KR20060030170A - Memory device of semiconductor - Google Patents

Memory device of semiconductor Download PDF

Info

Publication number
KR20060030170A
KR20060030170A KR1020040078952A KR20040078952A KR20060030170A KR 20060030170 A KR20060030170 A KR 20060030170A KR 1020040078952 A KR1020040078952 A KR 1020040078952A KR 20040078952 A KR20040078952 A KR 20040078952A KR 20060030170 A KR20060030170 A KR 20060030170A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit line
line
plate
memory device
semiconductor memory
Prior art date
Application number
KR1020040078952A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
옥승한
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
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 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020040078952A priority Critical patent/KR20060030170A/en
Publication of KR20060030170A publication Critical patent/KR20060030170A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4091Sense or sense/refresh amplifiers, or associated sense circuitry, e.g. for coupled bit-line precharging, equalising or isolating
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4094Bit-line management or control circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4097Bit-line organisation, e.g. bit-line layout, folded bit lines
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/06Arrangements for interconnecting storage elements electrically, e.g. by wiring
    • G11C5/063Voltage and signal distribution in integrated semi-conductor memory access lines, e.g. word-line, bit-line, cross-over resistance, propagation delay

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 반도체 메모리 장치의 플레이트 라인을 비트라인 및 비트라인 바와 대응되도록 분리시켜 형성함으로써, 고집적화된 반도체 메모리 장치에서 노이즈를 방지함과 동시에 tRCD값의 지연 없이 메모리 셀의 데이타를 증폭시킬 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공한다.
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, by separating plate lines of semiconductor memory devices to correspond to bit lines and bit line bars, thereby preventing noise in a highly integrated semiconductor memory device and without delaying a tRCD value. A semiconductor memory device capable of amplifying data of a memory cell is provided.

폴디드, 비트라인, tRCD, 센싱, 증폭.Folded, bitline, tRCD, sensing, amplification.

Description

반도체 메모리 장치{Memory device of semiconductor} Semiconductor memory device             

도 1은 종래의 준(quasi) 폴디드 비트라인 구조를 갖는 반도체 메모리 장치에 따른 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a sensing method according to a semiconductor memory device having a conventional quasi folded bit line structure.

도 2는 도 1의 동작 설명을 위한 타이밍도이다.FIG. 2 is a timing diagram for describing the operation of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치이다.3 is a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a sensing method of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
5 is a timing diagram for describing an operation of FIG. 4.

- 도면의 주요 부분에 대한 설명 -Description of the main parts of the drawing-

100a : 제1 메모리 셀 어레이 100b : 제2 메모리 셀 어레이100a: first memory cell array 100b: second memory cell array

S : 메모리 셀 120 : 센스 앰프S: memory cell 120: sense amplifier

130 : 제1 등화 회로 140 : 제2 등화 회로130: first equalization circuit 140: second equalization circuit

300 : 센싱 회로 S1 : 제1 스위치300: sensing circuit S1: first switch

S2 : 제2 스위치 S3 : 제3 스위치S2: second switch S3: third switch

ISO1 : 제1 제어 신호 ISO2 : 제2 제어 신호 ISO1: first control signal ISO2: second control signal                 

ISO3 : 제3 제어 신호 BL1, BL2, BL3 : 비트라인ISO3: third control signal BL1, BL2, BL3: bit line

/BL1, /BL2, /BL3 : 비트라인 바 / BL1, / BL2, / BL3: Bitline Bars

PL1, PL2, PL3, PL11, PL12, PL13 : 플레이트 라인Plate line: PL1, PL2, PL3, PL11, PL12, PL13

WL1, WL2, WL11, WL12 : 워드라인
WL1, WL2, WL11, WL12: word line

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 고집적화된 반도체 메모리 장치에서 노이즈를 방지함과 동시에 tRCD값의 지연 없이 메모리 셀의 데이타를 증폭시킬 수 있는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device capable of amplifying data in a memory cell without delay of a tRCD value while preventing noise in a highly integrated semiconductor memory device.

반도체 메모리 장치는 다수의 메모리 셀로 이루어지며 각 메모리 셀은 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터로 이루어진다. 이러한 반도체 메모리 장치는 그 구현 방법에 따라, 폴디드 비트라인 구조와 오픈 비트라인 구조로 나눌 수 있다. 최소 셀 크기가 4F2/6F2인 고집적 디램 셀 구현시 오픈 비트라인 구조를 사용하는데 이는 비트라인 센싱 노이즈에 취약하다는 단점이 있다. 따라서, 종래에는 상기 오픈 비트라인 구조의 단점을 보완하고자 오픈 비트라인 구조에서 센싱시의 레퍼런스 라인을 플레이트 라인으로 하는 준(quasi) 폴디드 비트라인 구조가 제안되었다. The semiconductor memory device is composed of a plurality of memory cells, each memory cell consisting of one transistor and one capacitor. Such a semiconductor memory device may be divided into a folded bit line structure and an open bit line structure according to an implementation method thereof. An open bitline structure is used to implement a highly integrated DRAM cell with a minimum cell size of 4F 2 / 6F 2 , which has the disadvantage of being susceptible to bit line sensing noise. Accordingly, a quasi folded bit line structure has been proposed in which an open bit line structure has a reference line for sensing as a plate line to compensate for the disadvantage of the open bit line structure.

도 1은 종래의 준 폴디드 비트라인 구조를 갖는 반도체 메모리 장치에 따른 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a sensing method according to a semiconductor memory device having a conventional semi-folded bit line structure.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 셀 어레이(10)와 센스 앰프(20) 및 등화 회로(30)로 구성된다. 메모리 셀 어레이(10)는 비트라인(BL)과 플레이트 라인(PL) 간에 접속된 복수의 메모리 셀(S)을 포함한다. 하나의 메모리 셀(S)은 비트라인(BL)과 플레이트 라인(PL) 간에 직렬 접속된 셀 트랜지스터(Q) 및 캐패시터(C)로 구성된다. 이 때, 셀 트랜지스터(Q)의 게이트가 워드라인이 된다. 또한, 플레이트 라인(PL)과 센스 앰프(20) 간에 분리 트랜지스터(S1)가 접속되고, 비트라인(BL)과 비트라인 바(/BL) 간에 분리 트랜지스터(S2)가 접속되며, 비트라인(BL)과 센스 앰프(20) 간에 분리 트랜지스터(S3)가 접속된다. 분리 트랜지스터(S1)는 분리신호(ISO1)에 의해 턴온되고, 분리 트랜지스터(S2)는 분리신호(ISO2)에 의해 턴온되며, 분리 트랜지스터(S3)는 분리신호(ISO3)에 의해 턴온된다. 등화회로(30)는 등화신호(BLEQB)에 의해 제어되는 트랜지스터(T1, T2 및 T3)로 이루어져, 비트라인(BL)과 비트라인 바(/BL) 및 플레이트 라인(PL)을 Vcore/2로 프리차지시킨다. 이 때, 플레이트 라인(PL)은 평판 형태로 비트라인(BL)과 비트라인 바(/BL) 상에 하나로 연결되어 형성된다. 따라서, 종래에는 메모리 셀(S)의 데이터를 센싱하기 위해 비트라인(BL) 및 비트라인 바(/BL)가 공유하는 하나의 플레이트 라인(PL)을 분리시키기 위한 스위칭 작업이 이루어진 후에야 증폭이 가능하다는 단점이 있다.As shown in FIG. 1, a semiconductor memory device according to the related art includes a memory cell array 10, a sense amplifier 20, and an equalization circuit 30. The memory cell array 10 includes a plurality of memory cells S connected between a bit line BL and a plate line PL. One memory cell S includes a cell transistor Q and a capacitor C connected in series between the bit line BL and the plate line PL. At this time, the gate of the cell transistor Q becomes a word line. In addition, the isolation transistor S1 is connected between the plate line PL and the sense amplifier 20, and the isolation transistor S2 is connected between the bit line BL and the bit line bar / BL, and the bit line BL is connected. ) And the sense transistor 20 are connected to the isolation transistor S3. The isolation transistor S1 is turned on by the isolation signal ISO1, the isolation transistor S2 is turned on by the isolation signal ISO2, and the isolation transistor S3 is turned on by the isolation signal ISO3. The equalization circuit 30 is composed of transistors T1, T2 and T3 controlled by the equalization signal BLEQB, so that the bit line BL, the bit line bar / BL and the plate line PL are set to Vcore / 2. Precharge. In this case, the plate line PL is connected to one of the bit line BL and the bit line bar / BL in the form of a flat plate. Therefore, in the related art, amplification is possible only after a switching operation is performed to separate one plate line PL shared by the bit line BL and the bit line bar / BL to sense data of the memory cell S. The disadvantage is that.

도 2의 타이밍도를 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 센싱 방법을 설명하기로 한다.A sensing method of a semiconductor memory device according to the prior art will be described with reference to the timing diagram of FIG. 2.

도 2를 참조하면, 프리차지 구간(~t0; ISO1, ISO2, ISO3 및 BLEQB가 하이상태인 구간)에서는 비트라인(BL)과 비트라인 바(/BL) 및 플레이트 라인(PL)을 모두 Vcore/2로 프리차지시킨다. 센싱 구간(t0~t1)에서는 비트라인(BL)과 플레이트 라인(PL) 간의 전압을 센싱한다. 이 때, 도 1의 메모리 셀(S)에 "0"이라는 데이터가 저장되어 있다고 가정하면, 비트라인(BL)의 전위가 ΔVL만큼 낮아진다. 그리고 증폭 구간(t1~t2)에서는 센싱된 데이터를 증폭시키기 위해 센스앰프파워(SAP)를 하이상태로 하고 분리 트랜지스터(S1)를 턴오프시키는 반면, 분리 트랜지스터(S2)를 턴온시킨다. 그러면, 비트라인(BL) 전위는 하강하고 비트라인 바(/BL)의 전위는 상승함으로써 증폭이 이루어진다. 이와 같이, 종래에는 플레이트 라인(PL)이 비트라인(BL) 및 이에 인접한 비트라인 바(/BL) 상에 하나의 평판으로 형성되어, 비트라인(BL)과 비트라인 바(/BL)가 하나의 플레이트 라인(PL)을 공유하게 됨에 따라, 플레이트 라인(PL)을 분리시키기 위한 분리 트랜지스터(S1)의 턴오프 동작과 비트라인 바(/BL)와 센스 앰프(20)의 연결을 위한 분리 트랜지스터(S2)의 턴온 동작이 이루어진 후에야 증폭이 가능하다는 문제점이 있다. 이는 반도체 메모리 소자에서의 tRCD(Time between Ras & Cas access)값의 지연요소로 작용한다.
Referring to FIG. 2, in the precharge period (˜t0; the period in which the ISO1, ISO2, ISO3, and BLEQB are high states), Vcore / Precharge to 2. In the sensing period t0 to t1, a voltage between the bit line BL and the plate line PL is sensed. At this time, assuming that data "0" is stored in the memory cell S of FIG. 1, the potential of the bit line BL is lowered by ΔV L. In the amplification period t1 to t2, the sense amplifier power SAP is turned high to turn off the isolation transistor S1 while the isolation transistor S2 is turned on to amplify the sensed data. Then, amplification is performed by lowering the bit line BL potential and increasing the potential of the bit line bar / BL. As described above, the plate line PL is conventionally formed as one flat plate on the bit line BL and the bit line bar / BL adjacent thereto, so that the bit line BL and the bit line bar / BL are one. As the plate lines PL are shared, the turn-off operation of the isolation transistor S1 for separating the plate lines PL and the isolation transistor for connecting the bit line bar / BL and the sense amplifier 20 are performed. There is a problem that amplification is possible only after the turn-on operation of S2 is performed. This acts as a delay factor of the time between Ras & Cas access (tRCD) value in the semiconductor memory device.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고집적화된 반도체 메모리 장치에서 노이즈를 방지함과 동시에 tRCD값의 지연 없이 메모리 셀의 데이타를 증폭시킬 수 있는 준 폴디드 비트라인 구조의 반도체 메모리 장치를 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semi-folded bit line structure semiconductor memory capable of amplifying data in a memory cell without delay of tRCD value while preventing noise in a highly integrated semiconductor memory device. To provide a device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 복수의 워드 라인과 비트라인 및 복수의 워드 라인과 비트라인 바에 연결된 다수의 메모리 셀을 포함하고, 상기 메모리 셀의 셀 캐패시터의 플레이트 전극에 연결된 플레이트 라인을 포함하는 복수의 메모리 셀 어레이 및 이웃하는 두 메모리 셀 어레이를 페어로 상기 메모리 셀들에 저장된 데이터를 센싱 및 증폭하는 복수의 센싱회로를 포함하고, 상기 플레이트 라인을 상기 비트라인에 대응되도록 분리시켜 구현하는 반도체 메모리 장치를 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, a plate comprising a plurality of word lines and bit lines and a plurality of memory cells connected to the plurality of word lines and bit line bars, the plate connected to the plate electrode of the cell capacitor of the memory cell And a plurality of sensing circuits for sensing and amplifying data stored in the memory cells in pairs of a plurality of memory cell arrays including lines and two neighboring memory cell arrays, and separating the plate lines to correspond to the bit lines. A semiconductor memory device is provided.

상기 센싱회로는, 제1 등화신호에 따라 상기 비트라인과 플레이트 라인 및 비트라인 바에 분배전압을 프리차지시키기 위한 제1 등화회로와, 상기 비트라인과 플레이트 라인의 연결을 스위칭하는 제1 스위치와, 상기 비트라인과 비트라인 바의 연결을 스위칭하는 제2 스위치와, 상기 제1 스위치를 통해 상기 비트라인과 플레이트 라인을 분리시키기 전에 상기 메모리 셀의 데이터를 센싱 및 증폭하는 센스 앰프 및 상기 센스 앰프와 비트라인과의 연결을 스위칭하는 제3 스위치를 포함한다.The sensing circuit may include: a first equalization circuit for precharging a divided voltage to the bit line, the plate line, and the bit line bar according to a first equalization signal, a first switch for switching the connection of the bit line and the plate line; A second switch for switching the connection between the bit line and the bit line bar, a sense amplifier and the sense amplifier for sensing and amplifying data of the memory cell before separating the bit line and the plate line through the first switch; And a third switch for switching the connection with the bit line.

상기 센싱회로는 제2 등화신호에 따라 상기 플레이트 라인을 프리차지하기 위한 제2 등화회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The sensing circuit may further include a second equalization circuit for precharging the plate line according to a second equalization signal.                     

상기 제1 스위치는 상기 센스 앰프와 플레이트 라인 간에 접속된 트랜지스터로 구성된다.The first switch consists of a transistor connected between the sense amplifier and the plate line.

상기 제2 스위치는 상기 비트라인 바와 제1 등화회로 간에 접속된 트랜지스터로 구성된다.The second switch consists of a transistor connected between the bit line bar and the first equalization circuit.

상기 제3 스위치는 상기 비트라인과 상기 센스 앰프 간에 접속된 트랜지스터로 구성된다.The third switch is composed of a transistor connected between the bit line and the sense amplifier.

즉, 본 발명은 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 캐패시터에 연결되는 플레이트 라인을 비트라인 및 비트라인 바에 대응되는 구조로 분리시켜 형성함으로써, 비트라인과 비트라인 바의 데이터 센싱을 위한 비트라인과 플레이트 라인의 분리 동작을 진행하기 전에, 비트라인과 플레이트 라인의 전위차를 증폭시킬 수 있도록 한다. 따라서, 반도체 메모리 소자의 노이즈를 방지함과 동시에 tRCD의 지연 없이 메모리 셀의 데이타를 증폭시킬 수 있는 준 폴디드 비트라인 구조의 반도체 메모리 장치 및 그 센싱 방법을 구현할 수 있게 한다.
That is, the present invention is formed by separating the plate line connected to the memory cell capacitor of the semiconductor memory device into a structure corresponding to the bit line and the bit line bar, so that the bit line and the plate line for data sensing of the bit line and the bit line bar are formed. Before proceeding with the separation operation, the potential difference between the bit line and the plate line can be amplified. Accordingly, a semiconductor memory device having a quasi-folded bit line structure capable of amplifying data of a memory cell without delay of tRCD and preventing noise of the semiconductor memory device can be implemented.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited to these examples.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치이다.3 is a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 제1 및 제2 메모리 셀 어레이(100a, 100b)와, 제1 및 제2 메모리 셀 어레이 (100a와 100b)를 페어로 복수의 메모리 셀(S)들에 저장된 데이터를 센싱 및 증폭하는 다수의 센싱회로(300)를 포함한다. 제1 메모리 셀 어레이(100a)는 복수의 워드라인(WL1, WL2, ...)과 워드라인(WL1, WL2, ...)에 수직한 방향으로 형성된 비트라인(BL1, BL2, BL3, ...)을 포함한다. 제2 메모리 셀 어레이(100b) 또한 복수의 워드라인(WL11, WL12, ...)과 워드라인(WL11, WL12, ...)에 수직한 방향으로 형성된 비트라인 바(/BL1, /BL2, /BL3, ...)를 포함한다. 제1 메모리 셀 어레이(100a)의 워드라인(WL1, WL2, ...)과 비트라인(BL1, BL2, BL3, ...) 간에는 복수의 메모리 셀(S)이 접속된다. 또한, 각각의 비트라인(BL1, BL2, BL3, ...)에 대응하며 서로 분리된 플레이트 라인(PL1, PL2, PL3, ...)이 제공되는데, 각 플레이트 라인(PL1, PL2, PL3, ...)은 메모리 셀(S) 캐패시터(C)의 플레이트 전극에 연결된다. 예를 들면, 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1) 간에 메모리 셀(S)이 접속되고 각 메모리 셀(S)의 셀 트랜지스터(Q)의 게이트에는 워드라인(WL1)이 접속된다.Referring to FIG. 3, in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, the first and second memory cell arrays 100a and 100b and the first and second memory cell arrays 100a and 100b are paired. A plurality of sensing circuits 300 for sensing and amplifying data stored in the plurality of memory cells (S). The first memory cell array 100a includes bit lines BL1, BL2, BL3,... Formed in a direction perpendicular to the plurality of word lines WL1, WL2,..., And word lines WL1, WL2,. Includes ..) The second memory cell array 100b also includes bit line bars / BL1, / BL2, which are formed in a direction perpendicular to the plurality of word lines WL11, WL12, ..., and word lines WL11, WL12, .... / BL3, ...). A plurality of memory cells S are connected between the word lines WL1, WL2,..., And the bit lines BL1, BL2, BL3, ... of the first memory cell array 100a. In addition, plate lines PL1, PL2, PL3, ... corresponding to the respective bit lines BL1, BL2, BL3, ... are provided, and each plate line PL1, PL2, PL3, ... ...) is connected to the plate electrode of the capacitor (C) of the memory cell (S). For example, the memory cell S is connected between the bit line BL1 and the plate line PL1, and the word line WL1 is connected to the gate of the cell transistor Q of each memory cell S.

제2 메모리 셀 어레이(100b)의 구조는 제1 메모리 셀 어레이(100a)의 구조와 다르지 않으므로 그 설명은 생략하기로 한다.Since the structure of the second memory cell array 100b is not different from that of the first memory cell array 100a, a description thereof will be omitted.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래의 하나의 평판형 구조를 갖는 플레이트 라인 대신에, 각 비트라인 및 비트라인 바에 대응되도록 플레이트 라인을 분리시키므로써, 준 폴디드 비트라인 구현이 가능할 뿐 아니라 플레이트 라인과 센스 앰프 간의 스위칭 시간 및 이웃하는 비트라인 바와 센스 앰프 간의 스위칭 시간을 기다릴 필요 없이 바로 센싱 동작을 시작할 수 있다. 즉, 비트라인과 플레이트 라인의 연결을 끊고 비트라인과 비트라인 바를 연결시키는 동작 전에 이미 비트라 인과 플레이트 라인을 통해 센싱 및 증폭 동작이 이루어지도록 한다.As described above, according to the present invention, instead of the plate line having a single flat plate type structure, the plate line is separated to correspond to each bit line and the bit line bar, thereby enabling the semi-folded bit line to be implemented. The sensing operation can be started immediately without waiting for the switching time between the line and sense amplifiers and the switching time between neighboring bitline bars and sense amplifiers. That is, before the operation of disconnecting the bit line and the plate line and connecting the bit line and the bit line bar, the sensing and amplification operation is performed through the bit line and the plate line.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 센싱 방법을 설명하기 위하여, 센싱회로(300) 및 제1 메모리 셀 어레이(100a)의 일부를 나타낸 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram illustrating a part of a sensing circuit 300 and a first memory cell array 100a in order to explain a sensing method of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 센싱회로(300)는 제1 등화회로(130), 센스 앰프(120) 및 제1 스위치 내지 제3 스위치(S1,S2 및 S3)를 포함한다. 제1 등화회로(130)는 3개의 NMOS트랜지스터(T1, T2 및 T3)로 이루어진다. 예를 들어 제1 스위치 내지 제3 스위치(S1, S2 및 S3)가 턴온된 상태에서 제1 등화신호(BLEQB1)가 하이 상태이면, 트랜지스터(T1, T2 및 T3)가 턴온되어 비트라인(BL1), 플레이트 라인(PL1) 및 비트라인 바(/BL1)가 Vcore/2의 전압으로 프리차지 된다. 센스 앰프(120)는 NMOS 트랜지스터(N1 및 N2) 및 PMOS 트랜지스터(P1 및 P2)로 이루어진다. 예를 들어 전술한 프리자치 동작 이후 비트라인(BL1)의 전위가 올라가면 NMOS 트랜지스터(N1)가 턴온되므로 노드(K1)의 전위는 접지전위(/S는 통상 접지전위임)가 된다. 노드(K1)가 접지전위(/S)가 되므로 PMOS 트랜지스터(P1)가 턴온되므로 노드(K2)의 전위는 Vcore 전위(RTO는 보통 양전위임)가 된다. 따라서 비트라인(BL1)은 Vcore 전위(RTO)로 올라가고 비트라인 바(/BL1)의 전위는 접지전위(/S)로 내려간다. Referring to FIG. 4, the sensing circuit 300 includes a first equalization circuit 130, a sense amplifier 120, and first to third switches S1, S2, and S3. The first equalization circuit 130 is composed of three NMOS transistors T1, T2, and T3. For example, when the first equalization signal BLEQB1 is high when the first to third switches S1, S2, and S3 are turned on, the transistors T1, T2, and T3 are turned on to turn on the bit line BL1. , The plate line PL1 and the bit line bar / BL1 are precharged with a voltage of Vcore / 2. The sense amplifier 120 is composed of NMOS transistors N1 and N2 and PMOS transistors P1 and P2. For example, if the potential of the bit line BL1 rises after the above-described pre-autonomous operation, the NMOS transistor N1 is turned on, so that the potential of the node K1 becomes the ground potential (/ S is the ground potential). Since the node K1 becomes the ground potential / S, the PMOS transistor P1 is turned on, so that the potential of the node K2 becomes the Vcore potential (the RTO is usually a positive potential). Therefore, the bit line BL1 goes up to the Vcore potential RTO and the potential of the bit line bar / BL1 goes down to the ground potential / S.

반대로, 비트라인 바(/BL1)의 전위가 프리차지 전위(Vcore/2) 보다 높아지면 NMOS 트랜지스터(N1)가 턴온되어 노드(K2)의 전위가 접지전위(/S)가 된다. 노드(K2)가 접지전위(/S)가 되면 PMOS 트랜지스터(P2)가 턴온되므로 노드(K1)의 전위는 RTO 전위(양전위임)가 된다. 따라서 비트라인 바(/BL1)는 RTO 전위로 올라가는 반 면 비트라인(BL1)의 전위는 접지전위(/S)로 떨어진다. On the contrary, when the potential of the bit line bar / BL1 is higher than the precharge potential Vcore / 2, the NMOS transistor N1 is turned on so that the potential of the node K2 becomes the ground potential / S. When the node K2 becomes the ground potential / S, the PMOS transistor P2 is turned on, so that the potential of the node K1 becomes the RTO potential (positive potential). Accordingly, the bit line bar / BL1 rises to the RTO potential, while the potential of the bit line BL1 falls to the ground potential / S.

한편, 센싱 회로(300)는 제2 등화회로(140)를 더 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 제2 등화회로(140)는 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C)의 플레이트 전극에 연결된 플레이트 라인(PL1)에 분배전압(Vcore/2)을 제공하여 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C) 내의 전위차를 줄임으로써 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C)의 과부하 현상을 방지할 수 있게 한다.Meanwhile, the sensing circuit 300 may further include or may not include the second equalization circuit 140. The second equalization circuit 140 provides the distribution voltage Vcore / 2 to the plate line PL1 connected to the plate electrode of the cell capacitor C of the memory cell S, thereby providing the cell capacitor C of the memory cell S. It is possible to prevent the overload phenomenon of the cell capacitor C of the memory cell S by reducing the potential difference in the quadrature.

도 5를 참조하여 도 4의 동작을 더욱 상세히 설명하기로 한다. The operation of FIG. 4 will be described in more detail with reference to FIG. 5.

프리차지 구간(~t0)에서는 제1 제어 신호 내지 제3 제어 신호(ISO1, ISO2, ISO3)가 모두 하이레벨(H)이 되어, 제1 스위치 내지 제3 스위치(S1, S2 및 S3;도 4 참조)가 턴온(turn-on)된다. 이 때, 제1 비트라인 등화신호(BLEQB1)가 하이레벨(H)로 입력되면 제1 스위치 내지 제3 스위치(S1, S2 및 S3;도 4 참조)가 모두 턴온됨에 따라 연결된 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1) 및 비트라인 바(/BL1)가 모두 Vcore/2로 프리차지(precharge)된다.In the precharge section ˜ t0, all of the first to third control signals ISO1, ISO2, and ISO3 become high level H, and thus, the first to third switches S1, S2, and S3; Turn on). At this time, when the first bit line equalization signal BLEQB1 is input at the high level H, the bit lines BL1 connected as the first to third switches S1, S2, and S3 (see FIG. 4) are turned on. And plate line PL1 and bitline bar / BL1 are both precharged to Vcore / 2.

센싱 구간(t0~t1)에서는 제2 제어 신호(ISO2)와 제1 비트라인 등화신호(BLEQB1) 및 제2 비트라인 등화 신호(BLEQB2)가 로우레벨(L)이 되어 제2 스위치(S2;도 4 참조)가 턴오프(turn-off)되므로, 비트라인 바(/BL1)와 비트라인(BL1)이 분리되면서 비트라인 바(/BL1)를 제외한 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1)의 데이터를 센싱할 수 있게 된다. 이 때, 제1 메모리 셀 어레이(100a; 도 4 참조)의 메모리 셀(S;도 4 참조)에 "0"이라는 데이터가 저장되어 있다고 가정하면, 비트라인 (BL1)의 전위가 ΔVL만큼 낮아지게 된다. In the sensing period t0 to t1, the second control signal ISO2, the first bit line equalization signal BLEQB1, and the second bit line equalization signal BLEQB2 become the low level L, and thus, the second switch S2; 4) is turned off, so that the bit line bar / BL1 and the bit line BL1 are separated and the bit line BL1 and the plate line PL1 except for the bit line bar / BL1 are separated. Data can be sensed. At this time, assuming that data "0" is stored in the memory cell S (see FIG. 4) of the first memory cell array 100a (see FIG. 4), the potential of the bit line BL1 is as low as ΔV L. You lose.

증폭 구간(t1~t2)에서는 센스앰프 구동신호(SAP)가 하이레벨(H)이 되어, 센스 앰프(120)가 센싱 구간(t0~t1)에서 감지된 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1) 간의 전위차(ΔVL)를 증폭시킨다. 즉, 종래에는 증폭 동작시 레퍼런스 라인으로 비트라인 바(/BL1)만을 사용하던 것과는 달리, 본 발명에서는 플레이트 라인(PL1)을 비트라인(BL1) 및 비트라인 바(/BL1)에 대응되도록 분리시켜 증폭 동작시에도 플레이트 라인(PL1)을 레퍼런스 라인으로 사용할 수 있게 함으로써, 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1) 간의 전위차를 증폭한다. 앞서 언급한 바와 같이 본 발명은 플레이트 라인(PL1)을 센싱 및 증폭 동작시 레퍼런스 라인으로 사용함에 따라 노이즈를 방지할 수 있도록 한다. In the amplification period t1 to t2, the sense amplifier driving signal SAP becomes the high level H, and the bit line BL1 and the plate line PL1 detected by the sense amplifier 120 in the sensing period t0 to t1. Amplifies the potential difference ΔV L ). That is, unlike the conventional use of only the bit line bar / BL1 as a reference line in the amplification operation, in the present invention, the plate line PL1 is separated to correspond to the bit line BL1 and the bit line bar / BL1. Even during the amplification operation, the plate line PL1 can be used as a reference line, thereby amplifying the potential difference between the bit line BL1 and the plate line PL1. As mentioned above, the present invention makes it possible to prevent noise by using the plate line PL1 as a reference line in sensing and amplifying operations.

이후, 제1 제어 신호(ISO1)가 로우레벨(L)이 되면 제1 스위치(S1;도 4 참조)가 턴오프(turn-off) 되어 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1)이 분리되고, 제2 제어 신호(ISO2)가 하이레벨(H)이 되면 제2 스위치(S2;도 4 참조)가 턴온(turn-on)되어, 비트라인(BL1)과 비트라인 바(/BL1)의 데이터를 센싱하고 증폭할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1)의 분리를 위한 제1 스위치(S1;도 4 참조)의 턴오프 동작 및 비트라인(BL1)과 비트라인 바(/BL1)의 연결을 위한 제 2 스위치(S2;도 4 참조)의 턴온 동작 이전에 센스 앰프(120;도 4 참조)를 통한 증폭이 이루어도록 함에 따라, 종래보다 증폭시점(=t1)을 빨리하여 센싱 구간을 줄일 수 있도록 하였다. 따라서, 반도체 메모리 소자에 있어서 tRCD의 지연 없이 준(Quasi) 폴디드 비트라인 구조를 구현할 수 있게 된다.When the first control signal ISO1 reaches the low level L, the first switch S1 (see FIG. 4) is turned off to separate the bit line BL1 and the plate line PL1. When the second control signal ISO2 reaches the high level H, the second switch S2 (see FIG. 4) is turned on, so that the data of the bit line BL1 and the bit line bar / BL1 are turned on. It can sense and amplify. That is, in the semiconductor memory device according to the preferred embodiment of the present invention, the turn-off operation of the first switch S1 (see FIG. 4) and the bit line BL1 for separating the bit line BL1 and the plate line PL1 may be performed. As the amplification is performed through the sense amplifier 120 (see FIG. 4) before the turn-on operation of the second switch S2 (see FIG. 4) for connecting the bit line bar / BL1, the amplification time (= t1) was faster to reduce the sensing interval. Therefore, the quasi-folded bit line structure can be implemented in the semiconductor memory device without delay of tRCD.

그러나, 비트라인(BL1)과 플레이트 라인(PL1)을 이용한 증폭 동작 이후, 증폭 구간 내내 플레이트 라인(PL1)에 Vcore전압이 인가되면 플레이트 라인(PL1)과 비트라인(BL1)의 전위차가 너무 커져 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C)에 과도한 스트레스가 인가되는 문제점이 발생한다. 따라서, 이를 방지하기 위해 제1 스위치(S1;도 4 참조)와 제1 메모리 셀 어레이(100a;도 4 참조) 사이의 플레이트 라인(PL1)에 연결되는 하나의 NMOS 트랜지스터(T4;도 4 참조)로 제2 등화 회로(140;도 4 참조)를 구현함으로써, 제2 비트라인 등화 신호(BLEQB2)에 의해 플레이트 라인(PL1)의 전압값을 Vcore/2로 만들어 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C)의 전위차를 줄일 수 있도록 한다. 이는, 메모리 셀(S)의 셀 캐패시터(C)의 과부하를 방지한다. However, after the amplification operation using the bit line BL1 and the plate line PL1, if the Vcore voltage is applied to the plate line PL1 throughout the amplification period, the potential difference between the plate line PL1 and the bit line BL1 becomes too large. The problem that excessive stress is applied to the cell capacitor C of the cell S occurs. Accordingly, to prevent this, one NMOS transistor T4 (see FIG. 4) connected to the plate line PL1 between the first switch S1 (see FIG. 4) and the first memory cell array 100a (see FIG. 4) is used. By implementing the second equalization circuit 140 (refer to FIG. 4), the voltage value of the plate line PL1 is set to Vcore / 2 by the second bit line equalization signal BLEQB2 so that the cell capacitor of the memory cell S ( The potential difference of C) can be reduced. This prevents the overload of the cell capacitor C of the memory cell S. FIG.

또한 증폭구간(t1~t2)에서는 센스 앰프(140;도 4 참조)의 동작 후 일정 시점에 이르면 비트라인(BL1)에 대응하는 플레이트 라인(PL1) 대신 이웃하는 비트라인 바(/BL1)를 레퍼런스 라인으로 하여 증폭동작을 수행한다.
In addition, in the amplification section t1 to t2, when a certain point is reached after the operation of the sense amplifier 140 (see FIG. 4), the adjacent bit line bars / BL1 are referred to instead of the plate line PL1 corresponding to the bit line BL1. Perform an amplification operation on the line.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 반도체 메모리 장치에서 메모리 셀의 데이터를 센싱할 때에 플레이트 라인을 레퍼런스 라인으로 하여 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when sensing data of a memory cell in a semiconductor memory device, noise can be prevented by using a plate line as a reference line.

또한, 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 캐패시터에 연결되는 플레이트 라인 을 비트라인 및 비트라인 바에 대응되는 구조로 분리시켜 형성함으로써 반도체 메모리 소자의 tRCD의 지연 없이 고집적 반도체 메모리 장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the plate lines connected to the memory cell capacitors of the semiconductor memory device are formed in a structure corresponding to the bit lines and the bit line bars, a highly integrated semiconductor memory device may be realized without delay of tRCD of the semiconductor memory device.

Claims (6)

복수의 워드 라인과 비트라인 및 복수의 워드 라인과 비트라인 바에 연결된 다수의 메모리 셀을 포함하고, 상기 메모리 셀의 셀 캐패시터의 플레이트 전극에 연결된 플레이트 라인을 포함하는 복수의 메모리 셀 어레이; 및A plurality of memory cell arrays including a plurality of word lines and bit lines and a plurality of memory cells connected to the plurality of word lines and bit line bars, and a plate line connected to a plate electrode of a cell capacitor of the memory cell; And 이웃하는 두 메모리 셀 어레이를 페어로 상기 메모리 셀들에 저장된 데이터를 센싱 및 증폭하는 복수의 센싱회로를 포함하고, 상기 플레이트 라인을 상기 비트라인에 대응되도록 분리시켜 구현하는 반도체 메모리 장치.And a plurality of sensing circuits for sensing and amplifying data stored in the memory cells in pairs of two neighboring memory cell arrays, and separating the plate line to correspond to the bit line. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱회로는,The method of claim 1, wherein the sensing circuit, 제1 등화신호에 따라 상기 비트라인과 플레이트 라인 및 비트라인 바를 프리차지시키기 위한 제1 등화회로; A first equalization circuit for precharging the bit line, the plate line, and the bit line bar according to a first equalization signal; 상기 비트라인과 플레이트 라인의 연결을 스위칭하는 제1 스위치;A first switch for switching the connection of the bit line and the plate line; 상기 비트라인과 비트라인 바의 연결을 스위칭하는 제2 스위치;A second switch for switching the connection of the bit line and the bit line bar; 상기 제1 스위치를 통해 상기 비트라인과 플레이트 라인을 분리시키기 전에 상기 메모리 셀의 데이터를 센싱 및 증폭하는 센스 앰프; 및A sense amplifier configured to sense and amplify data of the memory cell before separating the bit line and the plate line through the first switch; And 상기 센스 앰프와 비트라인과의 연결을 스위칭하는 제3 스위치를 포함하는 반도체 메모리 장치.And a third switch for switching the connection between the sense amplifier and the bit line. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱회로는 제2 등화신호에 따라 상기 플레이트 라인을 프리차지하기 위한 제2 등화회로를 더 포함하는 반도체 메모리 장치.The semiconductor memory device of claim 1, wherein the sensing circuit further comprises a second equalization circuit for precharging the plate line according to a second equalization signal. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 스위치는 상기 센스 앰프와 플레이트 라인 간에 접속된 트랜지스터로 구성되는 반도체 메모리 장치.The semiconductor memory device of claim 2, wherein the first switch comprises a transistor connected between the sense amplifier and a plate line. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 스위치는 상기 비트라인 바와 제1 등화회로 간에 접속된 트랜지스터로 구성되는 반도체 메모리 장치.3. The semiconductor memory device of claim 2, wherein the second switch comprises a transistor connected between the bit line bar and the first equalization circuit. 제 2 항에 있어서, 상기 제3 스위치는 상기 비트라인과 상기 센스 앰프 간에 접속된 트랜지스터로 구성되는 반도체 메모리 장치.The semiconductor memory device of claim 2, wherein the third switch comprises a transistor connected between the bit line and the sense amplifier.
KR1020040078952A 2004-10-05 2004-10-05 Memory device of semiconductor KR20060030170A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040078952A KR20060030170A (en) 2004-10-05 2004-10-05 Memory device of semiconductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040078952A KR20060030170A (en) 2004-10-05 2004-10-05 Memory device of semiconductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060030170A true KR20060030170A (en) 2006-04-10

Family

ID=37140247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040078952A KR20060030170A (en) 2004-10-05 2004-10-05 Memory device of semiconductor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060030170A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10074408B2 (en) Bit line sense amplifier
KR100297727B1 (en) Semiconductor memory device capable of preventing speed loss due to large load of isolation control line
US6104655A (en) Semiconductor storage device
KR900006191B1 (en) Semiconductor memory device
KR100655375B1 (en) Memory core and semiconductor memory device having the same
JPH0518198B2 (en)
US6049493A (en) Semiconductor memory device having a precharge device
EP0499478A2 (en) Semiconductor memory unit array
US5361233A (en) Semiconductor memory apparatus
JPS62202397A (en) Semiconductor storage device
KR100633653B1 (en) An interleaved sense amplifier with a single-sided precharge device
US7652942B2 (en) Sense amplifier, semiconductor memory device including the same, and data sensing method
US5835403A (en) Multiplication of storage capacitance in memory cells by using the Miller effect
US8908447B2 (en) Semiconductor device and data output circuit therefor
KR100548560B1 (en) Bit line precharge signal generator for a memory device
KR100563100B1 (en) Method for reading a memory cell of a semiconductor memory, and semiconductor memory
KR100600047B1 (en) Semiconductor memory device
US5995410A (en) Multiplication of storage capacitance in memory cells by using the Miller effect
US5301157A (en) Coupling circuit and method for discharging a non-selected bit line during accessing of a memory storage cell
KR20060030170A (en) Memory device of semiconductor
US7554867B2 (en) Capacitor boost sensing
JP2666943B2 (en) Semiconductor storage device
US20050226027A1 (en) FeRAM capable of restoring "0" data and "1" data at a time
KR20070084787A (en) Shielding method of coupling noise at sense amplifier
KR100721193B1 (en) DRAM Bitline Sense Amplifier Circuit

Legal Events

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