KR20040006730A - 백바이어스 전압 발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 백바이어스 전압 발생장치는 디램 셀이 액티브 및 프리차지 될 때 백바이어스 전압이 순간적으로 하강 또는 상승하므로 액티브 명령 및 프리차지 명령에 동기하여 액티브 및 프리차지시 발생되는 변화 방향과 반대로 미리 백바이어스 전압을 일정 수준 상승 또는 하강 시켜준다. 이로써, 두 백바이어스 전압 변화가 서로 상쇄되어 액티브 및 프리차지시 백바이어스 전압이 안정된 값을 가질 수 있게 된다.
Description
본 발명은 디램(DRAM)에서의 백바이어스 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디램 셀이 가지는 리키지 전류를 일정하게 하기 위해 디램 셀이 액티브시와 프리차지시에 백바이어스 전위(VBB)를 제어하는 백바이어스 발생장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 백바이어스 발생장치의 구성을 나타내는 도면이다.
백바이어스 전압 검출부(12)(이하, 검출부라 함)가 백바이어스 전압 펌핑부(18)(이하, 펌핑부라 함)에서 발생되는 백바이어스 전압의 레벨을 검출하여 출력하면 백바이어스 전압 제어부(14)는 이를 근거로 백바이어 전압 발진부(16)(이하, 발진부라 함)의 출력을 제어하는 제어신호를 출력한다.
발진부(16)는 백바이어스 전압 제어부(14)의 제어신호에 따라 백바이어스 전압 펌핑용 주파수를 발생키시며, 발진부(16)에서 발진된 주파수에 의해 펌핑부(18)가 백바이어스 전압을 발생시킨다.
이러한 종래 백바이어스 발생장치는 수동적으로 백바이어스 전압 레벨을 감지하여 기 설정된 절대치를 기준으로 타켓대비 값이 떨어지면 백바이어스 전압을 펌핑해준다.
그런데 이러한 종래 백바이어스 발생장치를 사용하는 경우 도 2와 같이 디램이 액티브(active)시되어 워드라인의 전압이 상승할 때 백바이어스 전압도 상승하게 되어 오프 리키지(off leakage)가 발생하게 되고 프리차지(precharge)시에는 백바이어스 전압이 하강하게 되어 정션 리키지(junction leakage)가 발생되는 문제를 해결할 수 없다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디램 셀의 액티브와 프리차지 명령에 동기하여 백바이어스 전압을 제어함으로써 데이터 로스를 최소화하는데 있다.
도 1은 종래 백바이어스 전압 발생장치의 구성도,
도 2는 디램 셀이 액티브 및 프리차지시 백바이어스 전압이 변화되는 모습을 보여주는 파형도,
도 3은 본 발명에 따른 백바이어스 전압 발생장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 백바이어스 전압 보정방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5a는 본 발명에 따라 디램 셀의 액티브 및 프리차지 명령에 동기되어 미리 백바이어스 전압을 변화시키는 모습을 보여주는 파형도,
도 5b는 본 발명에 따른 디램 셀의 액티브 및 프리차지시 백바이어스 전압 파형도.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백바이어스 발생장치는 백바이어스 전압의 크기를 검출하는 검출부, 검출부에서 검출된 백바이어스 전압 레벨에 근거하여 백바이어스 전압 레벨을 제어하기 위한 제어신호을 출력하는 제 1제어부, 디램 셀의 트랜지션 명령에 동기되어 백바이어스 전압을 일정 수준 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 제 2제어부, 제어명령들에 따라 해당 백바이어스 전압 펌핑용 주파수를 발진하는 발진부 및 발진부에서 발진된 주파수에 의해 펌핑하여 백바이어스 전압을 출력하는 펌핑부를 구비한다.
본 발명의 백바이어스 보정방법은 트랜지션 명령을 인가받는 제 1단계 및 제 1단계의 트랜지션 명령에 동기되어 백바이어스 전압을 일정 시간 동안 일정 크기로 변화시키는 제 2단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 백바이어스 발생장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
검출부(12)는 백바이어스 전압 레벨을 검출하여 출력하며, 제 1제어부(14)는 검출부(12)에서 검출된 백바이어스 전압 레벨에 따라 백바이어스 전압 레벨을 특정 레벨로 유지하기 위한 제 1제어신호를 출력한다. 본 실시예에서 제 1제어부(14)는 종래 제어부(14)와 동일한 기능을 수행하므로 동일한 참조번호를 사용한다.
제 2제어부(22)는 디램 셀의 워드라인 전압이 트랜지션(액티브 또는 프리차지)명령에 동기하여 백바이어스 전압을 미리 일정 수준 하강시키기 위한 제 2제어신호 또는 백바이어스 전압을 미리 일정 수준 상승시키기 위한 제 3제어신호를 출력한다.
발진부(24)는 제 1제어부(14)로부터의 제 1제어신호와 제 2제어부(22)로부터의 제 2제어신호 및 제 3제어신호에 따라 해당 백바이어스 펌핑용 주파수를 발생시킨다.
펌핑부(26)는 발진부(24)로부터 발진된 주파수에 따라 펌핑하여 백바이어스 전압을 발생시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 백바이어스 전압 제어과정을 설명하기 위한 순서도이다.
워드라인의 저항과 디램 셀의 캐패시터와의 상호작용에 의해 캐패시터에 인가되는 백바이어스 전압 레벨이 타켓레벨에 비해 낮아지는 경우가 발생될 수 있다.
검출부(12)는 디램 셀에 인가되는 백바이어스 전압의 크기를 검출하여 이를 제 1제어부(14)로 전송한다(단계 401).
제 1제어부(14)는 검출된 백바이어스 전압 레벨의 크기를 타겟 레벨과 비교(단계 402)하여 이보다 낮거나 높은 경우에는 이를 원하는 레벨로 맞추기 위한 제 1제어명령을 발진부(24)로 인가한다(단계 403).
발진부(24)는 제 1제어부(14)로부터 인가받은 제 1제어명령에 따라 해당 백바이어스 전압 펌핑용 주파수를 발진한다.
제 2제어부(22)는 디램 셀에 액티브 명령이 인가되면(단계 404) 이와 동기되어 도 5a의 첫 번째 파형과 같이 백바이어스 전압을 강제적으로 일정 수준 낮추기위한 제 2제어명령을 발진부(24)로 인가한다(단계 405).
그리고, 제 2제어부(22)는 디램 셀에 프리차지 명령이 인가되면(단계 406) 역시 이와 동기되어 도 5a의 두 번째 파형과 같이 백바이어스 전압을 강제적으로 일정 수준 높이기 위한 제 2제어명령을 발진부(24)로 인가한다(단계 407).
이때, 제 2제어명령 및 제 3제어명령에 의해 발생되는 백바이어스 전압의 하강 및 상승 정도는 타겟 레벨을 기준으로 50% 이하가 되도록 설정하며, 발생시간(τ)은 워드라인의 저항 값과 캐패시터의 값을 곱한 값이 되도록 설정한다.
발진부(24)는 제 1제어명령 내지 제 3제어명령에 따라 해당 백바이어스 전압 펌핑용 주파수를 펌핑부(26)로 발진하고, 펌핑부(26)는 발진부(24)로부터의 발진 주파수에 의해 펌핑하여 백바이어스 전압을 발생시킨다
이처럼 디램 셀이 액티브 명령에 동기되어 미리 백바이어스 전압을 일정 수준 낮추어줌으로써 액티브 명령에 의해 상승되는 백 바이어스 전압 변화를 상쇄시켜주고 반대로 프리차지 명령에 동기되어 미리 백바이어스 전압을 일정 수준 높여줌으로써 액티브 명령에 의해 하강하는 백 바이어스 전압 변화를 상쇄시켜주게 된다.
도 5b는 도 2에서의 백바이어스 전압 변화와 도 5a에서 미리 발생시킨 백바이어스 전압 변화가 서로 상쇄되어 백바이어스 전압이 타켓 레벨로 안정화 되어 있는 파형을 보여준다.
이러한 동작들은 전원이 오프되기 전까지 계속 반복해서 진행된다(단계 408).
상술된 바와 같이, 본 발명은 디램 셀이 액티브 및 프리차지 될 때 액티브 및 프리차지에 의한 백바이어스 전압 변화와 반대방향으로 미리 백바이어스 전압을 변화시켜 서로 상쇄되도록 함으로써 액티브 및 프리차지시 백바이어스 전압이 안정된 값을 가지도록 하는 효과가 있다.
Claims (8)
- 백바이어스 전압의 크기를 검출하는 검출부;상기 검출부에서 검출된 백바이어스 전압 레벨에 근거하여 백바이어스 전압 레벨을 제어하기 위한 제어신호을 출력하는 제 1제어부;디램 셀의 트랜지션 명령에 동기되어 백바이어스 전압을 일정 수준 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 제 2제어부;상기 제어명령들에 따라 해당 백바이어스 전압 펌핑용 주파수를 발진하는 발진부; 및상기 발진부에서 발진된 주파수에 의해 펌핑하여 백바이어스 전압을 출력하는 펌핑부를 구비하는 백바이어스 전압 발생장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 발진부는 상기 제 2제어부로부터의 제어신호에 따라 백바이어스 전압의 타겟 레벨의 절반보다 작은 크기로 백바이어스 전압을 일정 시간 변화시키는 것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발진부는 상기 제 2제어부의 제어신호에 따라 워드라인의 저항 값과 디램 셀의 캐패시터 값을 곱한 시간 동안 백바이어스 전압을 일정 크기로 변화시키는것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생장치.
- 트랜지션 명령을 인가받는 제 1단계; 및제 1단계의 트랜지션 명령에 동기되어 백바이어스 전압을 일정 시간 동안 일정 크기로 변화시키는 제 2단계를 포함하는 백바이어스 전압 발생방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 트랜지션 명령이 액티브 명령인 경우 상기 백바이어스 전압을 일정 시간 동안 일정 크기로 하강시키는 것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 트랜지션 명령이 프리차지 명령인 경우 상기 백바이어스 전압을 일정 시간 동안 일정 크기로 상승시키는 것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 백바이어스 전압은 타켓 레벨의 절반보다 작은 크기로 변화되는 것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 백바이어스 전압은 디램 셀의 워드라인의 저항값과 캐패시터값을 곱한시간 동안 변화되는 것을 특징으로 하는 백바이어스 전압 발생방법.
Priority Applications (1)
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| KR1020020041087A KR20040006730A (ko) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 백바이어스 전압 발생장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020020041087A KR20040006730A (ko) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 백바이어스 전압 발생장치 |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100913957B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2009-08-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자 |
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2002
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| KR100913957B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2009-08-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자 |
| US7924073B2 (en) | 2007-12-27 | 2011-04-12 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor memory device having back-bias voltage in stable range |
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