KR101218604B1 - Semiconductor Memory Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벌크 단자에 공급되는 벌크 전압에 따라 문턱전압이 가변되는 트랜지스터가 구비된 셀을 다수 개 포함하는 셀 영역을 구비하고, 상기 셀 영역이 복수개의 메모리 뱅크로 구분된 반도체 메모리 장치로서, 제어신호에 따라 상기 벌크 전압의 레벨을 가변시켜 상기 복수개의 메모리 뱅크 각각에 대해 독립적으로 상기 벌크 전압을 공급하는 복수개의 벌크 전압 발생부, 및 상기 복수개의 메모리 뱅크 중 활성화된 메모리 뱅크에 상응되는 벌크 전압 발생부의 벌크 전압의 레벨이 가변되도록 상기 제어신호를 출력하는 제어부를 구비한다.The present invention provides a semiconductor memory device including a cell region including a plurality of cells having a transistor whose threshold voltage varies according to a bulk voltage supplied to a bulk terminal, and the cell region is divided into a plurality of memory banks. A plurality of bulk voltage generators varying a level of the bulk voltage according to a signal to independently supply the bulk voltage to each of the plurality of memory banks, and a bulk voltage corresponding to an activated memory bank among the plurality of memory banks And a controller for outputting the control signal so that the level of the bulk voltage of the generator is varied.
뱅크, VBB, 액티브 Bank, VBB, active
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 블록도,1 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 블록도,2 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the present invention;
도 3은 도 2의 제 1 벌크 전압 발생부의 블록도,3 is a block diagram of a first bulk voltage generator of FIG. 2;
도 4는 도 2의 제어부의 회로도,4 is a circuit diagram of the controller of FIG. 2;
도 5는 도 4의 지연부의 회로도,5 is a circuit diagram of a delay unit of FIG. 4;
도 6은 도 4의 액티브 판단부의 동작을 나타낸 파형도,6 is a waveform diagram illustrating an operation of the active determination unit of FIG. 4;
도 7은 도 4의 제어신호 생성부의 동작을 나타낸 파형도,7 is a waveform diagram illustrating an operation of a control signal generator of FIG. 4;
도 8은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 벌크 전압 발생회로의 동작을 나타낸 파형도,8 is a waveform diagram illustrating an operation of a bulk voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 나타낸 파형도이다.9 is a waveform diagram illustrating an operation of a semiconductor memory device according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
110 ~ 150: 제 1 내지 제 5 벌크 전압 발생부 111: 오실레이터110 to 150: first to fifth bulk voltage generators 111: oscillator
112: 차지 펌프 113: 레벨 디텍터112: charge pump 113: level detector
114: 전압레벨 조정부 200: 제어부114: voltage level adjusting unit 200: control unit
300: 액티브 판단부 310: 액티브 판단 로직300: active determination unit 310: active determination logic
400: 제어신호 생성부 410: 제어신호 생성 로직400: control signal generation unit 410: control signal generation logic
411: 지연부411: delay unit
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 벌크 전압(Bulk Voltage)이 메모리 뱅크 각각에 대해 독립적으로 생성 및 제어되는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device in which a bulk voltage is independently generated and controlled for each memory bank.
반도체 메모리 장치는 하나의 셀에 하나의 데이터를 저장하기 때문에 많은 데이터를 저장하기 위해서는 보다 많은 셀을 하나의 반도체 메모리장치에 집적시켜야 한다. 따라서 보다 많은 셀을 반도체 메모리 장치에 집적시키기 위해 기술이 허용하는 한 최대한으로 셀의 크기를 작게 구현하고 있다.Since a semiconductor memory device stores one data in one cell, to store more data, more cells must be integrated in one semiconductor memory device. Therefore, in order to integrate more cells into a semiconductor memory device, the size of the cells is made as small as the technology allows.
따라서 셀에 저장된 데이터의 신호의 크기가 매우 작기 때문에, 하나의 셀에 저장된 데이터를 바로 외부로 전달할 수가 없고, 필연적으로 셀에 저장된 데이터를 감지하고 증폭하는 동작이 필요하게 된다. 대부분의 반도체 메모리 장치는 셀에 저장된 데이터를 감지 증폭하는 감지증폭기를 구비하고 있다. 실제로, 데이터를 억세스(access)하는 시간 중 감지 증폭하는 시간이 상대적으로 큰 비중을 차지하고 있다. 감지증폭기는 셀에 저장되어 있던 데이터가 비트라인(bitline)에 인가되면 소정의 전압레벨로 프리차지(precharge)되어 있는 비트라인바(/bitline)와 상기 비트라인의 미세한 신호차이를 디벨로프(develope) 즉, 감지증폭하게 된다.Therefore, since the size of the signal of the data stored in the cell is very small, it is not possible to directly transfer the data stored in one cell to the outside, it is necessary to detect and amplify the data stored in the cell. Most semiconductor memory devices have a sense amplifier that senses and amplifies data stored in a cell. In fact, the time of sensing amplification of the time of accessing data is relatively large. When the data stored in the cell is applied to the bit line, the sense amplifier develops a small signal difference between the bit line bar (/ bitline) that is precharged to a predetermined voltage level and the bit line. That is, it senses amplification.
한편, 반도체 메모리 장치의 소비전력을 줄이기 위해서, 외부에서 반도체 메 모리장치로 입력되는 전원전압의 레벨은 점점 낮아지고 있는 추세이다. 따라서 감지증폭기를 구동하기 위한 구동전압의 레벨도 점점 낮아지고 있다. 따라서 상대적으로 낮은 레벨의 구동전압을 이용하여, 감지증폭기가 데이터신호가 인가된 비트라인과 프리차지된 비트라인바의 전압차이를 감지하여 증폭하는 시간이 점점 더 증가하고 있다.On the other hand, in order to reduce the power consumption of the semiconductor memory device, the level of the power supply voltage input from the outside into the semiconductor memory device is gradually decreasing. Therefore, the level of the driving voltage for driving the sensing amplifier is also getting lower. Therefore, using a relatively low level driving voltage, the time for the sense amplifier to detect and amplify the voltage difference between the bit line to which the data signal is applied and the precharged bit line bar is increasing.
외부에서 제공되는 전원전압의 레벨이 낮아지고 있기 때문에, 셀에 저장된 데이터를 비트라인으로 전달하는 데도 많은 어려움을 겪고 있다. 예를 들면, 셀에 저장된 데이터를 비트라인으로 전달하거나 비트라인에 인가된 데이터 신호를 셀로 옮기기 위한 스위치 역할을 하는 트랜지스터가 쉽게 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)되지 않는 것이다. 즉, 셀에서 스위치역할을 하는 트랜지스터의 게이트는 워드라인(wordline)에 연결되어 있는데, 워드라인에 인가되는 전압이 충분치 못할 경우, 셀의 트랜지스터의 문턱전압이 상대적으로 높아지게 되어 충분히 원하는 시간 안에 턴온되지 못하게 된다.Since the level of the externally supplied power supply voltage is decreasing, it is also difficult to transfer data stored in the cell to the bit line. For example, a transistor serving as a switch for transferring data stored in a cell to a bit line or transferring a data signal applied to the bit line to a cell is not easily turned on or turned off. That is, the gate of a transistor that acts as a switch in the cell is connected to a wordline. If the voltage applied to the wordline is not sufficient, the threshold voltage of the transistor of the cell becomes relatively high, and thus it is not turned on within a desired time. I can't.
만약, 연속해서 데이터의 리드-라이트-리드(read-write-read) 동작이 수행될 시에, 전원전압을 이용하여 생성한 워드라인의 구동전압 레벨이 일시적으로 떨어지게 되면, 셀의 트랜지스터가 전혀 턴온되지 못하게 된다. 이렇게 되면 비트라인에 데이터 신호를 전혀 전달되지 못하고, 데이터의 감지증폭이 이루어지지 못하게 된다.If the driving voltage level of the word line generated by using the power supply voltage temporarily drops while the read-write-read operation of data is continuously performed, the transistor of the cell is turned on at all. It will not be possible. In this case, no data signal is transmitted to the bit line, and no sense amplification of data is performed.
종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 다수개의 셀(cell)(11)을 구비한 복수개의 뱅크(BANK0 ~ BANK3)와 상기 복수개의 뱅크(BANK0 ~ BANK3)의 셀(11)에 데이터를 기록하거나 셀(11)에 기록된 데이터를 읽어내기 위한 회로들이 배치된 주변 영역을 구비한다. 상기 셀(11)은 하나의 트랜지스터(Transistor: Tr)와 캐패시터(Capacitor: Cap)로 이루어지며, 상기 트랜지스터(Tr)는 문턱전압을 조절하기 위한 벌크 단자를 구비하며, 상기 벌크 단자에 상기 벌크 전압(VBB)이 공급된다. 또한 상기 주변 영역의 회로들에도 무수히 많은 트랜지스터들이 구비되며, 상기 셀(11)의 트랜지스터(Tr)와 마찬가지로 벌크 단자에 벌크 전압(VBB)이 공급된다. 상기 셀(11)의 트랜지스터(Tr)는 N 형 트랜지스터로서, 벌크 전압(VBB)은 음(-)의 전위를 갖는다.As shown in FIG. 1, a semiconductor memory device according to the related art includes a plurality of banks BANK0 to BANK3 each having a plurality of
종래의 기술에 따르면, 하나의 벌크 전압 발생부(10)가 상기 복수개의 뱅크(BANK0 ~ BANK3)와 상기 주변영역의 트랜지스터(Tr) 들의 벌크 단자에 공통적으로 벌크 전압(VBB)을 공급하며, 벌크 전압(VBB)의 레벨은 반도체 메모리 장치의 동작 상태 예를 들어, 리드 또는 라이트를 위한 액티브 구간에 상관없이 일정한 레벨을 유지한다.According to the related art, one
또한 도시하지는 않았지만, 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치는 상기 복수개의 뱅크(BANK0 ~ BANK3)와 상기 주변영역 각각에 대해 별도의 벌크 전압(VBB)을 공급하도록 두개의 벌크 전압 발생부를 구비하기도 한다. 두개의 벌크 전압 발생부를 구비하는 경우에도 상기 복수개의 뱅크(BANK0 ~ BANK3)로 벌크 전압(VBB)을 공급하는 벌크 전압 발생부에서 출력되는 벌크 전압(VBB)의 레벨은 리드 또는 라이트를 위한 액티브 구간에 상관없이 일정한 레벨을 유지한다.Although not shown, the semiconductor memory device according to the related art may include two bulk voltage generators to supply separate bulk voltages VBB to the plurality of banks BANK0 to BANK3 and the peripheral area, respectively. Even when two bulk voltage generators are provided, the level of the bulk voltage VBB output from the bulk voltage generator that supplies the bulk voltages VBB to the plurality of banks BANK0 to BANK3 is an active period for read or write. Regardless of whether you maintain a constant level.
따라서 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치는 벌크 전압 발생부가 반도 체 메모리 장치의 동작 상태에 상관없이 일정한 벌크 전압(VBB)을 출력하므로 전원전압이 낮거나, 연속적인 데이터 리드-라이트-리드(read-write-read) 동작으로 인하여 워드라인의 구동전압 레벨이 일시적으로 떨어지게 되는 경우, 상기 워드라인 구동전압 레벨의 강하로 인하여 상대적으로 높아진 문턱전압에 의해 셀의 트랜지스터의 스위칭이 원활하게 이루어지지 못하여 데이터 감지증폭 성능이 크게 저하되는 문제점이 있다.Therefore, in the semiconductor memory device according to the related art, since the bulk voltage generator outputs a constant bulk voltage VBB regardless of the operation state of the semiconductor memory device, the power supply voltage is low or continuous data read-write-read When the driving voltage level of the word line temporarily drops due to a write-read operation, the transistor of the cell cannot be switched smoothly due to a relatively high threshold voltage due to the drop of the word line driving voltage level. There is a problem that the amplification performance is greatly reduced.
본 발명은 낮은 전원전압 조건에서도 안정적인 데이터 감지증폭이 이루어질 수 있도록 한 반도체 메모리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of achieving stable data sensing amplification even under low power supply voltage conditions.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 벌크 단자에 공급되는 벌크 전압에 따라 문턱전압이 가변되는 트랜지스터가 구비된 셀을 다수 개 포함하는 셀 영역을 구비하고, 상기 셀 영역이 복수개의 메모리 뱅크로 구분된 반도체 메모리 장치로서, 제어신호에 따라 상기 벌크 전압의 레벨을 가변시켜 상기 복수개의 메모리 뱅크 각각에 대해 독립적으로 상기 벌크 전압을 공급하는 복수개의 벌크 전압 발생부; 및 상기 복수개의 메모리 뱅크 중 활성화된 메모리 뱅크에 상응되는 벌크 전압 발생부의 벌크 전압의 레벨이 가변되도록 상기 제어신호를 출력하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.A semiconductor memory device according to the present invention includes a cell region including a plurality of cells having a transistor whose threshold voltage is changed according to a bulk voltage supplied to a bulk terminal, and the cell region is divided into a plurality of memory banks. A memory device, comprising: a plurality of bulk voltage generators varying a level of the bulk voltage according to a control signal to supply the bulk voltage independently to each of the plurality of memory banks; And a controller for outputting the control signal such that the level of the bulk voltage of the bulk voltage generator corresponding to the activated memory bank of the plurality of memory banks is varied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 전달을 위해 사용되고 벌크 단자에 공급되는 벌크 전압에 따라 문턱전압이 가변되는 트랜지스터(Tr)가 구비된 셀을 다수 개 포함하는 셀 영역을 구비하고, 상기 셀 영역이 제 1 내지 제 4 메모리 뱅크(BANK0 ~ BANK3)로 구분된다. 상기 메모리 뱅크의 수는 반도체 메모리 장치의 메모리 용량에 따라 다를 수 있으며, 도 2는 메모리 뱅크가 4개인 예를 든 것이다.As shown in FIG. 2, a semiconductor memory device according to the present invention includes a cell region including a plurality of cells including a transistor Tr, which is used for data transfer and whose threshold voltage is varied according to a bulk voltage supplied to a bulk terminal. And the cell area is divided into first to fourth memory banks BANK0 to BANK3. The number of memory banks may vary depending on the memory capacity of the semiconductor memory device. FIG. 2 illustrates an example of four memory banks.
상기 반도체 메모리 장치는 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)에 따라 상기 벌크 전압(VBB_BANK0 ~ VBB_BANK3)의 레벨을 가변시켜 상기 제 1 내지 제 4 메모리 뱅크(BANK0 ~ BANK3) 각각에 대해 독립적으로 공급하는 제 1 내지 제 4 벌크 전압 발생부(110 ~ 140), 및 상기 제 1 내지 제 4 메모리 뱅크(BANK0 ~ BANK3) 중 활성화된 메모리 뱅크에 상응되는 벌크 전압 발생부의 벌크 전압의 레벨이 가변되도록 상기 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)를 출력하는 제어부(200)를 구비한다.The semiconductor memory device may independently change the level of the bulk voltages VBB_BANK0 to VBB_BANK3 according to the first to fourth control signals VBB_UP0 to VBB_UP3 to independently of each of the first to fourth memory banks BANK0 to BANK3. The level of the bulk voltage of the bulk voltage generator corresponding to the activated memory bank of the first to fourth
상기 제 1 벌크 전압 발생부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 인에이블 신호(OSCEN)에 따라 동작하여 클럭 신호(OSC)를 생성하는 오실레이터(111), 상기 클럭 신호(OSC)에 따라 벌크 전압(VBB_BANK0)을 펌핑하는 차지 펌프(112), 상기 벌크 전압(VBB)이 정해진 전압 레벨 이상인지 판단하여 상기 인에이블 신호(OSCEN)를 출력하는 레벨 디텍터(113), 및 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)에 응답하여 원래의 레벨 또는 원래의 레벨에 비해 상승된 벌크 전압(VBB_BANK0)을 출력하는 전압레벨 조정부(114)를 구비한다. 상기 제 1 내지 제 4 벌크 전압 발생부(110 ~ 140)는 그 구 성이 동일하다.As illustrated in FIG. 3, the first
상기 전압레벨 조정부(114)는 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)에 따라 상기 벌크 전압(VBB_BANK0)을 접지단과 연결시킴으로써 상기 벌크 전압(VBB_BANK0)이 원래의 레벨에 비해 상승되도록 하는 트랜지스터(M11)를 구비한다.The voltage
상기 제어부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 액티브 신호(ACT)와 제 1 내지 제 4 뱅크 선택신호(BA<0:3>)에 따라 상기 제 1 내지 제 4 메모리 뱅크(BANK0~ BANK3) 각각의 활성화 여부를 판단하는 제 1 내지 제 4 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)를 출력하는 액티브 판단부(300), 및 상기 제 1 내지 제 4 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)에 따라 상기 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)를 생성하는 제어신호 생성부(400)를 구비한다.As illustrated in FIG. 4, the
상기 액티브 판단부(300)는 상기 액티브 신호(ACT)를 공통 입력받고 제 1 내지 제 4 뱅크 선택신호(BA<0:3>)를 각각 입력 받아 상기 제 1 내지 제 4 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)를 출력하는 제 1 내지 제 4 액티브 판단 로직(310 ~ 340)을 구비한다. 상기 제 1 액티브 판단 로직(310)은 상기 액티브 신호(ACT)를 입력받는 인버터(IV31), 상기 인버터(IV31)의 출력과 제 1 뱅크 선택신호(BA<0>)를 입력받아 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)를 출력하는 낸드 게이트(ND31)를 구비한다. 상기 제 1 내지 제 4 액티브 판단 로직(310 ~ 340)은 동일하게 구성된다.The
상기 제어신호 생성부(400)는 상기 제 1 내지 제 4 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)를 입력받고 각 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)가 활성화되는 시점부터 정해진 구간 동안 활성화되는 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)를 생성하 는 제 1 내지 제 4 제어신호 생성로직(410 ~ 440)을 구비한다. 상기 제 1 제어신호 생성로직(410)은 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)를 입력받는 지연부(411), 및 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)와 상기 지연부(411)의 출력을 입력받아 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)를 출력하는 낸드 게이트(ND41)를 구비한다.The
상기 지연부(411)는 입력신호의 폴링 엣지(Falling Edge)에 비해 라이징 엣지(Rising Edge)를 지연시키는 시간이 더 길게 설정된다. 상기 지연부(411)는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 인버터(IV1 ~ IVn), 및 각 인버터 사이마다 연결된 복수개의 커패시터(C1 ~ Cn)를 구비한다. 상기 복수개의 인버터(IV1 ~ IVn)는 전원단에 연결된 풀업 트랜지스터(Pull-up Transistor)(M41), 접지단과 연결된 풀다운 트랜지스터(Pull-down Transistor)(M42), 및 출력단과 상기 풀다운 트랜지스터(M42) 사이에 연결된 저항(R41)를 구비한다. 상기 지연부(411)는 상기 저항(R41)이 인버터(IV1)의 출력단에 직렬 연결되고 커패시터(C1, C2)가 상기 인버터(IV1)의 출력단에 병렬 연결됨으로써, 기본적인 인버터 지연과 RC 지연을 통해 제 1 내지 제 4 액티브 판단신호(RACT0 ~ RACT3)의 라이징 엣지를 폴링 엣지에 비해 더 길게 지연시킨다. 상기 지연부(411)에 의해 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)의 활성화구간이 결정된다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device according to the present invention configured as described above is as follows.
상기 제어부(200)는 상기 제 1 내지 제 4 메모리 뱅크(BANK0 ~ BANK3) 중 활성화된 메모리 뱅크에 상응되는 벌크 전압 발생부에서 출력되는 벌크 전압의 레벨 이 가변되도록 즉, 접지 레벨(VSS)로 상승하도록 상기 제 1 내지 제 4 제어신호(VBB_UP0 ~ VBB_UP3)를 출력한다.The
예를 들어, 액티브 신호(ACT)가 활성화되고 제 1 메모리 뱅크(BANK0)가 선택되었다고 가정한다.For example, assume that the active signal ACT is activated and the first memory bank BANK0 is selected.
상기 제어부(200)의 액티브 판단부(300)의 제 1 액티브 판단로직(310)은 도 6과 같이, 상기 액티브 신호(ACT)가 소정 구간동안 로우 레벨로 활성화되면 인버터(IV31)의 출력단(A)은 소정 구간동안 하이 레벨이 되고, 상기 인버터(IV31)의 출력단(A)이 하이 레벨을 유지하는 구간동안 제 1 뱅크 선택신호(BA<0>)가 하이 레벨로 활성화되었으므로 제 1 액티브 판단신호(RACT0)를 로우 레벨로 출력한다.As shown in FIG. 6, the first
상기 제어부(200)의 제어신호 생성부(400)의 제 1 제어신호 생성로직(410)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)가 소정 구간동안 로우 레벨로 활성화되면 지연부(411)의 출력단(B)은 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)의 라이징 엣지를 폴링 엣지에 비해 더 길게 지연시켜 로우 레벨 구간이 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)에 비해 증가된다. 상기 제 1 제어신호 생성로직(410)의 낸드 게이트(ND41)가 제 1 액티브 판단신호(RACT0)와 지연부(411)의 출력단(B) 신호를 입력받아 상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)의 활성화시점부터 지연부(411)의 출력단(B) 신호의 로우 레벨 구간에 이르는 활성화구간을 갖는 제 1 제어신호(VBB_UP0)를 출력한다.As shown in FIG. 7, the first control
상기 제 1 벌크 전압 발생부(110)는 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)가 활성화된 구간동안 상기 제 1 메모리 뱅크(BANK0)로 벌크 전압(VBB_BANK0)을 접지 레 벨(VSS)로 상승시켜 출력한다.The first
리드 또는 라이트 동작을 위한 액티브 신호(ACT)가 활성화되고 제 1 메모리 뱅크(BANK0)와 제 2 메모리 뱅크(BANK1)가 소정 시차를 두고 선택된 경우의 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작이 도 8에 도시되어 있다.The operation of the semiconductor memory device according to the present invention when the active signal ACT for the read or write operation is activated and the first memory bank BANK0 and the second memory bank BANK1 are selected with a predetermined time difference is illustrated in FIG. 8. Is shown.
제 1 액티브 판단신호(RACT0)가 로우 레벨로 활성화됨에 따라 제 1 제어신호(VBB_UP0)가 정해진 구간동안 하이 레벨로 활성화되고, 제 1 벌크 전압 발생부(110)는 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)가 활성화된 구간 동안 상기 제 1 메모리 뱅크(BANK0)로 벌크 전압(VBB_BANK0)을 접지 레벨(VSS)로 상승시켜 출력한다.As the first active determination signal RAT0 is activated at a low level, the first control signal VBB_UP0 is activated at a high level for a predetermined period, and the first
상기 제 1 액티브 판단신호(RACT0)가 로우 레벨로 활성화되고 소정 시간 후 제 2 액티브 판단신호(RACT1)가 활성화되면 제 2 제어신호(VBB_UP1)가 정해진 구간 동안 하이 레벨로 활성화되고, 제 2 벌크 전압 발생부(120)는 상기 제 2 제어신호(VBB_UP1)가 활성화된 구간 동안 상기 제 2 메모리 뱅크(BANK1)로 벌크 전압(VBB_BANK1)을 접지 레벨(VSS)로 상승시켜 출력한다. 상기 제 3 및 제 4 벌크 전압 발생부(130, 140)는 제 3 및 제 4 제어신호(VBB_UP2, VBB_UP3)가 활성화되지 않았으므로 원래 레벨의 벌크 전압(VBB_BANK2, VBB_BANK3)을 출력한다.When the first active determination signal RAT0 is activated at a low level and the second active determination signal RAT1 is activated after a predetermined time, the second control signal VBB_UP1 is activated at a high level for a predetermined period, and the second bulk voltage is activated. The
상기 제 1 및 제 2 메모리 뱅크(BANK0, BANK1)의 트랜지스터들은 액티브 구간동안 상기 접지 레벨로 상승된 벌크 전압(VBB_BANK0, VBB_BANK1)에 따라 문턱전압이 낮아지므로 전원전압이 낮아지거나, 워드라인 구동전압이 낮아지더라도 안정적인 데이터 전달 동작을 수행한다.The transistors of the first and second memory banks BANK0 and BANK1 have a threshold voltage lowered according to the bulk voltages VBB_BANK0 and VBB_BANK1 raised to the ground level during the active period, thereby lowering the power supply voltage or the word line driving voltage. Performs stable data transfer even if low.
다시 말해, 도9에 도시된 바와 같이, 먼저 액티브 명령(Active Command)이 인가되고, 그에 대응하는 어드레스가 입력되면, 워드라인이 선택되고 고전위 전압(VPP) 레벨로 활성화된다(WL Enable). 한편, 액티브 명령(Active Command)에 대응하여 벌크 전압(VBB_BANK0)을 상승시키기 위한 제 1 제어신호(VBB_UP0)가 소정 구간(T1)동안 활성화된다. 상기 제 1 제어신호(VBB_UP0)에 의해, 제 1 메모리 뱅크(BANK0)에 배치된 트랜지스터의 벌크 단자에서는 음(-)의 전위를 갖는 벌크 전압에 비해 접지 레벨(VSS)로 상승된 레벨의 벌크 전압(VBB_BANK0)이 제공된다.In other words, as shown in FIG. 9, when an active command is first applied and an address corresponding thereto is input, the word line is selected and activated to the high potential voltage (VPP) level (WL Enable). Meanwhile, the first control signal VBB_UP0 for raising the bulk voltage VBB_BANK0 in response to the active command is activated during the predetermined period T1. By the first control signal VBB_UP0, the bulk voltage of the transistor disposed in the first memory bank BANK0 is increased to the ground level VSS relative to the bulk voltage having a negative potential. (VBB_BANK0) is provided.
이어서 액티브 명령(Active Command)에 대응하는 어드레스에 따라 비트라인이 선택되고, 선택된 비트라인에 있는 감지증폭기가 비트라인 BL(Bit Line) & /BL(Bit Line Bar)의 전압을 감지하여 증폭하게 된다.Subsequently, the bit line is selected according to the address corresponding to the active command, and the sense amplifier in the selected bit line senses and amplifies the voltage of the bit lines BL (Bit Line) & / BL (Bit Line Bar). .
이 때 상승된 레벨의 벌크 전압(VBB_BANK0)이 트랜지스터의 벌크 단자에 제공되기 때문에, 트랜지스터의 문턱전압이 낮아져 보다 쉽게 셀에 저장된 데이터가 비트라인에 전달되는 것이다. 따라서 감지증폭기는 비트라인 BL(Bit Line) & /BL(Bit Line Bar)에 인가된 데이터신호의 감지증폭을 보다 원활하게 할 수 있다.At this time, since the bulk voltage VBB_BANK0 of the elevated level is provided to the bulk terminal of the transistor, the threshold voltage of the transistor is lowered, so that data stored in the cell is more easily transmitted to the bit line. Therefore, the sensing amplifier can smoothly sense the amplification of the data signal applied to the bit lines BL (Bit Line) & / BL (Bit Line Bar).
종래기술에 의해 센싱되는 라인(X)보다 본 발명에 의해 센싱되는 라인(Y), 즉 비트 라인 쌍의 전압레벨 차이인 델타전압(Delta V)의 마진이 종래보다 커진 것을 알 수 있다.It can be seen that the margin of the delta voltage Delta V, which is the difference in the voltage level of the line Y sensed by the present invention, that is, the bit line pair, is larger than the conventional line X sensed by the prior art.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위 에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 뱅크별로 독립적인 벌크 전압을 제공하며, 활성화된 메모리 뱅크에 대해서는 벌크 전압 레벨을 가변 시킴으로써 셀의 트랜지스터의 문턱전압을 조절하므로 전원전압이 낮아지거나 워드라인 구동전압이 낮아지더라도 안정적인 데이터 감지증폭 동작을 가능하게 하며, 반도체 메모리 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The semiconductor memory device according to the present invention provides an independent bulk voltage for each memory bank, and adjusts the threshold voltage of the transistor of the cell by varying the bulk voltage level for the activated memory bank, thereby reducing the power supply voltage or the word line driving voltage. Even if it is low, it enables stable data sensing and amplification operation, and improves the performance of the semiconductor memory device.
Claims (11)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11062760B1 (en) | 2019-12-30 | 2021-07-13 | SK Hynix Inc. | Memory device including data input/output circuit |
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- 2006-12-08 KR KR1020060124461A patent/KR101218604B1/en not_active IP Right Cessation
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