KR20030051286A

KR20030051286A - 반도체 기억장치 및 정보기기

Info

Publication number: KR20030051286A
Application number: KR1020020079412A
Authority: KR
Inventors: 야마노카나메
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2003-06-25
Also published as: CN1288665C; EP1321945B1; EP1321945A1; US6751131B2; TW578162B; TW200304149A; DE60223894T2; CN1427417A; US20030112664A1; JP2003187587A; SG131754A1; JP3983048B2; KR100459604B1; DE60223894D1; DE60223894T8

Abstract

반도체 기억장치는, 복수의 메모리셀을 포함하는 메모리 어레이; 복수의 레퍼런스셀을 포함하는 레퍼런스 어레이; 어드레스 정보에 기초하여 메모리셀로부터의 메모리셀 및 레퍼런스셀로부터의 레퍼런스셀을 선택하는 디코더부; 및 디코더부에 의해 선택된 메모리셀로부터의 판독전압레벨과 상기 디코더부에 의해 선택된 레퍼런스셀로부터의 판독전압레벨을 비교하여 그 비교결과를 데이타의 형태로 출력하는 비교/출력부를 포함하고, 디코더부는 메모리셀의 워드선 및 레퍼런스셀의 워드선에 각 선택신호를 동시적으로 출력한다.

Description

반도체 기억장치 및 정보기기{SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE AND INFORMATION APPARATUS}

본 발명은, 전기적으로 데이타를 재기록 할 수 있는 비휘발성 메모리, 예컨대, 플래시 EEPROM 등의 반도체 기억장치 및 이것을 사용한 휴대 전화장치 등의 정보기기에 관한 것이다.

종래, 전기적으로 데이타를 재기록 할 수 있는 비휘발성 반도체 기억장치(비휘발성 메모리), 예컨대, 플래시 EEPROM의 데이타 판독동작은, 다음과 같이 수행된다: 도 8에 나타낸 바와 같이, 동일 드레인 전압을 "레퍼런스셀(reference cell)"로 불리는 소정 임계값(theshold value)에 설정된 메모리셀(RC0)과, 데이타의 판독동작을 행하는 메모리 어레이의 메모리셀(MC0)에 인가함과 동시에, 레퍼런스 워드선 디코더와 노멀 워드선 디코더에 의해 동일한 게이트 전압을 인가 하고, 메모리셀(RC0,MC0)을 통해 흐르는 전류값의 차이를 센스증폭기(S/A)에 의해 증폭하여, 증폭 결과를 기억 데이타로서 읽어 낸다.

레퍼런스셀(RC0)에 게이트 전압 인가하는 종래의 방법에서, 기억장치에 전압을 인가하면서, 레퍼런스셀(RC0)에 게이트 전압을 일정하게 인가한다(도 9∼11 참조). 다른 종래의 방법에서는, 데이타 판독 동안에 동작하는 ATD신호에 따라 레퍼런스셀(RC0)에 게이트 전압을 인가한다(도 12∼도 14 참조). 이들 각각의 방법에 대해서 구체적으로 이하에 설명한다.

도 9은, 종래의 비휘발성 반도체 기억장치(10)의 요부 구조를 나타내는 블록 도이다. 도 9는, 전압을 기억장치에 공급하는 한편, 레퍼런스셀(RC0,RC1, 및 RC2)의 각 워드선에 전압을 일정하게 인가하는 방법을 도시하고 있다.

도 9에 있어서, 비휘발성 반도체 기억장치(10)는, 복수의 레퍼런스셀(RC0∼RC2)에 의해 형성된 메모리셀 어레이(RA)(이하 레퍼런스 어레이(RA)로서 참조됨); 레퍼런스셀의 워드선을 제어하는 워드선 제어회로를 형성하는 레벨 시프터(LS0,LS1); 데이타 기억영역인 메모리셀 어레이(MA)(이하 메모리 어레이(MA)로 참조됨); 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC); 노멀 워드선 디코더(XDEC); 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC); 및 예비 워드선 디코더(XRDEC)를 포함한다.

레퍼런스 어레이(RA)는, 데이타 판독동작시에 사용하는 레퍼런스셀(RC0); 데이타의 삭제 검증에 사용하는 레퍼런스셀(RC1); 및 데이타 기입동작에 있어서의 검증에 사용하는 레퍼런스셀(RC2)을 포함한다. 레퍼런스셀 워드선(RWL0)이 레퍼런스셀(RC0,RC1)의 게이트에 접속되고, 레퍼런스셀 워드선(RWL1)이 레퍼런스셀(RC2)의 게이트에는 접속된다. 비트선(RBL0)이 레퍼런스셀(RC0)의 드레인에 접속되고, 비트선(RBL1)이 레퍼런스셀(RC1)의 드레인에는 접속되며, 비트선(RBL2)이레퍼런스셀(RC2)의 드레인에 접속된다. 레퍼런스셀(RC0∼RC2)의 소스들은 모두 공통 소스선(RHS)에 접속되어 있다.

레벨 시프터(LS0,LS1)는 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원공급된다. 레벨 시프터(LS0)는 레퍼런스셀 선택신호(SEL0)을 수신하고, 수신된 레퍼런스셀 워드선(SEL0)에 기초하여 레퍼런스셀 워드선(RWL0)에 전압을 출력하며, 따라서 워드선(RWL0)을 선택한다. 또한, 레벨 시프터(LS1)는 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)를 수신하고, 수신한 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)에 기초하여 레퍼런스셀 워드선(RWL1)에 전압을 출력하여, 워드선(RWL1)을 선택한다. 레퍼런스셀 선택신호(SEL0,SEL1)는 배타적으로 동작하고, 신호(SEL0,SEL1) 중 어느 하나가 온(ON)되고(기억장치(10)에 전원전압(VCC)가 인가될 때), 반면 다른 하나는 오프(오프)된다. 예컨대, 레퍼런스셀 선택신호(SEL0)가 온 일때, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 상승하고, 따라서 레퍼런스셀 워드선(RWL0)이 선택된다. 또한, 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)가 온 일때, 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위가 상승하여 레퍼런스셀 워드선(RWL1)이 선택된다.

메모리 어레이(MA)은, 행 및 열방향을 따라 매트릭스로 배열된 메모리 소자로서 복수의 메모리셀을 포함한다. 여기에서는 설명을 간략화하기 위해서, 메모리 어레이(MA)의 메모리 셀(MC0,MC1)만을 참조한다. 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)은 메모리셀(MC0)의 게이트에 접속되고, 메모리셀(MC1)의 게이트에는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)이 접속되어 있다. 메모리셀(MC0,MC1)의 각드레인에는 공통 비트선(MBL)이 접속되고, 메모리셀(MC0,MC1)의 각 소스에는 소스선(MHS)이 접속되어 있다. 소스선(RHS,MHS)은 통상적으로 접지레벨에서 유지되지만, 기억장치가 테스트 모드 등의 특별한 모드에 있을 때에는, 다른 레벨에 있도록 제어될 수 있다. 예컨대, 삭제모드에서는 소스선(RHS,MHS)이 고전압레벨에 있다.

예비 판정신호(MD), 어드레스신호(ADD) 및 워드 선 인에이블 ATD신호(SPW)가 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)에 입력된다. 이것들의 신호에 기초하여, 노말 워드선 프리디코더(XPDEC)가 노멀 워드선 선택신호(SX)를 노멀 워드선 디코더(XDEC)에 출력한다.

노멀 워드선 디코더(XDEC)는 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원이 공급된다. 또한, 노멀 워드선 디코더(XDEC)는 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)로부터 출력되는 노멀 워드선 선택신호(SX)를 수신하여, 노멀 워드선 선택신호(SX)에 따라 소정의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)에 전압을 출력함에 따라 소정의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 선택한다.

예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는 어드레스 신호(ADD), 워드선 인에이블 ATD신호(SPW) 및 예비 워드선 어드레스 신호(BADD)를 수신한다. 이들 신호에 따라, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)가 예비 판정 신호(MD)를 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)에 출력하고, 예비 워드선 선택신호(RX)를 예비 워드선 디코더(XRDEC)에 출력한다.

예비 워드선 디코더(XRDEC)은 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원공급된다. 또한, 예비 워드선 디코더(XRDEC)는, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)로 부터 출력되는 예비 워드선 선택신호(RX)를 수신하여, 예비 워드선 선택신호(RX)에 따라 소정의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)에 전압을 출력하여 소정의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택한다.

비예비 메모리 어레이 노멀 워드선이 선택될 때, 레퍼런스셀 워드선 제어회로, 메모리 어레이용 노멀 워드선 제어회로 및 메모리 어레이용 예비 워드선 제어회로에 의해 수행되는 워드선의 선택동작에 대해서, 도 10의 타이밍도를 참조하여 이하에 설명한다.

도 10은, 도 10의 위로부터 아래로, 전원전압(VCC); 워드선용 노드전압(HWL); 기억장치를 활성화시키는 제어신호인 칩 인에이블 신호(CE#); 데이타 출력을 허가하는 제어신호인 출력 인에이블 신호(OE#); 어드레스 변이 검출회로(미도시)로부터 출력되는 워드선 인에이블 ATD신호(SPW), 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위; 노멀 워드선 선택신호(SX); 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위; 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위를 나타내고 있다. 칩 인에이블 신호(CE#) 및 출력 인에이블 신호(OE#)가 양자 모두 접지레벨에 있을 때, 데이타 판독동작을 수행할 수 있다. 칩 인에이블 신호(CE#) 및 출력 인에이블 신호(OE#)는 일반적으로 반도체 메모리내에 채용된 제어신호이고, 따라서 도 9의 블럭도에서는 생략하였다.

전기적으로 데이타를 재기록 할 수 있는 메모리, 예컨대 비휘발성 반도체 기억장치(10)(플래시 EEPROM 등)에서는, 전원전압이 인가된 직후 데이타 기입 커맨드나 삭제 커맨드를 발행되지 않는 한, 데이타가 판독될 수 있다. 즉, 반도체 칩을 활성화시키는 칩 인에이블 신호(CE#)와, 출력 패드로부터 출력을 허가하는 출력 인에이블 신호(OE#)를 접지레벨로 저하되어, 메모리셀(MC0)에 기억된 정보를 읽어 낼 수 있다.

도 10을 참조하면, 시각 t0에서 기억장치(10)에 전원이 들어온 후, 전원전압(VCC)이 상승하기 시작한다. 그 후, 시각 t1에서, 데이타의 판독에 사용되는 워드선용 노드전압(HWL)이 상승하기 시작한다.

이 때, 레퍼런스셀(RC0)에 대한 레퍼런스셀 선택신호(SEL0)는 온인 반면 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)는 오프(접지레벨)이며, 레퍼런스셀(RC0)의 워드선(RWL0)이 레벨 시프터(LS0)을 통하여 워드선용 노드전압(HWL)(DC 5V정도)으로 충전된다. 또한, 비트선(RBL0)이 선택되고, 레퍼런스셀(RC0)의 공통 소스선(RHS)은 접지레벨에 있도록 제어된다. 이 전압제어 상태는, 판독 커맨드가 발행되었을 때 발생한다.

기억장치(10)가 전원전압(VCC)으로 전원공급된 직후 발생하는 시각 t2에서, 기억장치(10)는 데이타 판독 가능한 상태에 있다. 즉, 이 상태에서는, 칩 인에이블 신호(CE#) 및 출력 인에이블 신호(OE#)를 접지레벨까지 저하시킴으로써 기억장치(10)로부터 데이타가 판독될 수 있다.

그 다음, 시각 t3에 있어서, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)는 접지레벨에 도달한 칩 인에이블 신호(CE#)에 응답하여 상승한다. 시각 t4에서는 노멀 워드선 선택신호(SX)가 전원전압로 상승한다.

시각 t5에서, 노멀 워드선 선택신호(SX)의 상승에 응답하여 소정의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 상승한다. 이 예에서는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택되지 않았기 때문에, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가접지레벨에 유지되는 것을 알아야 한다.

잠시 후, 데이타의 판독이 종료하고, 시각 t6에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 접지레벨로 강하한다. 따라서, 시각 t7에서 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 접지레벨로 강하한다. 상술한 동작들 동안에, 레퍼런스셀(RC0)의 레퍼런스셀 워드선(RWL0)은 계속 하이로 유지된다.

다음으로, 예비 워드선이 선택될 때, 레퍼런스셀용 워드선 제어회로, 메모리 어레이용 노멀 워드선 제어회로 및 메모리 어레이용 예비 워드선 제어회로에 의해 수앵되어지는 워드선 선택 동작에 대하여 도 11의 타이밍도를 참조하여 이하에 설명한다. 도 11에서는, 전술한 각종신호 더하여 예비 판단신호(MD) 및 예비 워드선 선택신호(RX)가 고려되고, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 대신하여 예비 워드선을 고려하였다. 시각 t0∼시각 t3까지의 동작은 도 10의 경우와 완전 동일함으로, 여기에서 그 설명은 생략하기로 한다. 이하 워드선 선택 동작의 설명은 시각 t4로부터 시작한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 상승한 이후 잠시 뒤에, 시각 t4에서 노멀 워드선 선택신호(SX)가 상승하여 전원전압레벨이 되고, 따라서 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 상승하기 시작하다. 그러나, 그 직후에 예비 판단신호(MD)가 발행되고, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)가 예비 판단신호(MD)를 수신하고 노멀 워드선 선택신호(SX)를 낮추어 접지레벨로 복귀시킨다. 노멀 워드선 디코더(XDEC)가 강하된 노멀 워드선 선택신호(SX)를 받아 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위를 낮추어 접지레벨로 복귀시킨다.

강하된 메모리 어레이 노말 워드선(MWL)의 전위가 접지레벨로 복귀하는 시각과 대략 동일한 시각에서(시각 t5), 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)으로부터출력된 예비 워드선 선택신호(RX)가 전원전압레벨에 도달한다. 그 결과, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 대신하여 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 상승한다.

이 예에서, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 상승하기 시작한 후, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)으로 전환된다. 이는 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)가 워드선을 전환할 것인지를 고려하는 동안에, 바람직하지 않게 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)가 노멀 워드선 선택신호(SX)를 발행하여, 예비 판단신호(MD)에 의해 노멀 워드선 선택신호(SX)를 캔슬하는데에 얼마간의 시간을 필요하기 때문이다.

데이타의 판독이 종료된 후, 시각 t6에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)는 로우레벨(접지레벨)로 강하된다. 따라서, 시각 t7에서 예비 워드선 선택신호(RX)가 강하하고, 그 결과 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 접지레벨로 강하된다.

도 9는, 데이타의 삭제 확인에 사용하는 레퍼런스셀(RC1), 데이타의 기입동작의 확인에 사용된 레퍼런스셀(RC2)도 보여주고 있다. 이들 셀들을 이하에 기술하도록 한다.

메모리 어레이(MA)에서 데이타 기입동작이 행하여질 때, 데이타 기입이 정상으로 행하여 졌느지 아닌지를 판정하기 위한 검증동작이 수행된다. 이러한 검증동작 동안에, 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)가 온(하이레벨)으로 되는 반면, 레퍼런스셀 선택신호(SEL0)는 오프(로우레벨)로 된다. 이 경우, 비트선(RBL2)이 선택되어, 데이타 판독용 레퍼런스셀(RC0)의 비트선(RBL0)이 선택되지 않는다. 그 결과, 레퍼런스셀(RC2)이 억세스 가능하게 된다. 한편, 공통 소스선(RHS)은 접지레벨에 있고, 워드선용 노드전압(HWL)을 예컨대, 대략 6V로 상승시켜 검증동작을 행한다.

메모리 어레이(MA)상에서 삭제동작을 행할 경우에 있어서, 삭제 처리가 정상으로 행하여 졌는지 아닌지를 판정하는 검증동작이 행하여진다. 이 경우, 레퍼런스셀 선택신호(SEL0)가 온(하이레벨)으로 되고, 레퍼런스셀 선택신호(SEL1)는 오프(로우레벨)로 된다. 그 결과, 비트선(RBL1)이 선택되고, 데이타의 삭제 확인용의 레퍼런스셀(RC1)이 억세스 가능하게된다. 한편, 공통 소스선(RHS)은 기입 검증에서와 같이 접지레벨에 있으며, 워드선용 노드전압(HWL)이 예컨대 대략 5V로 상승하여 검증동작을 수행한다.

도 12은, 종래 비휘발성 반도체 기억장치(11)의 주요부품의 다른 요부 구조를 나타내는 블럭도이다. 도 12에서는, 데이타 판독 동안에 활성화된 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)에 따라 레퍼런스셀(RC)의 레퍼런스셀 워드선(RWL)에 전압을 인가하는 방법을 나타내고 있다.

도 12에 있어서, 비휘발성 반도체 기억장치(11)는, 레퍼런스셀(RC)을 포함하는 메모리셀 어레이(RA)(이하 레퍼런스 어레이(RA)라고 함); 레퍼런스 워드선 제어회로(CU); 데이타 기억영역인 메모리셀 어레이(MA)(이하 메모리 어레이(MA)라고 함); 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC); 노멀 워드선 디코더(XDEC); 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC); 및 예비 워드선 디코더(XRDEC)를 포함하고 있다. 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL), 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택적으로 제어하는 회로시스템, 메모리 어레이(MA)의 회로구조 및 그 동작들은, 도 9의 경우와 동일하기 때문에 여기에서는 그 설명을 생략한다.

레퍼런스 어레이(RA)는 데이타 판독에 사용된 레퍼런스셀(RC)을 포함한다. 레퍼런스셀(RC)의 게이트에는 레퍼런스셀 워드선(RWL)이 접속되고, 레퍼런스셀(RC)의 드레인에는 비트선(RBL)이 접속되며, 레퍼런스셀(RC)의 소스에는 소스선(RHS)이 접속되어 있다. 이 소스선(RHS)는 통상 접지레벨로 유지되지만, 기억장치가 테스트 모드 등의 특별한 모드 때에는 다른 레벨에 있도록 제어된다. 예컨대, 삭제모드에 있어서, 소스선(RHS)은 고전압레벨에 있다. 여기에서, 도 12에는 데이타 판독용의 레퍼런스셀(RC)만을 나타내었지만, 데이타 기입이나 삭제의 검증처리에 사용되는 레퍼런스셀이 다른 레퍼런스 어레이에 배치되어도 좋고, 도 12의 레퍼런스 어레이(RA)내에 다른 레퍼런스 워드선 등과 함께 배치되어도 좋다. 여기에서는, 데이타 판독용의 레퍼런스셀(RC)에 주안하여 설명하고, 데이타의 기입이나 삭제의 검증처리에 사용되는 레퍼런스셀, 이들 레퍼런스셀을 제어하는 상호접속 및 그에 사용된 제어회로에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

레퍼런스 워드선 제어회로(CU)는 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원이 공급된다. 레퍼런스 워드선 제어회로(CU)는 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전위를 제어한다. 레퍼런스 워드선 제어회로(CU)는 데이타 판독 동안에 발행되는 워드선 인에이블 ATD신호(SPW) 및 테스트 모드 동안에 강제적으로 레퍼런스셀 워드선(RWL)을 선택적으로 제어하는 테스트 워드선 선택신호(SD)를 수신한다. 레퍼런스 워드선 제어회로(CU)는 이들의 신호에 따라 소정 레퍼런스셀 워드선(RWL)에 전압을 출력하여 소정 레퍼런스셀 워드선(RWL)을 선택한다.

지금부터, 비예비 노멀 워드선이 선택될 때, 레퍼런스셀용 워드선 제어회로, 메모리 어레이용 노멀 워드선 제어회로 및 메모리 어레이용 예비 워드선 제어회로에 의해 수행되는 워드선 선택동작에 대하여 도 13의 타이밍도를 참조하여 이하에 설명한다.

도 10의 경우와 마찬가지로, 도 13은, 위로부터 아래로, 전원전압(VCC); 워드선용 노드전압(HWL); 기억장치(10)에서의 판독동작이나 기입동작을 가능하게 하는 입력 제어신호인 칩 인에이블 신호(CE#)(기억장치(10)는 칩 인에이블 신호(CE#)가 접지레벨에 있을 때 동작 가능함); 출력 인에이블 신호(OE#)(데이타의 출력은 출력 인에이블 신호(OE#)가 접지레벨에 있을때 가능함); 워드선 인에이블 ATD신호(SPW); 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전위; 노멀 워드선 선택신호(SX); 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 시각 t0에서 기억장치(11)의 전원이 켜진 후, 전원전압(VCC)이 상승하기 시작한다. 그 후, 시각 t1에서 데이타 판독용으로 사용된 워드선용 노드전압(HWL)이 상승하기 시작한다.

시각 t2에 있어서, 비휘발성 반도체 기억장치(11)(예컨대, 플래시 EEPROM)는, 전원이 공급된 직 후 데이타 판독 가능상태에 있다. 즉, 이 상태에서는, 칩 인에이블 신호(CE#)를 접지레벨에까지 강하함으로써 데이타 판독동작을 수행할 수 있다.

그 다음, 칩 인에이블 신호(CE#)의 강하에 응답하여, 시각 t3에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 상승한다. 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)의 상승에 응답하여, 시각 t4에서 레퍼런스셀 워드선(RWL)이 워드선용 노드전압(HWL)으로 충전되고, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)가 노멀 워드선 선택신호(SX)를 발행한다.

시각 t5에서, 노멀 워드선 선택신호(SX)의 출력에 따라 노멀 워드선 디코더(XPDEC)가 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위를 상승시킨다. 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위는 디코딩 동작으로 인하여 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 상승 후 약간의 진연을 갖고 상승하는 것을 알아야한다.

잠시 후, 데이타 판독이 종료하고, 시각 t6에 있어서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 접지레벨로 강하한다. 따라서, 레퍼런스셀 워드선(RWL) 및 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)도 시각 t7에서 접지레벨로 강하한다.

다음으로, 예비 워드선이 선택될 때, 레퍼런스셀용 워드선 제어회로, 메모리 어레이용 노멀 워드선 제어회로 및 메모리 어레이용 예비 워드선 제어회로에 의해 수행되는 워드선의 선택 동작에 대해서, 도 14의 타이밍도를 참조하여 이하에 설명한다. 도 14에서는, 전술한 각종신호에 더하여, 예비 판단신호(MD), 예비 워드선 선택신호(RX)를 추가하고, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 대신하여 예비 워드선을 고려한다. 시각 t0∼시각 t3까지는 도 13의 경우와 완전 동일하기 때문에 여기에서 그 설명을 생략한다. 시각 t4 이후의 워드선 선택 동작에 대해서 이하에 설명한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 상승한 후 잠시 후에, 시각 t4에서 노멀 워드선 선택신호(SX)가 전원전압레벨로 상승하고, 따라서 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 상승하기 시작한다. 그러나, 그 직후, 예비 판단신호(MD)가 발행되고, 시각 t5에서, 노멀 워드선 선택신호(SX)가 예비 판단신호(MD)에 응답하여 접지레벨로 저하하여 복귀한다. 또한, 접지레벨로의 노멀 워드선 선택신호(SX)의 저하에 따라, 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위도 저하하여 접지레벨로 복귀된다.

메모리 어레이 노말 워드선(MWL)의 전위가 접지레벨로 강하하는 시각과 대략 동일한 시각에서(시각 t5), 예비 워드선 선택신호(RX)가 전원전압레벨까지 상승한다. 그 결과, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 대신하여 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 상승한다. 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)가 시각 t4와 시각 t5 사이에서 약간 플러스되는 이유는 도 11에 나타낸 예에서 연관하여 설명한 것과 동일하다.

데이타 판독이 종료한 후, 시각 t6에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 로우레벨로 강하한다. 따라서, 시각 t7에서 예비 워드선 선택신호(RX) 및 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전위가 접지레벨로 강하하고, 그 결과 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 접지레벨로 강하한다.

최근, 반도체 기억장치 분야의 추세는 반도체 기억장치에 인가된 전원전압레벨은 내려가는 경향에 있다. 그러나, 한편으로 메모리셀로부터의 기억정보의 판독은 고속화가 요구되어 있다. 예컨대, 종래의 비휘발성 반도체 기억장치(11)에 있어서, 메모리셀로부터의 기억정보(데이타)의 판독은 다음과 같이 수행된다. 레퍼런스셀(RC) 및 데이타가 판독되어지는 메모리셀(MC0)에 동일한 전압이 인가되고, 메모리셀(RC,MC0)을 통해 흐르는 전류의 값들 사이의 차이를, 차동증폭기로 구조되는 센스증폭기(S/A)로 센스하여 데이타의 판독을 달성할 수 있다.

그러한 경우, 레퍼런스 어레이의 워드선과 메모리 어레이용 워드선이 소정 전압에 도달한 후 센스동작을 시작함으로써 오판독의 위험을 피할 수 있다. 그러나, 대부분의 경우, 레퍼런스 어레이의 워드선과 메모리 어레이용 워드선이 소정 전압에 도달할 때 까지 요구되는 대기시간(latency) 때문에, 판독 억세스 시간의 단축을 달성할 수 없다. 따라서, 그러한 경우 대부분에 있어서는, 상술한 워드선들이 소망의 전압에 도달하기전에 센스동작을 개시하도록 센스증폭기(S/A)를 활성화된다.

그러나, 도 9 및 도 12의 종래 기술에서는, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위의 상승하는 것에 앞서서 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전위가 먼저 상승한다. 이는 도 15∼도 17을 참조하여 이하에 상술될 몇가지 문제를 야기시킨다.

도 15에서, 좌측부는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리의 레퍼런스셀(RC)을 나타내고, 우측부는 비휘발성 메모리셀(MC)을 나타낸다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 레퍼런스셀(RC)에 인가되는 게이트 전압(VgsR)은 도 9의 레퍼런스셀 워드선(RWL0)에 출력되는 출력전압과 등가이고, 도 12의 레퍼런스셀워드선(RWL)에 출력되는 출력 전압과도 등가이다. 레퍼런스셀(RC)의 드레인과 소스 사이에 전류(IdSR)가 흐른다. 한편, 메모리셀(MC)에 인가되는 게이트전압(VgsM)은, 도 9 및 도 12의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이나 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)에 출력되는 전압과 등가이다. 메모리셀(MC)의 드레인과 소스 사이에는 전류(IdsM)가 흐른다.

도 16은, 가로축이 시간(t)를 나타내고, 세로축이 전압레벨(V)을 나타낸다고 할때, 메모리셀(RC,MC)로부터 데이타를 판독하는 동안 워드선의 전압레벨(VgsR, VgsM)을 나타내고 있다. 이 그래프도에 있어서, t(a)는 센스동작이 시작하는 시간을나타내고, t(b)는 레퍼런스셀(RC)의 레퍼런스셀 워드선(RWL)과 메모리셀(MC)의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)(또는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL))의 전압레벨 모두가 소정 전압레벨에 도달하는 시간을 나타낸다. 센스 시작시각 t(a)에서, 레퍼런스셀(RC)의 워드선의 전압레벨(VgsR)는, 도 9 및 도 12 중 어느 하나의 예에서 소정 전압레벨에 있다.

도 17의 (a)는, 도 16에 설정한 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위 또는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 소정 전압에 도달하기 이전의 시각 t(a)에서, 레퍼런스셀(RC) 및 메모리셀(MC)의 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압(Vgs)(가로축)과, 셀(RC,MC)의 드레인 및 소스 사이에 흐르는 전류(Ids)(세로축)의 관계를 나타내고 있다.

도 17의 (b)는, 도 16에 설정한 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위 또는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위가 소정 전압에 도달한 후, 시각 t(b)에서, 도 17의 (a)의 경우와 마찬가지로, 게이트 전압(Vgs)(가로축)에 대한 레퍼런스셀(RC)과 메모리셀(MC)에 흐르는 전류(Ids)(세로축) 사이의 관계를 나타내고 있다.

여기서, 데이타를 판독되어지는 메모리셀(MC)를 통해 흐르는 전류의 양이 레퍼런스셀(RC)을 통해 흐르는 전류의 양보다 큰 경우, 즉메모리셀(MC)의 임계값이 레퍼런스셀(RD)의 임계값보다 낮은 경우, 메모리셀(MC)로부터의 데이타의 판독에 악영향을 끼친다. 이러한 경우를 이하에 설명한다.

도 16에 나타낸 센스 시작 시각 t(a)의 직후에, 레퍼런스셀(RC)에 인가되는 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전압(VgsR)은 일반적으로 소정 전압이다. 그러나, 한편, 데이타가 판독되어지는 메모리셀(MC)의 게이트에 인가되는 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)(또는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL))의 전압(VgsM)은, 레퍼런스셀(RC)에 인가되는 워드선전압(VgsR)보다도 낮다(t(a);VgsR>VgsM). 이 경우, 레퍼런스셀(RC)에 흐르는 전류(IdSR)와 메모리셀(MC)에 흐르는 전류(IdsM) 사이의 차이 ΔIds(a)는, 도 17(a)에 나타낸 바와 같이 가능한한 작아진다. 즉, 센스증폭기(S/A)에 의해 이런 차이가 정확하게 센스되지 않아 기억장치에서 기대하지 않는 데이타가 판독되는 등의 오동작이 일어날 가능성이 있다.

한편, 도 16에 나타낸 시각 t(b)에서, 레퍼런스셀(RC)의 게이트에 인가된 워드선 전압(VgsR)과, 데이타가 판독되어지는 메모리셀(MC)의 게이트에 인가된각워드선 전압(VgsR,VgsM) 모두 소정 전압에 있다(t(b);VgsR=VgsM). 이 때, 레퍼런스셀(RC)에 흐르는 전류(IdsR)와 메모리셀(MC)에 흐르는 전류값(IdsM)의 차이 ΔIds(b)가 충분하게 커져서 센스증폭기(S/A)에서 정확하게 센스될 수 있다. 그 결과, 오동작 없이 기대하는 데이타를 판독해낼 수 있다.

그러나, 센스 시작 직후(시각 t(a))에 기대하지 않는 데이타가 일단 출력되면, 대부부의 경우, 기대하는 데이타가 성공적으로 출력될때 까지 막대한 시간이 소요된다. 이 시간은 특히 예비 워드선을 선택할 경우에 현저에 나타나고, 상술한 이유로 인하여 노멀 워드선에서 예비 워드선으로 전환하는데 어느 정도의 시간이 소요된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로 오동작을 일으키지 않으면서 데이타 판독속도를 향상할 수 있는 반도체 기억장치를 제공하는데 있다. 게다가, 본 발명은, 반도체 기억장치를 이용하여 고속 데이타 판독 효과를 얻을 수 있는 정보기기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억장치의 기본 구조를 나타내는 블럭도;

도 2는 도 1의 비휘발성 반도체 기억장치의 구체적인 구조를 나타내는 블럭도;

도 3은 도 2의 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로 및 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로의 구체예를 나타내는 회로도;

도 4는 도 2의 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로 및 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로의 다른 구체예를 나타내는 회로도;

도 5는 도 2의 비휘발성 반도체 기억장치의 메모리 어레이 워드선 제어회로 및 레퍼런스셀 워드선 제어회로의 주요 부분을 나타내는 블럭도;

도 6은 도 2의 비휘발성 반도체 기억장치에서 노멀 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 7은 도 2의 비휘발성 반도체 기억장치에서 예비 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 8은 종래의 비휘발성 반도체 기억장치의 기본 구조예를 나타내는 블럭도;

도 9는 종래의 비휘발성 반도체 기억장치의 구체적 구조예를 나타내는 블럭도;

도 10은 도 9의 비휘발성 반도체 기억장치에서, 비예비 메모리 어레이 노멀 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 11은 도 9의 비휘발성 반도체 기억장치에서, 예비 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 12는 종래의 비휘발성 반도체 기억장치의 다른 구체적 구조예를 나타내는 블럭도이다.

도 13은 도 12의 비휘발성 반도체 기억장치에서, 비예비 메모리 어레이 노멀 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 14는 도 12의 비휘발성 반도체 기억장치에서, 예비 워드선을 선택할 경우의 워드선 선택 동작을 나타내는 타이밍도;

도 15는 데이타 판독동작 동안에 레퍼런스셀과 메모리셀 각각에서의 제어전압과 구동전류를 나타내는 도면;

도 16은 레퍼런스셀 워드선의 전위와 메모리 어레이 노멀 워드선(또는 메모리 어레이 예비 워드선)의 전위의 상승에 대한 센스타이밍을 나타내는 도면;

도 17은, 도 16의 시각 t(a)에서 메모리 셀과 레퍼런스셀을 흐르는 전류를 나타내는 도면(도 17의 (a)), 및 도 16의 시각 t(b)에서 메모리 셀과 레퍼런스셀을 흐르는 전류를 나타내는 도면(도 17의 (b)); 및

도 18은 본 발명의 반도체 기억장치를 포함하는 정보기기의 기본구조을 나타내는 블럭도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20,30 : 비휘발성 반도체 기억장치21 : 비교출력부

22 : 디코더부40 : 정보기기

본 발명의 제1 특성에 의하면, 반도체 기억장치는, 복수의 메모리셀을 포함하는 메모리 어레이; 복수의 레퍼런스셀을 포함하는 레퍼런스 어레이; 어드레스 정보에 기초하여 메모리셀들로부터 메모리셀을 선택하고 레퍼런스셀들로부터 레퍼런스셀을 선택하는 디코더부; 이 디코더부에 의해 선택된 메모리셀로부터의 판독전압레벨과 디코더부에 의해 선택된 레퍼런스셀로부터의 판독전압레벨을 비교하여 데이타의 형태로 비교결과를 출력하는 비교/출력부 포함하고 있고, 디코더부은 메모리셀의 워드선과 레퍼런스셀의 워드선에 선택신호를 동시적으로 출력한다.

본 발명의 한 실시형태에 있어서, 메모리 어레이는 노멀 워드선 각각 접속되는 하나 이상의 메모리셀 및 예비 워드선에 각각 접속되는 하나 이상의 메모리셀을 포함하고; 레퍼런스 어레이는, 노멀 워드선에 접속되는 메모리셀과 비교되는 제1 레퍼런스셀 및 예비 워드선에 접속되는 메모리셀과 비교되는 제2 레퍼런스셀을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 노멀 워드선이 선택된 경우, 디코더부는 제1 레퍼런스셀에 접속되는 제1 워드선을 노멀 워드선과 함께 동시적으로 선택하고; 예비 워드선이 선택된 경우, 제2 레퍼런스셀에 접속되는 제2 워드선을 예비 워드선과 동시적으로 선택한다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 디코더부는 어드레스 정보에 기초하여 노멀 워드선 및 예비 워드선 중 어느 것이 선택되었는지를 판정하는 선택 판정 부; 노멀 워드선이 선택되었다고 판정될 때 어드레스 정보에 따라 노멀 워드선을 선택하는 노멀 워드선 제어부; 예비 워드선이 선택되었다고 판정될 때 어드레스 정보에 따라 예비 워드선을 선택하는 예비 워드선 제어부; 노멀 워드선 선택되었다고 판정될 때 제1 워드선을 선택하는 제1 레퍼런스 워드선 제어부; 및 예비 워드선이 선택되었다고 판정될 때 제2 워드선을 선택하는 제2 레퍼런스 워드선 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 노멀 워드선이 선택되었다고 판정될 때, 제1 레퍼런스 워드선 제어부는 노멀 워드선에 대한 선택신호 또는 노멀 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 수신하여, 노멀 워드선에 대한 선택신호 또는 노멀 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 트리거로서 사용하는 제1 워드선을 선택하고, 제2 레퍼런스 워드선 제어부는, 예비 워드선이 선택되었다고 판정될 때, 예비 워드선의 선택신호 또는 예비 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 수신하여, 예비 워드선에 대한 선택신호 또는 예비 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 트리거로서 사용하는 제2 워드선을 선택한다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 제1 테스트 신호가 제1 레퍼런스 워드선 제어부에 입력가능하고, 제1 레퍼런스셀이 이 제1테스트 신호에 응답하여 강제적으로 선택되며, 제2테스트 신호가 제2 레퍼런스 워드선 제어부에 입력 가능하고, 제2 레퍼런스셀이 이 제2 테스트 신호에 응답하여 강제적으로 선택된다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 어드레스 정보의 변이를 검출함에 따라 출력되어지는 어드레스 변이 검출 신호는 제1 레퍼런스 워드선 제어부 및 제2 레퍼런스 워드선 제어부 양측에 입력될 수 있고; 이 어드레스 변이 검출신호가 입력될 때 레퍼런스 워드선의 제어를 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 제1 레퍼런스셀과 제2 레퍼런스셀은 동일한 임계값으로 설정된다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 제1 레퍼런스셀과 제2 레퍼런스셀은 동일한 비트선에 공통으로 접속되어 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 제1 레퍼런스셀에 접속되는 제1 워드선의 부하용량 및 제2 레퍼런스셀에 접속되는 제2 워드선의 부하용량은 노멀 워드선의 부하용량 및 예비 워드선의 부하용량과 각각 동일하다. 또한, 제1 워드선, 제2 워드선, 노멀 워드선 및 예비 워드선의 부하용량들을 같게 하여도 좋다.

본 발명의 다른 특성에 의하면, 상술한 반도체 기억장치 중 하나를 사용하여 데이타의 판독동작을 수행하는 정보기기가 제공된다.

본 발명의 상술한 구조의 동작을 이하에 설명한다.

소망의 메모리셀로부터 데이타를 판독하는 경우, 예비 워드선이 아닌 노멀 워드선을 선택하면, 레퍼런스 어레이의 워드선의 전위가 메모리 어레이의 노멀 워드선을 선택하는 선택신호와 동기해서 동시적으로 상승한다. 또한, 예비 워드선이 선택되면, 레퍼런스 어레이의 워드선의 전위가, 상술한 바와 마찬가지로 메모리 어레이의 예비 워드선을 선택하는 선택신호와 동기화하여 동시적으로 상승한다.

레퍼런스셀의 워드선의 전위와, 데이타가 판독되어지는 메모리셀의 워드선의 전위가 상호 동기하여 동시적으로 상승한다. 따라서, 메모리셀로부터 데이타를 판독하는 경우, 양측의 워드선의 전위가 소정 전압레벨에 도달하기를 기다릴 필요가 없다. 그 결과, 판독 억세스 시간이 오동작을 일으키지 않으면서 더욱 짧아진다. 데이타 판독속도의 향상으로 인하여, 상당한 센스마진을 확보할 수 있다.

또한, 레퍼런스 어레이의 제1 워드선 또는 제2 워드선의 부하용량들은 메모리 어레이의 노멀 워드선 및 예비 워드선의 부하용량과 각각 일치한다. 따라서, 워드선의 전위의 에지상승이 동시에 발생하고, 따라서, 오동작 없이 판독 억세스 시간을 단축할 수 있다.

게다가, 본 발명의 반도체 기억장치는 정보기기에 쉽게 사용할 수 있다. 따라서, 데이타의 판독동작에 있어서, 고속의 데이타 판독이 달성될 수 있다.

따라서, 여기에서 설명한 본 발명은, (1) 오동작을 일으키지 않으면서 판독억세스 시간을 단축할 수 있는 반도체 기억장치, 및 (2) 이러한 반도체 기억장치를 사용하는 정보기기를 제공할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 이러한 이점과 다른 이점들은 당업자들이 이하 도면을 참조한 상세한 설명을 읽고 이해함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명의 반도체 기억장치의 실시형태를 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 이하 설명하는 실시형태에 있어서, 본 발명을 정보기기에 사용하는 비휘발성 반도체 기억장치에 적용하였다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억장치의 기본구조를 나타내는 블럭도이다.

도 1에 있어서, 비휘발성 반도체 기억장치(20)는, 복수의 레퍼런스셀(RC0, RC1)을 갖는 메모리셀 어레이(RA)(이하, 레퍼런스 어레이(RA)라고 함); 데이타 기억영역이고 기억장치(20)의 메인 어레이인 메모리셀 어레이(MA)(이하, 메모리 어레이(MA)라고 함); 차동증폭기에 의해 형성된 센스증폭기(S/A) 등의 비교/출력부(21); 입력 어드레스 신호(ADD)에 기초하여 소정의 메모리셀과 레퍼런스셀을 선택하는 디코더부(22)를 포함한다.

레퍼런스 어레이(RA)에 있어서, 레퍼런스 어레이(RA)로부터의 데이타 판독 에 사용하는 둘 이상의 레퍼런스셀 워드선, 예컨대 레퍼런스셀 워드선(RWL0, RWL1)을 준비한다. 레퍼런스셀 워드선(RWL0,RWL1)은 레퍼런스셀(RC0,RC1)에 각각 접속되어 있다. 레퍼런스셀(RC0,RC1)은 비트선(RBL)에 공통으로 접속되어 동일한 임계값을 갖는다. 레퍼런스셀 워드선(RWL0)은 메모리 어레이(MA)의 비예비 메모리 어레이노멀 워드선(MWL)이 선택되었을 경우(이하에 설명함) 활성화되고, 레퍼런스셀 워드선(RWL1)은 메모리 어레이(MA)의 메모리 어레이 예비 워드선(MWL)이 선택되었을 경우(이하에 설명함) 활성화된다.

메모리 어레이(MA)는 정보기억 영역을 형성하고, 행방향 및 열방향을 따르는 매트릭스로 배열된 기억소자로서 복수의 메모리셀(MC0)을 포함하는 것이 일반적이다. 여기에서는 설명을 간략화하기 위해, 데이타 기억용의 메모리셀(MC0)과, 메모리셀(MC0)을 대신하기 위해 제공된 예비 메모리셀(MC1)만을 도시한다. 메모리셀(MC0)의 게이트에는 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이 접속되고, 메모리셀(MC1)의 게이트에는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)이 접속되어 있다. 메모리셀(MC0,MC1)의 드레인은 비트선(MBL)에 공통으로 접속되어 있다.

비교/출력부(21)는 디코더부(22)에 의해 선택된 메모리셀(MC0)(또는 MC1)의 판독 전압(또는 전류)레벨과, 디코더부(22)에 의해 선택된 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)의 판독 전압(또는 전류)레벨을 비교하여, 비교 결과를 나타내는 데이타를 출력한다. 구체적으로는, 센스증폭기(S/A)는, 예컨대 디코더부(22)에 의해 선택된 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 디코더부(22)에 의해 선택된 레퍼런스셀(RC0)(또는 RCl)의 양측에 동일한 게이트 전압을 인가하여, 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)를 통해 흐르는 전류값의 차이를 증폭하고, 그 결과를 데이타 형태로 출력한다.

메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 선택할 경우에서는, 디코더부(22)는 레퍼런스셀(RC0)에 접속된 레퍼런스셀 워드선(RWL0)(제1 워드선)을 메모리 어레이 노멀워드선(MWL)과 함께 선택하한다. 메모리 어레이 예비 워드선(RWL1)을 선택한 경우에서는, 레퍼런스셀(RC1)에 접속된 레퍼런스셀 워드선(RWL1)(제2 워드선)을 메모리 어레이 예비 워드선(RWL1)과 함께 선택한다. 즉, 디코더부(22)는, 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)의 워드선(MWL, RWL0)(또는 ReWL,RWL1) 모두에 동시적으로 그리고 동기화하여 선택신호를 출력하여, 워드선 전위를 상승시키고, 따라서 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)로부터의 데이타의 판독 타이밍이 동시에 동기화된다.

따라서, 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)의 데이타 판독 타이밍이 동기되기 때문에, 메모리셀(MC0)( 또는 MC1)로부터 데이타를 판독하기 위해, 종래의 기억장치에서 요구되던, 워드선(MWL,RWL0)(또는 ReWL, RWLl)의 전위 모두가 소정전압레벨에 도달할 때까지 막대한 시간을 소모할 필요가 없다. 게다가, 양측의 워드선 전위가 상승하는 중이더라도 오동작 없이 데이타 판독동작을 실행할 수 있고, 따라서 판독 억세스 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 따른 비휘발성 반도체 기억장치(20)의 구체예를 도 2∼도 7을 참조하여 이하에 설명한다.

도 2는, 도 1의 비휘발성 반도체 기억장치(20)의 구체적인 구조를 나타내는 블럭도이다.

도 2에 있어서, 비휘발성 반도체 기억장치(20)의 구체적인 구조인 비휘발성 반도체 기억장치(30)는, 레퍼런스 어레이(RA), 메모리 어레이(MA), 어드레스 변이 검출회로(ATD), 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)과, 노멀 워드선 디코더(XDEC)(노멀워드선 제어부), 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS), 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC), 예비 워드선 디코더(XRDEC)(예비 워드선 제어부), 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS), 비트선 디코더(YDEC), 스위치부(YSM,YSR)(이하, 비트선 선택 트랜지스터(YSM,YSR)), 비교/출력부(21)로서의 센스증폭기(S/A)(도 1), 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)(제1 레퍼런스 워드선 제어부), 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)(제2 레퍼런스 워드선 제어부)를 포함하고 있다.

도 1의 디코더부(22)는 도 2에 나타낸, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC), 노멀 워드선 디코더(노멀 워드선 제어부)(XDEC), 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS), 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC), 예비 워드선 디코더(예비 워드선 제어부)(XRDEC), 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS), 비트선 디코더(YDEC), 비트선 선택 트랜지스터(YSM,YSR), 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU), 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 의해 형성된다.

레퍼런스 어레이(RA)에 있어서, 레퍼런스셀(RC0)(제1 레퍼런스셀)의 게이트에는 레퍼런스셀 워드선(RWL0)(제1 워드선)이 접속되고, 레퍼런스셀(RC1)(제2 레퍼런스셀)의 게이트에는 레퍼런스셀 워드선(RWL1)(제2 워드선)이 접속되어 있다. 또한, 레퍼런스셀(RC0,RC1)의 드레인에는 비트선(RBL)이 공통으로 접속되고, 레퍼런스셀(RC0), RC1)의 소스에는 소스선(RHS)이 접속되어 있다.

메모리 어레이(MA)에 있어서는, 메모리셀(MC0)의 게이트에는 메모리 어레이노멀 워드선(MWL)이 접속되고, 메모리셀(MC1)의 게이트에는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)이 접속되어 있다. 메모리셀(MC0,MC1)의 드레인에는 비트선(MBL)이 공통 접속되고, 메모리셀(MC0,MC1)의 소스에는 소스선(MHS)이 접속되어 있다. 소스선(RHS,MHS)는 일반적으로 접지레벨에 유지되지만, 기억장치가 테스트 모드 등의 특별 모드에 있을 때에는 다른 레벨에 있도록 제어된다. 예컨대, 삭제 모드에있어서, 소스선(RHS,MHS)은 고전압 레벨에 있다.

레퍼런스셀 워드선(RWL0,RWL1) 및 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 및 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 부하용량은 모두 동일하게(또는 거의 동일하게) 설정되어, 이들 워드선 전위의 상승하기 시간이 같게 된다.

어드레스 변이 검출회로(ATD)는 어드레스 신호(ADD) 및 칩 인에이블 신호(CE#)를 수신한다. 어드레스 변이 검출회로(ATD)는 복수개의 어드렐스 신호선을 갖는다. 하나 이상의 어드레스 신호선이 변이될 때(어드레스 신호(ADD)가 입력되었을 때), 칩 인에이블 신호(CE#)가 접지레벨로 강하했을 때에, 필요한 펄스 신호, 예컨대, 어드레스 변이 검출신호인 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)를 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC), 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC), 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU) 및 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 출력한다. 또한, 어드레스 변이 검출회로(ATD)는, 다른 필요한 펄스 신호로서, 센스증폭기 인에이블 신호(S/A)를 센스증폭기(S/A)에 출력한다.

노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)는, 예비판정 신호(MD)뿐 아니라 어드레스 신호(ADD) 및 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)를 수신한다. 노멀 워드선프리디코더(XPDEC)가 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)를 수신하고 예비판정 신호(MD)를 수신하지 않은 경우에, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)는 수신된 어드레스 신호(ADD)에 기초하여 노멀 워드선선택신호(SX)를 노멀 워드선 디코더(XDEC) 및 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)에 출력한다.

노멀 워드선 디코더(XDEC)는 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원공급된다. 노멀 워드선 디코더(XDEC)는 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)으로부터 노멀 워드선 선택신호(SX)를 수신하고, 노멀 워드선 선택신호(SX)에 따라 소정의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)에 (워드선전위를 상승시키는)전압을 출력하고, 따라서 소정의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 선택한다.

예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는, 어드레스 신호(ADD), 워드선 인에이블 ATD 신호(SPW), 예비 워드선 어드레스 신호(BADD)를 수신한다. 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는 입력 어드레스 신호(ADD)에 따라서 예비 판정을 수행하고, 예비판정 신호(MD)를 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)에 출력하며, 예비 워드선 선택신호(RX)를 예비 워드선 디코더(XRDEC) 및 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)에 출력한다.

예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)와 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)는 선택 판정부를 형성한다. 선택판정부는 어드레스 신호(ADD)에 기초하여 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 및 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL) 중 어느 것을 선택해야 할 것인지를 판정한다. 예컨대, 본 실시형태에 의하면, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는 어드레스 신호(ADD)에 기초하여, 노멀 워드선프리디코더(XPDEC)으로부터 노멀 워드선 선택신호(SX)에 기초하여 선택된 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 소정 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)으로 대체할 필요가 있는지를 판정하고, 이러한 대체가 필요한 경우에만, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)가 예비 판정신호(MD)를 노멀 워드선 프리디코터(XPDEC)에 발행한다. 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)로부터의 예비 판정신호(MD)에 응답하여, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)는 노멀 워드선 선택신호(SX)의 출력을 캔슬한다. 한편, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택하는 예비 워드선 선택신호(RX)를 출력한다.

예비 워드선 디코더(XRDEC)는, 워드선용 노드전압(HWL)에 의해 전원공급된다. 예비 워드선 디코더(XRDEC)는 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)로부터 예비 워드선 선택신호(RX)를 수신하고, 예비 워드선 선택신호(RX)에 따라 소정 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)에 (워드선 전위를 일으키는)전압을 출력하여 소정의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택한다.

비트선 디코더(YDEC)의 한쪽 출력단자는 레퍼런스 어레이용 비트선 선택 게이트 선(RYSEL)에 접속된다. 비트선 선택 게이트선(RYSEL)은 비트선 선택 트랜지스터(YSR)의 게이트 전극에 접속된다. 비트선 디코더(YDEC)의 다른쪽 출력단자는 메모리 어레이용 비트선 선택 게이트선(MYSEL)에 접속된다. 비트선 선택 게이트선(MYSEL)은 비트선 선택 트랜지스터(YSM)의 게이트 전극에 접속된다. 비트선 디코더(YDEC)는 입력 어드레스 신호(ADD)에 기초하여 임의의 레퍼런스 어레이 비트선(RBL)과 임의의 메모리 어레이 비트선(MBL)을 선택하는 디코드 동작을 수행한다.

비트선 선택 트랜지스터(YSR,YSM)는, 비트선 디코더(YDEC)로부터의 선택신호에 기초하여, 레퍼런스 어레이(RA)내 복수 비트선(RBL)의 중 어느 하나를 선택하고, 메모리 어레이(MA)내 복수의 비트선(MBL) 중 어느 하나를 선택하며, 따라서 센스증폭기(S/A)의 양쪽 입력단자에 선택된 비트선(RBL,MBL)을 각각 접속한다. 즉, 비트선 선택 트랜지스터(YSR)는 레퍼런스 어레이(RA)의 임의인 비트선(RBL)의 일단을 센스증폭기(S/A)의 한쪽 입력단자에 접속한다. 비트선 선택 트랜지스터(YSM)는, 메모리 어레이(MA)의 임의인 비트선(MBL)의 일단을 센스증폭기(S/A)의 다른쪽 입력단자에 접속한다.

센스증폭기(S/A)는, 어드레스 변이 검출회로(ATD)로의 센스증폭기 인에이블 신호(SAEN)를 받아 활성화되어, 그 센스결과를 선(SAOUT)을 통하여 출력한다. 즉, 센스증폭기(S/A)는, 메모리셀(MC0)(또는 MC1) 및 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)을 통해 흐르는 전류값 사이의 차이를 증폭하여, 증폭 결과를 데이타의 형태로 출력한다.

노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)는, 워드선용 노드전압(HWL); 워드선 인에이블 ATD신호(SPW); 테스트 제어신호(STEN); 메모리 어레이(MA)의 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 제어하는 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM); 및 테스트로 사용하는 강제 선택 신호인 테스트 워드선 선택신호(SD0)를 수신한다. 도 3 및 도 4에서 후술할 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)는, 메모리 어레이(MA)의 비예비 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 선택시에 입력되는 노멀워드선 선택 제어신호(SDM)에 기초하여 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위를 상승시키어 레퍼런스셀 워드선(RWL0)을 선택한다.

예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)는, 워드선용 노드전압(HWL); 워드선 인에이블 ATD 신호(SPW); 테스트 제어신호(STEN); 메모리 어레이(MA)의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 제어하는 예비 워드선 선택 제어신호(SDR); 및 테스트에 사용하는 다른 강제 선택신호인 테스트 워드선 선택신호(SD1)을 수신한다. 중도 3 및 도 4을 참조하여 후술할, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)는, 메모리 어레이(MA)의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 선택시에 입력되는 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)에 기초하여 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위를 상승시켜 레퍼런스셀 워드선(RWL1)을 선택한다.

노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU) 및 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)의 구체적인 구조를 이하에 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 데이타 판독 동작 및 테스트 때에 있어서의 레퍼런스 워드선의 선택 방법에 대하여 이하에 설명한다.

도 3은, 도 2의 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU) 및 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)의 구체예(인버터형 워드선 드라이버)를 나타내는 회로도이다.

도 3에 있어서, 파선 박스내 상부는 노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU1)를 나타내고, 파선 박스내 하부는 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU1)를 나타낸다.

노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU1)는인버터(C0), AND 논리회로(C1), P형 트랜지스터(P0), N형 트랜지스터(N0-N3), 및 워드선 구동 인버터(DRV0)에 의해 형성된다.

레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU1)에서와 마찬가지로, 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU1)는 인버터(C0'), AND 논리회로(C1'), P형 트랜지스터(P0'), N형 트랜지스터(N0'-N3'), 및 워드선 구동 인버터(DRV1)에 의해 형성된다.

P형 트랜지스터(P0)[또는 P0']의 저항은 매우 높은 저항값으로 설정된다. P형 트랜지스터(P0)[또는 P0']의 드레인측에 직렬로 접속되는 모든 N형 트랜지스터(N0-N2)[또는 N0'-N2']가 ON으로 되거나, N형 트랜지스터(N3)[또는 N3']만이 ON된 경우, 워드선 구동 인버터(DRV0)[또는 DRV1]의 입력노드(SX0)[또는 SX1]가 접지레벨로 강하하고, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)[또는 RWL1]의 전위가 상승한다. [ ]내의 참조마크는 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU1)이 활성화될 때 사용된다.

노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU1)과 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU1) 각각은 워드선용 노드전압(HWL), 테스트 제어신호(STEN), 및 워드선 인에이블 ATD 신호(SPW)를 수신한다. 노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU1)는 테스트 워드선 선택신호(제1 테스트 신호)(SD0) 및 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)를 더 수신한다. 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU1)는 테스트 워드선 선택신호(제2 테스트 신호)(SD1) 및 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)를 더 수신한다.

상술한 구조에 있어서, 메모리셀로부터 데이타가 판독될 때 테스트 제어신호(STEN)는 0(로우레벨)이다. AND논리회로(C1)(또는 C1')으로 인하여, N형 트랜지스터(N3)(또는 N3')는 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0)(또는 SD1)의 출력상태와는 상관없이 OFF이다. 한편, N형 트랜지스터(N0,N0')는 인버터(C0,C0')의 동작에 의하여 ON상태로 되어 있다. 메모리셀로부터 데이타가 판독될 때에, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 하이레벨(전원전압 레벨)에 있기 때문에, N형 트랜지스터(Nl,Nl')는 모두 ON된다.

메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이 선택된 경우, 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)는 하이레벨에 있고, 따라서 N형 트랜지스터(N2)가 ON으로 된다. 따라서, N형 트랜지스터(N0∼N2)가 모두 ON일 때, 노드(SX0)가 접지레벨로 강하하고, 워드선 구동 인버터(DRV0)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL0)에 선택신호가 출력되어, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 상승한다.

또한, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)이 선택될 때, 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)가 하이레벨에 있고, 따라서 N형 트랜지스터(N2')가 ON으로 된다. 따라서, N형 트랜지스터(N0'∼N2')가 모두 ON일 때, 노드(SX1)가 접지레벨로 강하하고, 워드선 구동 인버터(DRV1)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL1)에 선택신호가 출력되어, 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위가 상승한다.

테스트 모드시, 즉 레퍼런스셀이 수동 및 강제적으로 억세스될 경우, 테스트 제어신호(STEN)는 1(하이레벨)이다. 따라서, 인버터(C0,C0')의 동작으로 인하여 N형 트랜지스터(N0,N0')는 OFF로 된다. 따라서, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW), 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM), 및 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)의 상태와 관계없이, 제어는 데이타의 판독에 영향을 끼치지 않는다.

테스트 모드시, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0,SD1)은 입력 어드레스 신호(ADD)에 따라 동작하게 되어 있다. 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0)가 1일때, N형 트랜지스터(N3)가 ON으로 되어, 노드(SX0)가 접지레벨로 강하한다. 따라서, 워드선 구동 인버터(DRV0)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL0)에 선택신호가 출력되어, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 상승한다. 또한, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD1)가 l일때, N형 트랜지스터(N3')가 ON으로 되어 노드(SX1)가 접지레벨로 강하한다. 따라서, 워드선 구동 인버터(DRV1)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL1)에 선택신호가 출력되어고, 따라서 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위가 상승한다.

도 3에 나타낸 상술한 회로예에서, 워드선 드라이버는 P형 트랜지스터(P0, P0')에 고저항 소자가 사용된 인버터형이지만, 본 발명의 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 3의 인버터형 워드선 드라이버와는 다르게 도 4에 래치형 워드선 드라이버를 채용할 수 있다. 이러한 래치형 워드선 드라이버를 사용한 레퍼런스 워드선의 디코드 제어에 대하여 도 4을 참조해서 설명한다.

도 4는, 도 2의 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU) 및 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)의 다른 구체예(래치형 워드선 드라이버)를 나타내는 회로도이다.

도 4에 있어서, 파선 박스내 상부는 노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU2)를 나타내고, 파선 박스내 하부는 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU2)를 나타낸다.

노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU2)는 인버터(C0), AND 논리회로(C1), NOR회로(C2), P형 트랜지스터(P0,P1), N형 트랜지스터(N0-N4), 및 워드선 구동 인버터(DRV0)에 의해 형성된다.

레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU2)에서와 마찬가지로, 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU2)는 인버터(C0'), AND 논리회로(C1'), NOR회로(C2'), P형 트랜지스터(P0',P1'), N형 트랜지스터(N0'-N4'), 및 워드선 구동 인버터(DRV1)에 의해 형성된다.

N형 트랜지스터(N1-N3)(또는 N1'-N3') 모두가 ON이고, N형 트랜지스터(N0)(또는 N0')가 OFF일 때, 또는 N형 트랜지스터(N4)(또는 N4')만이 ON이고 N형 트랜지스터(N0)(또는 N0')가 OFF일때, 워드선 구동 인버터(DRV0)[또는 DRV1]의 입력노드(SX0)[또는 SX1]가 접지레벨로 강하하고, 노드(SY0)(또는 SY1)가 워드선용 고전압(HWL)레벨로 상승하여, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)[또는 RWL1]의 전위가 상승한다. [ ]내의 참조마크는 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU2)가 활성화될 때 사용된다.

노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU2)와 예비 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU2) 각각은 워드선용 노드전압(HWL), 테스트 제어신호(STEN), 및 워드선 인에이블 ATD 신호(SPW)를 수신한다. 노멀 워드선의 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU2)는 테스트 워드선 선택신호(SD0) 및 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)를 더 수신한다. 예비 워드선의선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU2)는 테스트 워드선 선택신호(SD1) 및 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)를 더 수신한다.

상술한 구조에 있어서, 메모리셀로부터 데이타가 판독될 때 테스트 제어신호(STEN)는 0(로우레벨)이다. AND논리회로(C1)(또는 C1')으로 인하여, N형 트랜지스터(N4)(또는 N4')는 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0)(또는 SD0')의 출력상태와는 상관없이 OFF이다. 한편, N형 트랜지스터(N1,N1')는 인버터(C0,C0')의 동작에 의하여 ON으로 된다. 메모리셀로부터 데이타가 판독될 때에, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 하이레벨(전원전압 레벨)에 있기 때문에, N형 트랜지스터(N2,N2')는 모두 ON이 된다.

메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이 선택된 경우, 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)는 하이레벨에 있고, 따라서 N형 트랜지스터(N3)가 ON으로 된다. 따라서, 노드(SX0)가 접지레벨로 강하하고, P형 트랜지스터(P0)가 ON으로 되어, 노드(SY0)가 워드선용 고전압(HWL)레벨로 상승하고, P형 트랜지스터(P1)가 OFF로 된다. 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)가 하이레벨에 있기 때문에, NOR회로(C2)의 동작에 의해 N형 트랜지스터(N0)가 OFF된다. 따라서, 노드(SY0)가 접지레벨로 강하하지 않고, 따라서, 관통전류가 발생하지 않는다. 한편, 노드(SX0)가 접지레벨에 있을 때, 워드선 구동 인버터(DRV0)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL0)에 선택신호가 출력되어, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 상승한다.

또한, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)이 선택될 때, 노드(SX1)가 상술한 이유와 동일하게 접지레벨로 강하하여, 워드선 구동 인버터(DRV1)로부터 레퍼런스셀 워드선(RWL1)에 선택신호가 출력됨에 따라 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위가 상승한다.

테스트 모드시, 즉 레퍼런스셀(RC0)(또는 RC1)이 수동 및 강제적으로 억세스될 경우, 테스트 제어신호(STEN)는 1(하이레벨)이다. 따라서, 인버터(C0,C0')의 동작으로 인하여 N형 트랜지스터(N1,N1')는 OFF로 된다. 따라서, 워드선 인에이블 ATD신호(SPW), 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM), 및 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)의 상태와 관계없이, 제어는 데이타의 판독에 영향을 끼치지 않는다.

테스트 모드시, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0,SD1)은 입력 어드레스 신호(ADD)에 따라 동작한다. 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0)가 1일때, N형 트랜지스터(N4)가 ON으로 되어, 노드(SX0)가 접지레벨로 강하한다. 그 결과, P형 트랜지스터(P0)가 ON되고, P형 트랜지스터(P1)가 상술한 바와 동일한 이유로 OFF된다. 이 경우, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0)이 1(하이레벨)이기 때문에, AND 논리회로(C1) 및 NOR논리회로(C2)의 동작에 의해 N형 트랜지스터(N0)가 OFF 된다. 이들 일련의 동작의 결과로서, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 상승한다. 또한, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD1)가 1(하이레벨)일 때, N형 트랜지스터(N4')가 ON으로 되는 반면 N형 트랜지스터(N0')이 OFF된다. P형 트랜지스터(P0')가 ON으로 되는 반면 P형 트랜지스터(P1')가 OFF된다. 그 결과로서, 노드(SX1)이 접지레벨로 강하하고, 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위가 상승한다.

여기에서, 도 4에 나타낸 래치형 워드선 드라이버를 사용할 때, 테스트 모드제어시(테스트 제어신호(STEN)가 1)에, 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM) 및 예비워드선 선택 제어신호(SDR)를 접지레벨에 유지할 필요가 있다는 것에 유의해야 한다. 그렇지 않으면, 테스트 레퍼런스 워드선 선택신호(SD0,SD1)를 정상적으로 제어할 수 없을 수도 있다. 그 결과, 양측의 레퍼런스셀 워드선(RWL0,RWL1)이 동시에 선택될 수도 있다. 물론, 테스트 제어신호(STEN)기 1일 때, 회로가 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM) 및 예비 워드선 선택 제어신호(SDR) 모두 로우레벨이 되도록 설계되는한 특별한 배열을 제공할 필요가 없다.

상술한 바와 같이, 2개의 레퍼런스셀 워드선(RWL0,RWL1)을 포함하는 회로는 워드선 드라이버의 형태에 의존하지 않고 간단한 구조로 쉽게 제어될 수 있다. 게다가, 레퍼런스 셀 워드선의 개수가 2 이상이어도, 본 발명의 제어회로를 상술한 회로구조예를 확장하여 실현할 수 있다. 도 3 및 도 4에 나타낸 상술한 회로구조는 본 발명의 일례이다. 본 발명에 의하면, 본 발명의 실현하는데 필요한 상술한 회로특성을 제공하는 한 어떤 회로구조도 채용될 수 있다.

다음으로, 도 2의 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS) 및 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS), 및 메모리셀로부터 데이타를 판독하기 위해 메모리 어레이 노멀 워드선(또는 메모리 어레이 예비 워드선)과 레퍼런스셀 워드선을 선택하는 방법에 대하여 도 5를 참조하여 이하에 상세히 설명한다.

도 5는, 도 2의 비휘발성 반도체 기억장치의 메모리 어레이/레퍼런스 어레이 워드선 제어회로의 주요 부분을 나타내는 블럭도이다.

노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)에 대해서 설명하기에 앞서서, 메인 메모리 노멀 워드선(MWL)의 선택 동작을 보다 상세하게 설명한다. 도 5에 나타낸 예에서, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)을 선택하는 어드레스 신호선의 개수를 n(n은 자연수)이라고 가정한다. 어드레스 신호(ADD)에 따라, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)가 노멀 워드선 선택신호(SX)를 2ⁿ노멀 워드선 선택신호선의 그룹을 통하여 노멀 우드선 디코더(XDEC)에 전달한다. 노멀 워드선 디코더(XDEC)는 노멀 워드선 선택신호(SX)에 기초하여 소망의 메인 메모리 노멀 워드선(MWL)의 전위를 상승시킨다.

노멀 워드선 선택 신호(SX)를 전달하는 2ⁿ의 노멀 워드선 선택 신호선 중 하나 이상이 고전압레벨로 변환하면, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)는,이러한 변환을 검출해서 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)을 출력한다. 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)은, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)중 어느 하나가 선택되었는지의 여부를 나타낸다. 이 트리거 신호(SDM)에 응답하여, 레퍼런스 워드선 제어회로(PREGU)가 레퍼런스셀 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위를 상승시킨다. 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)을 전송하는 신호선 그룹내 포함된 신호선의 개수 i(i는 자연수)는 노멀 워드선 선택신호(SX)를 전송하는 신호선 그룹내에 포함된 신호선의 개수 2ⁿ보다 작을 수도 있다.

이 실시형태에서, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 선택을 나타내는 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)는 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)로부터, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 입력되어, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)가레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위를 상승시킨다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 예컨대, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)를 설치하지 않고, 2ⁿ의 신호선을 포함하는 신호선 그룹을 통하여 노멀 워드선 선택신호(SX)를 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 직접 입력함에 따라, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)가 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위를 상승시켜도 좋다.

노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)를 사용하여 레퍼런스셀 워드선(RWL0)을 선택한 경우, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)의 구조이나 그 레이아웃 면적을 고려하여, 노멀 워드선 선택신호(SX)를 전달하는 신호선 그룹이 단 하나만의 신호선이나 복수의 신호선을 포함할 수도 있다. 당연히, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)를 설치한 경우, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)를 설치하지 않고, 2ⁿ의 신호선을 포함하는 신호선 그룹을 통하여 노멀 워드선 선택신호(SX)를 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 직접 입력할 경우에 비교하여, 신호선의 개수를 상당히 감소할 수 있다.

예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)에 대하여 설명하기 이전에, 메인 메모리 예비 워드선(ReWL)의 선택 동작에 대해서 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 워드선 선택에 사용된 어드레스 신호(ADD)는 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)에도 입력되어 진다. 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는 예비 워드선 선택신호(RX)를 예비 워드선 디코더(XRDEC)에 출력하고, 또한 노멀 워드선을 예비 워드선으로 대체할 것이지의 여부를 나타내는 예비 판정신호(MD)를 노멀 워드선 프리디코더(XPRDEC)에 출력한다. 도 5에 나타낸 예에 있어서, 예비 워드선 선택신호(RX)를 전달하는 신호선 그룹에 포함된 신호선의 개수를 m(m은 자연수)이라고 가정한다. "m"은 예비 워드선의 개수와 동일하다. 이 신호선 그룹은 예비 워드선 디코더(XRDEC)에 접속된다. 예비 워드선 디코더(XRDEC)는 상수한 신호선 그룹을 통해 전달된 예비 워드선 선택신호(RX)에 기초하여 소망의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위를 상승시킨다.

예비 워드선 선택신호(RX)를 전달하는 m의 신호선 그룹중 하나 이상이 하이 전압레벨로 변환하면, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)는 이 변환을 검출해서, 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 예비 워드선 선택신호(RX)를 출력한다. 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)중 어느 하나가 선택되는지를 의미한다. 트리거 신호(SDR)에 응답하여, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)가 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위를 상승시킨다. 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)를 전송하는 신호선 그룹내 포함된 신호선의 개수 j(i는 자연수)는 예비 워드선 선택신호(RX)를 전송하는 신호선 그룹내에 포함된 신호선의 개수 m보다 작을 수도 있다.

이 실시형태에서, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 선택을 나타내는 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)는 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)로부터 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 입력되어, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)가 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위를 상승시킨다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 예컨대, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)를 설치하지않고, m의 신호선을 포함하는 신호선 그룹을 통하여 예비 워드선 선택신호(RX)를 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 직접입력함에 따라, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)가 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위를 상승시켜도 좋다.

예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)를 사용하여 레퍼런스셀 워드선(RWL1)을 선택한 경우, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)의 구조이나 그 레이아웃 면적을 고려하여, 예비 워드선 선택신호(RX)를 전달하는 신호선 그룹이 단 하나만의 신호선이나 복수의 신호선을 포함할 수도 있다. 당연히, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)를 설치한 경우, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)를 설치하지 않고, m의 신호선을 포함하는 신호선 그룹을 통하여 예비 워드선 선택신호(RX)를 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 직접 입력할 경우에 비교하여, 신호선의 개수를 상당히 감소할 수 있다.

상술한 바와 같이, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)는 노멀 워드선 선택신호(SX)의 변환를 검출한 다음 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)을 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 출력한다. 따라서, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)를 설치했을 때, 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)의 출력 타이밍이 노멀 워드선 선택신호(SX)의 출력 타이밍에 대하여 지연되어, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위와 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위의 상승 시간 사이에 시간차가 발생할 우려가 있다. 그러나 실제 장치에 있어서, 다수의 메모리셀(MC0)이 노멀 워드선에 접속되어 있기 때문에, 노멀 워드선의 배선용량(게이트 용량)은 노멀 워드선의 전위의 상승변환을 거의 억제하고 있다.따라서, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)에 의한 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)의 지연이 레퍼런스셀 워드선(RWL0)과 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위의 상승 시간 차이를 거의 발생하지 않는다.

상술한 바와 같이, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)는 예비 워드선 선택신호(RX)의 변환를 검출한 다음 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)을 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 출력한다. 따라서, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)를 설치했을 때, 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)의 출력 타이밍이 예비 워드선 선택신호(RX)의 출력 타이밍에 대하여 지연된다. 그러나, 이 경우에 있어서도, 예비 워드선 및 메로리셀(MC1)의 배선용량으로 인하여, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)에 의한 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)의 지연이 레퍼런스셀 워드선(RWL1)과 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위의 상승 시간 차이를 거의 발생하지 않는다.

지금부터는 상술한 구조의 동작을 설명하도록 한다. 특히, 비예비 노멀 워드선(MWL)을 선택된 경우의 데이타 판독동작에 대해서 도 6의 타이밍차트를 참조하여 설명한다.

도 6에서 가로축은 시간(t0∼t6), 세로축은 각 신호의 전압레벨을 나타낸다. 도 6은 위로부터 아래로, 전원전압(VCC); 워드선용 노드전압(HWL); 기억장치를 활성화하는 제어신호인 칩 인에이블 신호(CE#); 데이타 출력을 허가하는 제어신호인 출력 인에이블 신호(OE#); 어드레스 변이 검출회로(ATD)로부터 출력된 워드선 인에이블 ATD신호(SPW); 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM); 예비 워드선 선택제어신호(SDR); 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위; 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위; 노멀 워드선 선택신호(SX); 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위; 및 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위를 나타내고 있다. 이것들의 칩 인에이블 신호(CE#) 및 출력 인에이블 신호(OE#) 모두가 접지레벨에 있을 때, 데이타 판독 동작을 수행할 수 있다.

도 6을 참조하면, 시각 t0에서 기억장치(30)에 전원이 공급된 후, 시각 t1에서 데이타 판독에 사용하는 워드선용 노드전압(HWL)이 상승하기 시작한다.

시각 t2에서는 기억장치(30)에 전원이 공급된 직후, 플래시 EEPROM 등의 비휘발성 반도체 기억장치(30)가 데이타 판독가능한 상태에 있게 된다. 즉, 이 상태에서, 칩 인에이블 신호(CE#)를 접지레벨로 강하함으로써 기억장치(30)로부터 데이타를 판독할 수 있다.

그 다음, 시각 t3에서, 칩 인에이블 신호(CE#)의 강하에 응답하여 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)의 전위가 상승한다. 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)의 전위 상승에 응답하여, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)는 노멀 워드선 선택신호(SX)를 상승시키고, 이 상승된 신호(SX)를 노멀 워드선 디코더(XDEC)와 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)에 출력한다.

시각 t4에서, 노멀 워드선 선택신호(SX)의 전위 상승에 응답하여, 노멀 워드선 디코더(XDEC)는 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위를 상승시키기 시작한다.

한편, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)는, 노멀 워드선선택신호(SX)의 변환를 검출(하이레벨 전압)한 다음, 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)를 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)에 출력한다. 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)는 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)가 전원전압 레벨에 도달하는 것을 검출하여, 소정 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위를 상승시키기 시작한다. 상술한 바와 같이, 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)의 동작 시간이 워드선 배선 용량에 의해 어느 정도 상쇄함으로, 소정 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위의 상승 타이밍과, 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위의 상승 타이밍이 대략 동일한 시간에 일어난다.

잠시 후 데이타의 판독이 종료한 다음, 시각 t5에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 로우레벨로 강하한다. 그 결과, 시각 t6에서 레퍼런스셀 워드선(RWL0) 및 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 모두가 접지레벨로 강하한다.

이러한 방법으로, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위가 예컨대 예컨대, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 선택에 사용된 노멀 워드선 선택신호(SX) 또는 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 선택을 의미하는 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)와 같은 트러거 신호에 응답하여 상승하고, 따라서 레퍼런스셀 워드선(RWL0)의 전위와 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위 모두의 상승 시간에 있어서의 차이가 가능한 무시할만한 레벨 정도로 제거될 수 있는 반면, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)와 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 부하용량이 상호 동일하게 된다. 따라서, 데이타의 판독 시작시일지라도 센스증폭기(S/A)가 오판독 할 가능성이 극히 낮아진다. 또한, 오판독 가능성이 매우 낮아지면, 데이타의 판독 시작의 타이밍을 더욱 빨리할 수있고, 그 결과, 데이타의 오판독을 일으키지 않고 데이타 판독 속도를 보다 향상시킬 수 있다.

다음으로, 예비 워드선을 선택할 경우의 데이타 판독동작에 대ㅎ여 도 7의 타이밍 차트를 참조하여 설명한다. 도 7에 있어서, 상술한 각종 신호에, 예비 판단신호(MD) 및 예비 워드선 선택신호(RX)를 추가하고, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 대신에 예비워드선이 고려하였다. 시각 t0∼시각 t3까지의 동작은 도 6에서 설명한 바와 완전 동일함으로, 여기에서는 그 설명을 생략한다. 이하의 설명은 시각 t4에서부터 시작한다.

워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 상승한 이래로 잠시 후, 시각 t4에서 노멀 워드선 선택신호(SX)가 전원전압 레벨로 상승한다. 노멀 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREGS)는, 노멀 워드선 선택신호(SX)의 변환를 검출(하이레벨 전압)하여 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)을 상승시킨다. 이 동작에 응답하여, 레퍼런스셀 워드선(RWL0) 및 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 모두가 상승하기 시작한다.

그러나, 그러한 직후, 시각 t4에서 예비 판단신호(MD)가 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)로부터 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)에 출력된다. 노멀 워드선 선택신호(SX) 및 노멀 워드선의 선택을 의미하는 노멀 워드선 선택 제어신호(SDM)가 모두 로우레벨로 강하한다. 그 결과, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)과 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전이가 접지레벨에 변환한다.

이러한 방법으로, 예비 판단신호(MD)의 발행에 응답하여, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)는, 예비 워드선 선택신호(RX)를 예비 워드선 디코더(XRDEC) 및 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)에 출력한다.

그 다음으로, 예비 워드선 선택신호 변이 검출회로(XREDS)는 예비 워드선 선택신호(RX)의 변환을 검출(하이레벨 전압)하고, 예비 워드선 선택 제어신호(SDR)를 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)에 출력한다.

시각 t5에서, 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU)는 예비 워드선선택 제어신호(SDR)의 전위 상승에 응답하여 레퍼런스셀 워드선(RWL1)의 전위를 상승시키기 시작한다. 동시에, 예비 워드선 디코더(XRDEC)도 예비 워드선 선택신호(RX)의 전위 상승에 응답하여 소정의 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위를 상승시키기 시작한다.

이 실시형태에 있어서, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위가 상승하기 시작하고 난 후, 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이 캔슬되어 소정 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)으로 전환된다. 이는, 전술한 바와 같이, 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)가 어드레스 신호(ADD)에 기초하여 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)이 소정 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)으로 전환되었는지의 여부를판단하는 동안에 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC)가 노멀 워드선 선택신호(SX)를 바람직하지 않게 발행함에 따라서, 예비 판단신호(MD)에 의해 노멀 워드선 선택신호(SX)를 캔슬 처리하기 위해 다소의 시간을 필요하기 때문이다.

잠시 후, 데이타의 판독이 종료된 다음, 시각 t6에서 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)가 로우레벨로 강하한다. 워드선 인에이블 ATD신호(SPW)의 강하에 따라, 시각 t7에서 레퍼런스셀 워드선(RWL1) 및 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL) 모두가접지레벨로 강하한다.

상술한 종래기술에서와 같이, 종래의 메모리 장치에 있어서, 입력 어드레스 신호에 기초하여 선택한 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)를 소정 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)으로 대체할 필요가 있을 때, 예비판정 처리가 수행되어진 후 노멀 워드선 선택신호(SX)가 통상적으로 캔슬되고, 그 후에, 예비 워드선의 선택이 수행된다. 따라서, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위 상승 타이밍이 소정 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)의 전위 상승 타이밍에 대하여 불가피하게 지연된다. 따라서, 종래 레퍼런스 워드선 제어 방법을 사용하는 경우, 레퍼런스셀 워드선(RWL)의 전위 상승 타이밍과 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)의 전위 상승타이밍 사이에 상당한 시간차가 발생한다.

본 발명에 의하면, 그러나 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)를 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)로 대체함으로써 생성된 지연시간이 복수의 레퍼런스셀 워드선(RWL)(여기서는 두개의 레퍼런스셀 워드선(RWL0, RWL1))중의 레퍼런스 어레이(RA)로 유사 대체를 수행함으로써 보상된다. 즉, 노멀 워드선 프리디코더(XPDEC) 및 예비 워드선 프리디코더(XPRDEC)에 의해 형성된 선택 판정부는 어드레스 정보에 기초하여 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL) 및 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)중 어느 것을 선택해야 할지를 판정한다. 판정후에, 노멀 워드선 디코더(XDEC)(또는 예비 워드선 디코더(XRDEC))는 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)(또는 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL))을 선택함과 동시에, 노멀 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREGU)(또는 예비 워드선 선택에 사용된 레퍼런스 워드선 제어회로(RREDU))는 레퍼런스셀 워드선(RWL0)(또는 RWL1)을 선택한다. 따라서, 메모리 어레이 예비 워드선(ReWL)을 선택하더라도, 센스증폭기(S/A)의 센스 감도를 손상하지 않으면서 데이타 판독 시간을 단축할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 레퍼런스셀 워드선(RWL0)(또는 RWLl)의 전위 및 메모리 어레이 노멀 워드선(MWL)(메모리 어레이 예비 워드선(ReWL))의 전위가 동기화 방식으로 상승된다. 즉, 센스증폭기(S/A)의 센스타이밍이 어드레서 변이 검출회로(ATD)에 의한 상승 타이밍에 앞서서 일어나도록 설정되어도, 오동작을 유발하지 않고 고속 데이타 판독을 행할 수 있다. 또한, 이러한 배열에 의해, 상당한 센스 마진이 확실한 데이타의 판독 동안에 확보될 수 있다.

상술한 실시형태에서는 특별히 설명하지 않았지만, 본 실시형태의 반도체 기억장치는 휴대 전화장치나 PDA(휴대 정보단말장치)로 대표되는 정보기기에 용이하게 조립되어, 본 발명의 고속 판독 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 휴대전화 단말의 경우에서는, 음성정보뿐만 아니라 이메일 시스템에 사용된 문자정보 및 화상정보를 송수신 할 수 있다. 이들 정보는 플래시 메모리등의 비휘발성 반도체 기억장치에 기억되고, 또한 정보량은 휴대전화 단말의 기능의 향상에 따라 증가하고 있다. 따라서, 이러한 정보 처리의 속도를 더욱 향상시키기 위한 요구가 증가되고 있다. 특히, 예를들면 압축/압축해제되어 있는 데이타의 판독 및 전송에 요구되는 시간의 단축, 이런 데이타 압축/압축해제에 사용된 프로그램과 같은 제어코드 판독에 필요한 시간의 단축, 및 데이타 압축/압축해제를 수행하는데 필요한 시간의 단축이 요구되고 있다. 본 발명의 반도체 기억장치는 정보 및 제어 코드 기억부에 용이하게 조립되어, 상술한 고속 정보처리를 만족시킬 수 있다.

예컨대, 도 l8에 나타낸 바와 같은 구조의 휴대 전화장치 등의 정보기기(40)를 살펴보도록 한다. 정보장치(40)는, 정보 및 제어 코드 기억부; 조작 키 등의 조작 입력부; 초기 화면이나 정보처리 결과 등을 표시하는 액정표시장치 등의 표시부; 정보를 송수신 하는 송신/수신부; 및 소정의 정보처리 프로그램 및 적당한 데이타에 기초한 조작 입력부로부터의 입력 조작지령에 응답하여, 정보의 송수신시에 정보 및 제어 코드 기억부에 판독/기입처리(메모리 동작)등을 수행하면서 각종 정보처리를 행하는 CPU(중앙처리 연산장치)를 포함하고 있다. 본 발명의 반도체 기억장치를, 정보 및 제어 코드 기억부에 용이하게 사용할 수 있고, 본 발명의 고속 판독효과를 정보장치(40)에서 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 레퍼런스셀의 워드선 전위 및 데이타가 판독되어지는 메모리셀의 워드선 전위가 동기화 방식으로 상승된다. 목적한 워드선의 전위가 종래 장치에서와 같이 소정전압에 도달학 전에 데이타의 판독이 시작하더라도, 오동작을 일으키지 않으면서 데이타 판독속도를 향상할 수 있다. 게다가, 이러한 데이타 판독속도의 향상으로 인하여, 상당한 센스 마진이 확실한 데이타의 판독 동안에 확보될 수 있다.

또한, 레퍼런스 어레이의 제1 워드선(또는 제2워드선) 및 메모리 어레이의 노멀 워드선(또는 예비 워드선)이 동일한 부하용량을 갖는다. 따라서, 이들 워드선들의 상승 타이밍도 동일하고, 그 결과, 판독 억세스 시간을 오동작을 일으키지 않고 더욱 단축할 수 있다.

게다가, 본 발명의 반도체 기억장치를 정보기기에 쉽게 채용할 수 있고, 그런 경우에, 본 발명의 고속 데이타 판독 효과를 정보기기의 데이타 판독에서 획득할 수 있다.

각 종 변경이 일어날 수 있고, 당업자들에 의해 본 발명의 요지내에서 쉽게 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예에 제한되지는 않고 첨부한 청구범위에 따르는 것이다.

Claims

복수의 메모리셀을 포함하는 메모리 어레이;

복수의 레퍼런스셀을 포함하는 레퍼런스 어레이;

어드레스 정보에 기초하여 상기 메모리셀들로부터 메모리셀을 선택하고, 상기 레퍼런스셀들로부터 레퍼런스셀을 선택하는 디코더부; 및

상기 디코더부에 의해 선택된 메모리셀로부터의 판독전압레벨과 상기 디코더부에 의해 선택된 레퍼런스셀로부터의 판독전압레벨을 비교하여 그 비교결과를 데이타의 형태로 출력하는 비교/출력부를 포함하는 반도체 기억장치로서:

상기 디코더부는 상기 메모리셀의 워드선 및 상기 레퍼런스셀의 워드선에 각 선택신호를 동시적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제1항에 있어서, 상기 메모리 어레이는 노멀 워드선에 각각 접속된 하나 이상의 메모리셀, 및 예비 워드선에 각각 접속된 하나 이상의 메모리셀을 포함하고,

상기 레퍼런스 어레이는 상기 노멀 워드선에 접속된 메모리셀과 비교되는 제1 레퍼런스셀, 및 상기 예비 워드선에 접속된 메모리셀과 비교되는 제2 레퍼런스셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제2항에 있어서, 상기 노멀 워드선이 선택된 경우 상기 디코더부는 상기 노멀 워드선의 선택과 동시적으로 상기 제1 레퍼런스셀에 접속된 제1 워드선을 선택하고,

상기 예비 워드선이 선택된 경우 상기 디코더부는 상기 예비 워드선의 선택과 동시적으로 상기 제2 레퍼런스셀에 접속된 제2 워드선을 선택하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제3항에 있어서, 상기 디코더부는, 어드레스 정보에 기초하여 상기 노멀 워드선 및 예비 워드선 중 어느쪽이 선택되는지를 판정하는 선택 판정부;

상기 노멀 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 어드레스 정보에 따라 노멀 워드선을 선택하는 노멀 워드선 제어부;

상기 예비 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 어드레스 정보에 따라 예비 워드선을 선택하는 예비 워드선 제어부;

상기 노멀 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 제1 워드선을 선택하는 제1 레퍼런스 워드선 제어부; 및

상기 예비 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 제2 워드선을 선택하는 제2 레퍼런스 워드선 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제4항에 있어서, 상기 노멀 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 제1 레퍼런스 워드선 제어부는 상기 노멀 워드선용 신호나 상기 노멀 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 수신하여 상기 노멀 워드선용 신호나 상기 노멀 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 트리거로서 사용하여 상기 제1 워드선을 선택하고,

상기 예비 워드선이 선택되었다는 판정시에 상기 제2 레퍼런스 워드선 제어부는 상기 예비 워드선용 선택 신호나 상기 예비 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 수신하여 상기 예비 워드선용 신호나 상기 예비 워드선이 선택되었음을 나타내는 신호를 트리거로서 사용하여 상기 제2 워드선을 선택하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제4항에 있어서, 제1 테스트 신호는 상기 제1 레퍼런스 워드선 제어부에 입력가능하고, 상기 제1 레퍼런스셀이 상기 제1 테스트 신호에 응답하여 강제적으로 선택되며,

제2 테스트 신호는 상기 제2 레퍼런스 워드선 제어부에 입력가능하고, 상기 제2 레퍼런스셀이 상기 제2 테스트 신호에 응답하여 강제적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제4항에 있어서, 어드레스 정보 변화의 검출에 응답하여 출력되는 어드레스 변이 검출신호는 상기 제1 레퍼런스 워드선 제어부 및 상기 제2 레퍼런스 워드선 제어부 모두에 입력 가능하고,

상기 어드레스 변이 검출 신호의 입력시에 레퍼런스 워드선 제어가 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀 및 상기 제2 레퍼런스셀은 동일한 임계값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀 및 상기 제2 레퍼런스셀은 동일한 비트선에 공통으로 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀에 접속된 제1 워드선의 부하용량, 및 상기 제2 레퍼런스셀에 접속된 제2 워드선의 부하용량은 상기 노멀 워드선의 부하용량 및 상기 예비 워드선의 부하용량과 각각 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀 및 상기 제2 레퍼런스셀은 동일한 임계값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀 및 상기 제2 레퍼런스셀은 동일한 비트선에 공통으로 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 레퍼런스셀에 접속된 제1 워드선의 부하용량, 및 상기 제2 레퍼런스셀에 접속된 제2 워드선의 부하용량은 상기 노멀 워드선의 부하용량 및 상기 예비 워드선의 부하용량과 각각 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.
제1항에 개재된 반도체 기억장치를 사용하여 데이타 판독동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 정보기기.