KR102639877B1 - Semiconductor memory device - Google Patents

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KR102639877B1
KR102639877B1 KR1020180157989A KR20180157989A KR102639877B1 KR 102639877 B1 KR102639877 B1 KR 102639877B1 KR 1020180157989 A KR1020180157989 A KR 1020180157989A KR 20180157989 A KR20180157989 A KR 20180157989A KR 102639877 B1 KR102639877 B1 KR 102639877B1
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조근휘
박승한
김효진
안국일
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삼성전자주식회사
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    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/12Static random access memory [SRAM] devices comprising a MOSFET load element
    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/401Multistep manufacturing processes
    • H01L29/4011Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
    • H01L29/40111Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a layer which is used for its ferroelectric properties

Abstract

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 메모리 장치는 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 제1 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더, 제2 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기, 그리고 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함한다. 행 디코더, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 전압 생성기, 그리고 데이터 버퍼 중 적어도 하나는 전압을 증폭하도록 구성되는 제1 강유전체 커패시터를 포함한다.The present invention relates to semiconductor memory devices. The semiconductor memory device of the present invention includes a memory cell array including memory cells, a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines, write drivers and sense amplifiers connected to the memory cell array through second conductive lines. , a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers, and coupled to the write drivers and sense amplifiers, the write drivers and sense amplifiers It includes a data buffer configured to exchange data with an external device. At least one of the row decoder, write drivers and sense amplifiers, voltage generator, and data buffer includes a first ferroelectric capacitor configured to amplify the voltage.

Description

반도체 메모리 장치{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}Semiconductor memory device {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 수동 소자를 통해 전압을 증폭하여 사용하는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor devices, and more specifically, to semiconductor memory devices that use amplified voltage through passive elements.

컴퓨터, 스마트폰, 스마트패드 등과 같은 컴퓨팅 장치들은 반도체 메모리 장치를 사용한다. 컴퓨팅 장치들은 반도체 메모리 장치를 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용할 수 있다. 주 기억 장치는 컴퓨팅 장치들이 운영 체제, 응용 등과 같은 다양한 소프트웨어들을 구동하는 데에 사용된다. 보조 기억 장치는 컴퓨팅 장치가 운영 체제, 응용 등의 원본 데이터, 또는 이들에 의해 생성되는 사용자 데이터를 보존하는 데에 사용된다.Computing devices such as computers, smartphones, smart pads, etc. use semiconductor memory devices. Computing devices may use semiconductor memory devices as main or auxiliary memory. Main memory is used by computing devices to run various software such as operating systems, applications, etc. Auxiliary storage devices are used by computing devices to preserve original data such as operating systems and applications, or user data generated by them.

반도체 메모리 장치는 컴퓨팅 장치의 전력 소비량을 결정하는 주요 원인 중 하나이다. 반도체 메모리 장치가 소비하는 전력량이 감소할수록, 컴퓨팅 장치가 소비하는 전력량이 감소한다. 특히, 스마트폰, 스마트패드 등과 같이 한정된 전력량을 갖는 배터리를 사용하는 모바일 장치들에서, 반도체 메모리 장치가 소비하는 전력량이 모바일 장치들의 동작 시간을 결정할 수 있다.Semiconductor memory devices are one of the main factors that determine the power consumption of computing devices. As the amount of power consumed by a semiconductor memory device decreases, the amount of power consumed by a computing device decreases. In particular, in mobile devices that use batteries with a limited amount of power, such as smartphones and smart pads, the amount of power consumed by a semiconductor memory device can determine the operating time of the mobile devices.

반도체 메모리 장치의 전력 소비량을 줄이기 위하여, 반도체 메모리 장치는 저전력을 소비하도록 설계될 수 있다. 전력 소비량을 줄이기 위해, 반도체 메모리 장치의 동작 전압이 낮아져야 한다. 반도체 메모리 장치의 동작 전압이 낮아지면, 반도체 메모리 장치의 동작 전압의 스윙 폭이 감소하고, 이는 반도체 메모리 장치의 동작 속도를 제약할 수 있다.In order to reduce power consumption of a semiconductor memory device, the semiconductor memory device may be designed to consume low power. To reduce power consumption, the operating voltage of semiconductor memory devices must be lowered. When the operating voltage of the semiconductor memory device is lowered, the swing width of the operating voltage of the semiconductor memory device decreases, which may limit the operating speed of the semiconductor memory device.

본 발명의 목적은 동작 전압을 유지하면서 동작 전압의 스윙 폭을 높여 동작 속도의 제약을 극복하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 데에 있다.The purpose of the present invention is to provide a semiconductor memory device that overcomes limitations in operating speed by increasing the swing width of the operating voltage while maintaining the operating voltage.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 제1 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더, 제2 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기, 그리고 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함한다. 행 디코더, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 전압 생성기, 그리고 데이터 버퍼 중 적어도 하나는 전압을 증폭하도록 구성되는 제1 강유전체 커패시터를 포함한다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including memory cells, a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines, and write drivers connected to the memory cell array through second conductive lines. and sense amplifiers, a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers, and coupled to the write drivers and sense amplifiers, the write drivers and It includes a data buffer configured to exchange data between the sense amplifiers and an external device. At least one of the row decoder, write drivers and sense amplifiers, voltage generator, and data buffer includes a first ferroelectric capacitor configured to amplify the voltage.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 제1 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더, 제2 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기, 그리고 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함한다. 제1 도전 라인들 또는 제2 도전 라인들의 각각은 강유전체 커패시터를 포함한다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including memory cells, a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines, and write drivers connected to the memory cell array through second conductive lines. and sense amplifiers, a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers, and coupled to the write drivers and sense amplifiers, the write drivers and It includes a data buffer configured to exchange data between the sense amplifiers and an external device. Each of the first conductive lines or second conductive lines includes a ferroelectric capacitor.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 제1 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더, 제2 도전 라인들을 통해 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기, 그리고 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함한다. 메모리 셀들의 각각은 적어도 하나의 비트를 저장하는 저장 소자, 그리고 제1 도전 라인들 중 하나의 제1 도전 라인의 전압에 따라 제2 도전 라인들 중 하나의 제2 도전 라인과 다른 하나의 제2 도전 라인의 사이에 저장 소자를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다. 적어도 하나의 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함한다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including memory cells, a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines, and write drivers connected to the memory cell array through second conductive lines. and sense amplifiers, a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers, and coupled to the write drivers and sense amplifiers, the write drivers and It includes a data buffer configured to exchange data between the sense amplifiers and an external device. Each of the memory cells is a storage element that stores at least one bit, and a second conductive line of one of the second conductive lines and a second conductive line of the other one of the second conductive lines depending on the voltage of the first conductive line of one of the first conductive lines. It includes at least one transistor that electrically connects the storage element between the conductive lines. The gate insulating film of at least one transistor includes a ferroelectric material.

본 발명에 따르면, 트랜지스터의 게이트에 전달되는 전압은 강유전체 물질을 통해 증폭된다. 따라서, 동작 전압을 유지하면서 트랜지스터의 게이트에 전달되는 전압의 스윙 폭을 높임으로써 향상된 동작 속도 또는 특정한 동작 속도 내에서의 안정성을 달성하는 반도체 메모리 장치가 제공된다.According to the present invention, the voltage delivered to the gate of the transistor is amplified through a ferroelectric material. Accordingly, a semiconductor memory device is provided that achieves improved operating speed or stability within a specific operating speed by increasing the swing width of the voltage delivered to the gate of the transistor while maintaining the operating voltage.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀 어레이를 보여준다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 메모리 셀을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트랜지스터를 보여준다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 메모리 셀을 보여준다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 메모리 셀을 보여준다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 9는 행 디코더 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 구현되는 전압 증폭 소자들과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 11은 전압 생성기에 구현되는 전압 증폭 소자들과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 13은 데이터 버퍼에 구현되는 전압 증폭 소자들과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.
1 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a memory cell array according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a memory cell according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a transistor according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a memory cell according to a second embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a memory cell according to a third embodiment of the present invention.
Figure 7 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 shows an example of components associated with voltage amplification elements implemented in a row decoder or write drivers and sense amplifiers.
Figure 10 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.
Figure 11 shows an example of voltage amplification elements and associated components implemented in a voltage generator.
Figure 12 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.
Figure 13 shows an example of components associated with voltage amplification elements implemented in a data buffer.
Figure 14 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described clearly and in detail so that a person skilled in the art can easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)을 포함한다.Figure 1 is a block diagram showing a semiconductor memory device 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor memory device 100 includes a memory cell array 110, a row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, a data buffer 140, an address buffer 150, and a command It includes a buffer 160, a voltage generator 170, and a control logic block 180.

메모리 셀 어레이(110)는 메모리 셀들을 포함한다. 메모리 셀들은 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 메모리 셀들의 행들은 제1 도전 라인들(CL1)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들의 열들은 제2 도전 라인들(CL2)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들의 각각은 하나 또는 그보다 많은 비트들을 저장할 수 있다.Memory cell array 110 includes memory cells. Memory cells may be arranged in rows and columns. Rows of memory cells may be connected to first conductive lines CL1. Rows of memory cells may be connected to second conductive lines CL2. Each of the memory cells can store one or more bits.

행 디코더(120)는 제1 도전 라인들(CL1)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 행 디코더(120)는 주소 버퍼(150)로부터 행 주소(RA)를 수신하고, 전압 생성기(170)로부터 제1 전압들(V1)(또는 제1 전류들)을 수신할 수 있다. 행 디코더(120)는 행 주소에 응답하여 제1 도전 라인들(CL1) 중 읽기 또는 쓰기의 대상인 메모리 셀들의 행에 연결된 하나의 제1 도전 라인을 선택할 수 있다.The row decoder 120 is connected to the memory cell array 110 through the first conductive lines CL1. The row decoder 120 may receive the row address RA from the address buffer 150 and receive first voltages V1 (or first currents) from the voltage generator 170. The row decoder 120 may select one of the first conductive lines CL1 connected to a row of memory cells that are to be read or written in response to the row address.

행 디코더(120)는 선택된 제1 도전 라인에 제1 전압들(V1)(또는 제1 전류들) 중 선택 전압 또는 선택 전류를 인가하고, 비선택된 제1 도전 라인들에 제1 전압들(V1)(또는 제1 전류들) 중 비선택 전압 또는 비선택 전류를 인가할 수 있다. 제1 도전 라인들(CL1)은 워드 라인들이라 불릴 수 있다.The row decoder 120 applies a selection voltage or a selection current of the first voltages V1 (or first currents) to the selected first conductive line, and applies the first voltage V1 to the unselected first conductive lines. ) (or first currents), a non-selected voltage or a non-selected current may be applied. The first conductive lines CL1 may be called word lines.

쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 제2 도전 라인들(CL2)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 주소 버퍼(150)로부터 열 주소(CA)를 수신하고, 전압 생성기(170)로부터 제2 전압들(V2)(또는 제2 전류들)을 수신할 수 있다.The write drivers and sense amplifiers 130 are connected to the memory cell array 110 through the second conductive lines CL2. Write drivers and sense amplifiers 130 may receive a column address (CA) from the address buffer 150 and receive second voltages (V2) (or second currents) from the voltage generator 170. there is.

쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 제2 전압들(V2)(또는 제2 전류들)을 제2 도전 라인들(CL2)에 인가함으로써, 행 디코더(120)에 의해 선택된 행의 메모리 셀들에 데이터를 기입하거나 선택된 행의 메모리 셀들로부터 데이터를 읽을 수 있다.The write drivers and sense amplifiers 130 apply the second voltages V2 (or second currents) to the second conductive lines CL2 to select memory cells in the row selected by the row decoder 120. You can write data to or read data from memory cells in the selected row.

쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 선택된 행의 메모리 셀들 중에서 열 주소(CA)에 의해 선택된 메모리 셀들에 대해 쓰기 또는 읽기를 수행할 수 있다. 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 선택된 메모리 셀들에 기입될 데이터를 데이터 버퍼(140)로부터 수신할 수 있다. 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)은 선택된 메모리 셀들로부터 읽은 데이터를 데이터 버퍼(140)로 전송할 수 있다.The write drivers and sense amplifiers 130 may perform writing or reading to memory cells selected by the column address (CA) among memory cells in the selected row. Write drivers and sense amplifiers 130 may receive data to be written in selected memory cells from the data buffer 140. The write drivers and sense amplifiers 130 may transmit data read from selected memory cells to the data buffer 140.

데이터 버퍼(140)는 외부 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기로부터 수신되는 데이터(DATA)를 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)로 전달할 수 있다. 또한, 데이터 버퍼(140)는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)로부터 전달되는 데이터(DATA)를 외부의 장치로 전달할 수 있다.The data buffer 140 may transfer data (DATA) received from an external device, for example, an external memory controller, to the write drivers and sense amplifiers 130. Additionally, the data buffer 140 may transfer data (DATA) transmitted from the write drivers and sense amplifiers 130 to an external device.

주소 버퍼(150)는 외부의 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기로부터 주소(ADDR)를 수신할 수 있다. 주소 버퍼(150)는 수신된 주소(ADDR) 중에서 행 주소(RA)를 행 디코더(120)로 전달할 수 있다. 주소 버퍼(150)는 수신된 주소(ADDR) 중에서 열 주소(CA)를 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)로 전달할 수 있다.The address buffer 150 may receive an address (ADDR) from an external device, for example, an external memory controller. The address buffer 150 may transmit the row address (RA) among the received addresses (ADDR) to the row decoder 120. The address buffer 150 may transfer the column address (CA) among the received addresses (ADDR) to the write drivers and sense amplifiers 130.

명령 버퍼(160)는 외부의 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기로부터 명령(CMD)을 수신할 수 있다. 명령 버퍼(160)는 수신된 명령(CMD)을 제어 로직 블록(180)으로 전달할 수 있다.The command buffer 160 may receive a command (CMD) from an external device, for example, an external memory controller. The command buffer 160 may transfer the received command (CMD) to the control logic block 180.

전압 생성기(170)는 반도체 메모리 장치(100)에서 필요한 다양한 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전압 생성기(170)는 제1 전압들(V1)을 생성하여 행 디코더(120)에 전달할 수 있다. 전압 생성기(170)는 제2 전압들(V2)을 생성하여 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)로 전달할 수 있다.The voltage generator 170 can generate various voltages required by the semiconductor memory device 100. For example, the voltage generator 170 may generate first voltages V1 and transmit them to the row decoder 120. The voltage generator 170 may generate second voltages V2 and transmit them to the write drivers and sense amplifiers 130.

제어 로직 블록(180)은 외부의 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기로부터 제어 신호들(CTRL)을 수신할 수 있다. 제어 로직 블록(180)은 명령 버퍼(160)로부터 명령(CMD)을 수신할 수 있다. 제어 로직 블록(180)은 제어 신호들(CTRL) 및 명령(CMD)에 응답하여 반도체 메모리 장치(100)의 구성 요소들의 동작들을 제어할 수 있다.The control logic block 180 may receive control signals CTRL from an external device, for example, an external memory controller. The control logic block 180 may receive a command (CMD) from the command buffer 160. The control logic block 180 may control operations of components of the semiconductor memory device 100 in response to control signals CTRL and commands CMD.

예를 들어, 제어 로직 블록(180)은 적절한 타이밍에 제1 도전 라인들(CL1) 중 행 주소(RA)에 대응하는 하나의 제1 도전 라인을 선택하도록 행 디코더(120)를 제어할 수 있다. 제어 로직 블록(180)은 선택된 행의 메모리 셀들 중 열 주소(CA)에 대응하는 메모리 셀들에 대해 읽기 또는 쓰기를 수행하도록 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)을 적절한 타이밍에 제어할 수 있다.For example, the control logic block 180 may control the row decoder 120 to select one first conductive line corresponding to the row address RA among the first conductive lines CL1 at an appropriate timing. . The control logic block 180 may control the write drivers and sense amplifiers 130 at appropriate timing to read or write memory cells corresponding to the column address (CA) among the memory cells in the selected row.

본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀 어레이(110)는 전압 증폭 소자들(11)을 포함할 수 있다. 전압 증폭 소자들(11)은 수신되는 전압을 증폭하여 출력하도록 구성될 수 있다. 전압 증폭 소자들(11)의 각각은 하나의 수동(passive) 전기 소자로 구성될 수 있다. 따라서, 복잡도를 크게 높이지 않으면서 그리고 반도체 메모리 장치(100)의 동작 전압을 높이지 않으면서, 메모리 셀 어레이(110)의 내부에서 사용되는 전압이 상승될 수 있다.The memory cell array 110 according to an embodiment of the present invention may include voltage amplification elements 11. The voltage amplification elements 11 may be configured to amplify and output a received voltage. Each of the voltage amplification elements 11 may be composed of one passive electrical element. Accordingly, the voltage used inside the memory cell array 110 can be increased without significantly increasing complexity and without increasing the operating voltage of the semiconductor memory device 100.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀 어레이(110)를 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 메모리 셀 어레이(110)는 행들 및 열들로 배열된 메모리 셀들(MC)을 포함할 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 행들은 제1 도전 라인들(CL1), 더 상세하게는 m 개(m은 양의 정수)의 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)에 연결될 수 있다. Figure 2 shows a memory cell array 110 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2 , the memory cell array 110 may include memory cells MC arranged in rows and columns. The rows of memory cells MC may be connected to the first conductive lines CL1, more specifically, m (m is a positive integer) first conductive lines CL1_1 to CL1_m.

메모리 셀들(MC)의 열들은 제2 도전 라인들(CL2), 더 상세하게는 n 개(n은 양의 정수)의 제2a 도전 라인들(CL2a_1~CL2a_n) 및 n 개의 제2b 도전 라인들(CL2b_1~CL2b_n)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 각각은 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_n) 중 하나의 제1 도전 라인, 제2a 도전 라인들(CL2a_1~CL2a_n) 중 하나의 제2a 도전 라인, 그리고 제2b 도전 라인들(CL2b_1~CL2b_n) 중 하나의 제2b 도전 라인에 연결될 수 있다.The rows of memory cells MC include second conductive lines CL2, more specifically, n (n is a positive integer) 2a conductive lines (CL2a_1 to CL2a_n) and n 2b conductive lines ( It can be connected to CL2b_1~CL2b_n). Each of the memory cells MC includes a first conductive line of one of the first conductive lines CL1_1 to CL1_n, a 2a conductive line of one of the 2a conductive lines CL2a_1 to CL2a_n, and a 2b conductive line. It can be connected to one of the 2b conductive lines (CL2b_1 to CL2b_n).

예를 들어, 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)은 워드 라인들이라 불릴 수 있다. 제2a 도전 라인들(CL2a_1~CL2a_n)은 비트 라인들이라 불릴 수 있다. 제2b 도전 라인들(CL2b_1~CL2b_n)은 반전 비트 라인들 또는 소스 라인들이라 불릴 수 있다.For example, the first conductive lines CL1_1 to CL1_m may be called word lines. The 2a conductive lines (CL2a_1 to CL2a_n) may be called bit lines. The 2b conductive lines (CL2b_1 to CL2b_n) may be called inverted bit lines or source lines.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 메모리 셀(MC)을 보여준다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 첫 번째 제1 도전 라인(CL1_1), 첫 번째 제2a 도전 라인(CL2a_1), 그리고 첫 번째 제2b 도전 라인(CL2b_1)에 연결된 메모리 셀(MC)이 도시된다.Figure 3 shows a memory cell (MC) according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 2 and 3 , memory cells MC connected to the first first conductive line CL1_1, the first 2a conductive line CL2a_1, and the first 2b conductive line CL2b_1 are shown.

메모리 셀(MC)은 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 전원 전압(VDD)이 공급되는 전원 노드와 접지 전압(VSS)이 공급되는 접지 노드의 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 PMOS 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(T2)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The memory cell MC may include first to sixth transistors T1 to T6. The first transistor T1 and the second transistor T2 may be connected in series between a power node to which the power supply voltage VDD is supplied and a ground node to which the ground voltage VSS is supplied. The first transistor T1 may be a PMOS transistor, and the second transistor T2 may be an NMOS transistor.

제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)는 전원 전압(VDD)이 공급되는 전원 노드와 접지 전압(VSS)이 공급되는 접지 노드의 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 PMOS 트랜지스터이고, 제4 트랜지스터(T4)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The third transistor T3 and the fourth transistor T4 may be connected in series between a power node to which the power supply voltage VDD is supplied and a ground node to which the ground voltage VSS is supplied. The third transistor T3 may be a PMOS transistor, and the fourth transistor T4 may be an NMOS transistor.

제5 트랜지스터(T5)는 제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)의 게이트들과 제2a 도전 라인(CL2a_1)의 사이에 연결될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트는 제1 도전 라인(CL1_1)에 연결될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The fifth transistor T5 may be connected between the gates of the third transistor T3 and the fourth transistor T4 and the 2a conductive line CL2a_1. The gate of the fifth transistor T5 may be connected to the first conductive line CL1_1. The fifth transistor T5 may be an NMOS transistor.

제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트들과 제2b 도전 라인(CL2b_1)의 사이에 연결될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트는 제1 도전 라인(CL1_1)에 연결될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The sixth transistor T6 may be connected between the gates of the first transistor T1 and the second transistor T2 and the 2b conductive line CL2b_1. The gate of the sixth transistor T6 may be connected to the first conductive line CL1_1. The sixth transistor T6 may be an NMOS transistor.

제1 내지 제4 트랜지스터들(T1~T4)은 크로스 결합된(cross coupled) 인버터들로 기능할 수 있다. 제1 내지 제4 트랜지스터들(T1~T4)은 메모리 셀(MC)에서 데이터를 저장하는 저장 소자로 기능할 수 있다. 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6)은 저장 소자를 제2a 도전 라인(CL2a_1)과 제2b 도전 라인(CL2b_1)의 사이에 전기적으로 연결하는 선택 소자로 기능할 수 있다.The first to fourth transistors T1 to T4 may function as cross coupled inverters. The first to fourth transistors T1 to T4 may function as storage elements that store data in the memory cell MC. The fifth and sixth transistors T5 and T6 may function as selection elements that electrically connect the storage element between the 2a conductive line CL2a_1 and the 2b conductive line CL2b_1.

메모리 셀(MC)은 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 셀일 수 있다. 예시적으로 6T SRAM 셀의 예가 도 3에 도시되었다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀(MC)은 6T SRAM 셀로 한정되지 않는다. 메모리 셀(MC)은 다양한 형태의 SRAM 셀로 구현될 수 있다.The memory cell (MC) may be a static random access memory (SRAM) cell. An exemplary 6T SRAM cell is shown in Figure 3. However, the memory cell (MC) according to an embodiment of the present invention is not limited to 6T SRAM cells. A memory cell (MC) can be implemented as various types of SRAM cells.

제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)의 각각은 전압 증폭 소자들(11)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)의 각각은 게이트에 인가되는 전압을 증폭하여 바디(body)에 전달할 수 있다. 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)은 수동 소자를 이용하여 전압 증폭을 수행할 수 있다. 바디에 전달되는 전압이 증폭되면, 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)의 응답 속도가 향상되므로, 메모리 셀(MC)이 더 빠르게 액세스 될 수 있다.Each of the first to sixth transistors T1 to T6 may include voltage amplification elements 11 . For example, each of the first to sixth transistors T1 to T6 may amplify the voltage applied to the gate and transmit it to the body. The first to sixth transistors T1 to T6 may perform voltage amplification using passive elements. When the voltage transmitted to the body is amplified, the response speed of the first to sixth transistors T1 to T6 is improved, so the memory cell MC can be accessed more quickly.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트랜지스터를 보여준다. 예시적으로, 트랜지스터(T)는 도 3의 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6) 중 하나일 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 트랜지스터(T)는 게이트 전극(G), 바디(BD), 바디(BD)에 형성되는 제1 정션(J1) 및 제2 정션(J2), 그리고 바디(BD)와 게이트 전극(G)의 사이에 배치되는 전압 증폭 소자(11)를 포함할 수 있다.Figure 4 shows a transistor according to an embodiment of the present invention. Exemplarily, the transistor T may be one of the first to sixth transistors T1 to T6 of FIG. 3 . 3 and 4, the transistor T has a gate electrode G, a body BD, a first junction J1 and a second junction J2 formed on the body BD, and a body BD. ) and a voltage amplification element 11 disposed between the gate electrode (G).

게이트 전극(G)은 트랜지스터(T)의 게이트로 기능할 수 있다. 제1 정션(J1) 및 제2 정션(J2)은 트랜지스터(T)의 드레인 및 소스로 기능할 수 있다. 트랜지스터(T)가 NMOS일 때, 바디(BD)는 P형으로 도핑되고, 제1 정션(J1) 및 제2 정션(J2)은 N형으로 도핑될 수 있다. 트랜지스터(T)가 PMOS일 때, 바디(BD)는 N형으로 도핑되고, 제1 정션(J1) 및 제2 정션(J2)은 P형으로 도핑될 수 있다.The gate electrode (G) can function as the gate of the transistor (T). The first junction (J1) and the second junction (J2) may function as the drain and source of the transistor (T). When the transistor T is NMOS, the body BD may be doped to the P type, and the first junction (J1) and the second junction (J2) may be doped to the N type. When the transistor T is a PMOS, the body BD may be doped to the N-type, and the first junction (J1) and the second junction (J2) may be doped to the P-type.

전압 증폭 소자(11)는 게이트 전극(G)과 바디(BD)의 사이에서 절연막으로 기능할 수 있다. 또한, 전압 증폭 소자(11)는 게이트 전극(G)에 전달되는 전압을 증폭하여 바디(BD)의 표면에 전달할 수 있다. 전압 증폭 소자(11)는 강유전체(ferroelectric) 물질을 포함할 수 있다.The voltage amplification element 11 may function as an insulating film between the gate electrode (G) and the body (BD). Additionally, the voltage amplification element 11 may amplify the voltage transmitted to the gate electrode G and transmit it to the surface of the body BD. The voltage amplification element 11 may include a ferroelectric material.

강유전체 물질은 자신의 상태(예를 들어, 전기 편극 상태 등)와 관계없이, 일단에 전달되는 전압을 증폭하여 타단에 전달하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 부의 커패시터(negative capacitor)라 불릴 수 있다. 예를 들어, 외부 전압이 강유전체 막에 인가될 때, 강유전체 막 내부의 다이폴들(dipoles)의 이동에 의해 초기 극성 상태에서 다른 상태로의 위상 변화로 인해 부의 커패시턴스 효과(negative capacitance effect)가 발생할 수 있다.Ferroelectric materials have the property of amplifying the voltage transmitted to one end and transmitting it to the other end, regardless of their state (for example, electrical polarization state, etc.). This characteristic may be called a negative capacitor. For example, when an external voltage is applied to a ferroelectric film, a negative capacitance effect may occur due to a phase change from the initial polarity state to another state due to the movement of dipoles inside the ferroelectric film. there is.

도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 도 3의 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)의 게이트 절연막들이 강유전체 물질로 구현되면, 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1~T6)의 각은 게이트 전압을 증폭하여 바디(BD)에 전달한다. 따라서, 메모리 셀(MC)의 선택 소자 및 저장 소자의 응답 속도가 빨라지고, 메모리 셀(MC)의 액세스 속도가 향상될 수 있다.As explained with reference to FIG. 4, when the gate insulating films of the first to sixth transistors T1 to T6 of FIG. 3 are implemented with a ferroelectric material, the angle of the first to sixth transistors T1 to T6 is The gate voltage is amplified and transmitted to the body (BD). Accordingly, the response speed of the selection element and the storage element of the memory cell MC can be increased, and the access speed of the memory cell MC can be improved.

예시적으로, 전압 증폭 소자(11)는 Zr, Si, Al 및 La 중 적어도 하나가 도핑된 HfO를 포함할 수 있다. Zr, Si, Al 및 La 중 적어도 하나가 소정의 비율로 HfO에 도핑됨으로써, 전압 증폭 소자(11)는 사방정계 결정 구조(Orthorhombic crystal structure)를 가질 수 있다. 강유전체 막이 사방정계 결정 구조를 가질 때 음의 커패시턴스 효과가 발생할 수 있다.Exemplarily, the voltage amplification element 11 may include HfO doped with at least one of Zr, Si, Al, and La. By doping HfO with at least one of Zr, Si, Al, and La at a predetermined ratio, the voltage amplification element 11 may have an orthorhombic crystal structure. Negative capacitance effects may occur when the ferroelectric film has an orthorhombic crystal structure.

전압 증폭 소자(11)가 ZrHfO를 포함할 경우, 전제 Zr 및 Hf 원자들 중 Zr 원자의 비율(Zr/(Hf+Zr))은 45 at% 내지 55 at%일 수 있다. 전압 증폭 소자(11)가 SiHfO를 포함할 경우, 전제 Si 및 Hf 원자들 중 Si 원자의 비율(Si/(Hf+Si))은 4 at% 내지 7 at%일 수 있다. 전압 증폭 소자(11)가 AlHfO를 포함할 경우, 전제 Al 및 Hf 원자들 중 Al 원자의 비율(Al/(Hf+ Al))은 4 at% 내지 7 at%일 수 있다. 전압 증폭 소자(11)가 LaHfO를 포함할 경우, 전제 La 및 Hf 원자들 중 La 원자의 비율(La/(La+ Al))은 5 at% 내지 10 at%일 수 있다.When the voltage amplification element 11 includes ZrHfO, the ratio of Zr atoms among total Zr and Hf atoms (Zr/(Hf+Zr)) may be 45 at% to 55 at%. When the voltage amplification element 11 includes SiHfO, the ratio of Si atoms among total Si and Hf atoms (Si/(Hf+Si)) may be 4 at% to 7 at%. When the voltage amplification element 11 includes AlHfO, the ratio of Al atoms (Al/(Hf+Al)) among the total Al and Hf atoms may be 4 at% to 7 at%. When the voltage amplification element 11 includes LaHfO, the ratio of La atoms (La/(La+Al)) among the total La and Hf atoms may be 5 at% to 10 at%.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 메모리 셀(MC)을 보여준다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 첫 번째 제1 도전 라인(CL1_1), 첫 번째 제2a 도전 라인(CL2a_1), 그리고 첫 번째 제2b 도전 라인(CL2b_1)에 연결된 메모리 셀(MC)이 도시된다.Figure 5 shows a memory cell (MC) according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 2 and 5 , memory cells MC connected to the first first conductive line CL1_1, the first 2a conductive line CL2a_1, and the first 2b conductive line CL2b_1 are shown.

메모리 셀(MC)은 선택 소자(SE) 및 저장 소자로 기능하는 가변 저항 소자(RE)를 포함할 수 있다. 선택 소자(SE)는 가변 저항 소자(RE)와 제2a 도전 라인(CL2a_1)의 사이에 연결되고, 제1 도전 라인(CL1_1)의 전압에 의해 제어되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.The memory cell (MC) may include a selection element (SE) and a variable resistance element (RE) that functions as a storage element. The selection element SE is connected between the variable resistance element RE and the seconda conductive line CL2a_1 and may include a transistor controlled by the voltage of the first conductive line CL1_1.

가변 저항 소자(RE)는 선택 소자(SE) 및 제2b 도전 라인(CL2b_1)의 사이에 연결될 수 있다. 가변 저항 소자(RE)는 가변 저항 소자(RE)에 인가되는 전압 또는 가변 저항 소자(RE)를 통해 흐르는 전류에 따라 변화하는 저항값을 가질 수 있다. 가변 저항 소자(RE)의 저항값을 조절함으로써, 가변 저항 소자(RE)에 데이터가 저장될 수 있다. 가변 저항 소자(RE)의 저항값을 검출함으로써, 가변 저항 소자(RE)에 기입된 데이터가 읽혀질 수 있다.The variable resistance element RE may be connected between the selection element SE and the 2b conductive line CL2b_1. The variable resistance element RE may have a resistance value that changes depending on the voltage applied to the variable resistance element RE or the current flowing through the variable resistance element RE. By adjusting the resistance value of the variable resistance element (RE), data can be stored in the variable resistance element (RE). By detecting the resistance value of the variable resistance element RE, data written to the variable resistance element RE can be read.

예를 들어, 가변 저항 소자(RE)는 상 변화 물질, 강유전체 물질, 저항성(resistive) 물질, 자기(magnetic) 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상 변화 물질은 온도에 따라 서로 다른 결정 구조들을 갖고, 결정 구조에 따라 서로 다른 저항값들을 가질 수 있다.For example, the variable resistance element RE may include at least one of a phase change material, a ferroelectric material, a resistive material, and a magnetic material. Phase change materials may have different crystal structures depending on temperature and may have different resistance values depending on the crystal structure.

강유전체 물질은 자기장 또는 전기장에 따라 서로 다른 전기 편극 상태들을 갖고, 편극 상태들에 따라 서로 다른 저항값들을 가질 수 있다. 저항성 물질은 전압에 따라 전기 통로를 생성 또는 소멸하고, 전기 통로의 유무에 따라 서로 다른 저항값들을 가질 수 있다. 자기 물질은 자기장 또는 전류의 흐름에 따라 달라지는 자화 방향들을 갖고, 자화 방향들에 따라 서로 다른 저항값들을 가질 수 있다.A ferroelectric material may have different electric polarization states depending on the magnetic or electric field, and may have different resistance values depending on the polarization states. Resistive materials create or disappear electrical passages depending on voltage, and may have different resistance values depending on the presence or absence of electrical passages. Magnetic materials have magnetization directions that vary depending on the magnetic field or the flow of current, and may have different resistance values depending on the magnetization directions.

선택 소자(SE)의 트랜지스터는 도 4를 참조하여 설명된 것과 동일하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 선택 소자(SE)의 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함할 수 있다. 선택 소자(SE)의 트랜지스터는 게이트 전압을 증폭하여 바디(BD)(도 4 참조)에 전달하는 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다.The transistor of the selection element SE may be implemented in the same manner as described with reference to FIG. 4 . For example, the gate insulating film of the transistor of the selection element SE may include a ferroelectric material. The transistor of the selection element SE may be implemented to include a voltage amplification element 11 that amplifies the gate voltage and transfers it to the body BD (see FIG. 4).

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 메모리 셀(MC)을 보여준다. 도 2 및 도 6을 참조하면, 첫 번째 제1 도전 라인(CL1_1), 첫 번째 제2a 도전 라인(CL2a_1), 그리고 첫 번째 제2b 도전 라인(CL2b_1)에 연결된 메모리 셀(MC)이 도시된다.Figure 6 shows a memory cell (MC) according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 2 and 6 , memory cells MC connected to the first first conductive line CL1_1, the first 2a conductive line CL2a_1, and the first 2b conductive line CL2b_1 are shown.

메모리 셀(MC)은 선택 소자(SE) 및 저장 소자로 기능하는 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 선택 소자(SE)는 가변 저항 소자(RE)와 제2a 도전 라인(CL2a_1)의 사이에 연결되고, 제1 도전 라인(CL1_1)의 전압에 의해 제어되는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 커패시터(C)는 전압을 충전 또는 방전함으로써 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 셀(MC)은 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 셀일 수 있다.The memory cell (MC) may include a selection element (SE) and a capacitor (C) that functions as a storage element. The selection element SE is connected between the variable resistance element RE and the seconda conductive line CL2a_1 and may include a transistor controlled by the voltage of the first conductive line CL1_1. Capacitor (C) can store data by charging or discharging voltage. The memory cell (MC) may be a dynamic random access memory (DRAM) cell.

선택 소자(SE)의 트랜지스터는 도 4를 참조하여 설명된 것과 동일하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 선택 소자(SE)의 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함할 수 있다. 선택 소자(SE)의 트랜지스터는 게이트 전압을 증폭하여 바디(BD)(도 4 참조)에 전달하는 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다.The transistor of the selection element SE may be implemented in the same manner as described with reference to FIG. 4 . For example, the gate insulating film of the transistor of the selection element SE may include a ferroelectric material. The transistor of the selection element SE may be implemented to include a voltage amplification element 11 that amplifies the gate voltage and transfers it to the body BD (see FIG. 4).

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(200)를 보여주는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 반도체 메모리 장치(200)는 메모리 셀 어레이(210), 행 디코더(220), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(230), 데이터 버퍼(240), 주소 버퍼(250), 명령 버퍼(260), 전압 생성기(270), 그리고 제어 로직 블록(280)을 포함한다.Figure 7 is a block diagram showing a semiconductor memory device 200 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the semiconductor memory device 200 includes a memory cell array 210, a row decoder 220, write drivers and sense amplifiers 230, a data buffer 240, an address buffer 250, and a command It includes a buffer 260, a voltage generator 270, and a control logic block 280.

메모리 셀 어레이(210)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구현될 수 있다. 메모리 셀 어레이(210)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다. 다른 예로서, 메모리 셀 어레이(210)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 전압 증폭 소자(11)를 갖지 않도록 구현될 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 각각의 트랜지스터의 게이트 절연막은 통상적인 절연막 또는 상유전체로 구현될 수 있다.Memory cell array 210 may be implemented as described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. Each of the memory cells MC of the memory cell array 210 may be implemented to include a voltage amplification element 11 as described with reference to FIG. 4 . As another example, each of the memory cells MC of the memory cell array 210 may be implemented not to have the voltage amplification element 11 . The gate insulating film of each transistor of the memory cells MC may be implemented as a conventional insulating film or a paradielectric.

행 디코더(220), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(230), 데이터 버퍼(240), 주소 버퍼(250), 명령 버퍼(260), 전압 생성기(270), 그리고 제어 로직 블록(280)은 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)과 동일하게 구현될 수 있다.Row decoder 220, write drivers and sense amplifiers 230, data buffer 240, address buffer 250, command buffer 260, voltage generator 270, and control logic block 280 are shown in FIG. Row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, data buffer 140, address buffer 150, command buffer 160, voltage generator 170, and control logic described with reference to 1. It may be implemented the same as block 180.

행 디코더(220)는 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)을 통해 메모리 셀 어레이(210)에 연결될 수 있다. 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)의 각각은 전압 증폭 소자들(12)을 포함할 수 있다. 전압 증폭 소자들(12)은 강유전체 물질이 충진된 커패시터(예를 들어, 강유전체 커패시터)의 형태로 구현될 수 있다.The row decoder 220 may be connected to the memory cell array 210 through the first conductive lines CL1_1 to CL1_m. Each of the first conductive lines CL1_1 to CL1_m may include voltage amplification elements 12. The voltage amplification elements 12 may be implemented in the form of a capacitor (eg, a ferroelectric capacitor) filled with a ferroelectric material.

제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)이 전압 증폭 소자들(12)을 포함하면, 행 디코더(220)가 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)에 인가하는 전압들이 증폭되어 메모리 셀 어레이(210)에 전달될 수 있다. 특히, 메모리 셀들(MC)은 기판(substrate)의 위에 형성되며, 크기의 제약을 받는다.When the first conductive lines (CL1_1 to CL1_m) include the voltage amplification elements 12, the voltages applied by the row decoder 220 to the first conductive lines (CL1_1 to CL1_m) are amplified to form the memory cell array 210. ) can be passed on. In particular, memory cells MC are formed on a substrate and are limited in size.

반면, 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)은 메탈 계층들(metal layers)을 포함하는 다양한 계층들에 형성되며, 크기의 제약을 메모리 셀들(MC)보다 덜 받는다. 따라서, 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)에 형성되는 전압 증폭 소자들(12)은 메모리 셀들(MC)에 형성되는 전압 증폭 소자들(11)보다 크게 제조될 수 있다. 따라서, 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)의 전압 증폭 소자들(12)의 증폭률이 메모리 셀들(MC)의 전압 증폭 소자들(11)의 증폭률보다 높을 수 있다.On the other hand, the first conductive lines CL1_1 to CL1_m are formed in various layers including metal layers, and are less limited in size than the memory cells MC. Accordingly, the voltage amplification elements 12 formed in the first conductive lines CL1_1 to CL1_m can be manufactured to be larger than the voltage amplification elements 11 formed in the memory cells MC. Accordingly, the amplification factor of the voltage amplification elements 12 of the first conductive lines CL1_1 to CL1_m may be higher than the amplification factor of the voltage amplification elements 11 of the memory cells MC.

쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(230)은 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)을 통해 메모리 셀 어레이(210)에 연결될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)의 각각은 제2a 도전 라인 및 제2b 도전 라인의 쌍으로 구현될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)의 각각은 전압 증폭 소자들(13)을 포함할 수 있다. 전압 증폭 소자들(13)은 강유전체 물질이 충진된 커패시터(예를 들어, 강유전체 커패시터)의 형태로 구현될 수 있다.The write drivers and sense amplifiers 230 may be connected to the memory cell array 210 through second conductive lines CL2_1 to CL2_n. Each of the second conductive lines CL2_1 to CL2_n may be implemented as a pair of a 2a conductive line and a 2b conductive line. Each of the second conductive lines CL2_1 to CL2_n may include voltage amplification elements 13. The voltage amplification elements 13 may be implemented in the form of a capacitor (eg, a ferroelectric capacitor) filled with a ferroelectric material.

제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)의 전압 증폭 소자들(12)과 마찬가지로, 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)의 전압 증폭 소자들(13)의 전압 증폭률은 메모리 셀들(MC)의 전압 증폭 소자들(11)의 전압 증폭률보다 높을 수 있다.Like the voltage amplification elements 12 of the first conductive lines CL1_1 to CL1_m, the voltage amplification factors of the voltage amplification elements 13 of the second conductive lines CL2_1 to CL2_n are determined by the voltage of the memory cells MC. It may be higher than the voltage amplification factor of the amplification elements 11.

예시적으로, 제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)에만 전압 증폭 소자들(12)이 제공되거나 또는 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)에만 전압 증폭 소자들(13)이 제공되도록 반도체 메모리 장치(200)가 구현될 수 있다.Exemplarily, the semiconductor memory device such that the voltage amplification elements 12 are provided only to the first conductive lines (CL1_1 to CL1_m) or the voltage amplification elements 13 are provided only to the second conductive lines (CL2_1 to CL2_n). (200) can be implemented.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(300)를 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 반도체 메모리 장치(300)는 메모리 셀 어레이(310), 행 디코더(320), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330), 데이터 버퍼(340), 주소 버퍼(350), 명령 버퍼(360), 전압 생성기(370), 그리고 제어 로직 블록(380)을 포함한다.Figure 8 is a block diagram showing a semiconductor memory device 300 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the semiconductor memory device 300 includes a memory cell array 310, a row decoder 320, write drivers and sense amplifiers 330, a data buffer 340, an address buffer 350, and a command It includes a buffer 360, a voltage generator 370, and a control logic block 380.

메모리 셀 어레이(310)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구현될 수 있다. 메모리 셀 어레이(310)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다. 다른 예로서, 메모리 셀 어레이(310)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 전압 증폭 소자(11)를 갖지 않도록 구현될 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 각각의 트랜지스터의 게이트 절연막은 통상적인 절연막 또는 상유전체로 구현될 수 있다.Memory cell array 310 may be implemented as described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. Each of the memory cells MC of the memory cell array 310 may be implemented to include a voltage amplification element 11 as described with reference to FIG. 4 . As another example, each of the memory cells MC of the memory cell array 310 may be implemented not to have the voltage amplification element 11 . The gate insulating film of each transistor of the memory cells MC may be implemented as a conventional insulating film or a paradielectric.

제1 도전 라인들(CL1)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(12)을 포함하도록 구현될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(13)을 포함하도록 구현될 수 있다.The first conductive lines CL1 may be implemented to include voltage amplification elements 12 as described with reference to FIG. 7 . The second conductive lines CL2 may be implemented to include voltage amplification elements 13 as described with reference to FIG. 7 .

행 디코더(320), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330), 데이터 버퍼(340), 주소 버퍼(350), 명령 버퍼(360), 전압 생성기(370), 그리고 제어 로직 블록(380)은 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)과 동일하게 구현될 수 있다.Row decoder 320, write drivers and sense amplifiers 330, data buffer 340, address buffer 350, command buffer 360, voltage generator 370, and control logic block 380 are shown in FIG. Row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, data buffer 140, address buffer 150, command buffer 160, voltage generator 170, and control logic described with reference to 1. It may be implemented the same as block 180.

행 디코더(320)는 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120)에 더하여 전압 증폭 소자들(14)을 포함할 수 있다. 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330)은 도 1을 참조하여 설명된 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130)에 더하여 전압 증폭 소자들(15)을 포함할 수 있다.The row decoder 320 may include voltage amplification elements 14 in addition to the row decoder 120 described with reference to FIG. 1 . The write drivers and sense amplifiers 330 may include voltage amplification elements 15 in addition to the write drivers and sense amplifiers 130 described with reference to FIG. 1 .

도 9는 행 디코더(320) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330)에 구현되는 전압 증폭 소자들(14 또는 15)과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 행 디코더(320) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330)은 제7 트랜지스터(T7), 제8 트랜지스터(T8), 제1 인버터(INV1), 그리고 전압 증폭 소자(14 또는 15)를 포함한다.Figure 9 shows an example of components associated with the voltage amplification elements 14 or 15 implemented in the row decoder 320 or the write drivers and sense amplifiers 330. 8 and 9, the row decoder 320 or write drivers and sense amplifiers 330 include the seventh transistor T7, the eighth transistor T8, the first inverter INV1, and the voltage amplification. It includes elements 14 or 15.

제7 트랜지스터(T7)는 제1 활성 신호(EN1)에 응답하여 행 디코더(320) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330)의 내부 라인(IL)을 도전 라인(CL)(예를 들어, 제1 도전 라인 또는 제2 도전 라인)과 전기적으로 연결할 수 있다. 제8 트랜지스터(T8)는 제1 활성 신호(EN1)가 제1 인버터(INV1)에 의해 반전된 신호에 응답하여, 내부 라인(IL)을 전압 증폭 소자(14 또는 15)를 통해 도전 라인(CL)에 연결할 수 있다.The seventh transistor T7 connects the internal line IL of the row decoder 320 or the write drivers and sense amplifiers 330 to the conductive line CL (e.g., in response to the first activation signal EN1). It can be electrically connected to the first conductive line or the second conductive line). The eighth transistor T8 responds to the signal in which the first activation signal EN1 is inverted by the first inverter INV1, and connects the internal line IL to the conductive line CL through the voltage amplification element 14 or 15. ) can be connected to.

제7 트랜지스터(T7)가 턴-온 된 때에, 내부 라인(IL)의 전압은 전압 증폭 소자(14 또는 15)를 통하지 않고 도전 라인(CL)으로 전달될 수 있다. 제8 트랜지스터(T8)가 턴-온 된 때에, 내부 라인(IL)의 전압은 전압 증폭 소자(14 또는 15)에 의해 증폭되어 도전 라인(CL)으로 전달될 수 있다.When the seventh transistor T7 is turned on, the voltage of the internal line IL may be transmitted to the conductive line CL without passing through the voltage amplification element 14 or 15. When the eighth transistor T8 is turned on, the voltage of the internal line IL may be amplified by the voltage amplification element 14 or 15 and transmitted to the conductive line CL.

도 9에서, 행 디코더(320) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(330)은 도전 라인(CL)에 인가되는 전압을 선택적으로 증폭하는 데에 전압 증폭 소자들(14 또는 15)을 사용하는 것으로 설명되었다. 그러나 전압 증폭 소자들(14 또는 15)의 용도는 한정되지 않는다.In FIG. 9, the row decoder 320 or the write drivers and sense amplifiers 330 use voltage amplification elements 14 or 15 to selectively amplify the voltage applied to the conductive line CL. explained. However, the use of the voltage amplification elements 14 or 15 is not limited.

예를 들어, 제1 인버터(INV1)와 같은 연산자들을 구성하는 트랜지스터들의 게이트 절연막이 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 강유전체 물질을 포함하도록 구현될 수 있다. 또는, 전압이 전달되는 배선에서 일정 간격으로 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다. 또는, 특정한 조합 논리들의 사이에서 신호가 전달되는 배선들에 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다.For example, gate insulating films of transistors constituting operators such as the first inverter INV1 may be implemented to include a ferroelectric material as described with reference to FIG. 4 . Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed at regular intervals in the wiring through which voltage is transmitted. Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed on wires through which signals are transmitted between specific combinational logics.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(400)를 보여주는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 반도체 메모리 장치(400)는 메모리 셀 어레이(410), 행 디코더(420), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(430), 데이터 버퍼(440), 주소 버퍼(450), 명령 버퍼(460), 전압 생성기(470), 그리고 제어 로직 블록(480)을 포함한다.Figure 10 is a block diagram showing a semiconductor memory device 400 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, the semiconductor memory device 400 includes a memory cell array 410, a row decoder 420, write drivers and sense amplifiers 430, a data buffer 440, an address buffer 450, and a command It includes a buffer 460, a voltage generator 470, and a control logic block 480.

메모리 셀 어레이(410)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구현될 수 있다. 메모리 셀 어레이(410)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다. 다른 예로서, 메모리 셀 어레이(410)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 전압 증폭 소자(11)를 갖지 않도록 구현될 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 각각의 트랜지스터의 게이트 절연막은 통상적인 절연막 또는 상유전체로 구현될 수 있다.Memory cell array 410 may be implemented as described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. Each of the memory cells MC of the memory cell array 410 may be implemented to include a voltage amplification element 11 as described with reference to FIG. 4 . As another example, each of the memory cells MC of the memory cell array 410 may be implemented not to have the voltage amplification element 11 . The gate insulating film of each transistor of the memory cells MC may be implemented as a conventional insulating film or a paradielectric.

제1 도전 라인들(CL1)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(12)을 포함하도록 구현될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(13)을 포함하도록 구현될 수 있다.The first conductive lines CL1 may be implemented to include voltage amplification elements 12 as described with reference to FIG. 7 . The second conductive lines CL2 may be implemented to include voltage amplification elements 13 as described with reference to FIG. 7 .

행 디코더(420), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(430), 데이터 버퍼(440), 주소 버퍼(450), 명령 버퍼(460), 전압 생성기(470), 그리고 제어 로직 블록(480)은 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)과 동일하게 구현될 수 있다.Row decoder 420, write drivers and sense amplifiers 430, data buffer 440, address buffer 450, command buffer 460, voltage generator 470, and control logic block 480 are shown in FIG. Row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, data buffer 140, address buffer 150, command buffer 160, voltage generator 170, and control logic described with reference to 1. It may be implemented identically to block 180.

행 디코더(420) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(430)은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(14 또는 15)을 포함하도록 구현될 수 있다. 전압 생성기(470)는 도 1의 전압 생성기(170)에 더하여 전압 증폭 소자들(16)을 더 포함할 수 있다.Row decoder 420 or write drivers and sense amplifiers 430 may be implemented to include voltage amplification elements 14 or 15 as described with reference to FIGS. 8 and 9 . The voltage generator 470 may further include voltage amplification elements 16 in addition to the voltage generator 170 of FIG. 1 .

도 11은 전압 생성기(470)에 구현되는 전압 증폭 소자들(16)과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 전압 생성기(470)는 제9 트랜지스터(T9), 제10 트랜지스터(T10), 제2 인버터(INV2), 그리고 전압 증폭 소자(16)를 포함한다Figure 11 shows an example of the components associated with the voltage amplification elements 16 implemented in the voltage generator 470. 10 and 11, the voltage generator 470 includes a ninth transistor (T9), a tenth transistor (T10), a second inverter (INV2), and a voltage amplification element (16).

제9 트랜지스터(T9)는 제2 활성 신호(EN2)에 응답하여 전압 생성기(470)의 생성 전압(VG)이 출력되는 생성 노드(NG)를 전압 생성기(470)의 출력 전압(VO)이 출력되는 출력 노드(NO)와 전기적으로 연결할 수 있다. 제10 트랜지스터(T10)는 제2 활성 신호(EN2)가 제2 인버터(INV2)에 의해 반전된 신호에 응답하여, 생성 노드(NG)를 전압 증폭 소자(16)를 통해 출력 노드(NO)에 연결할 수 있다.The ninth transistor T9 outputs the output voltage VO of the voltage generator 470 to the generation node NG through which the generated voltage VG of the voltage generator 470 is output in response to the second activation signal EN2. It can be electrically connected to the output node (NO). The tenth transistor T10 responds to the second activation signal EN2 being inverted by the second inverter INV2, and connects the generation node NG to the output node NO through the voltage amplification element 16. You can connect.

제9 트랜지스터(T9)가 턴-온 된 때에, 생성 노드(NG)의 생성 전압(VG)은 전압 증폭 소자(16)를 통하지 않고 출력 전압(VO)으로서 출력 노드(NO)를 통해 출력될 수 있다. 제10 트랜지스터(T10)가 턴-온 된 때에, 생성 노드(NG)의 생성 전압(VG)은 전압 증폭 소자(16)에 의해 증폭되어 출력 전압(VO)으로서 출력 노드(NO)를 통해 출력될 수 있다.When the ninth transistor T9 is turned on, the generated voltage VG of the generation node NG can be output through the output node NO as the output voltage VO without passing through the voltage amplification element 16. there is. When the tenth transistor T10 is turned on, the generated voltage VG of the generating node NG is amplified by the voltage amplifying element 16 and output as the output voltage VO through the output node NO. You can.

출력 전압(VO)은 제1 전압들(V1) 또는 제2 전압들(V2) 중 하나의 전압으로 출력될 수 있다. 예시적으로, 도 11에 도시된 구성들이 제1 전압들(V1) 및 제2 전압들(V2)의 각각에 대해 제공될 수 있다.The output voltage VO may be output as one of the first voltages V1 or the second voltages V2. By way of example, the configurations shown in FIG. 11 may be provided for each of the first voltages V1 and the second voltages V2.

도 11에서, 전압 생성기(470)는 출력 전압(VO)을 선택적으로 증폭하는 데에 전압 증폭 소자들(16)을 사용하는 것으로 설명되었다. 그러나 전압 증폭 소자들(16)의 용도는 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 인버터(INV2)와 같은 연산자들을 구성하는 트랜지스터들의 게이트 절연막이 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 강유전체 물질을 포함하도록 구현될 수 있다. 또는, 전압이 전달되는 배선에서 일정 간격으로 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다. 또는, 특정한 조합 논리들의 사이에서 신호가 전달되는 배선들에 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다.In Figure 11, the voltage generator 470 is illustrated as using voltage amplification elements 16 to selectively amplify the output voltage VO. However, the uses of the voltage amplification elements 16 are not limited. For example, gate insulating films of transistors constituting operators such as the second inverter INV2 may be implemented to include a ferroelectric material as described with reference to FIG. 4 . Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed at regular intervals in the wiring through which voltage is transmitted. Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed on wires through which signals are transmitted between specific combinational logics.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(500)를 보여주는 블록도이다. 도 12를 참조하면, 반도체 메모리 장치(500)는 메모리 셀 어레이(510), 행 디코더(520), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530), 데이터 버퍼(540), 주소 버퍼(550), 명령 버퍼(560), 전압 생성기(570), 그리고 제어 로직 블록(580)을 포함한다.Figure 12 is a block diagram showing a semiconductor memory device 500 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the semiconductor memory device 500 includes a memory cell array 510, a row decoder 520, write drivers and sense amplifiers 530, a data buffer 540, an address buffer 550, and a command It includes a buffer 560, a voltage generator 570, and a control logic block 580.

메모리 셀 어레이(510)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구현될 수 있다. 메모리 셀 어레이(510)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다. 다른 예로서, 메모리 셀 어레이(510)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 전압 증폭 소자(11)를 갖지 않도록 구현될 수 있다. 메모리 셀들(MC)의 각각의 트랜지스터의 게이트 절연막은 통상적인 절연막 또는 상유전체로 구현될 수 있다.Memory cell array 510 may be implemented as described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. Each of the memory cells MC of the memory cell array 510 may be implemented to include a voltage amplification element 11 as described with reference to FIG. 4 . As another example, each of the memory cells MC of the memory cell array 510 may be implemented not to have the voltage amplification element 11 . The gate insulating film of each transistor of the memory cells MC may be implemented as a conventional insulating film or a paradielectric.

제1 도전 라인들(CL1)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(12)을 포함하도록 구현될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(13)을 포함하도록 구현될 수 있다.The first conductive lines CL1 may be implemented to include voltage amplification elements 12 as described with reference to FIG. 7 . The second conductive lines CL2 may be implemented to include voltage amplification elements 13 as described with reference to FIG. 7 .

행 디코더(520), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530), 데이터 버퍼(540), 주소 버퍼(550), 명령 버퍼(560), 전압 생성기(570), 그리고 제어 로직 블록(580)은 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)과 동일하게 구현될 수 있다.Row decoder 520, write drivers and sense amplifiers 530, data buffer 540, address buffer 550, command buffer 560, voltage generator 570, and control logic block 580 are shown in FIG. Row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, data buffer 140, address buffer 150, command buffer 160, voltage generator 170, and control logic described with reference to 1. It may be implemented the same as block 180.

행 디코더(520) 또는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530)은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(14 또는 15)을 포함하도록 구현될 수 있다. 전압 생성기(570)는 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(16)을 포함하도록 구현될 수 있다. 데이터 버퍼(540)는 도 1의 데이터 버퍼(140)에 더하여 전압 증폭 소자들(17)을 포함하도록 구현될 수 있다.Row decoder 520 or write drivers and sense amplifiers 530 may be implemented to include voltage amplification elements 14 or 15 as described with reference to FIGS. 8 and 9 . Voltage generator 570 may be implemented to include voltage amplification elements 16 as described with reference to FIGS. 10 and 11 . The data buffer 540 may be implemented to include voltage amplification elements 17 in addition to the data buffer 140 of FIG. 1 .

도 13은 데이터 버퍼(540)에 구현되는 전압 증폭 소자들(17)과 연관된 구성 요소들의 예를 보여준다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 데이터 버퍼(540)는 직렬화기(541), 역 직렬화기(542), 전압 증폭 소자들(17), 제1 내지 제3 패드들(P1~P3), 제1 및 제2 송신기들(TX1, TX2), 제1 내지 제3 수신기들(RX1~RX3), 제1 및 제2 플립플롭들(FF1, FF2), 그리고 신호 생성기(543)를 포함한다.FIG. 13 shows an example of components associated with the voltage amplification elements 17 implemented in the data buffer 540. 12 and 13, the data buffer 540 includes a serializer 541, a deserializer 542, voltage amplification elements 17, first to third pads (P1 to P3), and a first to third pad (P1 to P3). It includes first and second transmitters (TX1, TX2), first to third receivers (RX1 to RX3), first and second flip-flops (FF1, FF2), and a signal generator 543.

직렬화기(541)는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530)로부터 전달되는 신호들(예를 들어, 비트들)을 직렬화하여 제1 플립플롭(FF1)에 전달할 수 있다. 역 직렬화기(542)는 제2 플립플롭(FF2)으로부터 전달되는 신호들(예를 들어, 비트들)을 역 직렬화(또는 병렬화)하여 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530)에 전달할 수 있다.The serializer 541 may serialize signals (eg, bits) transmitted from the write drivers and sense amplifiers 530 and transmit them to the first flip-flop FF1. The deserializer 542 may deserialize (or parallelize) signals (eg, bits) transmitted from the second flip-flop FF2 and transmit them to the write drivers and sense amplifiers 530 .

제1 플립플롭(FF1)은 신호 생성기(543)의 출력 신호에 동기되어, 직렬화기(541)의 출력 신호들을 제1 송신기(TX1)에 전달할 수 있다. 제1 송신기(TX1)는 제1 플립플롭(FF1)의 출력 신호를 전압 증폭 소자(17)를 통해 제1 패드(P1)로 출력할 수 있다. 제1 패드(P1)는 외부 장치, 예를 들어, 외부의 메모리 제어기와 연결될 수 있다.The first flip-flop FF1 may be synchronized with the output signal of the signal generator 543 and transmit the output signals of the serializer 541 to the first transmitter TX1. The first transmitter TX1 may output the output signal of the first flip-flop FF1 to the first pad P1 through the voltage amplification element 17. The first pad P1 may be connected to an external device, for example, an external memory controller.

제1 수신기(RX1)는 제1 패드(P1)로부터 전압 증폭 소자(17)를 통해 전달되는 신호를 제2 플립플롭(FF2)에 전달할 수 있다. 제2 플립플롭(FF2)은 제2 수신기(RX2)의 출력 신호에 동기되어, 제1 수신기(RX1)의 출력 신호를 역 직렬화기(542)로 전달할 수 있다.The first receiver RX1 may transmit the signal transmitted from the first pad P1 through the voltage amplification element 17 to the second flip-flop FF2. The second flip-flop FF2 may be synchronized with the output signal of the second receiver RX2 and transmit the output signal of the first receiver RX1 to the deserializer 542.

제2 수신기(RX2)는 제2 패드(P2)로부터 전압 증폭 소자(17)를 통해 신호를 수신할 수 있다. 제2 수신기(RX2)의 출력 신호는 제2 플립플롭(FF2)의 클럭 입력에 전달될 수 있다. 제2 송신기(TX2)는 신호 생성기(543)의 출력 신호를 전압 증폭 소자(17)를 통해 제2 패드(P2)로 출력할 수 있다. 제2 패드(P2)는 외부 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기와 연결될 수 있다.The second receiver RX2 may receive a signal from the second pad P2 through the voltage amplification element 17. The output signal of the second receiver (RX2) may be transmitted to the clock input of the second flip-flop (FF2). The second transmitter TX2 may output the output signal of the signal generator 543 to the second pad P2 through the voltage amplification element 17. The second pad P2 may be connected to an external device, for example, an external memory controller.

제3 수신기(RX3)는 제3 패드(P3)로부터 전압 증폭 소자(17)를 통해 신호를 수신할 수 있다. 제3 수신기(RX3)의 출력 신호는 신호 생성기(543)로 전달된다. 제3 패드(P3)는 외부의 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기와 연결될 수 있다.The third receiver RX3 may receive a signal from the third pad P3 through the voltage amplification element 17. The output signal of the third receiver (RX3) is transmitted to the signal generator 543. The third pad P3 may be connected to an external device, for example, an external memory controller.

신호 생성기(543)는 제3 수신기(RX3)의 출력 신호로부터 로우 레벨과 하이 레벨을 천이하며 동작 타이밍들을 알려주는 타이밍 신호(예를 들어, 토글 신호, 스트로브 신호 또는 토글 신호)를 생성할 수 있다. 신호 생성기(543)의 출력 신호는 제1 플립플롭(FF1)의 클럭 입력 및 제2 송신기(TX2)에 전달될 수 있다.The signal generator 543 may transition between a low level and a high level from the output signal of the third receiver (RX3) and generate a timing signal (e.g., a toggle signal, a strobe signal, or a toggle signal) indicating operation timings. . The output signal of the signal generator 543 may be transmitted to the clock input of the first flip-flop (FF1) and the second transmitter (TX2).

예를 들어, 제3 패드(P3)는 데이터 버퍼(540)가 외부 장치로부터 타이밍 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제3 패드(P3)를 통해 수신되는 신호는 데이터 스트로브 신호 또는 클럭 신호로 불릴 수 있다. 제3 패드(P3)의 신호는 신호 생성기(543)가 또 다른 타이밍 신호, 예를 들어 또 다른 데이터 스트로브 신호를 생성하는 데에 사용될 수 있다.For example, the third pad P3 may be configured to allow the data buffer 540 to receive a timing signal from an external device. The signal received through the third pad P3 may be called a data strobe signal or a clock signal. The signal of the third pad P3 may be used by the signal generator 543 to generate another timing signal, for example, another data strobe signal.

제2 패드(P2)는 데이터 버퍼(540)가 데이터 입력 사이클 또는 데이터 출력 사이클에 타이밍 신호, 예를 들어 데이터 스트로브 신호를 통신하도록 구성될 수 있다.The second pad P2 may be configured to allow the data buffer 540 to communicate a timing signal, for example, a data strobe signal, in a data input cycle or a data output cycle.

데이터 입력 사이클에서, 제2 패드(P2)로부터 전압 증폭 소자(17) 및 제2 수신기(RX2)를 통해 데이터 스트로브 신호가 수신될 수 있다. 제2 플립플롭(FF2)은 데이터 스트로브 신호에 동기되어, 제1 패드(P1)로부터 전압 증폭 소자(17) 및 제1 수신기(RX1)를 통해 전달되는 데이터 신호를 식별할 수 있다.In a data input cycle, a data strobe signal may be received from the second pad P2 through the voltage amplification element 17 and the second receiver RX2. The second flip-flop FF2 is synchronized with the data strobe signal and can identify the data signal transmitted from the first pad P1 through the voltage amplification element 17 and the first receiver RX1.

데이터 출력 사이클에서, 신호 생성기(543)에 의해 생성된 데이터 스트로브 신호가 제2 송신기(TX2) 및 전압 증폭 소자(17)를 통해 제2 패드(P2)로 출력될 수 있다. 제1 플립플롭(FF1)은 데이터 스트로브 신호에 동기되어, 제1 송신기(TX1) 및 전압 증폭 소자(17)를 통해 제1 패드(P1)로 데이터 신호를 출력할 수 있다.In the data output cycle, the data strobe signal generated by the signal generator 543 may be output to the second pad P2 through the second transmitter TX2 and the voltage amplification element 17. The first flip-flop FF1 may be synchronized with the data strobe signal and output a data signal to the first pad P1 through the first transmitter TX1 and the voltage amplifier 17.

도 13에 도시된 바와 같이, 데이터 버퍼(540)에서 수신되는 신호들은 전압 증폭 소자들(17)을 통해 전달된다. 또한, 데이터 버퍼(540)에서 출력되는 신호들은 전압 증폭 소자들(17)을 통해 출력된다. 따라서, 데이터 버퍼(540)가 외부의 장치, 예를 들어 외부의 메모리 제어기와 통신하는 신호의 강도가 추가적인 자원 없이 강화되고, 신호의 무결성이 향상될 수 있다.As shown in FIG. 13, signals received from the data buffer 540 are transmitted through the voltage amplification elements 17. Additionally, signals output from the data buffer 540 are output through the voltage amplification elements 17. Accordingly, the strength of the signal through which the data buffer 540 communicates with an external device, for example, an external memory controller, can be strengthened without additional resources, and signal integrity can be improved.

도 13에서, 데이터 버퍼(540)는 외부 장치와 통신하는 신호들을 증폭하는 데에 전압 증폭 소자들(17)을 사용하는 것으로 설명되었다. 그러나 전압 증폭 소자들(17)의 용도는 한정되지 않는다. 예를 들어, 인버터, 논리 게이트와 같은 연산자들을 구성하는 트랜지스터들의 게이트 절연막이 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 강유전체 물질을 포함하도록 구현될 수 있다. 또는, 전압이 전달되는 배선에서 일정 간격으로 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다. 또는, 특정한 조합 논리들의 사이에서 신호가 전달되는 배선들에 강유전체 커패시터들이 배치될 수 있다.In FIG. 13, the data buffer 540 is explained as using voltage amplification elements 17 to amplify signals for communication with an external device. However, the use of the voltage amplification elements 17 is not limited. For example, gate insulating films of transistors constituting operators such as inverters and logic gates may be implemented to include a ferroelectric material, as described with reference to FIG. 4 . Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed at regular intervals in the wiring through which voltage is transmitted. Alternatively, ferroelectric capacitors may be placed on wires through which signals are transmitted between specific combinational logics.

도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치(600)를 보여주는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 반도체 메모리 장치(600)는 메모리 셀 어레이(610), 행 디코더(620), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(630), 데이터 버퍼(640), 주소 버퍼(650), 명령 버퍼(660), 전압 생성기(670), 그리고 제어 로직 블록(680)을 포함한다.Figure 14 is a block diagram showing a semiconductor memory device 600 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the semiconductor memory device 600 includes a memory cell array 610, a row decoder 620, write drivers and sense amplifiers 630, a data buffer 640, an address buffer 650, and a command It includes a buffer 660, a voltage generator 670, and a control logic block 680.

메모리 셀 어레이(610)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구현될 수 있다. 메모리 셀 어레이(610)의 메모리 셀들(MC)의 각각은 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 전압 증폭 소자(11)를 포함하도록 구현될 수 있다.Memory cell array 610 may be implemented as described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. Each of the memory cells MC of the memory cell array 610 may be implemented to include a voltage amplification element 11 as described with reference to FIG. 4 .

제1 도전 라인들(CL1_1~CL1_m)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(12)을 포함하도록 구현될 수 있다. 제2 도전 라인들(CL2_1~CL2_n)은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(13)을 포함하도록 구현될 수 있다.The first conductive lines CL1_1 to CL1_m may be implemented to include voltage amplification elements 12 as described with reference to FIG. 7 . The second conductive lines CL2_1 to CL2_n may be implemented to include voltage amplification elements 13 as described with reference to FIG. 7 .

행 디코더(620), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(630), 데이터 버퍼(640), 주소 버퍼(650), 명령 버퍼(660), 전압 생성기(670), 그리고 제어 로직 블록(680)은 도 1을 참조하여 설명된 행 디코더(120), 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(130), 데이터 버퍼(140), 주소 버퍼(150), 명령 버퍼(160), 전압 생성기(170), 그리고 제어 로직 블록(180)과 동일하게 구현될 수 있다.Row decoder 620, write drivers and sense amplifiers 630, data buffer 640, address buffer 650, command buffer 660, voltage generator 670, and control logic block 680 are shown in FIG. Row decoder 120, write drivers and sense amplifiers 130, data buffer 140, address buffer 150, command buffer 160, voltage generator 170, and control logic described with reference to 1. It may be implemented the same as block 180.

행 디코더(620) 및 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들(530)은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(14, 15)을 포함하도록 구현될 수 있다. 전압 생성기(670)는 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(16)을 포함하도록 구현될 수 있다. 데이터 버퍼(640)는 도 12 및 도 13을 참조하여 설명된 바와 같이 전압 증폭 소자들(17)을 포함하도록 구현될 수 있다.The row decoder 620 and the write drivers and sense amplifiers 530 may be implemented to include voltage amplification elements 14 and 15 as described with reference to FIGS. 8 and 9 . Voltage generator 670 may be implemented to include voltage amplification elements 16 as described with reference to FIGS. 10 and 11 . The data buffer 640 may be implemented to include voltage amplification elements 17 as described with reference to FIGS. 12 and 13 .

상술된 바와 같이, 제1, 제2, 제3 등의 용어들을 사용하여 반도체 메모리 장치들(100, 200, 300, 400, 500, 600)의 구성 요소들이 설명되었다. 그러나 제1, 제2, 제3 등과 같은 용어들은 구성 요소들을 서로 구별하기 위해 사용되며, 본 발명을 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 등과 같은 용어들은 순서 또는 임의의 형태의 수치적 의미를 내포하지 않는다.As described above, components of the semiconductor memory devices 100, 200, 300, 400, 500, and 600 have been described using terms such as first, second, third, etc. However, terms such as first, second, third, etc. are used to distinguish components from each other and do not limit the present invention. For example, terms such as first, second, third, etc. do not imply order or any form of numerical meaning.

상술된 실시 예들에서, 블록들을 사용하여 본 발명의 실시 예들에 따른 구성 요소들이 참조되었다. 블록들은 IC (Integrated Circuit), ASIC (Application Specific IC), FPGA (Field Programmable Gate Array), CPLD (Complex Programmable Logic Device) 등과 같은 다양한 하드웨어 장치들, 하드웨어 장치들에서 구동되는 펌웨어, 응용과 같은 소프트웨어, 또는 하드웨어 장치와 소프트웨어가 조합된 형태로 구현될 수 있다. 또한, 블록들은 IC 내의 반도체 소자들로 구성되는 회로들 또는 IP (Intellectual Property)를 포함할 수 있다.In the above-described embodiments, components according to embodiments of the present invention have been referenced using blocks. Blocks include various hardware devices such as IC (Integrated Circuit), ASIC (Application Specific IC), FPGA (Field Programmable Gate Array), and CPLD (Complex Programmable Logic Device), software such as firmware and applications running on the hardware devices, Alternatively, it may be implemented as a combination of a hardware device and software. Additionally, blocks may include circuits composed of semiconductor elements within an IC or IP (Intellectual Property).

상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described details are specific embodiments for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply changed or easily changed in design. In addition, the present invention will also include technologies that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents of the present invention as well as the claims described later.

100, 200, 300, 400, 500, 600: 반도체 메모리 장치
110, 210, 310, 410, 510, 610: 메모리 셀 어레이
120, 220, 320, 420, 520, 620: 행 디코더
130, 230, 330, 430, 530, 630: 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들
140, 240, 340, 440, 540, 640: 데이터 버퍼
150, 250, 350, 450, 550, 650: 주소 버퍼
160, 260, 360, 460, 560, 660: 명령 버퍼
170, 270, 370, 470, 570, 670: 전압 생성기
180, 280, 380, 480, 580, 680: 제어 로직 블록
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17: 전압 증폭 소자들
100, 200, 300, 400, 500, 600: Semiconductor memory device
110, 210, 310, 410, 510, 610: memory cell array
120, 220, 320, 420, 520, 620: row decoders
130, 230, 330, 430, 530, 630: Write drivers and sense amplifiers
140, 240, 340, 440, 540, 640: Data buffer
150, 250, 350, 450, 550, 650: Address buffer
160, 260, 360, 460, 560, 660: Command buffer
170, 270, 370, 470, 570, 670: Voltage generator
180, 280, 380, 480, 580, 680: Control logic blocks
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17: voltage amplification elements

Claims (20)

메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
제1 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더;
제2 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들;
상기 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기; 그리고
상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함하고,
상기 행 디코더, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 그리고 상기 데이터 버퍼 중 적어도 하나는 전압을 증폭하도록 구성되는 제1 강유전체 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치.
a memory cell array including memory cells;
a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines;
Write drivers and sense amplifiers connected to the memory cell array through second conductive lines;
a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers; and
a data buffer coupled to the write drivers and sense amplifiers and configured to exchange data between the write drivers and sense amplifiers and an external device;
At least one of the row decoder, the write drivers, the sense amplifiers, and the data buffer includes a first ferroelectric capacitor configured to amplify a voltage.
제1항에 있어서,
상기 메모리 셀들의 각각은:
전원 전압이 공급되는 전원 노드와 접지 전압이 공급되는 접지 노드의 사이에 직렬 연결되는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터;
상기 전원 노드와 상기 접지 노드의 사이에 직렬 연결되는 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터,
상기 제3 트랜지스터의 게이트 및 상기 제4 트랜지스터의 게이트에 공통으로 연결되는 제1 노드, 상기 제2 도전 라인들 중 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 제2 노드, 그리고 상기 제1 도전 라인들 중 하나의 제1 도전 라인에 연결되는 게이트를 갖는 제5 트랜지스터; 그리고
상기 제1 트랜지스터의 게이트 및 상기 제2 트랜지스터의 게이트에 공통으로 연결되는 제3 노드, 상기 제2 도전 라인들 중 다른 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 제4 노드, 그리고 상기 하나의 제1 도전 라인에 연결되는 게이트를 갖는 제6 트랜지스터를 포함하고,
상기 제1 내지 제6 트랜지스터들 중 적어도 하나의 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
Each of the memory cells:
A first transistor and a second transistor connected in series between a power node to which a power voltage is supplied and a ground node to which a ground voltage is supplied;
A third transistor and a fourth transistor connected in series between the power node and the ground node,
A first node commonly connected to the gate of the third transistor and the gate of the fourth transistor, a second node connected to one of the second conductive lines, and one of the first conductive lines. a fifth transistor having a gate connected to one first conductive line; and
A third node commonly connected to the gate of the first transistor and the gate of the second transistor, a fourth node connected to the second conductive line of another one of the second conductive lines, and the one first conductive line. A sixth transistor having a gate connected to the line,
A semiconductor memory device wherein a gate insulating layer of at least one of the first to sixth transistors includes a ferroelectric material.
제1항에 있어서,
상기 메모리 셀들의 각각은:
상기 제2 도전 라인들 중 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 가변 저항 소자; 그리고
상기 제2 도전 라인들 중 다른 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 제1 노드, 상기 가변 저항 소자에 연결되는 제2 노드, 그리고 상기 제1 도전 라인들 중 하나의 제1 도전 라인에 연결되는 게이트를 갖는 트랜지스터를 포함하고,
상기 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
Each of the memory cells:
a variable resistance element connected to one of the second conductive lines; and
A first node connected to another second conductive line of the second conductive lines, a second node connected to the variable resistance element, and a gate connected to the first conductive line of one of the first conductive lines. It includes a transistor having,
A semiconductor memory device wherein the gate insulating film of the transistor includes a ferroelectric material.
제3항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는 상 변화 물질, 강유전체 물질, 저항성(resistive) 물질, 자기(magnetic) 물질 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 3,
The variable resistance element is a semiconductor memory device including at least one of a phase change material, a ferroelectric material, a resistive material, and a magnetic material.
제1항에 있어서,
상기 메모리 셀들의 각각은:
상기 제2 도전 라인들 중 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 커패시터;
상기 제2 도전 라인들 중 다른 하나의 제2 도전 라인에 연결되는 제1 노드, 상기 커패시터에 연결되는 제2 노드, 그리고 상기 제1 도전 라인들 중 하나의 제1 도전 라인에 연결되는 게이트를 갖는 트랜지스터를 포함하고,
상기 트랜지스터의 게이트 절연막은 강유전체 물질을 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
Each of the memory cells:
a capacitor connected to one of the second conductive lines;
having a first node connected to a second conductive line of another one of the second conductive lines, a second node connected to the capacitor, and a gate connected to the first conductive line of one of the first conductive lines. Contains a transistor,
A semiconductor memory device wherein the gate insulating film of the transistor includes a ferroelectric material.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전 라인들 또는 상기 제2 도전 라인들의 각각은 제2 강유전체 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
Each of the first conductive lines or the second conductive lines includes a second ferroelectric capacitor.
제1항에 있어서:
상기 행 디코더는:
상기 제1 도전 라인들 중 하나의 제1 도전 라인 및 상기 하나의 제1 도전 라인에 대응하는 내부 라인의 사이에 연결되는 제1 트랜지스터; 그리고
상기 하나의 제1 도전 라인 및 상기 내부 라인의 사이에 직렬 연결되는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터는 상기 제1 트랜지스터와 병렬로 연결되고,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상보적인 신호들에 의해 제어되는 반도체 메모리 장치.
According to clause 1:
The row decoder is:
a first transistor connected between one of the first conductive lines and an internal line corresponding to the one first conductive line; and
Comprising a second transistor and the first ferroelectric capacitor connected in series between the one first conductive line and the internal line,
The second transistor and the first ferroelectric capacitor are connected in parallel with the first transistor,
A semiconductor memory device in which the first transistor and the second transistor are controlled by complementary signals.
제1항에 있어서:
상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들은:
상기 제2 도전 라인들 중 하나의 제2 도전 라인 및 상기 하나의 제2 도전 라인에 대응하는 내부 라인의 사이에 연결되는 제1 트랜지스터; 그리고
상기 하나의 제2 도전 라인 및 상기 내부 라인의 사이에 직렬 연결되는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터는 상기 제1 트랜지스터와 병렬로 연결되고,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상보적인 신호들에 의해 제어되는 반도체 메모리 장치.
According to clause 1:
The write drivers and sense amplifiers:
a first transistor connected between one of the second conductive lines and an internal line corresponding to the one second conductive line; and
A second transistor and a first ferroelectric capacitor connected in series between the one second conductive line and the internal line,
The second transistor and the first ferroelectric capacitor are connected in parallel with the first transistor,
A semiconductor memory device in which the first transistor and the second transistor are controlled by complementary signals.
제1항에 있어서,
상기 전압 생성기는:
전압 생성 노드 및 전압 출력 노드의 사이에 연결되는 제1 트랜지스터; 그리고
상기 전압 생성 노드 및 상기 전압 출력 노드의 사이에 직렬 연결되는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터는 상기 제1 트랜지스터와 병렬로 연결되고,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상보적인 신호들에 의해 제어되고,
상기 전압 출력 노드의 전압은 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압으로서 상기 행 디코더 또는 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 전달되는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
The voltage generator is:
a first transistor connected between the voltage generation node and the voltage output node; and
Comprising a second transistor and a first ferroelectric capacitor connected in series between the voltage generation node and the voltage output node,
The second transistor and the first ferroelectric capacitor are connected in parallel with the first transistor,
The first transistor and the second transistor are controlled by complementary signals,
A semiconductor memory device wherein the voltage of the voltage output node is transmitted as the first voltage or the second voltage to the row decoder or the write drivers and sense amplifiers.
제1항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는:
상기 외부 장치와 연결되도록 구성되는 제1 패드;
상기 제1 패드로부터 수신되는 제1 신호를 증폭하여 제2 신호를 생성하도록 구성되는 제1 수신기; 그리고
상기 제1 패드와 상기 제1 수신기의 사이에 연결되는 상기 제1 강유전체 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
The data buffer is:
a first pad configured to be connected to the external device;
a first receiver configured to generate a second signal by amplifying the first signal received from the first pad; and
A semiconductor memory device comprising the first ferroelectric capacitor connected between the first pad and the first receiver.
제10항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는:
내부 신호를 증폭하여 제3 신호를 생성하고, 상기 제3 신호를 상기 제1 패드로 전송하도록 구성되는 제1 송신기; 그리고
상기 제1 패드와 상기 제1 송신기의 사이에 연결되는 제2 강유전체 커패시터를 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 10,
The data buffer is:
a first transmitter configured to amplify an internal signal to generate a third signal and transmit the third signal to the first pad; and
A semiconductor memory device further comprising a second ferroelectric capacitor connected between the first pad and the first transmitter.
제11항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는:
상기 외부 장치와 연결되도록 구성되는 제2 패드;
상기 제2 패드로부터 수신되는 제4 신호를 증폭하여 제5 신호를 생성하도록 구성되는 제2 수신기;
상기 제2 수신기와 상기 제2 패드의 사이에 연결되는 제3 강유전체 커패시터;
상기 제2 수신기의 상기 제5 신호에 동기되어 상기 제1 수신기의 상기 제2 신호를 디지털 값으로 변환하도록 구성되는 플립플롭을 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 11,
The data buffer is:
a second pad configured to be connected to the external device;
a second receiver configured to generate a fifth signal by amplifying the fourth signal received from the second pad;
a third ferroelectric capacitor connected between the second receiver and the second pad;
A semiconductor memory device comprising a flip-flop configured to convert the second signal of the first receiver into a digital value in synchronization with the fifth signal of the second receiver.
제12항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는 상기 플립플롭의 출력들을 역 직렬화하여 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 전달하도록 구성되는 역 직렬화기를 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 12,
The data buffer further includes a deserializer configured to deserialize the outputs of the flip-flop and transmit them to the write drivers and sense amplifiers.
제11항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는:
상기 외부 장치와 연결되도록 구성되는 제2 패드;
상기 제2 패드로부터 수신되는 제4 신호를 증폭하여 제5 신호를 생성하도록 구성되는 제2 수신기;
상기 제2 패드와 상기 제2 수신기의 사이에 연결되는 제3 강유전체 커패시터;
상기 제2 수신기의 상기 제5 신호로부터 제6 신호를 생성하도록 구성되는 신호 생성기;
상기 제6 신호에 동기되어 상기 제1 송신기에 상기 내부 신호를 전달하도록 구성되는 플립플롭을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 11,
The data buffer is:
a second pad configured to be connected to the external device;
a second receiver configured to generate a fifth signal by amplifying the fourth signal received from the second pad;
a third ferroelectric capacitor connected between the second pad and the second receiver;
a signal generator configured to generate a sixth signal from the fifth signal of the second receiver;
A semiconductor memory device further comprising a flip-flop configured to transmit the internal signal to the first transmitter in synchronization with the sixth signal.
제14항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는 상기 감지 증폭기들 및 상기 쓰기 드라이버들로부터 전송되는 신호들을 직렬화하여 상기 플립플롭에 전달하도록 구성되는 직렬화기를 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 14,
The data buffer further includes a serializer configured to serialize signals transmitted from the sense amplifiers and the write drivers and transmit them to the flip-flop.
제14항에 있어서,
상기 데이터 버퍼는:
상기 외부 장치와 연결되도록 구성되는 제3 패드;
상기 신호 생성기의 상기 제6 신호를 증폭하여 제7 신호를 생성하고, 그리고 상기 제7 신호를 상기 제3 패드로 전송하도록 구성되는 제2 송신기; 그리고
상기 제3 패드와 상기 제2 송신기의 사이에 연결되는 제4 강유전체 커패시터를 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 14,
The data buffer is:
a third pad configured to be connected to the external device;
a second transmitter configured to amplify the sixth signal of the signal generator to generate a seventh signal, and transmit the seventh signal to the third pad; and
A semiconductor memory device further comprising a fourth ferroelectric capacitor connected between the third pad and the second transmitter.
메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
제1 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더;
제2 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들;
상기 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기; 그리고
상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함하고,
상기 행 디코더, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 상기 전압 생성기, 그리고 상기 데이터 버퍼 중 적어도 하나는 전압을 증폭하도록 구성되는 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 전압 생성기는:
전압 생성 노드 및 전압 출력 노드의 사이에 연결되는 제1 트랜지스터; 그리고
상기 전압 생성 노드 및 상기 전압 출력 노드의 사이에 직렬 연결되는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 강유전체 커패시터는 상기 제1 트랜지스터와 병렬로 연결되고,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상보적인 신호들에 의해 제어되고,
상기 전압 출력 노드의 전압은 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압으로서 상기 행 디코더 또는 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 전달되는 반도체 메모리 장치.
a memory cell array including memory cells;
a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines;
Write drivers and sense amplifiers connected to the memory cell array through second conductive lines;
a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers; and
a data buffer coupled to the write drivers and sense amplifiers and configured to exchange data between the write drivers and sense amplifiers and an external device;
At least one of the row decoder, the write drivers and sense amplifiers, the voltage generator, and the data buffer includes a first ferroelectric capacitor configured to amplify a voltage,
The voltage generator is:
a first transistor connected between the voltage generation node and the voltage output node; and
Comprising a second transistor and a first ferroelectric capacitor connected in series between the voltage generation node and the voltage output node,
The second transistor and the first ferroelectric capacitor are connected in parallel with the first transistor,
The first transistor and the second transistor are controlled by complementary signals,
A semiconductor memory device wherein the voltage of the voltage output node is transmitted as the first voltage or the second voltage to the row decoder or the write drivers and sense amplifiers.
메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
제1 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 행 디코더;
제2 도전 라인들을 통해 상기 메모리 셀 어레이에 연결되는 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들;
상기 행 디코더에 제1 전압을 공급하고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 제2 전압을 공급하도록 구성되는 전압 생성기; 그리고
상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들에 연결되고, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들과 외부 장치와의 사이에서 데이터를 교환하도록 구성되는 데이터 버퍼를 포함하고,
상기 행 디코더, 상기 쓰기 드라이버들 및 감지 증폭기들, 상기 전압 생성기, 그리고 상기 데이터 버퍼 중 적어도 하나는 전압을 증폭하도록 구성되는 제1 강유전체 커패시터를 포함하고,
상기 제1 도전 라인들 또는 상기 제2 도전 라인들의 각각은 제2 강유전체 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치.
a memory cell array including memory cells;
a row decoder connected to the memory cell array through first conductive lines;
Write drivers and sense amplifiers connected to the memory cell array through second conductive lines;
a voltage generator configured to supply a first voltage to the row decoder and a second voltage to the write drivers and sense amplifiers; and
a data buffer coupled to the write drivers and sense amplifiers and configured to exchange data between the write drivers and sense amplifiers and an external device;
At least one of the row decoder, the write drivers and sense amplifiers, the voltage generator, and the data buffer includes a first ferroelectric capacitor configured to amplify a voltage,
Each of the first conductive lines or the second conductive lines includes a second ferroelectric capacitor.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3039245B2 (en) * 1993-12-22 2000-05-08 日本電気株式会社 Semiconductor memory device
JP2001102465A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Rohm Co Ltd Non-volatile memory
KR100425160B1 (en) * 2001-05-28 2004-03-30 주식회사 하이닉스반도체 circuit for generating boost voltage of nonvolatile ferroelectric memory device and method for generating the same
KR100460459B1 (en) * 2002-07-30 2004-12-08 삼성전자주식회사 Semiconductor memory device with improved test mode
JP4290457B2 (en) * 2003-03-31 2009-07-08 株式会社ルネサステクノロジ Semiconductor memory device
KR101842507B1 (en) * 2011-10-06 2018-03-28 삼성전자주식회사 Operating method of nonvolatile memroy and method of controlling nonvolatile memroy
US9460770B1 (en) * 2015-09-01 2016-10-04 Micron Technology, Inc. Methods of operating ferroelectric memory cells, and related ferroelectric memory cells

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