KR20050118331A - Circuits for measure resistor distribution - Google Patents

Circuits for measure resistor distribution Download PDF

Info

Publication number
KR20050118331A
KR20050118331A KR1020040043419A KR20040043419A KR20050118331A KR 20050118331 A KR20050118331 A KR 20050118331A KR 1020040043419 A KR1020040043419 A KR 1020040043419A KR 20040043419 A KR20040043419 A KR 20040043419A KR 20050118331 A KR20050118331 A KR 20050118331A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
state
control signal
memory cell
compensation
cell
Prior art date
Application number
KR1020040043419A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조백형
오형록
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040043419A priority Critical patent/KR20050118331A/en
Publication of KR20050118331A publication Critical patent/KR20050118331A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/50Marginal testing, e.g. race, voltage or current testing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0004Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising amorphous/crystalline phase transition cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/50Marginal testing, e.g. race, voltage or current testing
    • G11C2029/5002Characteristic

Abstract

본 발명은 정확한 저항 산포 측정을 통해 신뢰성을 개선시킬 수 있는 반도체 메모리에서의 저항 산포 측정회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 저항 산포 측정회로는, 비휘발성 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이를 구비한 반도체 메모리에서저항 산포 측정 회로에 있어서, 상기 셀 어레이에서 특정 메모리 셀을 선택하는 선택부와; 상기 선택된 메모리 셀의 상태에 따라 보상전류를 달리 인가하는 셀 전류 제어부와; 상기 메모리 셀의 전류에 대응되는 전압과 기준전압을 비교하여 그 차이를 출력하는 센스 앰프부를 구비함을 특징으로 한다.The present invention relates to a resistance distribution measuring circuit in a semiconductor memory capable of improving reliability through accurate resistance distribution measurement. A resistance spread measurement circuit according to the present invention comprises: a resistance spread measurement circuit in a semiconductor memory having a memory cell array having nonvolatile memory cells, comprising: a selection unit for selecting a specific memory cell from the cell array; A cell current controller for applying a compensation current differently according to the state of the selected memory cell; And a sense amplifier unit for comparing the voltage corresponding to the current of the memory cell with the reference voltage and outputting the difference.

Description

반도체 메모리에서의 저항 산포 측정회로{Circuits for measure resistor distribution} Circuit for measure resistance distribution in semiconductor memory

본 발명은 반도체 메모리 장치에서의 저항 산포 측정회로에 관한 것으로, 구체적으로는 PPRM에서의 정확한 저항 산포 측정을 위한 저항 산포 측정회로에 관한 것이다.The present invention relates to a resistance distribution measurement circuit in a semiconductor memory device, and more particularly, to a resistance distribution measurement circuit for accurate resistance distribution measurement in a PPRM.

일반적으로, 반도체 메모리 장치의 고성능화 및 저 전력화 추세에 맞추어, 대부분의 반도체 메모리 제조 업체들은 차세대 기억소자의 하나로 상 변환(phase change) 물질을 이용한 PRAM(Phase change Random Access Memory)을 개발하고 있다. PRAM은 온도 변화에 따라 상(phase)이 변환됨으로 인하여 저항이 변화하는 GexSbyTez(이하'GST')와 같은 물질을 이용하여 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리(non-volatile memory) 소자이다.In general, in line with the trend toward higher performance and lower power of semiconductor memory devices, most semiconductor memory manufacturers are developing phase change random access memory (PRAM) using a phase change material as one of the next generation memory devices. PRAM is a non-volatile memory device that stores data by using a material such as Ge x Sb y Te z (hereafter 'GST') whose resistance changes due to phase change due to temperature change. to be.

PRAM의 단위 셀은 하나의 트랜지스터와 하나의 가변 저항체로 구성되며, 상기 가변 저항체는 상부전극과, 상기 상부 전극의 하부와 하부전극에 연결된 하부전극 콘택의 상부간에 위치하는 상 변화막 및 하부전극으로 구성되며, 상기 상 변화막은 온도에 따라 저항이 변화하는 물질, 즉 GST로 구성된다. PRAM은 상 변화막의 상(phase)이 온도에 따라 비정질화(amorphous) 상태 또는 결정화(crystalline) 상태로 바뀌는 것을 이용한 것으로, 비정질 상태의 저항치는 고 저항 상태가 되고 결정화 상태의 저항치는 저 저항 상태가 된다. 따라서, 상기 상 변화막이 결정화 상태에서 비정질화 상태로 바뀌는 경우를 '리셋(RESET)' 상태라고 정의하면, 상기 상 변화막이 비정질화 상태에서 결정화 상태로 바뀌는 경우는 '셋(SET)' 상태로 정의할 수 있게 된다. The unit cell of the PRAM includes one transistor and one variable resistor. The variable resistor includes a phase change layer and a lower electrode positioned between an upper electrode and an upper portion of a lower electrode contact connected to a lower portion of the upper electrode and a lower electrode. The phase change film is made of a material whose resistance changes with temperature, that is, GST. PRAM is used by changing the phase of the phase change film into an amorphous or crystalline state according to the temperature. The resistance of the amorphous state becomes a high resistance state and the resistance of the crystallization state is a low resistance state. do. Therefore, when the phase change film is changed from the crystallization state to the amorphous state, it is defined as a 'RESET' state, and when the phase change film is changed from the amorphous state to the crystallization state, it is defined as a 'SET' state. You can do it.

상기 상 변화막의 온도를 변환시키는 수단은 레이저빔을 이용하는 방법이 있고, 히터(heater)에 전류를 가하여 발생하는 주울(joule) 열을 이용하는 방법이 있다. 상기 전류를 이용하는 방법은, 히터에 가해지는 전류 량 및 전류의 인가 시간에 따라 히터의 온도 및 가열 시간이 달라지므로, 이것을 이용하여 상기 상 변화막을 결정화 또는 비정질화시킨다. 이로써, 정보를 저장할 수 있는 메모리 소자로서의 메카니즘(mechanism)을 가지게 되는 것이다. As a means for converting the temperature of the phase change film, there is a method using a laser beam, and a method using joule heat generated by applying a current to a heater. In the method using the current, the temperature and the heating time of the heater vary depending on the amount of current applied to the heater and the application time of the current, so that the phase change film is crystallized or amorphous. This has a mechanism as a memory element capable of storing information.

PRAM에서의 저항 산포 측정은 외부에서 메모리 셀에 공급되는 보상전류의 크기를 가변시키면서 감지동작을 수행함에 의하여 행해지고 있다.Resistance distribution measurement in the PRAM is performed by performing a sensing operation while varying the magnitude of the compensation current supplied to the memory cell from the outside.

도 1은 종래의 PRAM 셀 어레이에서의 저항 산포 측정회로를 나타낸 것이다.1 shows a resistance distribution measurement circuit in a conventional PRAM cell array.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 저항 산포 측정회로는 데이터 리드회로를 응용한 것으로, 메모리 셀이 워드라인(WL)과 비트라인(BL)에 연결되어 행과 열로 배열되는 셀 어레이(20), 상기 셀 어레이(20)에서 특정 메모리 셀(10)을 선택하기 위한 선택부(Y-PASS,30), 비트라인을 클램핑하기 위한 클램핑 부(40), 감지동작을 행하는 센스앰프(SA,50) 및 센싱노드(SA_IN)에 보상전류를 공급하는 보상용 트랜지스터(P1) 등을 구비하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, the conventional resistance spread measurement circuit employs a data read circuit, and includes a cell array 20 in which memory cells are connected to word lines WL and bit lines BL and arranged in rows and columns. A selection unit (Y-PASS) 30 for selecting a specific memory cell 10 in the cell array 20, a clamping unit 40 for clamping a bit line, and a sense amplifier SA 50 for performing a sensing operation. ) And a compensation transistor P1 for supplying a compensation current to the sensing node SA_IN.

상기한 종래의 저항 산포 측정회로에서는 저항 산포를 측정하기 위한 메모리 셀(10)을 워드라인(WL)과 컬럼 선택신호(Yi)에 의하여 선택한다. 선택된 메모리 셀(10)에 보상 제어신호(VBIAS)에 의해 동작되는 보상용 트랜지스터(P1)을 통하여 보상전류(I_CELL)를 공급한다. 여기서 상기 보상전류(I_CELL)는 보상 제어신호(VBIAS)를 외부에서 가변함에 의하여 조절이 가능하며, 상기 보상 제어신호(VBIAS)에 의해 조절되는 보상전류(I_CELL)는 메모리 셀(10)의 상태에 따라서 달라진다.In the conventional resistance spread measurement circuit, the memory cell 10 for measuring the resistance spread is selected by the word line WL and the column select signal Yi. The compensation current I_CELL is supplied to the selected memory cell 10 through the compensation transistor P1 operated by the compensation control signal VBIAS. The compensation current I_CELL may be adjusted by externally changing the compensation control signal VBIAS, and the compensation current I_CELL controlled by the compensation control signal VBIAS may be adjusted to a state of the memory cell 10. Therefore, it is different.

센스앰프(50)에서는 센싱노드(SA_IN)의 전위와 기준전압(VREF)의 전위를 비교하여 그 차이를 감지하여 그 결과(OUT)를 출력한다. 상기 메모리 셀(10)의 상태가 '셋' 상태 일 경우에는 저항값이 수kΩ 수준으로 이를 모니터링 하기 위한 보상 전류(I_CELL) 값은 수십 μA 이상이 된다. 반대로 상기 메모리 셀(10)의 상태가 '리셋' 상태일 경우에는 저항값이 수백kΩ 이상의 수준으로 이를 모니터링 하기 위한 보상전류 값은 수 μA 이하가 된다. 따라서, 상기 메모리 셀(10)의 상태가 '리셋' 상태일 경우에는 보상용 트랜지스터(P1)를 동작시키는 보상 제어신호(VBIAS)는 전압을 충분히 높게 하여 보상용 트랜지스터(P1)를 통하여 아주 적은 보상 전류를 흐르게 할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 있어서는 보상용 트랜지스터(P1)가 문턱 전압(threshold voltage) 영역에서 동작하게 되어 제어하기가 쉽지 않다. 이것은 메모리 셀(10)에서 측정된 저항 값과 메인 칩에서 측정된 저항 값과의 심각한 오차를 초래할 수 있는 문제점이 있다.The sense amplifier 50 compares the potential of the sensing node SA_IN and the potential of the reference voltage VREF, senses the difference, and outputs the result OUT. When the state of the memory cell 10 is 'set' state, the value of the compensation current (I_CELL) for monitoring the resistance value of several kΩ level is more than several tens of microamperes. On the contrary, when the state of the memory cell 10 is the "reset" state, the resistance value is several hundred kΩ or more, and the compensation current value for monitoring it is several μA or less. Therefore, when the state of the memory cell 10 is in the "reset" state, the compensation control signal VBIAS for operating the compensation transistor P1 has a sufficiently high voltage to compensate very little through the compensation transistor P1. Can flow current. However, in this case, the compensating transistor P1 operates in a threshold voltage region, which makes it difficult to control. This may cause a serious error between the resistance value measured in the memory cell 10 and the resistance value measured in the main chip.

도 2는 도 1의 보상전류와 메모리 셀 저항과의 관계를 나타낸 그래프이다. 가로축은 보상 제어신호(VBIAS)의 전압크기를 나타내고 세로축은 보상전류(I_CELL) 및 메모리 셀의 저항(Cell_Resistance)값의 크기를 나타낸다.FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between a compensation current and a memory cell resistance of FIG. 1. The horizontal axis represents the voltage magnitude of the compensation control signal VBIAS, and the vertical axis represents the magnitude of the compensation current I_CELL and the resistance value of the memory cell.

도 2에 도시된 바와 같이, 외부에서 인가되는 보상 제어신호(VBIAS)의 전압이 높을수록 보상전류(I_CELL)는 감소하고, 상기 보상제어신호(VBIAS)의 전압값이 낮을수록 보상전류(I_CELL)는 증가한다. 또 다른 면에서는 측정되는 메모리 셀의 저항값은 보상전류(I_CELL)가 작을수록 높은 저항을 감지하며, 측정할 수 있는 메모리 셀의 저항 곡선(Cell_Resistance)의 기울기(DY/DX)는 저항이 클수록 매우 큰값을 갖게 된다. 따라서, 보상제어신호(VBIAS)의 전압값이 높아지면 보상용 트랜지스터(P1)의 전류 특성을 나쁘게 하여 미세한 보상 제어신호(VBIAS)의 전압값의 변화에도 측정되는 저항값은 매우 큰 오차를 유발할 수 있어 정확도에 있어 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. As shown in FIG. 2, as the voltage of the compensation control signal VBIAS applied from the outside increases, the compensation current I_CELL decreases, and as the voltage value of the compensation control signal VBIAS decreases, the compensation current I_CELL decreases. Increases. In another aspect, the resistance value of the measured memory cell is higher as the compensation current (I_CELL) is smaller, and the slope (DY / DX) of the resistance curve (Cell_Resistance) of the memory cell that can be measured is very high. It will have a large value. Therefore, when the voltage value of the compensation control signal VBIAS is increased, the current characteristic of the compensation transistor P1 is deteriorated, so that the resistance value measured even with a small change in the voltage value of the compensation control signal VBIAS may cause a very large error. There is a problem that the reliability is poor in accuracy.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 극복할 수 있는 저항 산포 검출회로를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a resistance dispersion detection circuit that can overcome the conventional problems.

본 발명의 다른 목적은 정확한 저항 산포 측정을 통하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 저항 산포 검출회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a resistance distribution detection circuit that can improve reliability through accurate resistance distribution measurement.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이를 구비한 반도체 메모리에서 저항 산포 측정 회로는, 상기 셀 어레이에서 특정 메모리 셀을 선택하는 선택부와; 상기 선택된 메모리 셀의 상태에 따라 보상전류를 달리 인가하는 셀 전류 제어부와; 상기 메모리 셀의 전류에 대응되는 전압과 기준전압을 비교하여 그 차이를 출력하는 센스앰프부를 구비함을 특징으로 한다. In accordance with an aspect of the present invention for achieving some of the above technical problems, a resistance spread measurement circuit in a semiconductor memory having a memory cell array having nonvolatile memory cells according to the present invention is specified in the cell array. A selection unit for selecting a memory cell; A cell current controller for applying a compensation current differently according to the state of the selected memory cell; And a sense amplifier unit for comparing the voltage corresponding to the current of the memory cell with the reference voltage and outputting the difference.

상기 셀 전류 제어부는, 상기 메모리 셀에 저장된 데이터의 상태를 인식하여, 상기 데이터의 상태가 셋 상태일 경우에는 셋 제어신호를 발생시키고, 상기 데이터의 상태가 리셋 상태일 경우에는 리셋 제어신호를 발생시키는 데이터 래치회로부와; 상기 데이터 래치회로부의 셋 제어신호 및 보상 제어신호에 응답하여 셋 상태용 보상 전류를 공급하는 셋용 보상전류 공급부와; 상기 데이터 래치회로부의 리셋 제어신호 및 보상 제어신호에 응답하여 리셋 상태용 보상 전류를 공급하는 리셋용 보상전류 공급부를 구비할 수 있다.The cell current controller recognizes a state of data stored in the memory cell, generates a set control signal when the state of the data is set, and generates a reset control signal when the state of the data is reset. A data latch circuit section for causing the; A set compensation current supply unit supplying a set state compensation current in response to the set control signal and the compensation control signal of the data latch circuit unit; A reset compensation current supply unit configured to supply a compensation current for a reset state in response to the reset control signal and the compensation control signal of the data latch circuit unit may be provided.

상기한 구성에 따르면, 정확한 저항 산포의 측정이 가능해진다. According to the above configuration, accurate resistance distribution can be measured.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 도 3 내지 도 5를 참조로 설명되어질 것이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5 without any intention other than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 산포 측정회로를 나타낸 것이다. 3 shows a resistance distribution measuring circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 산포 측정회로는 메모리 셀이 워드라인(WL)과 비트라인(BL)에 연결되어 행과 열로 배열되는 셀 어레이(120), 상기 셀 어레이(120)에서 특정 메모리 셀(110)을 선택하기 위한 선택부(Y-PASS,130), 비트라인(BL)을 클램핑하기 위한 클램핑 부(140), 감지동작을 행하는 센스앰프(SA,50) 및 센싱노드(SA_IN)에 셋용 및 리셋용 보상전류를 공급하는 셀 전류 제어부(160) 등을 구비하여 이루어진다. As shown in FIG. 3, the resistance scatter measurement circuit according to an exemplary embodiment of the present invention includes a cell array 120 in which memory cells are connected to a word line WL and a bit line BL and arranged in rows and columns. In the cell array 120, a selector Y-PASS 130 for selecting a specific memory cell 110, a clamping unit 140 for clamping the bit line BL, a sense amplifier SA for performing a sensing operation, 50) and a cell current controller 160 for supplying set and reset compensation currents to the sensing node SA_IN.

도 4는 도 3의 셀 전류 제어부(160)의 구성예를 나타낸 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the cell current controller 160 of FIG. 3.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 셀 전류 제어부(160)는 상기 메모리 셀에 저장된 데이터의 상태를 인식하여, 상기 데이터의 상태가 셋 상태일 경우에는 셋 제어신호(SET)를 발생시키고, 상기 데이터의 상태가 리셋 상태일 경우에는 리셋 제어신호(RESET)를 발생시키는 데이터 래치회로부(162), 상기 데이터 래치회로부(162)의 셋 제어신호(SET) 및 보상 제어신호(VBIAS)에 응답하여 셋 상태용 보상 전류를 공급하는 셋용 보상전류 공급부(164) 및 상기 데이터 래치회로부(160)의 리셋 제어신호(RESET) 및 보상 제어신호(VBIAS)에 응답하여 리셋 상태용 보상 전류를 공급하는 리셋용 보상전류 공급부(166)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the cell current controller 160 recognizes a state of data stored in the memory cell, and generates a set control signal SET when the state of the data is set. In the reset state, the data latch circuit unit 162 generates a reset control signal RESET, the set control signal SET and the compensation control signal VBIAS of the data latch circuit unit 162. Reset compensation current for supplying a compensation current for the reset state in response to a reset compensation signal RESET and a compensation control signal VBIAS of the set latching current supply unit 164 and the data latch circuit unit 160 for supplying the compensation current. The supply part 166 is provided.

상기 셋용 보상전류 공급부(164)는 PMOS 트랜지스터 들(P161,P162,P163)과 NMOS 트랜지스터 들(N161,N162,N163)로 구성될 수 있다. 상기 셋 제어신호(SET) 및 보상 제어신호(VBIAS)가 인에이블 되면, NMOS 트랜지스터(N161,N162,N163)가 턴 온 됨에 따라 PMOS 트랜지스터(P163)의 게이트가 연결되는 노드의 전압이 접지전압에 근접하거나 동일해짐에 따라 상기 PMOS 트랜지스터(P163)가 턴 온 되어 센스 앰프의 노드(SA_IN)에 셋용 보상전류를 공급하게 된다. 상기 셋용 보상전류는 수 μA에서 수십 μA 까지 가변하면서 공급될 수 있다. The set compensation current supply unit 164 may include PMOS transistors P161, P162, and P163 and NMOS transistors N161, N162, and N163. When the set control signal SET and the compensation control signal VBIAS are enabled, as the NMOS transistors N161, N162, and N163 are turned on, the voltage of the node to which the gate of the PMOS transistor P163 is connected is connected to the ground voltage. As the PMOS transistor P163 is turned on as it approaches or becomes the same, the set compensation current is supplied to the node SA_IN of the sense amplifier. The set compensation current may be supplied varying from several μA to several tens of μA.

상기 리셋용 보상전류 공급부(166)는 PMOS 트랜지스터 들(P164,P165,P166)과 NMOS 트랜지스터 들(N164,N165,N166,N167,N168)로 구성될 수 있다. 상기 리셋 제어신호(RESET) 및 보상 제어신호(VBIAS)가 인에이블 되면, NMOS 트랜지스터 (N164,N165,N166,N167,N168)가 턴 온 됨에 따라 PMOS 트랜지스터(P164)의 게이트가 연결되는 노드의 전압이 접지전압에 근접하거나 동일해짐에 따라 상기 PMOS 트랜지스터(P164)가 턴 온 되어 센스 앰프의 노드(SA_IN)에 리셋용 보상전류를 공급하게 된다. 상기 리셋용 보상전류는 수백 nA이하에서 수 μA 까지 가변하면서 공급 가능하도록 되어 있다. The reset compensation current supply unit 166 may include PMOS transistors P164, P165, and P166 and NMOS transistors N164, N165, N166, N167, and N168. When the reset control signal RESET and the compensation control signal VBIAS are enabled, the voltage of the node to which the gate of the PMOS transistor P164 is connected as the NMOS transistors N164, N165, N166, N167, and N168 are turned on. As the ground voltage approaches or becomes the same, the PMOS transistor P164 is turned on to supply the reset compensation current to the node SA_IN of the sense amplifier. The reset compensation current can be supplied while varying from several hundred nA or less to several μA.

이하에서는 상기한 본 발명의 일실시예에 따른 저항 산포 측정회로의 동작을 도 3 및 도 4를 참고로 하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the resistance distribution measuring circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

우선 저항 산포를 측정하기 위한 메모리 셀(110)을 워드라인(WL)과 컬럼 선택신호(Yi)에 의하여 선택한다. 선택된 메모리 셀(110)에 셀 전류 제어부(160)를 통하여 보상전류(I_CELL)가 공급된다. 여기서 상기 보상전류(I_CELL)는 보상 제어신호(VBIAS) 및 이전 데이터(Data)의 신호에 의해 셋용 보상전류와 리셋용 보상전류로 구분되어 공급된다. 상기 셋용 보상전류는 수 μA에서 수십 μA 까지 가변하면서 공급될 수 있으며, 상기 리셋용 보상전류는 수백 nA이하에서 수 μA 까지 가변하면서 공급 가능하도록 되어 있다. First, the memory cell 110 for measuring the resistance distribution is selected by the word line WL and the column select signal Yi. The compensation current I_CELL is supplied to the selected memory cell 110 through the cell current controller 160. The compensation current I_CELL is divided into a set compensation current and a reset compensation current by the compensation control signal VBIAS and the previous data Data. The set compensation current can be supplied while varying from several μA to several tens of μA, and the reset compensation current can be supplied while varying from several hundred nA or less to several μA.

센스앰프(150)에서는 센싱노드(SA_IN)의 전위와 기준전압(VREF)의 전위를 비교하여 그 차이를 감지하여 그 결과(OUT)를 출력한다. 상기 센스 앰프(150)의 출력 결과를 토대로 하여 상기 메모리 셀의 저항값이 측정된다. The sense amplifier 150 compares the potential of the sensing node SA_IN and the potential of the reference voltage VREF, senses the difference, and outputs the result OUT. The resistance value of the memory cell is measured based on the output result of the sense amplifier 150.

도 5는 도 3의 보상 제어신호와 측정되는 저항값과의 관계를 나타내는 그래프이다. 세로축은 메모리 셀의 저항(GST Resistance)을 나타내고 가로축은 보상 제어신호의 전압의 크기를 나타낸다.5 is a graph illustrating a relationship between a compensation control signal of FIG. 3 and a resistance value measured. The vertical axis represents the resistance of the memory cell (GST Resistance) and the horizontal axis represents the magnitude of the voltage of the compensation control signal.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래기술에서의 저항 산포 측정의 경우(180)에 비해서, 본 발명에서는 리셋 저항이 수백kΩ이상인 경우(170)에도 보상 제어신호(VBIAS)의 미세한 제어를 통하여 보다 정확한 저항 산포 측정이 가능하게 된다. 따라서 셋 저항 산호 측정의 경우(190) 뿐 만 아니라 리셋 저항 산포 측정의 경우(170)의 경우에도 측정오차를 줄이는 것이 가능해진다.As shown in FIG. 5, compared to the case of the resistance distribution measurement in the related art (180), the present invention provides more accurate through fine control of the compensation control signal (VBIAS) even when the reset resistance is several hundred kΩ or more (170). Resistance dispersion measurements are now possible. Therefore, it is possible to reduce the measurement error not only for the set resistance coral measurement (190) but also for the reset resistance dispersion measurement (170).

상기한 본 발명에 의한 반도체 메모리에서의 저항 산포 측정회로는, PRAM에 적용되기 위한 것이나, MRAM(Magnetic Random Access Memory)에도 적용될 수 있으며, 기타 비휘발성 메모리에도 적용될 수 있을 것이다. The resistance distribution measuring circuit in the semiconductor memory according to the present invention described above may be applied to a PRAM, but may also be applied to a magnetic random access memory (MRAM), and may be applied to other nonvolatile memories.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. 예컨대, 사안이 다른 경우에 회로의 내부 구성을 변경하거나, 회로의 내부 구성 소자들을 다른 등가적 소자들로 대치할 수 있음은 명백하다. The description of the above embodiments is merely given by way of example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention. For example, it is clear that in other cases, the internal configuration of the circuit may be changed or the internal components of the circuit may be replaced with other equivalent elements.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 메모리 셀의 정확한 저항 산포 측정을 통하여 반도체 메모리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the semiconductor memory device through accurate resistance distribution measurement of the memory cell.

도 1은 종래의 PRAM 셀 어레이에서 저항 산포 측정회로도1 is a circuit diagram of resistance distribution measurement in a conventional PRAM cell array.

도 2는 도 1의 보상전류와 셀 저항과의 관계를 나타낸 그래프FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between a compensation current and a cell resistance of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PRAM 셀 어레이에서 저항 산포 측정회로도3 is a circuit diagram illustrating a resistance distribution measurement in a PRAM cell array according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 셀 전류 제어부의 구체회로도4 is a detailed circuit diagram of the cell current controller of FIG. 3.

도 5은 도 3의 셀 저항과 보상 제어신호의 관계를 나타낸 그래프 5 is a graph illustrating a relationship between a cell resistance and a compensation control signal of FIG. 3.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

VBIAS : 보상 제어신호 SA : 센스 앰프 VBIAS: Compensation Control Signal SA: Sense Amplifier

VREF : 기준전압 WL : 워드라인 VREF: Reference Voltage WL: Word Line

Yi : 비트라인 선택신호 SA_IN : 노드Yi: Bit line select signal SA_IN: Node

160 : 셀 전류 제어부 160: cell current controller

Claims (2)

비휘발성 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이를 구비한 반도체 메모리에서저항 산포 측정 회로에 있어서:      A resistance spread measurement circuit in a semiconductor memory having a memory cell array having nonvolatile memory cells, comprising: 상기 셀 어레이에서 특정 메모리 셀을 선택하는 선택부와;A selection unit to select a specific memory cell in the cell array; 상기 선택된 메모리 셀의 상태에 따라 보상전류를 달리 인가하는 셀 전류 제어부와;A cell current controller for applying a compensation current differently according to the state of the selected memory cell; 상기 메모리 셀의 전류에 대응되는 전압과 기준전압을 비교하여 그 차이를 출력하는 센스앰프부를 구비함을 특징으로 하는 저항 산포 측정회로.And a sense amplifier unit which compares a voltage corresponding to the current of the memory cell with a reference voltage and outputs the difference. 제1항에 있어서, 상기 셀 전류 제어부는, The method of claim 1, wherein the cell current control unit, 상기 메모리 셀에 저장된 데이터의 상태를 인식하여, 상기 데이터의 상태가 셋 상태일 경우에는 셋 제어신호를 발생시키고, 상기 데이터의 상태가 리셋 상태일 경우에는 리셋 제어신호를 발생시키는 데이터 래치회로부와;A data latch circuit unit recognizing a state of data stored in the memory cell, generating a set control signal when the state of the data is in a set state, and generating a reset control signal when the state of the data is in a reset state; 상기 데이터 래치회로부의 셋 제어신호 및 보상 제어신호에 응답하여 셋 상태용 보상 전류를 공급하는 셋용 보상전류 공급부와;A set compensation current supply unit supplying a set state compensation current in response to the set control signal and the compensation control signal of the data latch circuit unit; 상기 데이터 래치회로부의 리셋 제어신호 및 보상 제어신호에 응답하여 리셋 상태용 보상 전류를 공급하는 리셋용 보상전류 공급부를 구비함을 특징으로 하는 저항 산포 측정회로.And a reset compensation current supply unit configured to supply a compensation current for a reset state in response to a reset control signal and a compensation control signal of the data latch circuit unit.
KR1020040043419A 2004-06-14 2004-06-14 Circuits for measure resistor distribution KR20050118331A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040043419A KR20050118331A (en) 2004-06-14 2004-06-14 Circuits for measure resistor distribution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040043419A KR20050118331A (en) 2004-06-14 2004-06-14 Circuits for measure resistor distribution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050118331A true KR20050118331A (en) 2005-12-19

Family

ID=37291372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040043419A KR20050118331A (en) 2004-06-14 2004-06-14 Circuits for measure resistor distribution

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050118331A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100924206B1 (en) * 2008-06-09 2009-10-29 주식회사 하이닉스반도체 Phase change memory device
US7920405B2 (en) 2006-12-20 2011-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuits and methods for adaptive write bias driving of resistive non-volatile memory devices
US8611131B2 (en) 2011-03-11 2013-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable resistance device, semiconductor device including the variable resistance device, and method of operating the semiconductor device
US8773888B2 (en) 2011-08-22 2014-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of operating semiconductor device including variable resistance device
US8902628B2 (en) 2011-06-09 2014-12-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Resistive memory device and sensing margin trimming method thereof
US8947905B2 (en) 2011-08-22 2015-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd Nonvolatile memory devices and methods of driving the same
US9196358B2 (en) 2012-10-29 2015-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory device using variable resistance material and method for driving the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7920405B2 (en) 2006-12-20 2011-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuits and methods for adaptive write bias driving of resistive non-volatile memory devices
KR100924206B1 (en) * 2008-06-09 2009-10-29 주식회사 하이닉스반도체 Phase change memory device
US8611131B2 (en) 2011-03-11 2013-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable resistance device, semiconductor device including the variable resistance device, and method of operating the semiconductor device
US8902628B2 (en) 2011-06-09 2014-12-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Resistive memory device and sensing margin trimming method thereof
US8773888B2 (en) 2011-08-22 2014-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of operating semiconductor device including variable resistance device
US8947905B2 (en) 2011-08-22 2015-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd Nonvolatile memory devices and methods of driving the same
US9196358B2 (en) 2012-10-29 2015-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory device using variable resistance material and method for driving the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100541816B1 (en) Data read circuits for use in semiconductor memory and method therefore
US7245526B2 (en) Phase change memory device providing compensation for leakage current
KR101887109B1 (en) Resistance changing memory device and therefor method of current trimming
KR101868920B1 (en) Resistive memory device and therefor method of sensing margin trimming
US7224598B2 (en) Programming of programmable resistive memory devices
US7248494B2 (en) Semiconductor memory device capable of compensating for leakage current
KR100597636B1 (en) Phase change Random Access Memory device
JP5052805B2 (en) Use bit specific reference levels to read memory
KR102237261B1 (en) Rram voltage compensation
KR101559445B1 (en) Phase change memory device and memory system having the same
TWI754450B (en) Memory device and method of providing write voltage
US20080165570A1 (en) Current Compliant Sensing Architecture for Multilevel Phase Change Memory
US8760939B2 (en) Memory sensing using temperature compensated initial currents
JP4786948B2 (en) PROGRAMMING METHOD, PHASE CHANGE MEMORY DEVICE, AND DRIVE CIRCUIT FOR PHASE CHANGE MEMORY WRITE OPERATION
KR20050118331A (en) Circuits for measure resistor distribution
KR20050118332A (en) Semiconductor memory apparatus
KR101242850B1 (en) System and method for mitigating reverse bias leakage
TWI751921B (en) Memory device and method for operating the same

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination