KR20060015924A - Semiconductor memory device and bitline sense amplifier offset voltage test method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 장치 및 그 비트라인 센스앰프 오프셋 전압 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리차지 시에 서로 다른 두 프리차지전압을 이용하여 비트라인바 전압레벨을 일정레벨로 고정시키고 비트라인 전압레벨을 가변하여 고정된 비트라인바를 기준으로 정확한 오프셋 전압값을 측정할 수 있도록 하여 오프셋 전압 특성을 용이하게 제어 및 개선할 수 있는 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for measuring a bit line sense amplifier offset voltage thereof, and more particularly, to fix a bit line bar voltage level to a predetermined level by using two different precharge voltages at the time of precharging. It is a technology that can easily control and improve the offset voltage characteristics by varying the voltage level so as to measure an accurate offset voltage value based on a fixed bit line bar.
이를 위한 본 발명은 균등화 제어신호에 따라 인접한 비트라인들 또는 인접한 비트라인바들 중에서 어느 하나를 균등화하는 균등화부와, 프리차지 제어신호에 의해 제어되어 정상모드에서는 상기 인접한 비트라인들 및 상기 비트라인바들을 각각 동일레벨의 프리차지전압으로 프리차지시키며, 테스트 모드에서는 상기 비트라인들 및 상기 비트라인바들을 각각 서로 다른 프리차지전압으로 프리차지시키는 프리차지부와, 상기 비트라인의 데이터를 센싱 및 증폭하는 센스앰프와, 상기 센스앰프의 출력 중에서 컬럼제어신호에 의해 선택된 비트라인의 데이터를 출력하는 출력제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.To this end, the present invention provides an equalization unit for equalizing any one of adjacent bit lines or adjacent bit line bars according to an equalization control signal, and a precharge control signal to control the adjacent bit lines and the bit line bars. Precharge voltage to the same level of precharge voltage, and in the test mode, a precharge unit for precharging the bit lines and the bit line bars with different precharge voltages, and sensing and amplifying data of the bit lines. And an output control unit for outputting data of the bit line selected by the column control signal among the outputs of the sense amplifier.
Description
도 1은 종래의 반도체 메모리 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a conventional semiconductor memory device.
도 2a 및 도 2b는 반도체 메모리 장치의 정상모드시의 동작 그래프.2A and 2B are graphs of operations in the normal mode of the semiconductor memory device.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 반도체 메모리 장치의 동작 그래프.4A and 4B are graphs illustrating operations of the semiconductor memory device of FIG. 3.
도 5는 도 3의 반도체 메모리 장치로부터 측정된 오프셋 전압의 그래프.FIG. 5 is a graph of offset voltage measured from the semiconductor memory device of FIG. 3. FIG.
본 발명은 반도체 메모리 장치 및 그 비트라인 센스앰프 오프셋 전압 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리차지 시에 서로 다른 두 프리차지전압을 이용하여 비트라인바 전압레벨을 일정레벨로 고정시키고 비트라인 전압레벨을 가변하여 고정된 비트라인바를 기준으로 정확한 오프셋 전압값을 측정할 수 있도록 하여 오프셋 전압 특성을 용이하게 제어 및 개선할 수 있는 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for measuring a bit line sense amplifier offset voltage thereof, and more particularly, to fix a bit line bar voltage level to a predetermined level by using two different precharge voltages at the time of precharging. It is a technology that can easily control and improve the offset voltage characteristics by varying the voltage level so as to measure an accurate offset voltage value based on a fixed bit line bar.
일반적으로, 반도체 메모리 장치는 다수의 메모리 셀(cell)에 데이터를 저장 하거나 저장된 데이터를 리드하기 위한 것으로서, 다수의 비트 라인 및 다수의 워드라인, 그 비트 라인 및 워드라인을 선택하는 회로, 및 다수의 센스앰프 등의 주변 회로를 포함한다.In general, a semiconductor memory device is for storing data or reading data in a plurality of memory cells, and includes a plurality of bit lines and a plurality of word lines, a circuit for selecting the bit lines and word lines, and a plurality of bit lines. Peripheral circuits such as sense amplifiers.
특히, 다수의 센스앰프 중 비트라인 센스앰프는 비트라인에 실린 데이터를 센싱 및 증폭하여 데이터 버스에 출력하고, 데이터 버스 센스앰프는 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 다시 센싱 및 증폭하여 데이터 출력버퍼로 출력한다. In particular, among the plurality of sense amplifiers, the bit line sense amplifier senses and amplifies the data on the bit line and outputs the data to the data bus, and the data bus sense amplifier senses and amplifies the data amplified by the bit line sense amplifier again and outputs the data. Output to the buffer.
여기서, 비트라인 센스앰프의 센싱 마진(sensing margin)은 디바이스 특성을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 센싱 마진은 여러가지 요소에 의해 영향을 받으나 특히 센스앰프의 최저 가능전압인 오프셋 전압(offset voltage)에 의해 영향을 받는다.Here, the sensing margin of the bit line sense amplifier is one of important factors for determining device characteristics. This sensing margin is affected by various factors, but in particular by the offset voltage, which is the lowest possible voltage of the sense amplifier.
도 1은 종래의 반도체 메모리 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a conventional semiconductor memory device.
종래의 반도체 메모리 장치는 균등화 제어부(10), 분리제어부(20), 프리차지부(30), 센스앰프(40), 및 출력제어부(50)를 구비한다.The conventional semiconductor memory device includes an
균등화 제어부(10)는 균등화 제어신호 BLEQH, BLEQL에 의해 제어되어 비트 라인쌍 BL, BLZ을 균등화시킨다. 이를 위해, 균등화 제어부(10)는 게이트에 균등화 제어신호 BLEQ가 인가되고, 비트 라인쌍 BL, BLZ 사이에 연결된 엔모스 트랜지스터 NM1를 구비한다.The
분리제어부(20)는 분리 제어신호 BISH, BISL에 의해 제어되어 메모리 셀 어레이 영역의 비트 라인 BL, BLZ과 센스 앰프 영역의 비트 라인 BL, BLZ을 각각 선택적으로 분리시킨다. 이를 위해, 분리 제어부(20)는 게이트에 분리 제어신호 BISH, BISL가 인가되고, 비트 라인 BL, BLZ에 각각 연결된 엔모스 트랜지스터 NM2, NM3를 구비한다.The
프리차지부(30)는 프리차지 제어신호 BLP에 의해 제어되어 프리차지 전압 VBLP으로 비트 라인 BL, BLZ을 프리차지 시킨다. 이를 위해, 프리차지부(30)는 게이트에 프리차지 제어신호 BLP가 인가되고, 일측 단자에 프리차지 전압 VBLP이 인가되고, 타측 단자가 비트 라인 BL, BLZ에 각각 연결된 엔모스 트랜지스터 NM4, NM5를 구비한다.The
센스앰프(40)는 센스 앰프 제어신호 SZ, RTO에 의해 제어되어 비트 라인 BL에 실린 데이터를 센싱 및 증폭한다. 이를 위해, 센스 앰프(40)는 피모스 트랜지스터 PM1, PM2과 엔모스 트랜지스터 NM6, NM7를 구비한다. 피모스 트랜지스터 PM1, PM2은 비트라인쌍 BL, BLZ 사이에 직렬연결되고 공통노드에 센스앰프 제어신호 RTO가 인가되고 각 게이트는 비트라인바 BLZ와 비트라인 BL에 각각 연결된다. 엔모스 트랜지스터 NM6, NM7는 비트라인쌍 BL, BLZ 사이에 직렬연결되고 공통노드에 센스앰프 제어신호 SZ가 인가되고 각 게이트는 비트라인바 BLZ와 비트라인 BL에 각각 연결된다.The
출력제어부(50)는 칼럼 선택신호 YI에 의해 제어되어 센스 앰프(40)에 의해 증폭된 데이터를 입출력 버스 SIO, SIOZ로 선택적으로 전송한다. 이를 위해, 출력 제어부(50)는 게이트에 칼럼 선택신호 YI가 인가되고 양단이 비트라인바 BLZ와 비트라인 BL에 연결되는 엔모스 트랜지스터들 NM8, NM9을 구비한다.The
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 도 1의 비트 라인 센스앰프의 동작을 설 명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the bit line sense amplifier of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.
도 2a는 반도체 메모리 장치의 정상모드시의 동작 그래프이고, 도 2b는 도 2a의 A 부분의 확대도이다.FIG. 2A is an operation graph of a semiconductor memory device in a normal mode, and FIG. 2B is an enlarged view of portion A of FIG. 2A.
먼저, 프리차지부(30)는 비트 라인을 프리차지 전압 VBLP(예를 들어, 내부 전원전압 VCC의 1/2)으로 프리차지 시키고, 균등화부(10)는 균등화 제어신호 BLEQ가 하이레벨로 인에이블되면, 선택된 메모리 셀과 연결된 비트 라인 BL과 비트라인바 BLZ 사이의 전압차를 없애기 위해 비트 라인쌍 BL, BLZ을 균등화시킨다.First, the
로오 디코더(미도시)가 외부에서 입력된 로오 어드레스를 분석하여 그 로오 어드레스에 해당하는 워드라인을 선택하고, 그 선택된 워드라인에 연결된 셀 트랜지스터(미도시)가 턴 온 되어 셀 캐패시터(미도시)와 비트 라인 캐패시터(미도시) 사이에 전하 분배가 일어나면서 선택된 메모리 셀이 연결된 비트 라인 BL과 비트라인바 BLZ 사이에 전위차이가 발생된다.A row decoder (not shown) analyzes an externally inputted row address to select a word line corresponding to the row address, and a cell transistor (not shown) connected to the selected word line is turned on so that a cell capacitor (not shown) is provided. Charge distribution occurs between the bit line capacitor (not shown) and a potential difference between the bit line BL and the bit line bar BLZ to which the selected memory cell is connected.
즉, 셀의 데이터가 하이레벨 값인 경우, 워드라인 WL이 활성화되면 셀에 저장되어 있는 전하는 비트라인 BL과 전하분배(charge sharing)된다. 그 후, 비트라인 BL은 비트라인바 BLZ에 비하여 센싱전압 Vs만큼 상승하고, 이 센싱전압 Vs이 오프셋 전압보다 커지면 센스앰프(40)가 구동하기 시작하여 비트라인 BL을 코아전압 VCORE 레벨로 증폭시키고 비트라인바 BLZ를 접지전압 VSS 레벨로 증폭시킨다.That is, when the data of the cell is a high level value, when the word line WL is activated, the charge stored in the cell is charged with the bit line BL. Thereafter, the bit line BL rises by the sensing voltage Vs compared to the bit line bar BLZ, and when the sensing voltage Vs becomes larger than the offset voltage, the
이때, 도 2b와 같이 센싱전압 Vs은 At this time, the sensing voltage Vs is
여기서, CBL은 비트라인 캐패시터 값이고, CS는 셀의 캐패시터값이다.Here, C BL is a bit line capacitor value and C S is a cell capacitor value.
즉, 센싱전압 Vs는 비트라인 캐패시터 값, 셀 캐패시터 값, 및 전원전압 VCC의 영향을 받는다.That is, the sensing voltage Vs is influenced by the bit line capacitor value, the cell capacitor value, and the power supply voltage VCC.
그런데, 종래의 반도체 메모리 장치는 동작 중 센싱전압 Vs이 오프셋 전압보다 작은 경우 센스앰프가 비정상적인 데이터를 증폭하여 오류가 발생하므로, 비트라인 센스앰프의 오프셋 전압을 정확히 알아야 한다.However, in the conventional semiconductor memory device, when the sensing voltage Vs is smaller than the offset voltage during operation, the sense amplifier amplifies abnormal data so that an error occurs. Therefore, the offset voltage of the bit line sense amplifier must be accurately known.
이를 위해, 종래에는 캐패시터 플레이트 전압(capacitor plate voltage) VCP의 제어를 이용한 VCP 범프 테스트(VCP BUMP TEST)방법을 사용하여 비트라인 센스앰프의 오프셋 전압을 측정해왔다.To this end, the offset voltage of the bit line sense amplifier has been conventionally measured by using a VCP BUMP TEST method using a control of a capacitor plate voltage VCP.
VCP 범프 테스트 방법은 리드/라이트 동작 시에 캐패시터 플레이트 전압 VCP을 조절하여 VCP만큼의 변화량에 따라 센스앰프의 센싱전압을 조절함으로써 센스앰프의 오프셋 전압을 측정한다.The VCP bump test method measures the offset voltage of the sense amplifier by adjusting the capacitor plate voltage VCP during read / write operation by adjusting the sensing voltage of the sense amplifier according to the change amount of VCP.
그러나, 상기와 같은 방법은 VCP 변화량이 모든 셀에 동등하게 적용된다는 가정에서 오프셋 전압을 측정하므로, 셀 어레이 내의 캐패시터의 용량의 변동, 스토리지 노드(storage node) RC, 및 셀의 문턱전압 등이 변하는 경우 센싱전압 Vs이 변하게 되어 정확한 오프셋 전압을 측정할 수 없는 문제점이 있다.However, the above-described method measures the offset voltage under the assumption that the VCP variation is equally applied to all the cells, so that the capacitance of the capacitor in the cell array, the storage node RC, and the threshold voltage of the cell change. In this case, there is a problem in that the sensing voltage Vs is changed so that an accurate offset voltage cannot be measured.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 서로 다른 두 비트라인 프리차지전압을 이용하여 인접한 비트라인바의 전압레벨을 일정레벨로 고정시키고 비트라인 전압레벨을 가변하여 오프셋 전압을 측정함으로써 셀 캐패시터의 용량의 변동, 스토리지 노드(storage node) RC, 및 셀의 문턱전압 등의 변화와 무관하게 비트라인 센스앰프의 오프셋 전압을 정확히 측정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, by using the two different bit line precharge voltage to fix the voltage level of the adjacent bit line bar to a constant level and to vary the bit line voltage level to measure the offset voltage Therefore, the purpose of the present invention is to accurately measure an offset voltage of a bit line sense amplifier regardless of a change in capacity of a cell capacitor, a storage node RC, and a change in a threshold voltage of a cell.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치는, 균등화 제어신호에 따라 인접한 비트라인들 또는 인접한 비트라인바들 중에서 어느 하나를 균등화하는 균등화부와, 프리차지 제어신호에 의해 제어되어 정상모드에서는 상기 인접한 비트라인들및 상기 비트라인바들을 각각 동일레벨의 프리차지전압으로 프리차지시키며, 테스트 모드에서는 상기 비트라인들 및 상기 비트라인바들을 각각 서로 다른 프리차지전압으로 프리차지시키는 프리차지부와, 상기 비트라인의 데이터를 센싱 및 증폭하는 센스앰프와, 상기 센스앰프의 출력 중에서 컬럼제어신호에 의해 선택된 비트라인의 데이터를 출력하는 출력제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including an equalizer for equalizing any one of adjacent bit lines or adjacent bit line bars according to an equalization control signal, and controlled by a precharge control signal. A precharge unit which precharges adjacent bit lines and the bit line bars with a precharge voltage having the same level, and in the test mode, precharges the bit lines and the bit line bars with different precharge voltages; And a sense amplifier for sensing and amplifying the data of the bit line, and an output control unit for outputting data of the bit line selected by the column control signal among the outputs of the sense amplifier.
본 발명의 비트라인 센스앰프 오프셋 전압 측정 방법은, 테스트 모드시에 서로 다른 프리차지전압 중 하나로 비트라인바를 일정레벨로 고정시키고 다른 하나를 가변하여 비트라인을 프리차지시키는 제 1 단계와, 상기 비트라인과 상기 비트라인바의 전위차를 센싱하여 데이터를 출력하는 제 2 단계와, 상기 출력된 데이터에 따라 상기 제 1 단계 및 제 2 단계를 반복하여 오프셋 전압을 측정하는 제 3 단계와, 상기 테스트 모드를 빠져나와 상기 정상모드의 리드 동작 모드로 진입하는 제 4 단 계를 포함함을 특징으로 한다.The bit line sense amplifier offset voltage measuring method of the present invention includes a first step of fixing a bit line bar at a predetermined level with one of different precharge voltages in a test mode, and changing the other to precharge the bit line; A second step of outputting data by sensing a potential difference between a line and the bit line bar, a third step of repeating the first step and the second step according to the output data, and measuring the offset voltage; and the test mode It is characterized in that it comprises a fourth step of exiting to enter the read mode of the normal mode.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센스앰프를 포함하는 반도체 메모리 장치의 회로도이다. 3 is a circuit diagram of a semiconductor memory device including a sense amplifier in accordance with an embodiment of the present invention.
종래의 반도체 메모리 장치는 균등화 제어부(100), 분리제어부(200), 프리차지부(300, 301), 센스앰프(400), 및 출력제어부(500)를 구비한다.The conventional semiconductor memory device includes an
균등화 제어부(100)는 균등화 제어신호 BLEQH, BLEQL에 의해 제어되어 인접한 비트 라인들 BL 및 인접한 비트라인바들 BLZ을 균등화시킨다. 이를 위해, 균등화 제어부(100)는 게이트에 균등화 제어신호 BLEQH, BLEQL가 인가되고, 인접한 비트라인들 BL 및 인접한 비트라인바들 BLZ 사이에 연결된 엔모스 트랜지스터 NM11를 구비한다.The
분리제어부(200)는 분리 제어신호 BISH, BISL에 의해 제어되어 메모리 셀 어레이 영역의 비트 라인쌍 BL, BLZ과 센스 앰프 영역의 비트 라인쌍 BL, BLZ을 각각 선택적으로 분리시킨다. 이를 위해, 분리 제어부(20)는 게이트에 분리 제어신호 BISH, BISL가 인가되고, 비트 라인쌍 BL, BLZ에 각각 연결된 엔모스 트랜지스터 NM12, NM13를 구비한다.The
프리차지부(300, 301)는 게이트에 프리차지 제어신호 BLP가 인가되고, 일측 단자에 프리차지 전압 VBLP0, VBLP1이 인가되고, 타측 단자가 비트 라인들 BL 및 비트라인바들 BLZ에 각각 연결된 엔모스 트랜지스터 NM14, NM15를 구비한다. 이때, 프리차지부(300)는 프리차지 제어신호 BLP에 의해 제어되어 프리차지 전압 VBLP0으로 인접한 두 비트 라인 BL을 프리차지 시키고, 프리차지부(301)는 프리차지 제어신호 BLP에 의해 제어되어 프리차지 전압 VBLP1으로 인접한 두 비트라인바 BLZ를 프리차지 시킨다.In the
따라서, 오프셋 전압 측정 모드시에 비트라인바 BLZ는 프리차지전압 VBLP1레벨로 고정시키고 비트라인 BL는 프리차지전압 VBLP0을 가변하여 센싱전압 Vs을 변화시키면서 오프셋 전압을 측정할 수 있다.Accordingly, in the offset voltage measurement mode, the bit line bar BLZ is fixed at the precharge voltage VBLP1 level, and the bit line BL may change the precharge voltage VBLP0 to change the sensing voltage Vs while measuring the offset voltage.
센스앰프(400)는 센스앰프 제어신호 SZ, RTO에 의해 제어되어 비트 라인 BL에 실린 데이터를 센싱 및 증폭한다. 이를 위해, 센스 앰프(400)는 피모스 트랜지스터 PM11, PM12 엔모스 트랜지스터 NM16, NM17를 구비한다. 피모스 트랜지스터 PM11, PM12은 비트라인쌍 BL, BLZ 사이에 직렬연결되고 공통노드에 센스앰프 제어신호 RTO가 인가되고 각 게이트는 비트라인바 BLZ와 비트라인 BL에 각각 연결된다. 엔모스 트랜지스터 NM16, NM17는 비트라인쌍 BL, BLZ 사이에 직렬연결되고 공통노드에 센스앰프 제어신호 SZ가 인가되고 각 게이트는 비트라인바 BLZ와 비트라인 BL에 각각 연결된다.The
출력제어부(500)는 칼럼 선택신호 YI에 의해 제어되어 센스 앰프(400)에 의해 증폭된 데이터를 입출력 버스 SIO, SIOZ로 선택적으로 전송한다. 이를 위해, 출력 제어부(500)는 게이트에 칼럼 선택신호 YI가 인가되고 드레인이 비트라인쌍 BL, BLZ에 각각 연결되는 엔모스 트랜지스터들 NM18, NM19을 구비한다.The
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 도 3의 비트 라인 센스앰프의 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the bit line sense amplifier of FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
도 4a는 반도체 메모리 장치의 정상모드시의 동작 그래프이고, 도 4b는 도 2a의 B 부분의 확대도이다.4A is an operation graph of the semiconductor memory device in the normal mode, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion B of FIG. 2A.
먼저, 정상모드시와 같이 프리차지부(300, 301)는 비트 라인쌍을 동일레벨의 프리차지 전압 VBLP0, VBLP1(VCC/2) 레벨로 프리차지시키고, 균등화부(10)는 균등화제어신호 BLEQ에 따라 선택된 메모리 셀과 연결된 비트 라인과 비트라인바 사이의 전압차를 없애기 위해 두 비트 라인을 균등화시킨다.First, as in the normal mode, the
그 후, 도 4b와 같이, 비트라인 센스앰프의 오프셋 전압 측정을 위해 테스트 모드로 진입한다. 테스트 모드로 진입하면 비트라인바 BLZ는 프리차지전압 VBLP1레벨로 프리차지시키고 비트라인 BL은 프리차지전압 VBLP0레벨로 프리차지시킨다. 이때, 프리차지전압 VBLP1은 일정레벨로 고정시키고 프리차지전압 VBLP0은 가변시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 4B, the test mode is entered to measure the offset voltage of the bit line sense amplifier. Upon entering the test mode, the bit line bar BLZ precharges to the precharge voltage VBLP1 level and the bit line BL precharges to the precharge voltage VBLP0 level. At this time, the precharge voltage VBLP1 is fixed at a constant level and the precharge voltage VBLP0 is changed.
이와같이, 일정레벨로 고정된 비트라인바 BLZ를 기준으로 비트라인 BL 전압레벨을 가변하면서 출력되는 데이터가 올바른 데이터인지를 판단하여 셀 캐패시터 용량, 스토리지 노드 RC, 및 셀 문턱전압의 변동 등과 무관하게 오프셋 전압을 측정할 수 있다.As described above, the bit line BL voltage level is varied based on the fixed bit line bar BLZ, and the output data is determined to be correct data, thereby offsetting the cell capacitor capacity, the storage node RC, and the cell threshold voltage. The voltage can be measured.
다만, 프리차지전압 VBLP1은 고정시키고 프리차지전압 VBLP0을 가변하여 센싱마진을 측정하는 예를 설명하고 있으나, 프리차지전압 VBLP0을 고정시키고 프리 차지전압 VBLP1을 가변하여 센싱마진을 측정할 수도 있다.The sensing margin is measured by fixing the precharge voltage VBLP1 and varying the precharge voltage VBLP0. However, the sensing margin may be measured by fixing the precharge voltage VBLP0 and varying the precharge voltage VBLP1.
그 후, 로오 디코더(미도시)가 외부에서 입력된 로오 어드레스를 분석하여 그 로오 어드레스에 해당하는 워드라인을 선택하고, 그 선택된 워드라인에 연결된 셀 트랜지스터(미도시)가 턴 온 되어 셀 캐패시터(미도시)와 비트 라인 캐패시터 사이에 전하 분배(charge sharing)가 되어 선택된 메모리 셀과 연결된 비트 라인과 비트라인바 사이에 전위차이가 발생된다. 그 후, 비트라인 BL은 비트라인바 BLZ에 비하여 센싱전압 Vs만큼 상승하고 비트라인 BL은 코아전압 VCORE 레벨로 증폭되고 비트라인바 /BL1는 접지전압 VSS 레벨로 증폭된다.Thereafter, the row decoder (not shown) analyzes an externally inputted row address to select a word line corresponding to the row address, and a cell transistor (not shown) connected to the selected word line is turned on to display a cell capacitor ( Charge sharing between the bit line capacitor and the bit line capacitor to generate a potential difference between the bit line and the bit line bar connected to the selected memory cell. Thereafter, the bit line BL is increased by the sensing voltage Vs compared to the bit line bar BLZ, the bit line BL is amplified to the core voltage VCORE level, and the bit line bar / BL1 is amplified to the ground voltage VSS level.
그 후, 센스앰프 제어신호 RTO, SZ가 인에이블되면, 즉 센스앰프 제어신호 RTO는 하이 레벨 VDD이 되고, 센스앰프 제어신호 SZ는 로우 레벨 VSS이 되어 비트 라인 센스앰프가 동작하여 선택된 메모리 셀이 연결된 비트 라인과 비트라인바 사이의 전위차이를 센싱하여 증폭한다.Thereafter, when the sense amplifier control signals RTO and SZ are enabled, that is, the sense amplifier control signal RTO becomes the high level VDD, and the sense amplifier control signal SZ becomes the low level VSS so that the bit line sense amplifier operates to select the selected memory cell. It senses and amplifies the potential difference between the connected bit line and the bit line bar.
따라서, 비트 라인 센스앰프(40)는 선택된 메모리 셀이 연결된 비트 라인 BL을 센스 앰프 제어신호 SZ에 의해 로우 레벨 VSS로 만들고, 비트라인바 BLZ을 센스 앰프 제어신호 RTO에 의해 하이 레벨 VDD로 만든다.Accordingly, the bit
이어서, 칼럼 디코더(미도시)에 의해 칼럼 어드레스가 분석되어 그 칼럼 어드레스에 해당하는 칼럼 제어신호 YI가 하이 레벨로 인에이블되면, 비트 라인 센스 앰프에 의해 비트 라인에 실린 증폭된 데이터가 데이터 버스에 전송된다.Subsequently, when the column address is analyzed by a column decoder (not shown) and the column control signal YI corresponding to the column address is enabled at a high level, the amplified data carried on the bit line by the bit line sense amplifier is transferred to the data bus. Is sent.
외부의 테스트 장비는 이렇게 증폭된 데이터 값이 올바른 값인지를 판단하여, 올바른 값이 아닌 경우는 오프셋 전압이 센싱전압 Vs보다 큰 경우이므로, 비트 라인에 인가되는 프리차지전압 VBLP0을 더 큰 레벨로 조절한다.The external test equipment determines whether the amplified data value is the correct value, and if it is not the correct value, the offset voltage is larger than the sensing voltage Vs, so that the precharge voltage VBLP0 applied to the bit line is adjusted to a larger level. do.
이와같이, 출력되는 데이터값이 올바른 값인지를 판단하여 그 결과에 따라 프리차지전압 VBLP0을 가변하여 올바른 데이터가 나올때까지 상기 과정을 반복하여 디램의 정상동작이 가능한 최소 셀 데이터의 전압 즉, 오프셋 전압을 정확히 측정할 수 있다.In this way, it is determined whether the output data value is the correct value, and the precharge voltage VBLP0 is varied according to the result, and the above process is repeated until the correct data is obtained. Thus, the voltage of the minimum cell data capable of the normal operation of the DRAM, that is, the offset voltage is determined. You can measure accurately.
상기와 같은 방식으로 오프셋 전압을 정확히 측정한 후, 테스트 모드를 빠져나와 정상모드로 다시 진입하여 리드동작을 수행한다.After accurately measuring the offset voltage in the same manner as described above, the test mode exits and returns to the normal mode to perform the read operation.
즉, 도 4와 같이, 테스트 모드 시에 비트라인바 BLZ를 프리차지전압 VBLP1(VCC/2)레벨로 고정시키고 비트라인 BL을 프리차지전압 VBLP0을 가변함으로써, 서로 다른 프리차지전압의 차(VBLP0 -VBLP1)가 오프셋 전압 Vs이 된다. That is, as shown in FIG. 4, in the test mode, the bit line bar BLZ is fixed to the precharge voltage VBLP1 (VCC / 2) level, and the bit line BL is changed to the precharge voltage VBLP0, whereby the difference between the different precharge voltages (VBLP0) is obtained. -VBLP1) becomes the offset voltage Vs.
이와같이, 일정레벨로 고정된 비트라인바 BLZ를 기준으로 비트라인 전압레벨을 가변하여 오프셋 전압을 측정함으로써, 캐패시터의 용량의 변동, 스토리지 노드(storage node) RC, 및 셀의 문턱전압 등의 변화와 무관하게 프리차지전압의 차(VBLP0 -VBLP1)는 일정하게 되므로 도 5와 같이 정확한 오프셋 전압 Vs을 측정할 수 있다. 도 5와 같이, 이상적인 오프셋 전압 C와 측정된 오프셋 전압 D의 그래프가 거의 유사함을 알 수 있다.As such, by measuring the offset voltage by varying the bit line voltage level based on the fixed bit line bar BLZ, the change in the capacitance of the capacitor, the storage node RC, and the threshold voltage of the cell are performed. Regardless, since the difference between the precharge voltages VBLP0 to VBLP1 is constant, the accurate offset voltage Vs can be measured as shown in FIG. 5. As shown in FIG. 5, it can be seen that the graphs of the ideal offset voltage C and the measured offset voltage D are almost similar.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 두 프리차지전압을 이용하여 오프셋 전압을 정확히 측정하여 오프셋 전압 특성을 개선함으로써 센스앰프의 센싱 능력을 향상시키는 효과가 있다. As described above, the present invention has the effect of improving the sensing capability of the sense amplifier by accurately measuring the offset voltage using two different precharge voltages to improve the offset voltage characteristics.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, replacements and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040064316A KR20060015924A (en) | 2004-08-16 | 2004-08-16 | Semiconductor memory device and bitline sense amplifier offset voltage test method thereof |
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KR1020040064316A KR20060015924A (en) | 2004-08-16 | 2004-08-16 | Semiconductor memory device and bitline sense amplifier offset voltage test method thereof |
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KR1020040064316A KR20060015924A (en) | 2004-08-16 | 2004-08-16 | Semiconductor memory device and bitline sense amplifier offset voltage test method thereof |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100716663B1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-05-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | Circuit for controlling a pre-charge of semiconductor memory device |
KR100781854B1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-12-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor memory device |
KR100818103B1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-04-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | Voltage control circuit, voltage control method and a semiconductor memory device having the voltage control circuit |
-
2004
- 2004-08-16 KR KR1020040064316A patent/KR20060015924A/en not_active Application Discontinuation
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