는 감지된 벌크 전압(VBB)에 따라 벌크 기준 전압(VBB_ref)을 이용한다. 펌프 신호 생성부(200)는 검출부(210) 및 펌프 신호 결정부(220)를 포함한다.The
우선, 검출부(210)는 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1) 및 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)를 포함한다. 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)는 접지 전압(VSS)을 수신하는 게이트, 벌크 기준 전압(VBB_ref)과 연결되는 소스, 노드 g에 연결되는 드레인을 포함한다. 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)는 벌크 전압(VBB)을 수신하는 게이트, 접지 전압(VSS)과 연결되는 소스, 노드 g에 연결되는 드레인을 포함한다. 그리하여, 검출부(210)는 감지된 벌크 전압(VBB)이 타겟 전압인 제 1 또는 제 2 기준 전압(VREF1, VREF2)보다 높은지 낮은지를 감지한다. 여기서, 검출부(210)의 노드 g에는 제 1 또는 제 2 기준 전압(VREF1, VREF2)이 초기에 제공되도록 하며, 이를 만족하게 설계된 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터(PM1, PM2)를 포함하는 것으로 예시한다.First, the
펌프 신호 결정부(220)는 검출 신호(det)의 신호 레벨에 따라 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)를 제공한다. 이러한 펌프 신호 결정부(220)는 제 3 PMOS 트랜지스터(PM3) 및 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)를 포함한다. 제 3 PMOS 트랜지스터(PM3) 및 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)는 수신된 검출 신호(det)의 레벨에 따라 선택적으로 턴온될 수 있다.The
계속해서, 펌프 신호 생성부(200)의 동작을 설명하기로 한다.Subsequently, the operation of the
검출부(210)는 접지 전압(VSS)을 수신하는 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)가 턴온됨으로써, 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)를 경유하는 전류 경로를 제공할 수 있다. 그리하여, 벌크 전압(VBB)을 수신한 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)의 유효 저항에 의해 노드 g에는 아날로그적으로 검출되는 레벨이 제공된다. 여기서, 벌크 전압(VBB)은 벌크 전압 노드에서 감지된 벌크 전압(VBB)일 수 있다. The
구체적으로 검출부(210)는 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터(PM1, PM2)의 유효 저항값의 차이에 의해 검출 신호(det)의 레벨을 제공한다. 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)는 접지 전압(VSS)을 수신하기 때문에 유효 저항이 거의 일정하다. 따라서, 검출 신호(det)는 감지된 벌크 전압(VBB)을 수신하는 제2 PMOS 트랜지스터(PM2)의 유효 저항에 의해 결정된다. 예를 들어, 감지된 벌크 전압(VBB)의 레벨이 타겟 전압(제 1 또는 제 2기준 전압)에 비해 낮은 경우, 즉, 감지된 벌크 전압(VBB)의 절 대치가 작은 경우에는 제 2 PMOS 트랜지스터 (PM2)의 유효 저항이 증가하게 된다. 이에 따라 아날로그적으로 검출되는 검출 신호(det)의 레벨이 초기에 설정된 레벨보다 미세하게 증가하게 된다. 이로써, 펌프 신호 결정부(220)의 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴온된다. 따라서, 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)는 활성화된 로우 레벨로 제공된다. 즉, 감지된 벌크 전압(VBB)이 타겟 레벨의 기준 전압(제 1 또는 제 2 기준 전압)보다 낮으므로 펌핑 수행을 결정한다. 따라서, 활성화된 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)를 제공한다In detail, the
한편, 감지된 벌크 전압(VBB)이 타겟 레벨의 기준 전압(제 1 또는 제 2 기준 전압)보다 높으면, 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)의 유효 저항이 낮아진다. 그리하여, 노드 g는 아날로그 로우 레벨이 된다. 따라서, 로우 레벨의 검출 신호(det)에 의해 제 3 PMOS 트랜지스터(PM3)가 턴온되어 하이 레벨의 비활성화된 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)를 제공한다. 즉, 감지된 벌크 전압(VBB)이 제 1 또는 제 2 기준 전압(VREF1, VREF2)보다 높다면, 펌핑 수행을 멈추도록 비활성화된 벌크 전압 펌프 신호(VBB_ENB)를 제공한다.On the other hand, when the sensed bulk voltage VBB is higher than the reference voltage (first or second reference voltage) of the target level, the effective resistance of the second PMOS transistor PM2 is lowered. Thus, node g is at an analog low level. Accordingly, the third PMOS transistor PM3 is turned on by the low level detection signal det to provide the high level inactive bulk voltage pump signal VBB_ENB. That is, when the sensed bulk voltage VBB is higher than the first or second reference voltages VREF1 and VREF2, the bulk voltage pump signal VBB_ENB is deactivated to stop the pumping.
도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 도 4는 매트(300) 내의 웰 구조를 나타낸 블록도이다. 도 5는 이러한 매트(300)를 포함하는 반도체 메모리 장치(500)를 나타낸 블록도이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5. 4 is a block diagram illustrating a well structure in the
매트릭스(matrix) 형태로 배열된 복수의 셀 매트 어레이(300)는 딥(deep) N 웰(310), N 웰(320) 및 P 웰(330)을 포함한다. The plurality of
본 발명의 일 실시예에 따르면, N 웰(320)에 의해 P웰(330)이 완전히 분리된 다. 즉, 매트(300)내 벌크 전압(VBB)이 인가되는 P웰(330)이 하나로 연결되지 않도록 소정의 단위로 나눈다. 그리하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 전압 생성 회로가 구비된 매트(300)내에서, 벌크 기준 전압(VBB_ref)의 변경의 효과가 증대되도록 한다. According to an embodiment of the present invention, the P well 330 is completely separated by the N well 320. That is, the
다시 말하면, N 웰(320)에 의해 P웰(330)이 각 블록 단위로 구획화되면, P웰(330) 자체의 웰 커패시터를 작게 할 수 있다. 즉, P웰(330)의 사이즈를 구획화함으로써, 회로적으로 변경하는 벌크 기준 전압(VBB_ref)의 효과가 증대되도록할 수 있다. 이러한 N 웰(320)에는 승압된 고전압(VPP)이 인가된다. 또한, P 웰(330)에는 벌크 전압(VBB)을 인가한다. In other words, when the P well 330 is partitioned into blocks by the N well 320, the well capacitor of the P well 330 itself may be reduced. That is, by partitioning the size of the P well 330, the effect of the bulk reference voltage VBB_ref that is changed in circuit can be increased. The boosted high voltage VPP is applied to the N well 320. In addition, a bulk voltage VBB is applied to the P well 330.
반도체 메모리 장치(500)는 복수의 뱅크(400; BANK)로 구성되며, 이들 뱅크(110)는 매트(Mat; 300)로 구성될 수 있다. 이때, 복수의 매트(Mat)는 소정 간격을 가지고 배열될 수 있으며, 각각의 매트(Mat)사이에는 로우 디코더(XDEC) 및 컬럼 디코더(YDEC)가 위치된다. The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 뱅크(400)의 사방 가장자리에 벌크 전압 공급 펌프(410)가 배치된다. 즉, 각각의 매트(Mat) 블록 마다 벌크 전압(VBB)을 공급하는 벌크 전압 공급 펌프(410)가 구비된다. 이로써, 하나의 벌크 전압 공급 펌프(410)는 구획화된 단위 매트(Mat)에 벌크 전압(VBB)을 공급하도록 할 수 있다. 즉 본 발명의 실시예에서는, P 웰(330)이 매트(Mat) 단위로 구획화되고, 매트(Mat)당 P웰(330)의 바이어스인 벌크 전압(VBB)을 각각 공급하게 한다. 이와 같이 구획화되고 분리된 P 웰(330)을 구비함으로써, P웰(330)의 웰 커패시터가 감소됨으로써 변경된 벌크 기준 전압(VBB_ref)의 영향이 증대되도록 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a bulk
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 라이트 동작시 벌크 전압을 가변시켜 tWR 특성을 개선할 수 있다. 즉, 라이트 명령 신호의 활성화 여부에 따라 벌크 전압을 가변시킴으로써, 라이트 동작시 문턱 전압이 낮아지도록 제어할 수 있다. 라이트 동작용 벌크 기준 전압을 이용함으로써, 라이트 동작시 문턱 전압을 간단히 제어하여 tWR 특성을 개선시킬 수 있다.As described in detail above, according to embodiments of the present invention, the tWR characteristic may be improved by varying the bulk voltage during the write operation. That is, by changing the bulk voltage according to whether the write command signal is activated, the threshold voltage may be controlled to be lowered during the write operation. By using the bulk reference voltage for the write operation, it is possible to improve the tWR characteristic by simply controlling the threshold voltage during the write operation.
Claims (18)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070063066A KR100873622B1 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Bulk voltage generator and semiconductor memory device having the same |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0164796B1 (en) * | 1995-05-27 | 1999-02-01 | 김광호 | Bulk voltage supply circuit for semiconductor memory device and its method |
KR20060073747A (en) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | Negative pumping voltage genernating circuit for wordline-off in semiconductor device |
-
2007
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