KR102217240B1 - One Time Programmable Memory and System-on Chip including One Time Programmable Memory - Google Patents

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원 타임 프로그래머블 메모리 및 원 타임 프로그래머블 메모리를 포함하는 시스템-온 칩이 개시된다. OTP(One Time Programmable) 메모리는 프로그램 됨에 따라 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비하는 OTP 셀을 다수로 포함하는 OTP 셀 어레이; 상기 OTP 메모리의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 기준 전압을 생성하는 온도 보상 기준 전압 생성부; 및 상기 기준 전압을 수신하여 상기 기준 전압에 비례하고 상기 OTP 셀 어레이에 인가되는 동작 전압을 생성하는 온도 보상 동작 전압 생성부를 포함한다. A system-on chip comprising a one-time programmable memory and a one-time programmable memory is disclosed. The One Time Programmable (OTP) memory includes: an OTP cell array including a plurality of OTP cells including program transistors that are irreversibly changed as they are programmed; A temperature compensation reference voltage generator configured to sense a temperature of the OTP memory and generate a reference voltage having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature; And a temperature compensation operating voltage generator configured to receive the reference voltage and generate an operating voltage proportional to the reference voltage and applied to the OTP cell array.

Description

원 타임 프로그래머블 메모리 및 원 타임 프로그래머블 메모리를 포함하는 시스템-온 칩 {One Time Programmable Memory and System-on Chip including One Time Programmable Memory}System-on Chip including One Time Programmable Memory and One Time Programmable Memory {One Time Programmable Memory and System-on Chip including One Time Programmable Memory}

본 개시는 원 타임 프로그래머블 메모리 및 원 타임 프로그래머블 메모리를 포함하는 시스템-온 칩에 관한 것으로, 특히 신뢰성을 향상시킬 수 있는 원 타임 프로그래머블 메모리 및 원 타임 프로그래머블 메모리를 포함하는 시스템-온 칩에 관한 것이다.The present disclosure relates to a system-on chip including a one-time programmable memory and a one-time programmable memory, and more particularly to a system-on chip including a one-time programmable memory and a one-time programmable memory capable of improving reliability.

원 타임 프로그래머블 메모리(One Time Programmable Memory, 이하, OTP 메모리)는 전원이 공급되지 아니하더라도 프로그램 되어 있는 데이터를 영구적으로 보존할 수 있는 비휘발성 메모리이다. 제조의 용이성 및 보안성 측면에서 유리하여, 시스템-온 칩(System-on Chip, 이하 SoC) 등에서 이퓨즈(eFUSE)를 대체하여 사용되고 있다. One Time Programmable Memory (OTP memory) is a non-volatile memory capable of permanently storing programmed data even when power is not supplied. Since it is advantageous in terms of ease of manufacture and security, it is used by replacing eFUSE in System-on Chip (SoC) and the like.

본 개시는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 OTP 메모리 및 OTP 메모리를 포함하는 SoC를 제공한다. The present disclosure provides an OTP memory and an SoC including an OTP memory capable of improving reliability.

일 실시예에 따른 OTP(One Time Programmable) 메모리는, 프로그램 된 데이터에 따라 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비하는 OTP 셀을 다수로 포함하는 OTP 셀 어레이; 상기 OTP 메모리의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 기준 전압을 생성하는 온도 보상 기준 전압 생성부; 및 상기 기준 전압을 수신하여 상기 기준 전압에 비례하고 상기 OTP 셀 어레이에 인가되는 동작 전압을 생성하는 온도 보상 동작 전압 생성부를 포함한다. An OTP (One Time Programmable) memory according to an embodiment includes: an OTP cell array including a plurality of OTP cells including program transistors that are irreversibly changed according to programmed data; A temperature compensation reference voltage generator configured to sense a temperature of the OTP memory and generate a reference voltage having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature; And a temperature compensation operating voltage generator configured to receive the reference voltage and generate an operating voltage proportional to the reference voltage and applied to the OTP cell array.

상기 온도 보상 동작 전압 생성부는, 상기 기준 전압을 차지 펌핑(charge pumping)하여 상기 OTP 메모리로 인가되는 프로그램 명령에 대응되는 프로그램 전압으로 상기 동작 전압을 생성하는 차지 펌핑부; 및 상기 기준 전압을 레귤레이팅(regulating)하여 상기 OTP 메모리로 인가되는 독출 명령에 대응되는 독출 전압으로 상기 동작 전압을 생성하는 전압 레귤레이터를 포함할 수 있다. The temperature compensation operation voltage generation unit may include a charge pumping unit configured to generate the operation voltage with a program voltage corresponding to a program command applied to the OTP memory by charge pumping the reference voltage; And a voltage regulator that regulates the reference voltage to generate the operating voltage with a read voltage corresponding to a read command applied to the OTP memory.

상기 프로그램 전압은 상기 프로그램 트랜지스터의 게이트(gate)로 인가되고, 상기 OTP 메모리의 온도에 반비례할 수 있다. The program voltage is applied to the gate of the program transistor and may be in inverse proportion to the temperature of the OTP memory.

상기 OTP 셀을 상기 독출 전압이 게이트로 인가되는 독출 트랜지스터를 더 구비하고, 상기 독출 전압은 상기 OTP 메모리의 온도에 반비례할 수 있다. The OTP cell may further include a read transistor to which the read voltage is applied to a gate, and the read voltage may be inversely proportional to a temperature of the OTP memory.

상기 차지 펌핑부는, 상기 기준 전압보다 전압 레벨이 높은 제1 전압으로, 상기 기준 전압을 레귤레이팅하는 제1 레벨 업 레귤레이터; 상기 제1 전압과, 상기 프로그램 전압의 피드백 전압에 대응되는 전압 레벨을 갖는 제2 전압의 차이를 검출하여 검출 전압을 출력하는 검출기; 및 상기 검출 전압을 차지 펌핑하여 상기 프로그램 전압으로 출력하는 차지 펌프를 포함할 수 있다. The charge pumping unit may include a first level up regulator for regulating the reference voltage to a first voltage having a voltage level higher than that of the reference voltage; A detector configured to detect a difference between the first voltage and a second voltage having a voltage level corresponding to the feedback voltage of the program voltage and output a detected voltage; And a charge pump for charging-pumping the detection voltage and outputting the program voltage.

상기 차지 펌핑부는, 상기 피드백 전압을 전압 분배하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 분배기를 더 포함할 수 있다.The charge pumping unit may further include a voltage divider that divides the feedback voltage and outputs the voltage as the second voltage.

상기 전압 레귤레이터는, 상기 기준 전압보다 전압 레벨이 높은 제3 전압으로, 상기 기준 전압을 레귤레이팅하는 제2 레벨 업 레귤레이터; 및 상기 OTP 메모리의 온도를 센싱하여 상기 제3 전압을 상기 센싱된 온도에 반비례하는 상기 독출 전압으로 생성하는 온도 보상부를 구비할 수 있다. The voltage regulator may include a second level up regulator configured to regulate the reference voltage to a third voltage having a voltage level higher than that of the reference voltage; And a temperature compensator configured to sense the temperature of the OTP memory and generate the third voltage as the read voltage in inverse proportion to the sensed temperature.

상기 OTP 메모리로 인가되는 프로그램 명령에 응답하여, 상기 OTP 셀 어레이의 모든 OTP 셀이 동시에 프로그램 될 수 있다. In response to a program command applied to the OTP memory, all OTP cells of the OTP cell array may be programmed at the same time.

상기 OTP 메모리로 인가되는 프로그램 명령에 응답하여, 상기 OTP 셀 어레이의 상기 OTP 셀 중 일부의 OTP 셀이 동시에 프로그램 될 수 있다. In response to a program command applied to the OTP memory, some of the OTP cells of the OTP cell array may be simultaneously programmed.

상기 OTP 셀은 각각, 상기 OTP 셀 어레이의 워드라인 중 프로그램 워드라인에 게이트가 연결되는 상기 프로그램 트랜지스터; 및 상기 프로그램 트랜지스터의 일단이 일단과 연결되고, 타단이 상기 OTP 셀 어레이의 비트라인에 연결되며, 상기 OTP 셀 어레이의 워드라인 중 독출 워드라인에 게이트가 연결되는 독출 트랜지스터를 포함할 수 있다. Each of the OTP cells includes: the program transistor having a gate connected to a program word line among word lines of the OTP cell array; And a read transistor in which one end of the program transistor is connected to one end, the other end is connected to a bit line of the OTP cell array, and a gate is connected to a read word line among word lines of the OTP cell array.

상기 프로그램 트랜지스터는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. The program transistor may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET).

상기 온도 보상 동작 전압 생성부는, 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(Bandgap Voltage Reference Circuit)를 포함할 수 있다. The temperature compensation operation voltage generator may include a bandgap voltage reference circuit.

상기 OTP 메모리는, 상기 OTP 셀 어레이의 워드라인 중 로우 어드레스에 대응되는 적어도 하나 이상의 워드라인을 활성화하는 로우 디코더(row decoder); 상기 OTP 셀 어레이의 비트라인 중 칼럼 어드레스에 대응되는 적어도 하나 이상의 비트라인을 활성화하는 칼럼 디코더(column decoder); 및 외부로부터 입력되는 외부 어드레스로부터 상기 로우 어드레스 및 상기 칼럼 어드레스를 추출하여, 각각 상기 로우 디코더 및 상기 칼럼 디코더로 전송하는 어드레스 처리부를 더 구비할 수 있다. The OTP memory includes: a row decoder for activating at least one word line corresponding to a row address among word lines of the OTP cell array; A column decoder for activating at least one bit line corresponding to a column address among bit lines of the OTP cell array; And an address processing unit that extracts the row address and the column address from an external address input from the outside and transmits the extracted row address and the column address to the row decoder and the column decoder, respectively.

상기 OTP 메모리는, 상기 OTP 메모리로 인가되는 독출 명령에 응답하여, 활성화된 비트라인의 전기 신호를 센싱하여 증폭하는 센싱 증폭부; 상기 센싱 증폭부로부터 센싱되고 증폭된 전기 신호를 상기 독출 명령에 대응되는 데이터로 출력하는 데이터 입출력부; 및 상기 OTP 메모리로 인가되는 프로그램 명령에 응답하여, 활성화된 비트라인에 흐르는 전류를 그라운드(ground)로 싱크(sink)시키는 전류 제어부를 더 구비할 수 있다. The OTP memory includes: a sensing amplifier configured to sense and amplify an electrical signal of an activated bit line in response to a read command applied to the OTP memory; A data input/output unit for outputting the electric signal sensed and amplified by the sensing amplifier unit as data corresponding to the read command; And a current control unit that sinks a current flowing through an activated bit line to a ground in response to a program command applied to the OTP memory.

일 실시예에 따른 SoC(System-on Chip)은 OTP(One Time Programmable) 메모리를 포함하고, 상기 OTP 메모리는, 프로그램 되는 데이터에 따라 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비하는 OTP 셀을 다수로 포함하는 OTP 셀 어레이; 상기 OTP 메모리의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 기준 전압을 생성하는 온도 보상 기준 전압 생성부; 및 상기 기준 전압을 수신하여 상기 기준 전압에 비례하고 상기 OTP 셀 어레이에 인가되는 동작 전압을 생성하는 온도 보상 동작 전압 생성부를 포함한다.A system-on chip (SoC) according to an embodiment includes a One Time Programmable (OTP) memory, and the OTP memory includes a plurality of OTP cells having program transistors that are irreversibly changed according to programmed data. An OTP cell array; A temperature compensation reference voltage generator configured to sense a temperature of the OTP memory and generate a reference voltage having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature; And a temperature compensation operating voltage generator configured to receive the reference voltage and generate an operating voltage proportional to the reference voltage and applied to the OTP cell array.

본 개시의 일 실시예에 따른 OTP 메모리에 의하면, 온도의 변화와 무관하게, 신뢰성을 향상시키면서도 프로그램 특성도 향상시킬 수 있는 장점이 있다. According to the OTP memory according to an embodiment of the present disclosure, regardless of a change in temperature, there is an advantage of improving reliability while improving program characteristics.

본 개시의 일 실시예에 따른 OTP 메모리에 의하면, 수율을 개선할 수 있는 장점이 있다. According to the OTP memory according to an embodiment of the present disclosure, there is an advantage of improving the yield.

도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 OTP 메모리를 나타내는 블록도 및 기준 전압과 동작 전압의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2 내지 도 4는 도 1a의 OTP 셀의 구조, 및 OTP 셀에서의 프로그램 및 독출 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 각각, 일 실시예에 따른 OTP 메모리의 특성과 대비되는 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 각각, 일 실시예에 따른 OTP 메모리의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 1a의 OTP 메모리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 온도 보상 기준 전압 생성부의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9의 프로그램 전압을 OTP 셀 어레이에 인가하는 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 9의 독출 전압을 OTP 셀 어레이에 인가하는 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 SoC를 나타내는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
1A and 1B are block diagrams illustrating an OTP memory according to an exemplary embodiment, and graphs illustrating characteristics of a reference voltage and an operating voltage.
2 to 4 are diagrams showing the structure of the OTP cell of FIG. 1A and examples of program and read operations in the OTP cell.
5 and 6 are graphs respectively showing characteristics and characteristics of an OTP memory according to an exemplary embodiment.
7 and 8 are graphs showing characteristics of an OTP memory according to an embodiment, respectively.
9 is a diagram illustrating an example of the OTP memory of FIG. 1A.
10 is a diagram illustrating an example of a temperature compensation reference voltage generator according to an exemplary embodiment.
11 is a diagram illustrating an example of an operation of applying the program voltage of FIG. 9 to an OTP cell array.
12 is a diagram illustrating an example of an operation of applying the read voltage of FIG. 9 to an OTP cell array.
13 is a diagram illustrating an SoC according to an embodiment.
14 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment.

본 개시와 본 개시의 동작상의 이점 및 본 개시의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 개시의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 개시를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. In order to fully understand the present disclosure, operational advantages of the present disclosure, and objects achieved by the implementation of the present disclosure, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present disclosure and the contents described in the drawings. Hereinafter, the present disclosure will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present disclosure with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.

도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 OTP 메모리를 나타내는 블록도이다. 도 1a를 참조하면, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 비휘발성 메모리 중 한 유형의 메모리이다. 데이터를 저장하는 장치 가운데 전원의 공급이 차단되어도 저장하고 있는 데이터를 유지하는 것을 비휘발성 메모리라고 한다. 예컨대, 비휘발성 메모리는 ROM(Read Only Memory), 자기 디스크, 광학 디스크 및 플래시(Flash) 메모리 등을 포함한다. 특히, 비휘발성 메모리 가운데 데이터를 한번 기록하면 변경할 수 없는 메모리의 종류를 가리켜 OTP 메모리라고 한다. 데이터가 OTP 메모리에 프로그램 되면, OTP 메모리가 포함하는 데이터의 저장단위인 OTP 셀의 구조가 비가역적(irreversible)으로 변화되고, 이를 이용하여 0 또는 1이 저장될 수 있다. 1A and 1B are block diagrams illustrating an OTP memory according to an embodiment. Referring to FIG. 1A, the OTP memory 100 according to an embodiment is one type of nonvolatile memory. Among devices that store data, a device that retains the stored data even when the power supply is cut off is called a nonvolatile memory. For example, the nonvolatile memory includes a read only memory (ROM), a magnetic disk, an optical disk, and a flash memory. In particular, OTP memory refers to a type of nonvolatile memory that cannot be changed once data is written. When data is programmed into the OTP memory, the structure of the OTP cell, which is a storage unit of data included in the OTP memory, is irreversible, and 0 or 1 may be stored using this.

일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 포함되는 반도체 장치 또는 SoC의 동작을 제어하는 설정 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, OTP 메모리(100)는 DDI(Display Driver IC)에서 트림(trim) 기능을 수행하는데 사용되는 설정 데이터(코드)를 저장하는데 사용될 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 포함되는 반도체 장치를 리페어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 장치를 테스트하여 테스트 결과에 따른 반도체 장치의 특성을 반도체 장치 내부의 OTP 메모리(100)에 저장하고, OTP 메모리(100)에 저장된 정보에 기반하여 반도체 장치가 동작함으로써 반도체 장치의 오작동을 방지할 수 있다. The OTP memory 100 according to an exemplary embodiment may be used to store configuration data that controls the operation of the included semiconductor device or SoC. For example, the OTP memory 100 may be used to store setting data (code) used to perform a trim function in a Display Driver IC (DDI). Alternatively, the OTP memory 100 according to an exemplary embodiment may be used to repair the included semiconductor device. For example, by testing a semiconductor device, the characteristics of the semiconductor device according to the test result are stored in the OTP memory 100 inside the semiconductor device, and the semiconductor device operates based on the information stored in the OTP memory 100, It can prevent malfunction.

일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 OTP 셀 어레이(120), 온도 보상 기준 전압 생성부(140) 및 온도 보상 동작 전압 생성부(160)를 포함한다. OTP 셀 어레이(120)는 워드라인(WL)과 비트라인(BL)에 연결되는 OTP 셀(MC)을 다수로 포함한다. OTP 셀 어레이(120)의 다수의 OTP 셀(MC) 중, 각각, 로우 어드레스 및 칼럼 어드레스에 따라 활성화되는 워드라인(WL) 및 비트라인(BL)에 연결된 OTP 셀(MC)이 선택될 수 있다. 선택된 OTP 셀(MC)에 데이터가 프로그램(program) 되거나, 선택된 OTP 셀(MC)로부터 데이터가 리드(read)될 수 있다. The OTP memory 100 according to an embodiment includes an OTP cell array 120, a temperature compensation reference voltage generation unit 140, and a temperature compensation operation voltage generation unit 160. The OTP cell array 120 includes a plurality of OTP cells MC connected to the word line WL and the bit line BL. Among the plurality of OTP cells MC of the OTP cell array 120, an OTP cell MC connected to a word line WL and a bit line BL activated according to a row address and a column address, respectively, may be selected. . Data may be programmed in the selected OTP cell MC, or data may be read from the selected OTP cell MC.

OTP 셀(MC)은 프로그램 됨에 따라 그 전기적 특성이 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비한다. 본 개시에서 프로그램은 OTP 셀(MC)에 데이터 0 또는 1을 저장하는 동작으로 설명될 수 있다. 이때, OTP 셀(MC)은 디폴트(default)로 데이터 0을 저장하고 있는 것으로 처리되고, 프로그램 시에, OTP 셀(MC)들 중 데이터 1을 프로그램 하려는 OTP 셀(MC)에 한해 프로그램 전압(VPP)을 인가하여 프로그램 트랜지스터의 전기적 특성을 비가역적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 인접한 제1 OTP 셀 및 제2 OPT 셀에 각각, 1 및 0의 데이터를 프로그램 하고자 하는 경우, 제1 OTP 셀에만 프로그램 전압(VPP)을 인가하고, 제2 OTP 셀은 디폴트 상태를 유지시킴으로써 프로그램 동작이 수행될 수 있다. The OTP cell MC includes a program transistor whose electrical characteristics are irreversibly changed as they are programmed. In the present disclosure, the program may be described as an operation of storing data 0 or 1 in the OTP cell MC. At this time, the OTP cell MC is treated as storing data 0 as a default, and at the time of programming, the program voltage (VPP) is limited to the OTP cell MC to program data 1 among the OTP cells MC. ) Can be applied to irreversibly change the electrical characteristics of the program transistor. For example, if you want to program data of 1 and 0 in the adjacent first OTP cell and the second OPT cell, respectively, the program voltage VPP is applied only to the first OTP cell, and the second OTP cell has a default state. By holding the program operation can be performed.

다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 프로그램은 OTP 셀(MC)을 저장하는 동작으로 이해될 수도 있다. 이 경우, 프로그램 명령(CMDp)은 데이터 1을 저장하고자 하는 OTP 셀(MC)에 한해 인가될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령(CMDp)와 함께 인가되거나 프로그램 명령(CMDp)에 포함되어 인가되는 외부 어드레스가 데이터 1을 저장하고자 하는 OTP 셀(MC)만을 나타낼 수 있다. OTP 셀(MC)에 포함되는 프로그램 트랜지스터 및 OTP 셀(MC)의 구조에 대한 자세한 사항은 후술된다. However, it is not limited thereto. In the present disclosure, the program may be understood as an operation of storing the OTP cell MC. In this case, the program command CMDp may be applied only to the OTP cell MC in which data 1 is to be stored. For example, an external address applied together with the program command CMDp or included in the program command CMDp may indicate only the OTP cell MC for which data 1 is to be stored. Details of the structure of the program transistor and the OTP cell MC included in the OTP cell MC will be described later.

온도 보상 기준 전압 생성부(140)는 OTP 메모리(100)의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 도 1b와 같은 기준 전압(VREF)을 생성한다. 도 1b를 참조하면, 기준 전압(VREF)은 낮은 온도(예를 들어, 저온(CT))에서 높은 온도(예를 들어 고온(HT))보다 높은 전압 레벨로 생성된다. 저온(CT) 및 고온(HT)에서의 기준 전압(VREF)의 전압 레벨을 OTP 메모리(100)의 특성 등이 고려된 실험적인 값으로 설정될 수 있다. 저온(CT) 및 고온(HT)는 특정 온도를 지칭하는 것이 아니라, 상호간 상대적 저온 및 고온을 나타내는 개념으로 사용된다. 이하 동일하다. The temperature compensation reference voltage generator 140 senses the temperature of the OTP memory 100 and generates a reference voltage VREF as shown in FIG. 1B having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature. Referring to FIG. 1B, the reference voltage VREF is generated at a voltage level higher than a high temperature (eg, high temperature HT) at a low temperature (eg, low temperature CT). The voltage level of the reference voltage VREF at the low temperature CT and the high temperature HT may be set to an experimental value in consideration of characteristics of the OTP memory 100. Low temperature (CT) and high temperature (HT) do not refer to a specific temperature, but are used as concepts representing relative low and high temperatures. It is the same below.

온도 보상 동작 전압 생성부(160)는 기준 전압(VREF)을 수신하여, 도 1b와 같이 기준 전압(VREF)에 비례하는 동작 전압(VOP)을 생성한다. 기준 전압(VREF)은 온도에 반비례하는 특성을 가지므로, 동작 전압(VOP) 또한 낮은 온도(예를 들어, 저온(CT))에서 높은 온도(예를 들어 고온(HT))보다 높은 전압 레벨로 생성된다. 저온(CT) 및 고온(HT)에서의 동작 전압(VOP)의 전압 레벨을 OTP 메모리(100)의 특성 등이 고려된 실험적인 값으로 설정될 수 있다. The temperature compensation operating voltage generator 160 receives the reference voltage VREF and generates an operating voltage VOP proportional to the reference voltage VREF as shown in FIG. 1B. Since the reference voltage VREF has a characteristic inversely proportional to the temperature, the operating voltage VOP also goes from a low temperature (e.g., low temperature (CT)) to a higher voltage level than a high temperature (e.g., high temperature (HT)). Is created. The voltage level of the operating voltage VOP at the low temperature CT and the high temperature HT may be set to an experimental value in consideration of characteristics of the OTP memory 100.

동작 전압(VOP)은 OTP 셀 어레이(120)로 인가된다. 동작 전압(VOP)은 OTP 메모리(100)로 인가되는 프로그램 명령(CMDp)에 대응되는 프로그램 전압(VPP) 또는 독출 명령(CMDr)에 대응되는 독출 전압(IVC)일 수 있다. 동작 전압(VOP)에 대한 자세한 사항이 이하에서, OTP 셀(MC)의 구조와 함께 설명된다. The operating voltage VOP is applied to the OTP cell array 120. The operating voltage VOP may be a program voltage VPP corresponding to the program command CMDp applied to the OTP memory 100 or a read voltage IVC corresponding to the read command CMDr. Details of the operating voltage VOP will be described below along with the structure of the OTP cell MC.

도 2는 도 1a의 OTP 셀의 일 예를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of the OTP cell of FIG. 1A.

도 1a 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 OTP 셀(MC)은 프로그램 트랜지스터(TRp) 및 독출 트랜지스터(TRr)를 포함할 수 있다. 프로그램 트랜지스터(TRp)는 워드라인(WL) 중 프로그램 워드라인(WL)에 게이트(gate)가 연결된다. 독출 트랜지스터(TRr)는 프로그램 트랜지스터(TRp)의 일단이 일단과 연결되고, 타단이 비트라인(BL)에 연결되며, 워드라인(WL) 중 독출 워드라인(WL)에 게이트가 연결된다. 1A and 2, an OTP cell MC according to an exemplary embodiment may include a program transistor TRp and a read transistor TRr. The program transistor TRp has a gate connected to the program word line WL among the word lines WL. In the read transistor TRr, one end of the program transistor TRp is connected to one end, the other end is connected to the bit line BL, and the gate is connected to the read word line WL of the word lines WL.

프로그램 트랜지스터(TRp) 및 독출 트랜지스터(TRr)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다. 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 도 2와 같은 MOSFET으로만 구성된 OTP 셀(MC)을 구비함으로써, 표준 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정에 의해, 마스크(mask) 단계나 레이어(layer)의 추가 없이 제조될 수 있어, 생산 비용을 줄일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 프로그램 시에 OTP 셀 구조의 물리적 변화가 야기되지 아니하므로, 보안이 유지될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 SoC 등에서 이-퓨즈를 대체하는데 용이할 수 있다 The program transistor TRp and the read transistor TRr are MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The OTP memory 100 according to an embodiment includes an OTP cell MC composed of only MOSFETs as shown in FIG. 2, and thus, a mask step or a layer is performed by a standard CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) process. Can be manufactured without the addition of, it can reduce the production cost. In addition, since the OTP memory 100 according to an embodiment does not cause a physical change in the structure of an OTP cell during programming, security can be maintained. Therefore, the OTP memory 100 according to an embodiment may be easy to replace an e-fuse in an SoC or the like.

활성화된 프로그램 워드라인(WL)으로 프로그램 전압(VPP)이 인가된다. 프로그램 워드라인(WL)은 프로그램 명령(CMDp)에 대응되는, 예를 들어 프로그램 명령에 포함되거나 프로그램 명령(CMDp)과 함께 OTP 메모리(100)에 입력된 외부 어드레스(EAdd)로부터 추출된 로우 어드레스(XAdd)에 따라, 활성화될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령(CMDp)에 응답하여, OTP 셀 어레이(120)의 모든 OTP 셀(MC)이 동시에 프로그램 될 수 있다. 또는, 프로그램 명령(CMDp)에 응답하여, OTP 셀 어레이(120)의 OTP 셀(MC) 중 일부의 OTP 셀(MC)이 동시에 프로그램 될 수 있다. 예를 들어, OTP 셀 어레이(120)의 OTP 셀(MC)의 1/2이 동시에 프로그램 되거나, 1/8이 동시에 프로그램 될 수 있다. The program voltage VPP is applied to the activated program word line WL. The program word line WL corresponds to the program command CMDp, for example, a row address extracted from the external address EAdd included in the program command or input to the OTP memory 100 together with the program command CMDp. XAdd), it can be activated. For example, in response to the program command CMDp, all OTP cells MC of the OTP cell array 120 may be programmed at the same time. Alternatively, in response to the program command CMDp, some of the OTP cells MC of the OTP cell array 120 may be simultaneously programmed. For example, 1/2 of the OTP cells MC of the OTP cell array 120 may be programmed at the same time, or 1/8 may be programmed at the same time.

프로그램 전압(VPP)은 프로그램 워드라인(WL)을 통해 프로그램 트랜지스터(TRp)의 게이트(gate)로 인가된다. 전술한 바와 같이, OTP 셀(MC)의 프로그램 트랜지스터(TRp)는 프로그램에 따라 비가역적으로 변화된다. OTP 셀(MC)에서, 예를 들어, 프로그램 동작(데이터 1에 대한 프로그램 동작)은 프로그램 트랜지스터(TRp)의 게이트 산화막(gate oxide)를 브레이크다운(breakdown) 시킴으로써 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 데이터 1에 대한 프로그램 동작은 프로그램 트랜지스터(TRp)의 정션(junction)을 브레이크다운 시킴으로써 수행될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 게이트 산화막을 브레이크다운 시키는 경우에 한하여 설명한다. The program voltage VPP is applied to the gate of the program transistor TRp through the program word line WL. As described above, the program transistor TRp of the OTP cell MC is irreversibly changed according to the program. In the OTP cell MC, for example, a program operation (a program operation for data 1) may be performed by breaking down a gate oxide film of the program transistor TRp. However, it is not limited thereto. The program operation for data 1 may be performed by breaking down the junction of the program transistor TRp. However, in the following description, for convenience of description, only the case of breaking down the gate oxide layer.

게이트 산화막이 브레이크다운 되기 이전에는 게이트 산화막에 의해, 프로그램 트랜지스터(TRp)의 양단, 즉 노드 N1과 노드 N2가 분리되어 있어 그 저항이 상당히 크다. 따라서, 노드 N1과 노드 N2는 비도통 상태이다. 반면, 게이트 산화막이 브레이크다운 됨으로써, 프로그램 트랜지스터(TRp)프로그램 트랜지스터(TRp)의 양단, 즉 노드 N1과 노드 N2가 비도통 상태에서 도통 상태로 비가역적으로 변화될 수 있다. 게이트 산화막이 브레이크다운 되면, 노드 N1과 노드 N2 사이의 저항은 낮아진다. Before the gate oxide film breaks down, the both ends of the program transistor TRp, that is, the node N1 and the node N2, are separated by the gate oxide film, and the resistance thereof is quite large. Therefore, node N1 and node N2 are in a non-conducting state. On the other hand, when the gate oxide layer breaks down, both ends of the program transistor TRp and the program transistor TRp, that is, the node N1 and the node N2 may irreversibly change from a non-conducting state to a conducting state. When the gate oxide film breaks down, the resistance between the node N1 and the node N2 decreases.

프로그램 전압(VPP)은 게이트 산화막이 브레이크다운 될 수 있는 정도로 프로그램 트랜지스터(TRp)의 문턱 전압보다 상당히 큰 전압으로 인가된다. 예를 들어, 도 3에 도시되는 바와 같이, 프로그램 트랜지스터(TRp)의 문턱 전압이 1V 정도라면, 프로그램 전압(VPP)은 약 5V 정도로 인가될 수 있다. 전술한 바와 같이, 프로그램 전압(VPP)은 프로그램 워드라인(WL)을 통해, 프로그램 트랜지스터(TRp)의 게이트로 인가된다. 이 경우, 독출 트랜지스터(TRr)의 게이트에는, 약 2V의 전압이 인가될 수 있고, 비트라인(BL)에는 약 0V의 전압이 인가될 수 있다. 독출 트랜지스터(TRr)의 문턱 전압은 프로그램 트랜지스터(TRp)의 문턱 전압과 동일할 수 있다. The program voltage VPP is applied at a voltage considerably higher than the threshold voltage of the program transistor TRp to the extent that the gate oxide layer can break down. For example, as shown in FIG. 3, if the threshold voltage of the program transistor TRp is about 1V, the program voltage VPP may be applied to about 5V. As described above, the program voltage VPP is applied to the gate of the program transistor TRp through the program word line WL. In this case, a voltage of about 2V may be applied to the gate of the read transistor TRr, and a voltage of about 0V may be applied to the bit line BL. The threshold voltage of the read transistor TRr may be the same as the threshold voltage of the program transistor TRp.

도 3과 같은 예로 프로그램 된 OTP 셀(MC)의 프로그램 트랜지스터(TRp)는 게이트 산화막이 브레이크 다운되어, 도 4와 같이, 저저항 상태로 등가 변환하여 나타낼 수 있다. 도 3과 같은 예로 프로그램 된 OTP 셀(MC)의 독출 트랜지스터(TRr)의 게이트로 약 2.5V의 독출 전압(IVC)이 인가되고 비트라인(BL)에는 약 0V의 전압이 인가됨에 따라, 노드 N1의 전압과 저항에 대응되는 전류(I)가 비트라인(BL)으로 흐름으로써, 독출 동작이 수행될 수 있다. In the program transistor TRp of the OTP cell MC programmed as shown in FIG. 3, the gate oxide layer is broken down, and as shown in FIG. 4, the program transistor TRp may be converted into a low resistance state. As the read voltage IVC of about 2.5V is applied to the gate of the read transistor TRr of the OTP cell MC programmed as shown in FIG. 3 and a voltage of about 0V is applied to the bit line BL, the node N1 As the current I corresponding to the voltage and resistance of is flowed to the bit line BL, a read operation may be performed.

이와 같이, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)의 프로그램 트랜지스터(TRp)에, 게이트 산화막이 브레이크다운 될 수 있는 정도의 고전압이 인가되는데, MOSFET의 소자 특성 상, 이와 같은 고전압이 인가되는 경우, 온도에 따라 수율 또는 신뢰성 등이 달라질 수 있다. 예를 들어, 프로그램이 요구되는 OTP 셀(MC) 모두가 정확히 프로그램 되기 위한 프로그램 전압(VPP)이, 저온(CT)에서 고온(HT)보다 높게 요구될 수 있다. 즉, 프로그램 성공율이 저온(CT)에서 고온(HT)보다 낮을 수 있다. As described above, a high voltage is applied to the program transistor TRp of the OTP memory 100 according to an exemplary embodiment, so that the gate oxide layer can be broken down. Due to the device characteristics of the MOSFET, when such a high voltage is applied, The yield or reliability may vary depending on the temperature. For example, the program voltage VPP for accurately programming all of the OTP cells MC requiring programming may be required to be higher than the high temperature HT at the low temperature CT. That is, the program success rate may be lower than the high temperature (HT) in the low temperature (CT).

예를 들어, 온도와 무관하게 동일하게 인가되는 프로그램 전압의 전압 레벨에 따른 수율 특성을 나타내는 도 5a 및 도 5b에 도시되는 바와 같이, 고온(HT)에서 프로그램이 수행되는 경우(도 5a), 프로그램 전압(VPP)이 4.9V 이상에서 모든 OTP 셀(MC)에 대한 프로그램이 성공하는 반면, 저온(CT)에서 프로그램이 수행되는 경우(도 5b), 프로그램 전압(VPP)이 5.4V 이상이 되어야 모든 OTP 셀(MC)에 대한 프로그램이 성공함을 알 수 있다. 즉, 상대적으로 온도가 낮을수록 OTP 프로그램 메커니즘인 게이트 산화막 브레이크다운 또는 정션 브레이크다운 등의 특성의 열화로 수율 특성이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 도 5c에 도시되는 바와 같이, 프로그램 마진이, 상대적으로 저온에서 좋지 아니할 수 있다. For example, as shown in Figs. 5A and 5B showing the yield characteristics according to the voltage level of the program voltage applied equally regardless of temperature, when the program is executed at high temperature (HT) (Fig. 5A), the program When the voltage (VPP) is 4.9V or higher, the program for all OTP cells (MC) is successful, whereas when the program is performed at low temperature (CT) (Fig. 5b), the program voltage (VPP) must be 5.4V or higher. It can be seen that the program for the OTP cell (MC) is successful. That is, as the temperature is relatively low, the yield characteristic may decrease due to deterioration of characteristics such as gate oxide breakdown or junction breakdown, which are OTP programming mechanisms. Accordingly, as shown in FIG. 5C, the program margin may be poor at a relatively low temperature.

반면, 프로그램 및 독출 동작 시, 인접한 게이트 게이트 산화막의 수명과 관련된 TDDB(Time Dependent Dielectronic Breakdown), NMOS 트랜지스터의 수명에 관한 HCI 등과 같이 신뢰성 이슈는 저온(CT)보다 고온(HT)에서 더 문제시 될 수 있다. 예를 들어, 온도와 무관하게 동일하게 인가되는 프로그램 전압에 따른 신뢰성 마진을 나타내는 도 6a에 도시되는 바와 같이, 상대적으로 온도가 높을수록 신뢰성 마진이 줄어들 수 있다. 또한, 고온(HT)에서는 저온에서보다 인접한 OTP 셀(MC)에 의한 프로그램 마진 문제가 야기될 수 있다. On the other hand, during program and read operations, reliability issues such as Time Dependent Dielectronic Breakdown (TDDB) related to the life of adjacent gate gate oxide films, and HCI related to the life of NMOS transistors are more problematic at high temperature (HT) than at low temperature (CT). I can. For example, as shown in FIG. 6A, which shows a reliability margin according to a program voltage applied equally regardless of temperature, the reliability margin may decrease as the temperature increases. In addition, at high temperature HT, a program margin problem may be caused by the adjacent OTP cell MC than at low temperature.

도 5 및 도 6에서 저온(CT)는 -40 ℃로, 고온(HT)는 100 ℃로 설정된 예를 나타낸다. 도 5 및 도 6의 현상은 특히 미세공정이 요구되는 상황에서, 더 문제시 될 수 있다. 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 온도에 대한 상기 수율 및 신뢰성 문제를 보상함으로써, 온도와 무관하게 수율 개선 및 신뢰성 마진 확보를 모두 만족시킬 수 있다. 5 and 6 show an example in which the low temperature (CT) is set to -40 °C and the high temperature (HT) is set to 100 °C. The phenomena of FIGS. 5 and 6 may become more problematic, particularly in situations where microprocessing is required. The OTP memory 100 according to an exemplary embodiment can satisfy both yield improvement and reliability margin security regardless of temperature by compensating for the yield and reliability problems with respect to temperature.

도 7은 일 실시예에 따른 OTP 메모리의 프로그램 전압 마진 특성을 나타내는 그래프이고, 도 8은 일 실시예에 따른 OTP 메모리의 신뢰성 마진 특성을 나타내는 그래프이다. 먼저, 도 1a 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로그램 전압(VPP)은 저온에서, 상대적으로 고온에서 보다 높은 전압 레벨로 설정된다. 예를 들어, 프로그램 전압(VPP)은 저온에서 약 5.5V로 설정되고, 고온에서 약 5.1V로 설정될 수 있다. 이와 같은 프로그램 전압(VPP)은 전술된 도 5c와 달리, OTP 메모리(100)의 온도와 무관하게 일정한 마진을 가질 수 있다. 다음으로, 도 1a 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로그램 전압(VPP)은 저온에서, 상대적으로 고온에서 보다 높은 전압 레벨로 설정됨으로써, 전술된 도 6과 달리, OTP 메모리(100)의 온도와 무관하게 일정한 신뢰성 마진을 가질 수 있다.7 is a graph showing a program voltage margin characteristic of an OTP memory according to an embodiment, and FIG. 8 is a graph showing a reliability margin characteristic of an OTP memory according to an embodiment. First, referring to FIGS. 1A and 7, the program voltage VPP according to an exemplary embodiment is set to a higher voltage level at a low temperature or a relatively high temperature. For example, the program voltage VPP may be set to about 5.5V at a low temperature and about 5.1V at a high temperature. Unlike FIG. 5C described above, the program voltage VPP may have a constant margin regardless of the temperature of the OTP memory 100. Next, referring to FIGS. 1A and 8, the program voltage VPP according to an exemplary embodiment is set to a higher voltage level at a low temperature and a relatively high temperature, and thus, unlike FIG. 6, the OTP memory 100 It can have a certain reliability margin regardless of the temperature.

이상에서는 프로그램 전압(VPP)을 위주로 설명되었으나, 독출 전압(IVC)도 동일한 방식으로 설정될 수 있다. 즉, 프로그램 전압(VPP)이 온도와 반비례하게 설정되는 것과 같이, 독출 전압(IVC)도 온도와 반비례하게 설정된다. 예를 들어, 독출 전압(IVC)은 프로그램 전압(VPP)의 1/2로 설정될 수 있다. 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)이 온도와 반비례한 특성을 갖는 것은, 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)이 온도에 반비례하게 생성되는 기준 전압(VREF)을 기준으로 생성되기 때문이다. 예를 들어, 프로그램 전압(VPP)은 기준 전압(VREF)을 차지 펌핑(charge pumping)하여 생성되고, 독출 전압(IVC)은 기준 전압(VREF)을 레귤레이팅(regulating)하여 생성될 수 있다. 이에 대하여 설명한다. In the above description, the program voltage VPP is mainly described, but the read voltage IVC may be set in the same manner. That is, just as the program voltage VPP is set in inverse proportion to the temperature, the read voltage IVC is set in inverse proportion to the temperature. For example, the read voltage IVC may be set to 1/2 of the program voltage VPP. The reason that the program voltage (VPP) and the read voltage (IVC) are in inverse proportion to the temperature is because the program voltage (VPP) and the read voltage (IVC) are generated based on the reference voltage (VREF) that is generated in inverse proportion to the temperature. to be. For example, the program voltage VPP may be generated by charge pumping the reference voltage VREF, and the read voltage IVC may be generated by regulating the reference voltage VREF. This will be described.

도 9는 도 1a의 OTP 메모리의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, OTP 메모리(100)는 도 1a에서 설명한 바와 같이, OTP 셀 어레이(120), 온도 보상 기준 전압 생성부(140), 및 온도 보상 동작 전압 생성부(160)를 포함한다. OTP 셀 어레이(120)는 전술된 바와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다. 온도 보상 기준 전압 생성부(140)는 전술한 바와 같이, OTP 메모리(100)의 온도, 예를 들어 외부 온도를 센싱하여 센싱된 온도에 반비례하는 도 1b와 같은 기준 전압(VREF)을 생성한다. 9 is a diagram illustrating an example of the OTP memory of FIG. 1A. Referring to FIG. 9, the OTP memory 100 includes an OTP cell array 120, a temperature compensation reference voltage generation unit 140, and a temperature compensation operation voltage generation unit 160, as described in FIG. 1A. Since the OTP cell array 120 is as described above, a detailed description will be omitted. As described above, the temperature compensation reference voltage generator 140 senses the temperature of the OTP memory 100, for example, an external temperature, and generates a reference voltage VREF as shown in FIG. 1B that is inversely proportional to the sensed temperature.

도 10은 일 실시예에 따른 온도 보상 기준 전압 생성부(140)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 온도 보상 기준 전압 생성부(140)는 온도를 센싱할 수 있는 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(Bandgap Voltage Reference Circuit, 1000)를 포함할 수 있다. 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)는 기준 전압(VREF)을 생성함에 있어, 기준 전압(VREF)이 출력되는 노드에 연결되는 저항의 크기를 조절함으로써, 센싱된 온도에 반비례하는 기준 전압(VREF)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)는 온도 계수(CTAT) 및 온도 계수(CTAT)를 상쇄하는 반대의 온도 계수(PTAT)에 따라 동작함으로써, 온도에 대한 변화에 무관한 일정한 기준 전압(VREF)을 생성할 수 있는데, 기준 전압(VREF)이 출력되는 노드에 연결되는 저항(R2)의 저항 값을 다른 저항(R1)보다 작게 하여, 온도 보상 정도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 도 10의 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)는 증폭기 A1에 의해 노드 T3 및 T4의 전압이 같으므로 다음의 수학식 (1)이 성립된다. 10 is a diagram illustrating an example of a temperature compensation reference voltage generator 140 according to an exemplary embodiment. 9 and 10, the temperature compensation reference voltage generator 140 may include a bandgap voltage reference circuit 1000 capable of sensing temperature. In generating the reference voltage VREF, the bandgap voltage reference circuit 1000 adjusts the size of a resistor connected to a node to which the reference voltage VREF is output, thereby adjusting the reference voltage VREF in inverse proportion to the sensed temperature. Can be generated. For example, the bandgap voltage reference circuit 1000 of FIG. 10 operates according to a temperature coefficient (CTAT) and an opposite temperature coefficient (PTAT) that cancels the temperature coefficient (CTAT). The reference voltage VREF may be generated, and the degree of temperature compensation may be adjusted by making the resistance value of the resistor R2 connected to the node from which the reference voltage VREF is output smaller than that of the other resistors R1. Specifically, in the bandgap voltage reference circuit 1000 of FIG. 10, since the voltages of nodes T3 and T4 are the same by the amplifier A1, the following equation (1) is established.

VEB1 = △VEB + VEB2 (1)V EB1 = △V EB + V EB2 (1)

그리고, 트랜지스터 T1, T2 및 T3로 구성되는 전류 미러에 의해, 다음의 수학식 (2)가 성립된다. Then, the following equation (2) is established by the current mirror composed of the transistors T1, T2, and T3.

I1 = I2 = I3 (2)I1 = I2 = I3 (2)

수학식 1의 VEB1 은 BJT(Bipolar Junction Transistor) Q1의 동작 특성 상, 다음의 수학식 3과 같다. V EB1 of Equation 1 is as shown in Equation 3 below, due to the operation characteristic of a bipolar junction transistor (BJT) Q1.

VEB1 = Vtln(I1/Is) (3)V EB1 = Vtln(I1/Is) (3)

수학식 (3)에서, Vt는 Q1의 base-emitter 전압이고, Is는 collector 전류를 나타낸다. △VEB는 수학식 (1)과 수학식 (3)에 의해 다음의 수학식 (4)와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 수학식 (2)의 I1 = I2, 및 BJT Q1 및 Q2의 비율이 1:N 임이 전제된다. In Equation (3), Vt is the base-emitter voltage of Q1, and Is is the collector current. ΔV EB can be expressed as Equation (4) below by Equations (1) and (3). At this time, it is assumed that the ratio of I1 = I2 and BJT Q1 and Q2 in Equation (2) is 1:N.

△VEB = VtlnN (4)△V EB = VtlnN (4)

△VEB는 저항 R1과 전류 I2의 곱이므로 I3는 다음의 수학식 (5)와 같이 나타낼 수 있다.Since ΔV EB is the product of resistance R1 and current I2, I3 can be expressed as Equation (5) below.

I3 = I2 = VtlnN/R1 (5)I3 = I2 = VtlnN/R1 (5)

기준 전압(VREF)은, BJT Q3의 base-emitter 전압 VEB3과 저항 R2에 걸리는 전압과의 합이므로, 다음의 수학식 (6)과 같이 나타낼 수 있다. Since the reference voltage VREF is the sum of the base-emitter voltage V EB3 of BJT Q3 and the voltage applied to the resistor R2, it can be expressed as Equation (6) below.

VREF = VEB3 + Vtln(R2/R1) (6)VREF = V EB3 + Vtln(R2/R1) (6)

VEB3는 온도의 증가에 따라 감소하는 CTAT(Complementary To Absolute Temperature) 전압이고, 저항 R2에 걸리는 전압 Vtln(R2/R1)는 온도의 증가에 따라 증가하는 PTAT(Proportional To Absolute Temperature) 전압이다. 따라서, 저항 R2의 저항 값이 저항 R1보다 작게 하여, 기준 전압(VREF)이 온도의 증가에 따라 감소하는 도 1b와 같은 특성을 갖도록 생성될 수 있다. 저항 R2와 저항 R1의 비 R2/R1에 의해, 도 1b의 기준 전압(VREF)의 온도에 따른 기울기가 설정될 수 있다. V EB3 is the CTAT (Complementary To Absolute Temperature) voltage that decreases as the temperature increases, and the voltage Vtln (R2/R1) across the resistor R2 is the PTAT (Proportional To Absolute Temperature) voltage that increases as the temperature increases. Accordingly, since the resistance value of the resistor R2 is smaller than the resistance R1, the reference voltage VREF may be generated to have a characteristic as shown in FIG. 1B that decreases with an increase in temperature. The slope according to the temperature of the reference voltage VREF of FIG. 1B may be set by the ratio R2/R1 of the resistor R2 and the resistor R1.

상기와 같은 동작에 의해, 도 10의 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)는 기준 전압(VREF)을 저온에서 상대적으로 고온보다 높은 전압 레벨로 생성할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 온도 보상 기준 전압 생성부(140)는 도 10의 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)와 다른 구성으로 구현될 수도 있다. Through the above operation, the bandgap voltage reference circuit 1000 of FIG. 10 may generate the reference voltage VREF at a voltage level higher than the high temperature at a low temperature. However, it is not limited thereto. The temperature compensation reference voltage generator 140 according to an embodiment may be implemented in a configuration different from that of the bandgap voltage reference circuit 1000 of FIG. 10.

다시 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)의 온도 보상 동작 전압 생성부(160)는 온도에 반비례하는 기준 전압(VREF)을 수신하여, 기준 전압(VREF)에 비례하는 동작 전압(VOP)을 생성한다. 온도 보상 동작 전압 생성부(160)는 동작 전압(VOP) 중 하나인 프로그램 전압(VPP)을 생성하는 차지 펌핑부(162) 및 동작 전압(VOP) 중 하나인 독출 전압(IVC)을 생성하는 전압 레귤레이터(164)를 포함할 수 있다. 차지 펌핑부(162) 및 전압 레귤레이터(164)는 각각, 기준 전압(VREF)의 전압 레벨을 높여 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)을 생성한다. Referring back to FIG. 9, the temperature compensation operation voltage generator 160 of the OTP memory 100 according to an embodiment receives a reference voltage VREF that is inversely proportional to temperature, and operates in proportion to the reference voltage VREF. Generate voltage (VOP). The temperature compensation operation voltage generation unit 160 is a charge pumping unit 162 that generates a program voltage VPP that is one of the operating voltages VOP and a voltage that generates a read voltage IVC that is one of the operating voltages VOP. A regulator 164 may be included. The charge pumping unit 162 and the voltage regulator 164 increase the voltage level of the reference voltage VREF to generate the program voltage VPP and the read voltage IVC, respectively.

전술된 바와 같이, 일 실시예에 따른 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)은 각각, 약 5V 내외 및 약 2.5V일 수 있다. 온도 보상 동작 전압 생성부(160)는 기준 전압(VREF)을 상기의 예와 같은 전압 레벨로 레벨 업(level up)하기 위해 각각, 차지 펌핑부(162) 및 전압 레귤레이터(164)를 구비하는 것이지, 이에 한정되는 것은 아니다. 기준 전압(VREF), 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)의 전압 레벨이 다른 예에 대하여, 온도 보상 동작 전압 생성부(160)는 다른 구성으로 기준 전압(VREF)을 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)으로 레벨 업 할 수도 있다. As described above, the program voltage VPP and the read voltage IVC according to an embodiment may be about 5V and about 2.5V, respectively. The temperature compensation operation voltage generation unit 160 includes a charge pumping unit 162 and a voltage regulator 164, respectively, to level up the reference voltage VREF to the same voltage level as in the above example. , But is not limited thereto. For an example in which the voltage levels of the reference voltage VREF, the program voltage VPP, and the read voltage IVC are different, the temperature compensation operation voltage generator 160 uses the reference voltage VREF to the program voltage VPP with a different configuration. And it may be leveled up with the read voltage IVC.

도 9에 예시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 도 1의 OTP 셀 어레이(120), 온도 보상 기준 전압 생성부(140), 및 온도 보상 동작 전압 생성부(160) 이외에, 전술된 동작을 수행하기 위한, 로우 디코더(110), 칼럼 디코더(130), 어드레스 처리부(150), 센싱 증폭부(170), 데이터 출력부(180) 및 전류 제어부(190)를 더 구비할 수 있다. As illustrated in FIG. 9, in addition to the OTP cell array 120, the temperature compensation reference voltage generation unit 140, and the temperature compensation operation voltage generation unit 160 of FIG. 1, the OTP memory 100 according to an embodiment , A row decoder 110, a column decoder 130, an address processing unit 150, a sensing amplification unit 170, a data output unit 180, and a current controller 190 are further provided to perform the above-described operation. I can.

로우 디코더(110)는 로우 어드레스(XAdd)에 대응되는 워드라인(WL)을 활성화시킨다. 칼럼 디코더(130)는 칼럼 어드레스(YAdd)에 대응되는 비트라인(BL)을 활성화시킨다. 로우 어드레스(XAdd) 및 칼럼 어드레스(YAdd)는 어드레스 처리부(150)로부터 전송된다. 어드레스 처리부(150)는 OTP 메모리(100)로 인가되는 외부 어드레스(EAdd)를 각각, 로우 어드레스(XAdd) 및 칼럼 어드레스(YAdd)로 추출한다. 따라서, 어드레스 처리부(150)는 어드레스 래치(address latch)로 구현될 수 있다. The row decoder 110 activates the word line WL corresponding to the row address XAdd. The column decoder 130 activates the bit line BL corresponding to the column address YAdd. The row address XAdd and the column address YAdd are transmitted from the address processing unit 150. The address processing unit 150 extracts an external address EAdd applied to the OTP memory 100 as a row address XAdd and a column address YAdd, respectively. Accordingly, the address processing unit 150 may be implemented as an address latch.

센싱 증폭부(170)는 OTP 메모리(100)로 인가되는 독출 명령(CMDr)에 응답하여, 칼럼 디코더(130)에 의해 활성화된 비트라인(BL)으로부터 공급되는 전류(도 4의 I)를 센싱하고 증폭한다. 데이터 출력부(180)는 증폭된 OTP 셀(MC)로부터의 전류를, 전류 자체, 또는 전류에 대응되는 전압으로, 데이터(DTA)를 출력한다. 전류 제어부(190)는 프로그램 명령(CMDp)에 응답하여, 비트라인(BL)으로부터 전류를 접지로 싱크(sink)시킨다. 전류 제어부(190)는 접지와 연결되는 싱크 트랜지스터(TRs)와, 싱크 트랜지스터(TRs)의 게이트로 기준 전류(Iref)를 공급하는 기준 전류 생성기(192)를 포함할 수 있다. The sensing amplifier 170 senses a current (I of FIG. 4) supplied from the bit line BL activated by the column decoder 130 in response to the read command CMDr applied to the OTP memory 100 And amplify. The data output unit 180 outputs the data DTA as the current from the amplified OTP cell MC as the current itself or a voltage corresponding to the current. The current controller 190 sinks the current from the bit line BL to the ground in response to the program command CMDp. The current controller 190 may include a sink transistor TRs connected to ground and a reference current generator 192 that supplies a reference current Iref to the gate of the sink transistor TRs.

도 11은 도 9의 프로그램 전압을 OTP 셀 어레이로 인가하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 차지 펌핑부(162)는 제1 레귤레이터(162_1), 전압 검출기(162_2) 및 차지 펌프(162_3)를 포함할 수 있다. 제1 레귤레이터(162_1)는 프로그램 명령(CMDp)에 응답하여, 온도 보상 기준 전압 생성부(140)로부터 수신된 기준 전압(VREF)을 레귤레이팅하여 전압 레벨을 높인 제1 전압(VREFA)을 출력한다. 전압 검출기(162_2)는 제1 전압(VREFA) 및 프로그램 전압(VPP)의 피드백 전압(VPP_PB)에 대응되는 전압(VPP_REF)의 차이를 검출하여 검출 전압(VPP_ON)을 출력할 수 있다. FIG. 11 is a diagram for describing an operation of applying the program voltage of FIG. 9 to an OTP cell array. Referring to FIG. 11, the charge pumping unit 162 may include a first regulator 162_1, a voltage detector 162_2, and a charge pump 162_3. In response to the program command CMDp, the first regulator 162_1 regulates the reference voltage VREF received from the temperature compensation reference voltage generator 140 to output a first voltage VREFA having a higher voltage level. . The voltage detector 162_2 may detect a difference between the voltage VPP_REF corresponding to the feedback voltage VPP_PB of the first voltage VREFA and the program voltage VPP and output the detection voltage VPP_ON.

도 11은 전압 검출기(162_2)가 프로그램 전압(VPP)의 피드백 전압(VPP_PB)이 아닌, 피드백 전압(VPP_PB)을 분배한 제2 전압(VPP_REF)과 제1 전압(VREFA)의 차이를 검출 전압(VPP_ON)으로 출력하는 예를 도시한다. 이를 위해, 차지 펌핑부(162)는 피드백 전압(VPP_PB)의 소정 비율로 분배하여 제2 전압(VPP_REF)을 출력하는 전압 분배기(162_4)를 더 구비할 수 있다. 다만, 피드백 전압(VPP_PB)에 대응되는 전압(VPP_REF)은 피드백 전압(VPP_PB) 자체일 수 있다. 이 경우, 전압 분배기(162_4)는 구비되지 아니할 수 있다. 11 shows the difference between the second voltage VPP_REF and the first voltage VREFA obtained by distributing the feedback voltage VPP_PB, not the feedback voltage VPP_PB of the program voltage VPP, in the voltage detector 162_2. VPP_ON) is shown. To this end, the charge pumping unit 162 may further include a voltage divider 162_4 for distributing the feedback voltage VPP_PB at a predetermined ratio and outputting the second voltage VPP_REF. However, the voltage VPP_REF corresponding to the feedback voltage VPP_PB may be the feedback voltage VPP_PB itself. In this case, the voltage divider 162_4 may not be provided.

차지 펌프(162_3)는 검출 전압(VPP_ON)에 대응되는 전압(VPP_REF)을 프로그램 전압(VPP)으로 출력한다. 도 11에서, 차지 펌프(162_3)는 검출 전압(VPP_ON)의 전압 레벨에 따라 차지 펌핑 동작을 달리할 수 있다. 차지 펌프(162_3)는 차지 펌프 오실레이터(162_5)로부터 인가되는 제어 클럭(VPP_COS)에 의해 제어될 수 있다. The charge pump 162_3 outputs the voltage VPP_REF corresponding to the detection voltage VPP_ON as the program voltage VPP. In FIG. 11, the charge pump 162_3 may change the charge pumping operation according to the voltage level of the detection voltage VPP_ON. The charge pump 162_3 may be controlled by a control clock VPP_COS applied from the charge pump oscillator 162_5.

차지 펌핑부(162)로부터 생성된 프로그램 전압(VPP)은 로우 디코더(110)에 의해 활성화되는 워드라인(WL)으로 인가된다. 전술한 바와 같이, 로우 디코더(110)는 어드레스 처리부(150)로부터 전송되는 로우 어드레스(XAdd)에 대응되는 워드라인(WL)을 활성화한다. 칼럼 디코더(130)는 어드레스 처리부(150)로부터 전송되는 칼럼 어드레스(YAdd)에 대응되는 비트라인(BL)을 활성화한다. 예를 들어, 칼럼 디코더(130)는 칼럼 어드레스(YAdd)에 대응되는 비트라인(BL)에 0V 전압을 인가하고, 나머지 비트라인(BL)에 약 2V를 인가할 수 있다. The program voltage VPP generated from the charge pumping unit 162 is applied to the word line WL activated by the row decoder 110. As described above, the row decoder 110 activates the word line WL corresponding to the row address XAdd transmitted from the address processing unit 150. The column decoder 130 activates the bit line BL corresponding to the column address YAdd transmitted from the address processing unit 150. For example, the column decoder 130 may apply a voltage of 0V to the bit line BL corresponding to the column address YAdd, and apply about 2V to the remaining bit lines BL.

도 12는 도 9의 독출 전압을 OTP 셀 어레이로 인가하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 전압 레귤레이터(164)는, 제2 레귤레이터(164_1) 및 온도 보상부(164_2)를 포함할 수 있다. 제2 레귤레이터(164_1)는 기준 전압(VREF)보다 전압 레벨이 높은 제3 전압(VREFB)으로 레귤레이팅한다. OTP 메모리(100)의 온도를 센싱하여 제3 전압(VREFB)을 독출 전압(IVC)으로 생성한다. 온도 보상부(164_2)는 외부 전원에 안정적인 전원을 제공하며 저온에서 고온으로 갈수록 전압 레벨이 낮아지도록 독출 전압(IVC)을 생성한다. 온도 보상부(164_2)는 전술된 도 10의 밴드갭 전압 리퍼런스 회로(1000)와 유사한 구조로 구현될 수 있다. FIG. 12 is a diagram for describing an operation of applying the read voltage of FIG. 9 to an OTP cell array. Referring to FIG. 12, the voltage regulator 164 may include a second regulator 164_1 and a temperature compensator 164_2. The second regulator 164_1 regulates to a third voltage VREFB having a voltage level higher than the reference voltage VREF. The temperature of the OTP memory 100 is sensed to generate the third voltage VREFB as the read voltage IVC. The temperature compensating unit 164_2 provides stable power to the external power source and generates a read voltage IVC so that the voltage level decreases from a low temperature to a high temperature. The temperature compensation unit 164_2 may be implemented in a structure similar to the bandgap voltage reference circuit 1000 of FIG. 10 described above.

일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 저온보다 고온에서 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)을 낮게 설정함으로써, 프로그램 성공율을 높일 수 있고, 신뢰성 마진을 향상시킬 수 있다. 따라서, 제품의 불량을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 저온보다 고온에서 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)을 낮게 설정함으로써, 프로그램 성공율 및 신뢰성 마진을 확보할 수 있으므로, 고온에서 프로그램 전압(VPP)의 전압 레벨을 낮게 설정할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 OTP 메모리(100)는 프로그램 동작 시 선택되지 않은 인접 OTP 셀(MC)의 신뢰성 마진이 향상될 수 있다. 또한, 고온에서 프로그램 전압(VPP)의 전압 레벨을 낮게 설정할 수 있음으로써, 차지 펌핑부(162)의 면적을 줄여 칩 사이즈를 줄일 수 있다. The OTP memory 100 according to an exemplary embodiment may increase a program success rate and improve a reliability margin by setting the program voltage VPP and the read voltage IVC to be lower at a higher temperature than at a lower temperature. Therefore, it is possible to improve the yield by preventing product defects. Further, the OTP memory 100 according to an embodiment can secure a program success rate and a reliability margin by setting the program voltage (VPP) and the read voltage (IVC) to be lower at a higher temperature than at a lower temperature, so that the program voltage (VPP) The voltage level of) can be set low. Accordingly, in the OTP memory 100 according to an exemplary embodiment, a reliability margin of an adjacent OTP cell MC that is not selected during a program operation may be improved. In addition, since the voltage level of the program voltage VPP can be set low at a high temperature, the area of the charge pumping unit 162 can be reduced, thereby reducing the chip size.

도 13은 일 실시예에 따른 SoC를 나타내는 도면이다. 도 13을 참조하면, SoC(1300)는 중앙 처리 장치(1310), 시스템 메모리(1320), 인터페이스(1330), OTP 메모리(100), 기능 블록들(1340) 및 이를 연결하는 버스(1350)을 포함할 수 있다. 중앙 처리 장치(1310)는 SoC(1300)의 동작을 제어한다. 중앙 처리 장치(1310)는 코어(core) 및 L2 캐시(cache)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(1310)는 멀티-코어를 포함할 수 있다. 멀티-코어의 각 코어는 성능이 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한 멀티-코어의 각 코어는 동시에 활성화되거나 서로 활성화되는 시점을 달리할 수 있다. 시스템 메모리(1320)는 중앙 처리 장치(1310)의 제어에 의해 기능 블록들(1340)에서 처리한 결과 등 저장할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(1310)의 L2 캐시에 저장된 내용이 플러시(flush)됨에 따라 시스템 메모리(1320)에 저장될 수 있다. 인터페이스(1330)는 외부의 장치들과의 인터페이스를 수행할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(1330)는 카메라, LCD 및 스피커 등과의 인터페이스를 수행할 수 있다. 13 is a diagram illustrating an SoC according to an embodiment. Referring to FIG. 13, the SoC 1300 includes a central processing unit 1310, a system memory 1320, an interface 1330, an OTP memory 100, function blocks 1340, and a bus 1350 connecting them. Can include. The central processing unit 1310 controls the operation of the SoC 1300. The central processing unit 1310 may include a core and an L2 cache. For example, the central processing unit 1310 may include a multi-core. Each core of the multi-core may have the same or different performance from each other. In addition, each core of the multi-core can be activated at the same time or can be activated at different times. The system memory 1320 may store a result of processing by the function blocks 1340 under the control of the central processing unit 1310. For example, as content stored in the L2 cache of the central processing unit 1310 is flushed, it may be stored in the system memory 1320. The interface 1330 may interface with external devices. For example, the interface 1330 may interface with a camera, an LCD, and a speaker.

OTP 메모리(100)는 SoC(1300)에 대한 설정 정보를 저장할 수 있다. OTP 메모리(100)는 전술된 바와 같이, OTP 메모리(100) 또는 SoC(1300)의 온도를 센싱하여 저온보다 고온에서 프로그램 전압(VPP) 및 독출 전압(IVC)을 낮게 설정함으로써, 프로그램 성공율을 높일 수 있고, 신뢰성 마진을 향상시킬 수 있다. 따라서, OTP 메모리(100)를 포함하는 SoC(1300)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 기능 블록들(1340)은 SoC(1300)에 요구되는 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기능 블록들(1340)은 비디오 코덱을 수행하거나, 3D 그래픽을 처리할 수 있다. The OTP memory 100 may store setting information on the SoC 1300. As described above, the OTP memory 100 senses the temperature of the OTP memory 100 or the SoC 1300 to set the program voltage VPP and the read voltage IVC lower than the low temperature, thereby increasing the program success rate. And improve the reliability margin. Accordingly, the reliability of the SoC 1300 including the OTP memory 100 can be improved. The functional blocks 1340 may perform various functions required for the SoC 1300. For example, the functional blocks 1340 may perform a video codec or may process 3D graphics.

도 14는 일 실시예에 따른 SoC를 포함하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 도면이다. 모바일 기기, 데스크 탑 컴퓨터 또는 서버와 같은 컴퓨팅 시스템(1400)에서 일 실시예에 따른 SoC(1300)가 장착될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 시스템(1400)은 메모리 장치(1420), 입출력 장치(1440), 디스플레이 장치(1460)을 더 포함할 수 있으며, 이들 구성요소들은 각각 버스(1480)에 전기적으로 연결될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1400)은 SoC(1300)의 OTP 메모리(100)에 저장된 설정 정보에 근거하여 동작할 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 시스템(1400)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 14 is a diagram illustrating a computing system including an SoC according to an embodiment. The SoC 1300 according to an embodiment may be mounted in a computing system 1400 such as a mobile device, a desktop computer, or a server. In addition, the computing system 1400 may further include a memory device 1420, an input/output device 1440, and a display device 1460, and these components may be electrically connected to the bus 1480, respectively. The computing system 1400 may operate based on setting information stored in the OTP memory 100 of the SoC 1300. Accordingly, the reliability of the computing system 1400 may be improved.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이었으나, 이는 단지 본 개시를 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 본 개시에 의한 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specifications. Although they were specific terms herein, they are used only for the purpose of describing the present disclosure, and are not used to limit the meaning or the range described in the claims. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. The true technical scope of protection according to the present disclosure should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (10)

OTP(One Time Programmable) 메모리에 있어서,
프로그램 됨에 따라 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비하는 OTP 셀을 다수로 포함하는 OTP 셀 어레이;
상기 OTP 메모리의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 기준 전압을 생성하는 온도 보상 기준 전압 생성부; 및
전압 레귤레이터를 포함하고, 상기 기준 전압을 수신하여 상기 기준 전압에 비례하는 적어도 하나의 동작 전압을 생성하고, 상기 OTP 셀 어레이에 상기 적어도 하나의 동작 전압을 인가하도록 구성된 온도 보상 동작 전압 생성부를 포함하고,
상기 온도 보상 동작 전압 생성부는,
상기 적어도 하나의 동작 전압 중 제1 동작 전압으로서, 독출 명령에 상응하는 독출 전압을 생성하기 위해 상기 기준 전압에 대한 전압 레귤레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
In OTP (One Time Programmable) memory,
An OTP cell array including a plurality of OTP cells having program transistors that are irreversibly changed as they are programmed;
A temperature compensation reference voltage generator configured to sense a temperature of the OTP memory and generate a reference voltage having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature; And
A temperature compensation operating voltage generator configured to receive the reference voltage, generate at least one operating voltage proportional to the reference voltage, and apply the at least one operating voltage to the OTP cell array, ,
The temperature compensation operating voltage generator,
The OTP memory, wherein voltage regulation is performed on the reference voltage to generate a read voltage corresponding to a read command as a first operating voltage among the at least one operating voltage.
제1항에 있어서,
상기 온도 보상 동작 전압 생성부는,
상기 기준 전압을 차지 펌핑(charge pumping)하여 상기 OTP 메모리로 인가되는 프로그램 명령에 대응되는 프로그램 전압으로 상기 적어도 하나의 동작 전압을 생성하는 차지 펌핑부를 더 포함하고,
상기 전압 레귤레이터는,
상기 기준 전압을 레귤레이팅(regulating)하여 상기 OTP 메모리로 인가되는 독출 명령에 대응되는 독출 전압으로 상기 동작 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 1,
The temperature compensation operating voltage generator,
A charge pumping unit configured to charge pump the reference voltage to generate the at least one operating voltage with a program voltage corresponding to a program command applied to the OTP memory,
The voltage regulator,
And generating the operating voltage with a read voltage corresponding to a read command applied to the OTP memory by regulating the reference voltage.
제2항에 있어서,
상기 프로그램 전압은 상기 프로그램 트랜지스터의 게이트(gate)로 인가되고, 상기 OTP 메모리의 온도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 2,
The program voltage is applied to a gate of the program transistor and is in inverse proportion to a temperature of the OTP memory.
제2항에 있어서,
상기 OTP 셀은 상기 독출 전압이 게이트로 인가되는 독출 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 독출 전압은 상기 OTP 메모리의 온도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 2,
The OTP cell further includes a read transistor to which the read voltage is applied to a gate,
The read voltage is inversely proportional to the temperature of the OTP memory.
제2항에 있어서,
상기 차지 펌핑부는,
상기 기준 전압보다 전압 레벨이 높은 제1 전압으로 레귤레이팅하는 제1 레벨 업 레귤레이터;
상기 제1 전압과, 상기 프로그램 전압의 피드백 전압에 대응되는 전압 레벨을 갖는 제2 전압의 차이를 검출하여 검출 전압을 출력하는 전압 검출기; 및
상기 검출 전압에 대응되는 전압을 상기 프로그램 전압으로 출력하는 차지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 2,
The charge pumping unit,
A first level up regulator for regulating to a first voltage having a voltage level higher than the reference voltage;
A voltage detector configured to detect a difference between the first voltage and a second voltage having a voltage level corresponding to the feedback voltage of the program voltage and output a detected voltage; And
And a charge pump for outputting a voltage corresponding to the detected voltage as the program voltage.
제5항에 있어서,
상기 차지 펌핑부는,
상기 피드백 전압을 전압 분배하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 5,
The charge pumping unit,
And a voltage divider that divides the feedback voltage and outputs the voltage as the second voltage.
제2항에 있어서,
상기 전압 레귤레이터는,
상기 기준 전압보다 전압 레벨이 높은 제3 전압으로 레귤레이팅하는 제2 레벨 업 레귤레이터; 및
상기 OTP 메모리의 온도를 센싱하여 상기 제3 전압을 상기 센싱된 온도에 반비례하는 상기 독출 전압으로 생성하는 온도 보상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 2,
The voltage regulator,
A second level up regulator for regulating to a third voltage having a voltage level higher than the reference voltage; And
And a temperature compensator configured to sense the temperature of the OTP memory and generate the third voltage as the read voltage in inverse proportion to the sensed temperature.
제1항에 있어서,
상기 OTP 셀은 각각,
상기 OTP 셀 어레이의 워드라인 중 프로그램 워드라인에 게이트가 연결되는 상기 프로그램 트랜지스터; 및
상기 프로그램 트랜지스터의 일단이 일단과 연결되고, 타단이 상기 OTP 셀 어레이의 비트라인에 연결되며, 상기 OTP 셀 어레이의 워드라인 중 독출 워드라인에 게이트가 연결되는 독출 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 1,
Each of the OTP cells,
The program transistor having a gate connected to a program word line among word lines of the OTP cell array; And
And a read transistor having one end connected to one end of the program transistor, the other end connected to a bit line of the OTP cell array, and a gate connected to a read word line among word lines of the OTP cell array. Memory.
제1항에 있어서,
상기 프로그램 트랜지스터는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 OTP 메모리.
The method of claim 1,
The program transistor is an OTP memory, characterized in that the MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
OTP(One Time Programmable) 메모리를 포함하는 SoC(System-on Chip)에 있어서,
상기 OTP 메모리는,
프로그램 됨에 따라 비가역적으로 변화되는 프로그램 트랜지스터를 구비하는 OTP 셀을 다수로 포함하는 OTP 셀 어레이;
상기 OTP 메모리의 온도를 센싱(sensing)하고 센싱된 온도에 반비례하는 특성을 갖는 기준 전압을 생성하는 온도 보상 기준 전압 생성부; 및
전압 레귤레이터를 포함하고, 상기 기준 전압을 수신함으로써 상기 기준 전압에 비례하는 적어도 하나의 동작 전압을 생성하고, 상기 OTP 셀 어레이에 상기 적어도 하나의 동작 전압을 인가하도록 구성된 온도 보상 동작 전압 생성부를 포함하고,
상기 온도 보상 동작 전압 생성부는,
상기 적어도 하나의 동작 전압 중 제1 동작 전압으로서, 독출 명령에 상응하는 독출 전압을 생성하기 위해 상기 기준 전압에 대한 전압 레귤레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 SoC.
In the SoC (System-on Chip) including OTP (One Time Programmable) memory,
The OTP memory,
An OTP cell array including a plurality of OTP cells having program transistors that are irreversibly changed as they are programmed;
A temperature compensation reference voltage generator configured to sense a temperature of the OTP memory and generate a reference voltage having a characteristic inversely proportional to the sensed temperature; And
A temperature compensation operating voltage generator configured to generate at least one operating voltage proportional to the reference voltage by receiving the reference voltage, and to apply the at least one operating voltage to the OTP cell array, ,
The temperature compensation operating voltage generator,
SoC, wherein voltage regulation is performed on the reference voltage to generate a read voltage corresponding to a read command as a first operating voltage among the at least one operating voltage.
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