KR20050021862A - 비휘발성 디램 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (45)
- 플로팅게이트와 컨트롤게이트와, 제1 및 제2 접합영역을 구비하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제2 접합영역과 플레이트전극 전원단 사이에 캐패시터를 구비하는 다수의 단위셀을 포함하는 비휘발성 디램의 구동방법에 있어서,상기 다수의 단위셀 각각의 플로팅게이트에 축적된 전자량에 응답하여, 대응되는 캐패시터에 데이터를 저장하는 제1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 플로팅게이트에 축척되는 전자량을 일정하게 하여, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 모두 같은 전압레벨의 제1 문턱전압으로 조정하는 제2 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 데이터를 저장하거나, 캐패시터에 저장된 데이터를 판독함으로서 노멀 디램으로 동작시키는 제3 단계; 및파워오프시의 데이터 저장을 위해, 상기 다수의 단위셀에 각각 대응하는 캐패시터에 저장된 데이터에 응답하여, 대응하는 플로팅게이트에 선택적으로 전자를 축척하는 제4 단계를 포함하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 상기 제1 문턱전압으로 조정하기 전에 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 저장된 데이터를 백업하는 제5 단계; 및상기 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 상기 제1 문턱전압으로 조정한 후 상기 제5 단계에서 백업된 데이터를 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 저장하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 제1-1 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터중 상대적으로 문턱전압이 낮은 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제1-2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 전체를 리프레쉬하는 제1-3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제1-1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 모두 턴온될 수 있는 고전압을 컨트롤게이트에 인가하여 모든 단위셀의 트랜지스터를 턴온시키는 단계; 및상기 제1 접합영역에 전원전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제1-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 소정의 전압을 공통으로 인가하여 상대적으로 낮은 문턱전압을 가지는 트랜지스터를 턴온시키는 단계;상기 제1 접합영역에 접지전원을 인가하여 상대적으로 문턱전압이 낮은 단위셀의 캐패시터를 방전시키는 단계;
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 플로팅게이트에 일정한 양의 전자를 축적시켜, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 상기 제1 문턱전압보다 높은 문턱전압을 같도록 하는 제2-1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 제2-2 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트와 제1 접합영역간에 상기 제1 문턱전압에 해당되는 전압이 인가되도록 하여, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터중 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제2-3 단계; 및상기 제2-3 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터에 대응하는 플로팅게이트의 축척된 소정 양의 전자를 추출하여 상기 턴온되지 않은 트랜지스터의 문턱전압을 낮추는 제2-4 단계를 포함하며,상기 다수의 단위셀에 구비되는 모든 트랜지스터 문턱전압이 상기 제1 문턱전압이 될때까지 상기 제2-3 단계와 상기 제2-4 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제2-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 모두 턴온될 수 있는 고전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터를 턴온시키는 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 제1 접합영역에 전원전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제2-3 단계는상기 단위셀 각각의 트랜지스터 컨트롤게이트에 상기 제1 문턱전압을 인가하고, 상기 제1 접합영역에 접지전압을 인가하는것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제2-3 단계는상기 단위셀 각각의 트랜지스터 컨트롤게이트에 접지전압을 인가하고, 상기 제1 접합영역에 상기 제1 문턱전압에 해당되는 전압의 마이너스전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제2-4 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 음의 전압을 인가하고, 상기 플레이트 전압공급단으로 공급되는 전압레벨을 승압시켜 전하가 충전되어 있는 캐패시터에 대응하는 제2 접합영역의 전압레벨을 높여, 상기 플로팅게이트의 축척된 소정 양의 전자가 추출되어 상기 캐패시터로 이동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제2 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제4 단계는파워오프시에 제1 레벨의 데이터를 저장하기 위한 상기 제1 문턱전압보다 낮은 레벨의 제2 문턱전압을 상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트로 인가하는 제4-1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 모스트랜지스터중 상기 제2 문턱전압에 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제4-2 단계; 및상기 제4-2 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터에 대응하는 플로팅게이트에 축척된 소정 양의 전자를 추출하여 상기 제4-2 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터의 문턱전압을 낮추는 제4-3 단계를 포함하며,상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압이 상기 제2 문턱전압이 될때까지 상기 제4-1단계 내지 상기 제4-3 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 제4-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 상기 제2 문턱전압을 인가하는 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 제1 접합영역에 접지전압을 공급하여 상기 제2 문턱전압에 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터에 충전된 전자를 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제4-3 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에는 음의 전압을 인가하는 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 플레이트전극 전원단에 공급되는 전압을 승압시켜, 전자가 충천된 캐패시터에 대응하는 제2 접합영역에 인가되는 전압을 높이는 단계; 및상기 전자가 충전된 캐패시터에 대응하는 플로팅게이트의 축척된 소정 양의 전자를 대응하는 캐패시터로 추출하여 문턱전압을 낮추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 제4 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트 및 제1 접합영역에 하기의 수학식2 에 해당되는 전압을 인가하여, 문턱전압이 Vth.l인 단위셀에 대응하는 캐패시터에 제1 레벨의 데이터를 저장하고, 문턱전압이 Vth.h인 단위셀에 대응하는 캐패시터에 제2 레벨의 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
V = Vblp+(Vth.h + Vth.l)/2 (Vblp는 상기 제3 단계 동작시 상기 제1 접합영역에 인가되는 프리차지전압, Vth.h는 상기 제4 단계 동작시 캐패시터에 상기 제1 레벨의 데이터가 저장되었을 때 대응되는 트랜지스터의 문턱전압, Vth.l은 상기 제4 단계 동작시 캐패시터에 상기 제2 레벨의 데이터가 저장되었을 때 대응되는 트랜지스터의 문턱전압) - 제 17 항에 있어서,상기 제1 단계는 로우어드레스별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 제1 단계를 로우어드레스별로 수행할 때에 상기 제1 단계를 수행하지 않는 로우어드레스에 대응하는 워드라인에는 상기 문턱전압(Vth.l)보다 낮은 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 제1 단계의 동작을 수행하고 나서 상기 다수의 단위셀에 대한 리프레쉬 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제1 산화막/질화막/제2 산화막/컨트롤게이트로 적층된 게이트 패턴과 제1 및 제2 접합영역을 구비하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제2 접합영역과 플레이트전극 전원단 사이에 캐패시터를 구비하는 다수의 단위셀을 포함하는 비휘발성 디램의 구동방법에 있어서,상기 다수의 단위셀 각각의 제1 산화막/질화막의 계면에 축적된 전자량에 응답하여, 대응되는 캐패시터에 데이터를 저장하는 제1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 제1 산화막/질화막의 계면에 축척되는 전자량을 일정하게 하여, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 모두 같은 전압레벨의 제1 문턱전압으로 조정하는 제2 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 데이터를 저장하거나, 캐패시터에 저장된 데이터를 판독함으로서 노멀 디램으로 동작시키는 제3 단계; 및파워오프시의 데이터 저장을 위해, 상기 다수의 단위셀에 각각 대응하는 캐패시터에 저장된 데이터에 응답하여, 대응하는 제1 산화막/질화막의 계면에 선택적으로 전자를 축척하는 제4 단계를 포함하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 상기 제1 문턱전압으로 조정하기 전에 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 저장된 데이터를 백업하는 제5 단계; 및상기 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압을 상기 제1 문턱전압으로 조정한 후 상기 제5 단계에서 백업된 데이터를 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 저장하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 제1-1 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터중 상대적으로 문턱전압이 낮은 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제1-2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 전체를 리프레쉬하는 제1-3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 제1 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 24 항 또는 제 26 항에 있어서,상기 제1-1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 모두 턴온될 수 있는 고전압을 컨트롤게이트에 인가하여 모든 단위셀의 트랜지스터를 턴온시키는 단계; 및상기 제1 접합영역에 전원전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 전자를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 제1-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 소정의 전압을 공통으로 인가하여 상대적으로 낮은 문턱전압을 가지는 트랜지스터를 턴온시키는 단계;상기 제1 접합영역에 접지전원을 인가하여 상대적으로 문턱전압이 낮은 단위셀의 캐패시터를 방전시키는 단계;
- 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,상기 제2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 제1 산화막/질화막 계면에 일정한 양의 전자를 축적시켜, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 상기 제1 문턱전압보다 높은 문턱전압을 같도록 제2-1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 제2-2 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트과 상기 제1 접합영역간의 접압차이가 상기 제1 문턱전압에 해당되는 전압이 인가되도록 하여, 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터중 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제2-3 단계; 및상기 제2-3 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터에 대응하는 플로팅게이트의 축척된 소정 양의 전자를 추출하여 상기 턴온되지 않은 트랜지스터의 문턱전압을 낮추는 제2-4 단계를 포함하며,상기 다수의 단위셀에 구비되는 모든 트랜지스터 문턱전압이 상기 제1 문턱전압이 될때까지 상기 제2-3 단계와 상기 제2-4 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 제2-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터가 모두 턴온될 수 있는 고전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터를 턴온시키는 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 제1 접합영역에 전원전압을 인가하여 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 제2-3 단계는상기 단위셀 각각의 트랜지스터 컨트롤게이트에 상기 제1 문턱전압을 인가하고, 상기 제1 접합영역에 접지전압을 인가하는것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 제2-3 단계는상기 단위셀 각각의 트랜지스터 컨트롤게이트에 접지전압을 인가하고, 상기 제1 접합영역에 상기 제1 문턱전압에 해당되는 전압의 마이너스전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 제2-4 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 음의 전압을 인가하고, 상기 플레이트 전압공급단으로 공급되는 전압레벨을 승압시켜 전하가 충전되어 있는 캐패시터에 대응하는 제2 접합영역의 전압레벨을 높여, 상기 제1 산화막/질화막 계면에 축척된 소정 양의 전자가 추출되어 상기 캐패시터로 이동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 제2 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 제4 단계는파워오프시에 제1 레벨의 데이터를 저장하기 위해 상기 제1 문턱전압보다 낮은 제2 문턱전압을 상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트로 인가하는 제4-1 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 모스트랜지스터중 상기 제2 문턱전압에 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터를 방전시키는 제4-2 단계; 및상기 제4-2 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터에 대응하는 제1 산화막/질화막 계면에 축척된 소정 양의 전자를 추출하여 상기 제4-2 단계에서 턴온되지 않는 트랜지스터의 문턱전압을 낮추는 제4-3 단계를 포함하며,상기 다수의 단위셀 각각의 트랜지스터 문턱전압이 상기 제2 문턱전압이 될때까지 상기 제4-1단계 내지 상기 제4-3 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 35 항에 있어서,상기 제4-2 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에 상기 제2 문턱전압을 인가하는 단계; 및상기 다수의 단위셀 각각의 제1 접합영역에 접지전압을 공급하여 상기 제2 문턱전압에 턴온되는 트랜지스터에 대응하는 캐패시터에 충전된 전자를 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 36 항에 있어서,상기 제4-3 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트에는 음의 전압을 인가하는 단계;상기 다수의 단위셀 각각의 플레이트전극 전원단에 공급되는 전압을 승압시켜, 전자가 충천된 캐패시터에 대응하는 제2 접합영역에 인가되는 전압을 높이는 단계; 및상기 전자가 충전된 캐패시터에 대응하는 제1 산화막/질화막 계면에 축척된 소정 양의 전자를 대응하는 캐패시터로 추출하여 문턱전압을 낮추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 제4 단계는 로우어드레스 별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 제1 단계는상기 다수의 단위셀 각각의 컨트롤게이트 및 제1 접합영역에 하기의 수학식3 에 해당되는 전압을 인가하여, 문턱전압이 Vth.l인 단위셀에 대응하는 캐패시터에 제1 레벨의 데이터를 저장하고, 문턱전압이 Vth.h인 단위셀에 대응하는 캐패시터에 제2 레벨의 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
V = Vblp+(Vth.h + Vth.l)/2 (Vblp는 상기 제3 단계 동작시 상기 제1 접합영역에 인가되는 전압, Vth.h는 상기 제4 단계 동작시 캐패시터에 상기 제1 레벨의 데이터가 저장되었을 때 대응되는 트랜지스터의 문턱전압, Vth.l은 상기 제4 단계 동작시 캐패시터에 상기 제2 레벨의 데이터가 저장되었을 때 대응되는 트랜지스터의 문턱전압) - 제 39 항에 있어서,상기 제1 단계는 로우어드레스별로 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 40 항에 있어서,상기 제1 단계를 로우어드레스별로 수행할 때에 상기 제1 단계를 수행하지 않는 로우어드레스에 대응하는 워드라인에는 상기 문턱전압(Vth.l)보다 낮은 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 제 41 항에 있어서,상기 제1 단계의 동작을 수행하고 나서 상기 다수의 단위셀에 대한 리프레쉬 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 디램의 구동방법.
- 플로팅게이트와 컨트롤게이트와, 제1 및 제2 접합영역을 구비하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제2 접합영역과 플레이트전극 전원단 사이에 캐패시터를 구비하는 다수의 단위셀을 구비하며,파워오프시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 플로팅게이트에 전자를 선택적으로 축척함으로서 데이터를 저장하고, 파워온시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 데이터를 저장하는 비휘발성 디램.
- 제1 산화막/질화막/제2 산화막/컨트롤게이트가 적층된 게이트패턴과 제1 및 제2 접합영역을 구비하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제2 접합영역과 플레이트전극 전원단 사이에 캐패시터를 구비하는 다수의 단위셀을 구비하며,파워오프시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 제1 산화막/질화막의 계면에 전자를 선택적으로 축척함으로서 데이터를 저장하고, 파워온시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 데이터를 저장하는 비휘발성 디램.
- 산화막/질화막/컨트롤게이트가 적층된 게이트패턴과 제1 및 제2 접합영역을 구비하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제2 접합영역과 플레이트전극 전원단 사이에 캐패시터를 구비하는 다수의 단위셀을 구비하며,파워오프시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 산화막/질화막 계면에 전자를 선택적으로 축척함으로서 데이터를 저장하고, 파워온시에는 상기 다수의 단위셀 각각의 캐패시터에 데이터를 저장하는 비휘발성 디램.
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