KR101308046B1 - Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same - Google Patents
Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101308046B1 KR101308046B1 KR1020060132912A KR20060132912A KR101308046B1 KR 101308046 B1 KR101308046 B1 KR 101308046B1 KR 1020060132912 A KR1020060132912 A KR 1020060132912A KR 20060132912 A KR20060132912 A KR 20060132912A KR 101308046 B1 KR101308046 B1 KR 101308046B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bit line
- dummy
- line
- voltage
- source
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital 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
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4094—Bit-line management or control circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital 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
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4091—Sense or sense/refresh amplifiers, or associated sense circuitry, e.g. for coupled bit-line precharging, equalising or isolating
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital 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
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4097—Bit-line organisation, e.g. bit-line layout, folded bit lines
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital 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
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4099—Dummy cell treatment; Reference voltage generators
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/12—Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/14—Dummy cell management; Sense reference voltage generators
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/18—Bit line organisation; Bit line lay-out
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C2207/00—Indexing scheme relating to arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C2207/002—Isolation gates, i.e. gates coupling bit lines to the sense amplifier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
본 발명은 커패시터리스(capacitor-less) 동적 반도체 메모리 장치를 공개한다. 이 장치는 워드라인에 연결된 게이트들과 복수개의 비트 라인들 각각에 연결된 드레인들과 복수개의 소스 라인들 각각에 연결된 소스들을 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 각각 구비하는 메모리 셀들, 워드라인에 연결된 게이트와 제 1 더미 비트라인에 연결된 드레인과 제1더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “1”이 저장된 제1더미 셀, 워드라인에 연결된 게이트와 제 2 더미비트라인에 연결된 드레인과 제2더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “0”이 저장된 제2더미 셀, 등화신호에 응답해서 제 1 더미비트라인과 제 2 더미비트라인을 등화하는 등화트랜지스터, 비트라인선택신호에 응답해서 복수개의 비트라인들 중 하나를 선택하여 감지비트라인에 연결하는 비트라인선택기, 제1 및 제2더미비트라인선택신호들 각각에 응답해서 제 1 및 더미비트라인들중의 하나를 선택하여 반전 감지 비트라인에 연결하는 더미비트라인연결부, 및 감지 비트라인과 반전 감지 비트라인의 전압 차를 감지하여 증폭하는 센싱부로 구성되어 있다.
The present invention discloses a capacitor-less dynamic semiconductor memory device. The device comprises memory cells each having a floating body transistor having gates connected to a word line, drains connected to each of the plurality of bit lines, and sources connected to each of the plurality of source lines, a gate connected to the word line and a first A first dummy cell having a floating body transistor having a drain connected to a dummy bit line and a source connected to a first dummy source line, and having a data “1” stored therein; a gate connected to a word line and a drain connected to a second dummy bit line; A second dummy cell having a floating body transistor having a source connected to the two dummy source lines and having a data “0”; an equalization transistor and bit line equalizing the first dummy bit line and the second dummy bit line in response to an equalization signal. In response to the selection signal, one of the plurality of bit lines is selected and connected to the sense bit line. A bit line selector, a dummy bit line connection unit configured to select one of the first and dummy bit lines to connect to the inversion sense bit line in response to each of the first and second dummy bit line selection signals; It consists of a sensing unit that senses and amplifies the voltage difference of the inversion sensing bit line.
Description
도 1은 일반적인 NMOS 플로팅 바디 트랜지스터의 쓰기 동작 전압을 나타낸다.1 shows a write operation voltage of a typical NMOS floating body transistor.
도 2A, 2B는 종래 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치를 나타내는 도면이다.2A and 2B illustrate a conventional capacitorless dynamic semiconductor memory device.
도 3는 본 발명의 기술적 사상을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating the technical idea of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체적인 회로도이다. 4 is a detailed circuit diagram according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 동적 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플로팅 바디 트랜지스터를 가지는 커패시터리스 메모리 셀을 구비하는 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamic semiconductor memory device, and more particularly, to a capacitorless dynamic semiconductor memory device having a capacitorless memory cell having a floating body transistor and a method of operating the same.
종래의 일반적인 동적 반도체 메모리 장치는 하나의 억세스 트랜지스터와 하나의 커패시터가 하나의 단위 메모리 셀을 구성한다. 하지만 계속적인 반도체 메모리 장치의 고집적화(high integrity) 및 고용량화(high density)의 요구에 따라 커 패시터를 가지는 단위 메모리 셀 구조는 필요한 정전용량(Capacitance)을 확보할 수 없는 문제점을 나타내게 되었다.In the conventional general dynamic semiconductor memory device, one access transistor and one capacitor constitute one unit memory cell. However, in accordance with the demand for high integrity and high density of semiconductor memory devices, a unit memory cell structure having a capacitor has a problem in that required capacitance cannot be secured.
상기와 같은 문제점을 극복하기위해, 최근 플로팅바디 트랜지스터를 동적 메모리 셀로써 사용하는 기술들이 소개되었다. IEEE에서 2002년에 소개된 논문 제목 “커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치”에서는 플로팅바디 트랜지스터의 바디에 다수 캐리어를 축적하거나 다수 캐리어를 방출하는 방법으로 데이터 “1” 또는 “0”을 저장하는 기술이 개시되어 있다. (Takashi Ohsawa et al., [Memory Design Using a One-Transistor Gain Cell on SOI,] IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 37, NO. 11, NOV. 2002.) In order to overcome the above problems, recently, techniques using a floating body transistor as a dynamic memory cell have been introduced. In the paper titled “Capacitorless Dynamic Semiconductor Memory Device” introduced in 2002 by the IEEE, a technique for storing data “1” or “0” by accumulating a large number of carriers or emitting a large number of carriers in the body of a floating body transistor is disclosed. It is. (Takashi Ohsawa et al., [Memory Design Using a One-Transistor Gain Cell on SOI,] IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 37, NO. 11, NOV. 2002.)
도 1은 일반적인 NMOS 플로팅 바디 트랜지스터의 구조 및 쓰기 동작 전압을 나타낸다. 도 1을 참조하면, SOI 기판은 실리콘 기판(Si) 및 절연층(buried oxide)를 포함하고, 플로팅바디 트랜지스터(FBT)는 SOI 기판의 상부에 비트라인(미도시)과 연결되는 드레인(D), 소스라인(미도시)에 연결되는 소스(S), 드레인(D)과 소스(S)사이의 영역의 상부에 절연층과 함께 위치하며, 워드라인(미도시)과 연결되는 게이트(G) 및 게이트(G) 아래에 형성되고 전기적으로 플로팅(floating)된 바디(B)를 포함한다.1 shows the structure and write operating voltage of a typical NMOS floating body transistor. Referring to FIG. 1, the SOI substrate includes a silicon substrate Si and a buried oxide, and the floating body transistor FBT is connected to a bit line (not shown) on top of the SOI substrate. And a source S connected to a source line (not shown) and a gate G connected to a word line (not shown) and positioned together with an insulating layer on an upper portion of the region between the source S and the drain D and the source S. And a body B formed under the gate G and electrically floating.
먼저 상기 플로팅바디 트랜지스터에 데이터 “1”을 쓰기 위해서는 게이트(G)와 드레인(D)에 게이트 유도 드레인 누설(GIDL; Gate Induced Drain Leakage) 현상이 일어날 수 있는 전압관계, 즉, 각각 게이트(G)에 부전압(-1.5V)과 드레인(D)에 양전압(1.5V)을 인가하여 바디(B)에 홀(hole)을 축적하는 방법과, 게이 트(G)와 드레인(D)에 각각 양의 전압(1.5V)을 인가하여 임팩트 이온화(impact ionization) 현상을 이용해서 바디(B)에 홀(hole)을 축적하는 방법이 있다. 즉, 바디(B)에 홀(hole)이 축적됨에 따라 플로팅바디 트랜지스터의 바디전압이 상승하게 되고 이는 문턱전압(Vth1)를 낮추게 하며, 이 상태를 데이터 “1”을 저장한 상태로 정의한다. 또한 GIDL 현상을 이용한 방법이 임팩트 이온화 현상을 이용한 방법보다 쓰기 전류가 작다는 장점을 가지고 있다.First, in order to write data “1” to the floating body transistor, a voltage relationship in which a gate induced drain leakage (GIDL) phenomenon may occur in the gate G and the drain D, that is, the gate G, respectively. A positive voltage (1.5 V) is applied to the negative voltage (-1.5 V) and the drain (D) to accumulate holes in the body (B), and to the gate (G) and the drain (D), respectively. There is a method of accumulating holes in the body B by using an impact ionization phenomenon by applying a positive voltage (1.5V). That is, as holes are accumulated in the body B, the body voltage of the floating body transistor increases, which lowers the threshold voltage Vth1, and defines this state as storing the data “1”. In addition, the method using the GIDL phenomenon has a smaller write current than the method using the impact ionization phenomenon.
다음으로, 플로팅바디 트랜지스터(FBT)에 데이터 “0을 쓰기 위해서는 바디(B)와 드레인(D) 사이에 순방향 바이어스 조건이 일어나도록 게이트(G)와 드레인(D)에 각각 양전압(1.5V)와 부전압(-1.5V)를 인가하여 바디(B)의 홀을 드레인(D)으로 방출하여 바디전압을 낮아지게 되고 이는 문턱전압(Vth0)을 높이게 되며, 이 상태를 데이터 “0”을 저장한 상태로 정의한다. 또한 데이터 “0”을 쓰는 방법은 게이트(G)와 소스(S)에 인가되는 전압을 이용해 커플링(Coupling)효과에 의해 바디의 홀을 방출할 수 도 있다.Next, in order to write data “0” to the floating body transistor FBT, a positive voltage (1.5 V) is applied to the gate G and the drain D so that a forward bias condition occurs between the body B and the drain D. And the negative voltage (-1.5V) is applied to discharge the hole of the body (B) to the drain (D) to lower the body voltage, which raises the threshold voltage (Vth0), this state is stored data "0" Define as one state. In addition, the method of writing data “0” may emit holes in the body by a coupling effect using voltages applied to the gate G and the source S. FIG.
도 2A 및 도 2B 각각은 종래 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치의 회로도를 나타낸다. 도 2A 및 도 2B의 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 미국공개특허번호 제2003-231524에 개시되어 있다. 도 2A와 도2B를 참고하면, 종래 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 비트라인 센스앰프의 기준신호를 만들기 위해 더미워드라인(RWL)을 두고 비트라인과 교차하는 영역에 각각 데이터 “0”과 “1”을 저장하는 더미셀을 포함한다. 도 2B의 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 비트라인 센스앰프의 기준신호를 만들기 위해 더미 비트라인을 두고 워드라인과 교 차하는 영역에 각각 데이터 “0”과 “1”을 저장하는 더미셀을 포함한다. 즉, 종래의 커패시터리스 반도체 메모리 장치에서는 비트라인 센스앰프의 기준전압을 만들기 위해 더미워드라인 또는 더미비트라인을 형성하고, 더미셀들에 흐르는 전류를 합한 후 1/2로 나누고 다시 이를 복사한 전류를 만들어 이것을 기준전압으로 전환하는 방법을 사용하므로 기준전압 발생기(Vref Gen.)와 같은 복잡한 회로들이 더 필요하고 또 이들을 위한 레이아웃(layout) 면적도 많이 소요되는 문제점을 가지고 있다.2A and 2B each show a circuit diagram of a conventional capacitorless dynamic semiconductor memory device. The capacitorless dynamic semiconductor memory device of FIGS. 2A and 2B is disclosed in US Patent Publication No. 2003-231524. Referring to FIGS. 2A and 2B, in the conventional capacitorless dynamic semiconductor memory device, data “0” and “1” are respectively placed in regions where a dummy word line RWL is intersected with a bit line to generate a reference signal of a bit line sense amplifier. And a dummy cell for storing. The capacitorless dynamic semiconductor memory device of FIG. 2B includes dummy cells which store data “0” and “1” in regions intersecting word lines with dummy bit lines to generate a reference signal of a bit line sense amplifier. . That is, in a conventional capacitorless semiconductor memory device, a dummy word line or a dummy bit line is formed to make a reference voltage of a bit line sense amplifier, the current flowing through the dummy cells is divided by 1/2, and the current is copied again. By using a method of converting the voltage into a reference voltage, a more complicated circuit such as a reference voltage generator (Vref Gen.) is required and a layout area for them is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비트라인 센스앰프의 기준전압을 생성하는 더미셀을 구비하는 플로팅바디 트랜지스터의 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a capacitorless dynamic semiconductor memory device of a floating body transistor having a dummy cell for generating a reference voltage of a bit line sense amplifier.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 목적을 달성하기 위한 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치의 동작 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of operating a capacitorless dynamic semiconductor memory device for achieving the above object.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1형태에 따른 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 워드라인에 연결된 게이트들과 복수개의 비트 라인들 각각에 연결된 드레인들과 복수개의 소스 라인들 각각에 연결된 소스들을 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 각각 구비하는 메모리 셀들, 상기 워드라인에 연결된 게이트와 제 1 더미 비트라인에 연결된 드레인과 제1더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “1”이 저장된 제1더미 셀, 상기 워드라인에 연결된 게이트와 제 2 더미비트라인에 연결된 드레인과 제2더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “0”이 저장된 제2더미 셀, 등화신호에 응답해서 상기 제 1 더미비트라인과 상기 제 2 더미비트라인을 등화하는 등화트랜지스터, 비트라인선택신호에 응답해서 상기 복수개의 비트라인들 중 하나를 선택하여 감지비트라인에 연결하는 비트라인선택기, 제1 및 제2더미비트라인선택신호들 각각에 응답해서 상기 제 1 및 더미비트라인들중의 하나를 선택하여 반전 감지 비트라인에 연결하는 더미비트라인연결부, 및 상기 감지 비트라인과 상기 반전 감지 비트라인의 전압 차를 감지하여 증폭하는 센싱부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a capacitorless dynamic semiconductor memory device may include gates connected to a word line, drains connected to each of a plurality of bit lines, and sources connected to each of a plurality of source lines. And a floating body transistor having memory cells each having a floating body transistor, a gate connected to the word line, a drain connected to a first dummy bit line, and a source connected to a first dummy source line, and storing data “1”. A second dummy cell having a floating body transistor having a dummy cell, a gate connected to the word line, a drain connected to a second dummy bit line, and a source connected to a second dummy source line, and storing data “0”; Responsive to the first dummy bit line and the second dummy bit line An equalization transistor, a bit line selector configured to select one of the plurality of bit lines in response to a bit line selection signal, and to connect to a sense bit line, respectively, in response to each of the first and second dummy bit line selection signals. And a dummy bit line connection unit configured to select one of the dummy bit lines to connect to the inversion sensing bit line, and a sensing unit for sensing and amplifying a voltage difference between the sensing bit line and the inversion sensing bit line. .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2형태에 따른 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 워드라인에 연결된 게이트들과 복수개의 비트 라인들 각각에 연결된 드레인들과 복수개의 소스 라인들 각각에 연결된 소스들을 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 각각 구비하는 제1메모리 셀들, 상기 워드라인에 연결된 게이트와 제1더미 비트라인에 연결된 드레인과 제1더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “1”이 저장된 제1더미 셀, 및 상기 워드 라인에 연결된 게이트와 제2더미 비트라인에 연결된 드레인과 제2더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “0 ”이 저장된 제2더미 셀을 구비하는 메모리 블록, 상기 메모리 블록의 일측에 위치하며 제1감지비트라인과 제1반전 감지비트라인사이의 전압 차를 감지하는 제1센싱부, 상기 메모리 블록의 타측에 위치하며 제2감지비트라인과 제2반전 감지비트라인사이의 전압 차를 감지하는 제2센싱부, 상기 메모리블록과 상기 제1센싱부사이에 위치하며 활성화된 제1비트라인선택신호에 응답해서 상기 메모리 블록의 복수개의 비트라인들중 제1비트라인들의 하나를 선택하는 제 1 비트라인선택기, 상기 메모리블록과 상기 제2센싱부사이에 위치하며 제2비트라인선택신호에 응답해서 상기 메모리블록의 상기 복수개의 비트라인들중 제2비트라인들의 하나를 선택하는 제 2 비트라인선택기, 제1 및 제2더미비트라인선택신호들 각각에 응답해서 상기 메모리블록의 제1 및 제2더미비트라인들중 하나를 선택하는 제 1 및 제2 더미비트라인선택기들, 상기 제 1 비트라인선택기와 상기 제1센싱부사이에 위치하며 블록선택신호에 응답해서 상기 메모리블록의 선택된 제1비트라인을 상기 제1감지비트라인에연결하는 제 1 블록연결스위치, 및 상기 블록선택신호에 응답해서 상기 메모리블록의 선택된 제1더미비트라인을 상기 제1반전 감지비트라인에 연결하는 제 1 더미비트라인연결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a capacitorless dynamic semiconductor memory device may include gates connected to a word line, drains connected to each of a plurality of bit lines, and sources connected to each of a plurality of source lines. And a floating body transistor having a first memory cell each having a floating body transistor, a gate connected to the word line, a drain connected to a first dummy bit line, and a source connected to a first dummy source line. And a floating body transistor having a first dummy cell stored therein, a floating body transistor having a gate connected to the word line, a drain connected to a second dummy bit line, and a source connected to a second dummy source line, and storing a data “0”. A memory block, the first detection bit being located at one side of the memory block A first sensing unit for sensing a voltage difference between a line and a first inversion sensing bit line, and a second sensing positioned at the other side of the memory block and sensing a voltage difference between a second sensing bit line and a second inversion sensing bit line A first bit line selector positioned between the memory block and the first sensing unit and configured to select one of first bit lines among a plurality of bit lines of the memory block in response to an activated first bit line selection signal; A second bit line selector positioned between the memory block and the second sensing unit and selecting one of second bit lines among the plurality of bit lines of the memory block in response to a second bit line selection signal; First and second dummy bit line selectors that select one of the first and second dummy bit lines of the memory block in response to each of the second dummy bit line selection signals, the first bit line selection; A first block connection switch positioned between the first sensing unit and the first sensing bit line, the first block connection switch connecting the selected first bit line of the memory block to the first sensing bit line in response to a block selection signal; And a first dummy bit line connection unit connecting the selected first dummy bit line of the block to the first inversion sensing bit line.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 워드라인에 연결된 게이트들과 복수개의 비트 라인들 각각에 연결된 드레인들과 복수개의 소스 라인들 각각에 연결된 소스들을 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 각각 구비하는 메모리 셀들, 상기 워드라인에 연결된 게이트와 제 1 더미 비트라인에 연결된 드레인과 제1더미 소스라인에 연결된 소스 를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “1”이 저장된 제1더미 셀, 및 상기 워드라인에 연결된 게이트와 제 2 더미비트라인에 연결된 드레인과 제2더미 소스라인에 연결된 소스를 가지는 플로팅 바디 트랜지스터를 구비하고 데이터 “0”이 저장된 제2더미 셀을 구비하는 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치의 동작방법에 있어서, 상기 제1 및 제2더미 셀들의 소스에 소스 전압을 인가하고, 상기 워드라인을 활성화하여 상기 메모리 셀들과 상기 제1 및 제2더미 셀들을 온하는 단계, 제 1 더미비트라인과 제2 더미 비트라인의 전압을 등화하는 단계, 상기 복수개의 비트라인들중의 적어도 하나의 비트라인을 선택하고 감지 비트라인과 연결하는 단계, 상기 제1 및 제2더미비트라인들중 하나를 선택하고 반전 감지비트라인과 연결하는 단계, 및 상기 감지 비트라인과 상기 반전 감지비트라인의 전압차를 감지하고 증폭하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a capacitorless dynamic semiconductor memory device having gates connected to a word line, drains connected to each of a plurality of bit lines, and sources connected to each of a plurality of source lines. Memory cells each having a floating body transistor, a floating body transistor having a gate connected to the word line, a drain connected to a first dummy bit line, and a source connected to a first dummy source line, and having a data “1” stored therein; A capacitor having a dummy cell, a floating body transistor having a gate connected to the word line, a drain connected to a second dummy bit line, and a source connected to a second dummy source line, and having a second dummy cell in which data “0” is stored. In a method of operating a leased dynamic semiconductor memory device, Applying a source voltage to the source of the first and second dummy cells and activating the word line to turn on the memory cells and the first and second dummy cells; a first dummy bit line and a second dummy bit Equalizing a voltage of a line, selecting at least one bit line of the plurality of bit lines and connecting the sense bit line, selecting one of the first and second dummy bit lines and inverting sense bits Connecting to a line, and sensing and amplifying a voltage difference between the sense bit line and the inverted sense bit line.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 명세서에서 “및/또는”는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.As used herein, “and / or” includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 자세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 기술적 사상을 나타내는 반도체 메모리 장치의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a semiconductor memory device illustrating the technical spirit of the present invention.
이하 도 3을 참고하면, 반도체 메모리 장치는 메모리 블럭(310), 비트라인 선택기들(321-1, 321-2), 더미비트라인연결부들(331-1, 331-2), 전압감지증폭기들(340-1, 340-2), 및 프리차지회로들(350-1, 350-2)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a semiconductor memory device may include a
메모리 블럭(310)은 워드라인(WL)과 다수의 비트라인들(BL1~BLn)의 교차영역에 위치하는 플로팅바디 트랜지스터의 정상 셀(NC)들과 상기 워드라인과 제 1 더미비트라인(DBL0)의 교차영역에 위치하고 데이터 “0”이 저장된 플로팅바디 트랜지스터의 더미셀(DC0), 상기 워드라인과 제 2 더미비트라인(DBL1)의 교차영역에 위치하고 데이터 “1”이 저장된 플로팅바디 트랜지스터의 더미셀(DC1), 및 등화신호(PAVGi)에 응답해서 상기 제 1 더미비트라인(DBL0)과 상기 제 2 더미비트라인(DBL1)을 연결하는 등화트랜지스터(EQT)를 포함한다.The
비트라인선택기(321-1)는 홀수번째 비트라인선택신호(BLS1 ~ BLS(n-1))들 중에 활성화되는 하나의 비트라인선택신호에 응답해서 상기 홀수번째 비트라인들 중 하나를 선택하고 전압감지증폭기(340)의 제 1입력인 감지비트라인(SBL2)에 연결한다. 또한, 비트라인선택기(321-1)는 선택된 홀수번째 비트라인들 각각에 대응하는 홀수번째 소스라인들(SL1 ~ SL(n-1))을 함께 선택하고 동작조건에 알맞은 소스전압(SLP)을 선택된 소스라인에 인가한다. 마찬가지로, 비트라인선택기(321-2)는 짝수번째 비트라인선택신호(BLS2 ~ BLSn)들 중에 활성화되는 하나의 비트라인선택신 호에 응답해서 상기 짝수번째 비트라인들 중 하나를 선택하고 전압감지증폭기(340-2)의 제 1입력인 감지비트라인(SBL1)에 연결한다. 또한, 비트라인선택기(321-2)는 선택된 짝수번째 비트라인들 각각에 대응하는 짝수번째 소스라인들(SL2 ~ SLn)을 함께 선택하고 동작조건에 알맞은 소스전압(SLP)을 선택된 소스라인에 인가한다. 또한, 비트라인선택기들(321-1, 321-2)는 상기 해당 비트라인선택신호가 비활성화일때에는 해당 비트라인과 소스라인에 일정전압의 프리차지 전압을 공급한다. 상기 소스전압(SLP)은 상기 프리차지 전압보다 큰 것이 바람직하다.The bit line selector 321-1 selects one of the odd bit lines in response to one bit line selection signal that is activated among the odd bit line selection signals BLS1 to BLS (n-1). It is connected to the sense bit line SBL2 which is the first input of the sense amplifier 340. In addition, the bit line selector 321-1 selects the odd-numbered source lines SL1 to SL (n−1) corresponding to each of the selected odd-numbered bit lines together and selects a source voltage SLP suitable for an operation condition. Applies to the selected source line. Similarly, the bit line selector 321-2 selects one of the even-numbered bit lines in response to one bit line selection signal that is activated among the even-numbered bit line selection signals BLS2 to BLSn and the voltage sensing amplifier. A detection bit line SBL1, which is a first input of 340-2, is connected. In addition, the bit line selector 321-2 selects even-numbered source lines SL2 to SLn corresponding to each of the selected even-numbered bit lines together and applies a source voltage SLP suitable to an operation condition to the selected source line. do. In addition, the bit line selectors 321-1 and 321-2 supply a predetermined precharge voltage to the corresponding bit line and the source line when the corresponding bit line selection signal is inactive. The source voltage SLP may be greater than the precharge voltage.
더미비트라인연결부(331-1)는 더미비트라인선택신호(DBLS1)에 응답해서 상기 제 2 더미비트라인(DBL1)을 선택하고 상기 전압감지증폭기(340-1)의 제 2입력인 반전감지비트라인(SBL2B)에 연결한다. 더미비트라인연결부(331-1)는 더미비트라인(DBL1)에 대응하는 더미소스라인(DSL1)을 함께 선택하고 동작조건에 알맞은 상기 소스전압(SLP)을 더미소스라인(DSL1)에 인가한다. 더미비트라인연결부(331-2)는 더미비트라인선택신호(DBLS0)에 응답해서 상기 제 1 더미비트라인(DBL0)을 선택하고 전압감지증폭기(340-2)의 제 2입력인 반전감지비트라인(SBL1B)에 연결한다. 더미비트라인연결부(331-2)는 더미비트라인(DBL1)에 대응하는 더미소스라인(DSL1)을 함께 선택하고 동작조건에 알맞은 상기 소스전압(SLP)을 더미소스라인(DSL1)에 인가한다. 또한 더미비트라인연결부들(331-1, 331-2)는 더미비트라인선택신호들(DBLS1, DBLS0)가 비활성화되는 경우에는 더미소스라인과 더미비트라인들에 상기 프리차지 전압을 인가한다.The dummy bit line connection unit 331-1 selects the second dummy bit line DBL1 in response to the dummy bit line selection signal DBLS1 and inverts a sensing bit which is a second input of the voltage sensing amplifier 340-1. Connect to line SBL2B. The dummy bit line connection unit 331-1 selects the dummy source line DSL1 corresponding to the dummy bit line DBL1 together and applies the source voltage SLP suitable for the operation condition to the dummy source line DSL1. The dummy bit line connection unit 331-2 selects the first dummy bit line DBL0 in response to the dummy bit line selection signal DBLS0 and inverts the sensing bit line as the second input of the voltage sensing amplifier 340-2. To (SBL1B). The dummy bit line connection unit 331-2 selects the dummy source line DSL1 corresponding to the dummy bit line DBL1 together and applies the source voltage SLP suitable for the operation condition to the dummy source line DSL1. In addition, the dummy bit line connection units 331-1 and 331-2 apply the precharge voltage to the dummy source line and the dummy bit lines when the dummy bit line selection signals DBLS1 and DBLS0 are inactivated.
전압감지증폭기(340)는 상기 비트라인선택기의 제 1입력과 상기 더미비트라 인연결부의 제 2입력을 입력받아 그 전압차을 감지하고 증폭한다. 상기 전압감지증폭기는 NMOS트랜지스터들과 PMOS트랜지스터들로 구성되는 래치형식으로 구성될 수 있다.The voltage sensing amplifier 340 receives the first input of the bit line selector and the second input of the dummy bit line connection unit to sense and amplify the voltage difference. The voltage sensing amplifier may be configured in a latch form consisting of NMOS transistors and PMOS transistors.
프리차지 회로(350-1, 350-2)는 감지비트라인(SBL)과 반전감지비트라인(SBLB)을 프리차지 전압으로 프리차지한다.The precharge circuits 350-1 and 350-2 precharge the sense bit line SBL and the inversion sense bit line SBLB with a precharge voltage.
즉, 본 발명에 따른 커패시터리스 동적 메모리장치는 하나의 워드라인을 활성화하고 더미 셀들(DC0, DC1)의 소스에 소스라인을 통해 동작조건에 알맞은 소스전압(SLP)을 공급하여, 더미 셀들(DC0, DC1)의 문턱전압에 의해 형성된 더미비트라인들(DBL0, DBL1)의 전압을 등화한 전압을 기준전압으로 사용한다. 따라서, 기준 전압을 발생하기 위한 구성이 간단화되고, 이에 따라 레이아웃 면적도 줄어들게 된다.That is, the capacitorless dynamic memory device according to the present invention activates one word line and supplies a source voltage SLP suitable for an operating condition to a source of dummy cells DC0 and DC1 through a source line, thereby providing dummy cells DC0. The voltage obtained by equalizing the voltages of the dummy bit lines DBL0 and DBL1 formed by the threshold voltage of DC1 is used as the reference voltage. Therefore, the configuration for generating the reference voltage is simplified, thereby reducing the layout area.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메모리장치의 구체적인 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 메모리장치는 메모리블록들(411, 412), 센싱 블록들(421, 422), 제 1 및 제 2 비트라인선택기들(431, 432), 제 1 및 제2 더미비트라인연결기들(441, 442) 및 제 1 및 제 2 블록선택스위치들(451, 452)를 포함한다. 센싱 블록들(421, 422) 각각은 센스 증폭기(SA)과 프리차지회로(PRE)로 구성되어 있다. 설명의 편의를 위해 메모리블럭(412)의 아래에 형성되는 비트라인선택기와 전압감지증폭기를 도시하지 않았으나, 이는 본 발명이 속하는 당업자에게는 당연한 사실이다.Referring to FIG. 4, a memory device includes memory blocks 411 and 412, sensing blocks 421 and 422, first and second
메모리블록들(411, 412) 각각은 워드라인(WLn)과 다수의 비트라인들(BL1 ~ BLn)의 교차영역에 위치하는 플로팅바디 트랜지스터의 정상 셀들(NC)과 상기 워드라인(WLn)과 제 1 더미비트라인(DBL0)의 교차영역에 위치하고 데이터 “0”이 저장된 플로팅바디 트랜지스터의 더미 셀(DC1), 상기 워드라인(WLn)과 제 2 더미비트라인(DBL1)의 교차영역에 위치하고 데이터 “1”이 저장된 플로팅바디 트랜지스터의 더미 셀(DC1), 및 등화신호(PAVGi, PAVGj)에 응답해서 상기 제 1 더미비트라인(DBL0)과 상기 제 2 더미비트라인(DBL1)을 연결하는 등화트랜지스터(EQT)를 포함한다.Each of the memory blocks 411 and 412 is formed of the normal cells NC and the word line WLn of the floating body transistor positioned at the intersection of the word line WLn and the plurality of bit lines BL1 to BLn. The dummy cell DC1 of the floating body transistor in which the first dummy bit line DBL0 is located and the data “0” is stored, and the data “is located in the intersection area of the word line WLn and the second dummy bit line DBL1. An equalization transistor connecting the first dummy bit line DBL0 and the second dummy bit line DBL1 in response to the dummy cell DC1 of the floating body transistor having 1 ″ stored therein and the equalization signals PAVGi and PAVGj. EQT).
센싱 블록들(421, 422) 각각의 전압감지증폭기(SA)는 상기 제 1및 제 2메모리블록들(412, 412) 사이에 위치하며 NMOS트랜지스터들(N1, N2)로 구성된 NMOS센스 증폭기와 PMOS트랜지스터들(P1, P2)로 구성된 PMOS센스 증폭기를 포함하는 일반적인 래치형태로 구성되고, 프리차지회로(PRE)는 NMOS트랜지스터들(N3, N4, N5)로 구성된다.The voltage sensing amplifier SA of each of the sensing blocks 421 and 422 is positioned between the first and second memory blocks 412 and 412 and a NMOS sense amplifier and a PMOS including NMOS transistors N1 and N2. It is configured in a general latch form including a PMOS sense amplifier composed of transistors P1 and P2, and the precharge circuit PRE is composed of NMOS transistors N3, N4 and N5.
제 1 및 제 2비트라인선택기들(431, 432) 각각은 해당 메모리블록과 상기 센싱 블록들(421, 422) 각각의 사이에 위치하며, 각각 해당 비트라인선택신호(BLS1 ~ BLSn)에 응답하는 NMOS트랜지스터들(N6, N7)을 포함한다. 또한 제 1 및 제 2비트라인선택기들(431, 432) 각각은 활성화되는 비트라인선택신호(BLS1 ~ BLSn)에 응답해서 해당 메모리블록의 비트라인들 중 하나와 상기 선택된 비트라인에 대응하는 소스라인을 함께 선택하고 동작조건에 알맞은 소스전압(SLP)을 선택된 비트라인에 대응하는 소스 라인으로 인가한다. 제 1 및 제 2비트라인선택기들(431, 432) 각각은 상기 해당 비트라인선택신호가 비활성화일때에는 해당 비트라인과 소스라인에 일정전압의 프리차지 전압을 공급한다. 또한, 비트라인선택기들을 구성하는 NMOS트랜지스터들(N6, N7)은 하나의 트랜지스터로 구성될 수 있다.Each of the first and second
제 1 및 제2더미비트라인연결기들(441, 442) 각각은 NMOS트랜지스터들(N8, N9)을 구비하며, 더미비트라인선택신호들(DBLS0, DBLS1)에 응답해서 상기 메모리블록들(411, 412)의 더미비트라인들(DBL0, DBL1) 중 어느 하나를 선택한다.Each of the first and second dummy
제 1 및 제 2블록선택스위치들(451, 452)는 NMOS트랜지스터(N10)를 구비하며, 상기 해당 비트라인선택기와 상기 센싱 블록사이에 위치하며 해당 블록선택신호(PISOi, PIOSj))에 응답해서 상기 각 메모리블록의 선택된 비트라인을 상기 센싱 블록의 제 1 입력으로 연결한다. 물론 상기 블록선택신호들 중에서 워드라인이 활성화되는 메모리블럭의 블록선택신호만 활성화되어 상기 센싱 블록의 제 1 입력으로 연결한다.The first and second block selection switches 451 and 452 have an NMOS transistor N10 and are located between the corresponding bit line selector and the sensing block and in response to the corresponding block selection signals PISOi and PIOSj. The selected bit line of each memory block is connected to a first input of the sensing block. Of course, only the block selection signal of the memory block in which the word line is activated among the block selection signals is activated and connected to the first input of the sensing block.
즉, 반도체 메모리 장치는 센싱 블록을 두개의 메모리블럭이 공유하는 구성으로, 메모리블록내의 비트라인들중에서 홀수번째 비트라인들은 비트라인선택기(431)와 짝수번째 비트라인들은 비트라인선택기(432)에 연결되어, 활성화되는 워드라인에 연결된 2개의 정상셀의 데이터를 출력할 수 있는 구조이다.우선, 더미 셀들(DC0, DC1)에 데이터 “0”과 데이터 “1”을 각각 라이트하는 동작을 설명하면 다음과 같다.That is, the semiconductor memory device has a configuration in which a sensing block is shared by two memory blocks, wherein odd bit lines of the bit lines of the memory block are assigned to the
각 메모리블록내의 워드라인이 비활성화된 상태에서 비트라인선택기들 및 더미비트라인연결기들은 모든 비트라인들과 더미 비트라인들로는 프리차지회로(PRE) 에 의해서 프리차지된 프리차지 전압을 인가하고, 모든 소스라인들과 더미 소스라인들로 프리차지 전압과 동일한 소스 전압(SLP)을 인가하여 모든 비트 라인들, 더미 비트 라인들, 모든 소스 라인들, 및 모든 더미 소스 라인들을 프리차지 전압 레벨로 프리차지한다.The bit line selectors and the dummy bit line connectors apply the precharge voltage precharged by the precharge circuit PRE to all the bit lines and the dummy bit lines while the word lines in each memory block are inactive. Precharge all bit lines, dummy bit lines, all source lines, and all dummy source lines to a precharge voltage level by applying a source voltage SLP equal to the precharge voltage to the lines and dummy source lines. .
액티브 명령에 응답하여 메모리 블록들(411, 412)중 선택된 메모리 블록의 선택된 워드 라인(WLn)으로 전압(예를 들면, 도1의 0V)을 인가하고, 활성화되는 더미비트라인선택신호(DBLS0)에 응답해서 더미비트라인 연결기(441)는 더미 비트라인(DBL0)을 선택하고 이와 함께 소스 전압(SLP)으로 전압(예를 들면, 도1의 1.5V)을 인가하여 선택된 더미 비트라인(DBL0)에 대응하는 더미 소스라인(DSL0)으로 소스 전압을 인가한다.In response to the active command, a voltage (for example, 0V in FIG. 1) is applied to the selected word line WLn of the selected memory block among the memory blocks 411 and 412, and the dummy bit line selection signal DBLS0 is activated. In response, the dummy
감지비트라인(SBL1)으로 데이터 “1”이 전송되고, 반전 감지비트라인(SBL1B)으로 데이터 “0”이 전송되면 전압감지증폭기(SA)는 센싱 제어신호들(LA, LAB)에 응답하여 감지비트라인(SBL1)과 반전 감지비트라인(SBL1B)의 데이터 증폭한다.When data “1” is transmitted to the sense bit line SBL1 and data “0” is transmitted to the inverted sense bit line SBL1B, the voltage sensing amplifier SA senses in response to the sensing control signals LA and LAB. Data amplification of the bit line SBL1 and the inversion sensing bit line SBL1B is performed.
블록선택신호(PISOi)가 활성화되어, 반전 감지비트라인(SBL1B)의 증폭된 “0”의 데이터에 해당하는 전압(예를 들면, 도1의 0V)가 더미비트라인(DBL0)으로 전송되어 더미 셀(DC0)에 데이터 “0”이 저장된다.When the block selection signal PISOi is activated, a voltage (for example, 0V in FIG. 1) corresponding to the amplified “0” data of the inversion detection bit line SBL1B is transferred to the dummy bit line DBL0 to dummy. Data "0" is stored in the cell DC0.
유사한 방법으로, 더미 셀(DC1)에 데이터 “1”이 저장된다.In a similar manner, data "1" is stored in the dummy cell DC1.
더미 셀(DC0)에 데이터 “0”이 저장되고, 더미 셀(DC1)에 데이터 “1”이 저장되고, 메모리 블록(411)의 워드 라인(WLn), 비트 라인(BL1), 소스 라인(SL1)에 연결된 정상 셀(NC)에 데이터 “0”이, 워드 라인(WLn), 비트 라인(BL2), 소스 라인(SL2)에 연결된 정상 셀(NC)에 데이터 “1”이 저장된 경우에 데이터를 독출하는 방법에 대해 설명한다.Data “0” is stored in the dummy cell DC0, data “1” is stored in the dummy cell DC1, and the word line WLn, the bit line BL1, and the source line SL1 of the
먼저, 각 메모리블록내의 워드라인이 비활성화된 상태에서 비트라인선택기들 및 더미비트라인연결기들은 모든 비트라인들과 더미 비트라인들로는 프리차지회로(PRE)에 의해서 프리차지된 프리차지 전압을 인가하고, 모든 소스라인들과 더미 소스라인들로 프리차지 전압과 동일한 소스 전압(SLP)을 인가하여 모든 비트 라인들, 더미 비트 라인들, 모든 소스 라인들, 및 모든 더미 소스 라인들을 프리차지 전압 레벨로 프리차지한다.First, the bit line selectors and the dummy bit line connectors apply the precharge voltage precharged by the precharge circuit PRE to all the bit lines and the dummy bit lines while the word lines in each memory block are inactive. Applying a source voltage SLP equal to the precharge voltage to all the source lines and the dummy source lines, preload all bit lines, dummy bit lines, all source lines, and all dummy source lines to the precharge voltage level. Occupy.
액티브 명령에 응답해서 워드 라인(WLn)으로 전압(예를 들면, 도1의 1.5V)을 인가하고, 상기 비트라인선택기(431)는 활성화되는 비트라인선택신호(BLS1)에 응답해서 비트라인(BL1)을 선택하고 이와 함께 소스 전압(SLP)으로 전압(예를 들면, 도1의 1.5V)을 인가하여 선택된 비트라인에 대응하는 소스라인(SL1)으로 소스 전압을 인가한다. 이때 비트라인선택기(432)도 비트라인(BL2)를 선택하고 이에 대응하는 소스라인(SL2)으로도 전압(예를 들면, 도1의 1.5V)을 인가한다. 마찬가지로 상기 더미비트라인연결기(441)는 활성화되는 더미비트라인선택신호(DBLS0)에 응답해서 더미비트라인 중 하나(DBL0)를 선택하고 이에 대응하는 더미소스라인(DSL0)에 상기 전압(예를 들면, 도1의 1.5V)과 같은 크기의 전압을 인가한다. 이때 더미비트라인연결기(442)도 더미비트라인(DBL1)를 선택하고 이에 대응하는 소스라인(DSL1)에도전압(예를 들면, 도1의 1.5V)을 인가한다.In response to the active command, a voltage (for example, 1.5V in FIG. 1) is applied to the word line WLn, and the
이후 상기 제 1메모리블럭(411)의 워드라인(WLn)을 활성화하여 이에 연결된 정상 셀(NC)과 상기 더미셀들(DC0. DC1)의 플로팅바디 트랜지스터를 턴온한다. 상기 선택된 비트라인들(BL1, BL2)에는 정상셀에 저장된 데이터에 따른 문턱전압이 반영된 비트라인전압이 발생한다. 즉, 데이터 “1”이 저장된 정상셀의 비트라인에는 워드라인전압에서 데이터 “1”의 문턱전압(Vth1)을 뺀값에 해당하는 전압이 발생하고, 데이터 “0”이 저장된 비트라인에는 워드라인전압에서 문턱전압(Vth0)을 뺀값에 해당하는 전압이 발생한다.Thereafter, the word line WLn of the
마찬가지로, 더미비트라인들(DBL0, DBL1)에도 더미셀의 데이터에 따른 문턱전압이 반영된 더미비트라인전압이 생성된다. 즉, 데이터 “1”이 저장된 더미셀(DC1)과 연결된 더미비트라인(DBL1)에는 워드라인전압에서 데이터 ”1”의 문턱전압(Vth1)을 뺀크기의 전압이 발생하고 데이터 “0”이 저장된 더미셀(DC1)과 연결된 더미비트라인(DBL1)에는 워드라인전압에서 데이터 ”0”의 문턱전압(Vth0)을 뺀크기의 전압이 발생한다.Similarly, dummy bit lines DBL0 and DBL1 may generate dummy bit line voltages reflecting threshold voltages corresponding to data of dummy cells. That is, the voltage of the subtracted voltage Vth1 of the word line voltage minus the threshold voltage Vth1 is generated in the dummy bit line DBL1 connected to the dummy cell DC1 storing the data “1” and the data “0” is stored. The dummy bit line DBL1 connected to the dummy cell DC1 generates a voltage having the word line voltage minus the threshold voltage Vth0 of the data “0”.
이후 상기 등화신호를 활성화하여 등화트랜지스터를 턴온하여 제 1 더미비트라인과 제2 더미비트라인의 전압을 같게 등화한다. 그러면 더미비트라인에는 ((게이트전압- Vth1) + (게이트전압- Vth0))/2만큼의 등화전압이 발생한다. 이 등화전압이 전압감지증폭기(SA)의 기준전압이 된다.Thereafter, the equalization signal is activated to turn on the equalization transistor to equalize the voltages of the first dummy bit line and the second dummy bit line. Then, an equalization voltage of ((gate voltage-Vth1) + (gate voltage-Vth0)) / 2 is generated in the dummy bit line. This equalizing voltage becomes a reference voltage of the voltage sensing amplifier SA.
이후 블록선택신호(PISOi)를 활성화하여 블록선택스위치를 온함에 의해서 비트 라인(BL1)과 상기 센싱 블록(421)의 제 1입력인 감지비트라인(SBL1)을 연결하고, 비트 라인(BL2)과 상기 센싱 블록(422)의 제1입력인 감지비트라인(SBL2)을 연 결하고, 상기 더미비트라인(DBL0)을 상기 센싱 블록(421)의 제 2입력인 반전감지비트라인(SBL1B)에 연결하고, 상기 더미비트라인(DBL1)을 상기 센싱 블록(421)의 제2입력인 반전감지비트라인(SBL2B)에 연결한다. 상기 감지비트라인(SBL1)과 상기 반전감지비트라인(SBL1B)의 전압차 및 상기 감지비트라인(SBL2)과 상기 반전감지비트라인(SBL2B)의 전압차는 ΔVth(=Vth1+Vth0)/2과 Vth1의 전압차 또는 ΔVth(=Vth1+Vth0)/2과 Vth0의 전압차가 될 것이며, 상기 전압갑지증폭기(SA)는 이 차이값을 감지하고 증폭하여 데이터를 독출한다. 상기 전압감지증폭기의 동작은 당업자에게 당연한 사실이므로 자세한 설명은 생략한다.Thereafter, the block selection signal PISOi is activated to connect the bit line BL1 and the sensing bit line SBL1, which is the first input of the
즉, 본 발명에 따른 커패시터리스 동적 메모리 장치의 읽기 동작은 데이터 “0”과 “1”이 저장된 더미셀들의 문턱전압을 더미비트라인에 반영하고 이를 등화하여 전압갑지증폭기의 기준전압으로 사용한다.That is, the read operation of the capacitorless dynamic memory device according to the present invention reflects the threshold voltages of the dummy cells in which data “0” and “1” are stored in the dummy bit line and equalizes the threshold voltages to use the reference voltage of the voltage-assisted amplifier.
먼저, 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.First, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. I can understand that you can. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
상술한 바와 같이 본 발명의 커패시터리스 동적 반도체 메모리 장치는 종래의 메모리장치와 달리 더미워드라인을 사용하지 않으므로 더미셀들의 리프레쉬를 위한 부가시간이 필요없게 된다. 또한, 메모리블럭내의 더미셀들의 문턱전압 차이 를 이용하여 비트라인 전압감지증폭기의 기준전압을 직접 발생하므로 기준전압을 발생하기 위한 회로들이 단순되어 레이아웃 면적을 줄일 수 있다.As described above, unlike the conventional memory device, the capacitorless dynamic semiconductor memory device of the present invention does not use a dummy word line, and thus, additional time for refreshing the dummy cells is not required. In addition, since the reference voltage of the bit line voltage sensing amplifier is directly generated by using the threshold voltage difference of the dummy cells in the memory block, circuits for generating the reference voltage are simplified, thereby reducing the layout area.
Claims (15)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060132912A KR101308046B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same |
US11/882,932 US7675771B2 (en) | 2006-11-24 | 2007-08-07 | Capacitor-less DRAM circuit and method of operating the same |
DE200710057097 DE102007057097A1 (en) | 2006-11-24 | 2007-11-19 | Semiconductor memory integrated circuit (IC) has selecting circuit to selectively connect bit lines to first output bit line and source lines to source voltage, and sense amplifier to sense data based on voltage on first output bit line |
TW096143997A TW200839783A (en) | 2006-11-24 | 2007-11-20 | A semiconductor integrated circuit and method of operating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060132912A KR101308046B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080058806A KR20080058806A (en) | 2008-06-26 |
KR101308046B1 true KR101308046B1 (en) | 2013-09-26 |
Family
ID=39804123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060132912A KR101308046B1 (en) | 2006-11-24 | 2006-12-22 | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101308046B1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090116088A (en) | 2008-05-06 | 2009-11-11 | 삼성전자주식회사 | A capacitor-less one transistor semiconductor memory device having improved data retention abilities and operation characteristics |
US7969808B2 (en) | 2007-07-20 | 2011-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Memory cell structures, memory arrays, memory devices, memory controllers, and memory systems, and methods of manufacturing and operating the same |
KR101308048B1 (en) | 2007-10-10 | 2013-09-12 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor memory device |
KR20090075063A (en) | 2008-01-03 | 2009-07-08 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor memory device comprising memory cell array having dynamic memory cells using floating body transistor and method of operating the same |
KR101398635B1 (en) | 2008-11-11 | 2014-05-22 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor memory device having shared sense amplifiers |
KR20100070158A (en) | 2008-12-17 | 2010-06-25 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor memory device comprising capacitor-less dynamic memory cells, and method of operating the same |
KR101442177B1 (en) | 2008-12-18 | 2014-09-18 | 삼성전자주식회사 | Methods of fabricating a semiconductor device having a capacitor-less one transistor memory cell |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030231524A1 (en) | 2002-06-18 | 2003-12-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device |
JP2005302234A (en) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
JP2006073055A (en) | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
JP2006127631A (en) | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
-
2006
- 2006-12-22 KR KR1020060132912A patent/KR101308046B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030231524A1 (en) | 2002-06-18 | 2003-12-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device |
JP2005302234A (en) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
JP2006073055A (en) | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
JP2006127631A (en) | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080058806A (en) | 2008-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1983445B (en) | Memory devices including floating body transistor capacitorless memory cells and related methods | |
KR100542161B1 (en) | Semiconductor memory device | |
KR0177776B1 (en) | Data sensing circuit for highly integrated semiconductor memory device | |
US7907439B2 (en) | Semiconductor memory device | |
US9111593B2 (en) | Differential sense amplifier without dedicated precharge transistors | |
US8953399B2 (en) | Differential sense amplifier without dedicated pass-gate transistors | |
KR101308046B1 (en) | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating of the same | |
US7433223B2 (en) | Memory devices including floating body transistor capacitorless memory cells and related methods | |
US20120275252A1 (en) | Differential sense amplifier without switch transistors | |
KR20010094995A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2005108341A (en) | Semiconductor storage device | |
KR950002294B1 (en) | Semiconductor memory device | |
KR101295775B1 (en) | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating the same | |
KR100706232B1 (en) | Semiconductor memory device being capable of screening a fail cell and screen method | |
KR100571650B1 (en) | Semiconductor device for low voltage | |
KR101034616B1 (en) | Sense amplifier and semiconductor memory device | |
KR100649351B1 (en) | Semiconductor device for low voltage | |
KR101655388B1 (en) | Bit line sense amplifier and memory core including the same | |
KR20080058798A (en) | Capacitor-less dynamic semiconductor memory device and method of operating the same | |
KR100761407B1 (en) | Semiconductor device for low voltage | |
KR100843706B1 (en) | Semiconductor memory device and operation method of the same | |
KR100831678B1 (en) | Sense amplifier of semiconductor device | |
KR101255163B1 (en) | Capacitor-less Dynamic semiconductor memory device and method of operating the same | |
US5943279A (en) | Semiconductor memory integrated circuit | |
US6597040B2 (en) | Semiconductor device having MOS transistor for coupling two signal lines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180831 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190830 Year of fee payment: 7 |