KR20090127023A - Memory device of multi-layer structure and method for driving thereof - Google Patents
Memory device of multi-layer structure and method for driving thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090127023A KR20090127023A KR1020080101465A KR20080101465A KR20090127023A KR 20090127023 A KR20090127023 A KR 20090127023A KR 1020080101465 A KR1020080101465 A KR 1020080101465A KR 20080101465 A KR20080101465 A KR 20080101465A KR 20090127023 A KR20090127023 A KR 20090127023A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bit line
- semiconductor substrate
- page buffer
- memory cell
- cell array
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/18—Bit line organisation; Bit line lay-out
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
- G11C8/14—Word line organisation; Word line lay-out
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
- H10B41/40—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
- H10B41/41—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region of a memory region comprising a cell select transistor, e.g. NAND
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
- H10B43/30—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the memory core region
- H10B43/35—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the memory core region with cell select transistors, e.g. NAND
Abstract
Description
본 발명의 실시예는 다층 구조의 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메모리 셀 어레이와 페이지 버퍼가 서로 다른 반도체 기판에 적층된 다층 구조의 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a multi-layered memory device and a method of operating the same, and more particularly, to a multi-layered memory device and a method of operating the memory cell array and the page buffer stacked on different semiconductor substrates.
플래시 메모리 장치는 전원 공급에 관계없이 저장된 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 메모리 장치의 한 종류로서, 또 다른 비휘발성 메모리 장치인 롬(Rom)들과 달리 저장된 정보를 전기적으로 빠르고 용이하게 변경할 수 있는 특징을 갖는다.A flash memory device is a type of nonvolatile memory device that can maintain stored information regardless of power supply. Unlike other nonvolatile memory devices, ROM, an electronic device can quickly and easily change stored information. Has
플래시 메모리 장치는 메모리 셀들이 비트 라인과 소오스 라인에 연결되는 방식에 따라, 노어형(NOR type) 구조와 낸드형(NAND type) 구조로 분류될 수 있다. Flash memory devices may be classified into a NOR type structure and a NAND type structure according to a method in which memory cells are connected to a bit line and a source line.
여기서, 낸드형 플래시 메모리 장치(이하, 낸드 플래시)는 메모리 셀들이 비트 라인과 공통 소오스 라인 사이에 직렬로 연결되는 구조이다. 다시 말하면, 낸드 플래시의 셀 어레이는 복수개의 메모리 셀 어레이를 포함하고, 각 메모리 셀 어레이는 직렬로 연결된 복수개의 메모리 셀들을 포함한다. Here, the NAND flash memory device (hereinafter, NAND flash) has a structure in which memory cells are connected in series between a bit line and a common source line. In other words, the NAND flash cell array includes a plurality of memory cell arrays, and each memory cell array includes a plurality of memory cells connected in series.
이러한 낸드 플래시의 직렬적 연결 구조로 인해, 낸드 플래시는 현존하는 반도체 장치들 중에서 가장 높은 집적도를 가질 수 있고, 복수개의 메모리 셀들에 저장된 정보를 동시에 변경하는 동작 방식을 채택하기 때문에, 정보 갱신(update) 속도가 상기 노어 플래시에 비해 빠를 수 있다.Due to the serial connection structure of the NAND flash, the NAND flash can have the highest degree of integration among existing semiconductor devices, and adopts an operation method of simultaneously changing the information stored in the plurality of memory cells, thereby updating the information. The speed may be faster than the NOR flash.
그러나, 상기의 낸드 플래시는 페이지 버퍼와 메모리 셀 어레이가 동일한 평면 상에 형성되고, 메모리 셀 어레이의 집적도를 높이기 위하여 하나의 페이지 버퍼에 비트 라인이 최대한 공유되어 있다. 이에 따라 낸드 플래시의 프로그램 동작 또는 읽기 동작이 비트 라인의 저항 성분 및 커패시터 성분에 의해 제약을 받을 수 있다. However, in the NAND flash, the page buffer and the memory cell array are formed on the same plane, and the bit lines are shared as much as possible in one page buffer in order to increase the density of the memory cell array. Accordingly, the program operation or the read operation of the NAND flash may be limited by the resistance component and the capacitor component of the bit line.
또한, 상기의 문제점을 극복하기 위하여 페이지 버퍼를 추가하는 방법이 사용되고 있으나, 이는 낸드 플래시의 크기를 증가시켜 메모리 셀 어레이의 집적도를 저하시킨다.In addition, in order to overcome the above problem, a method of adding a page buffer is used, but this increases the size of the NAND flash, thereby lowering the density of the memory cell array.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 집적도를 향상시키고, 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다층 구조의 메모리 장치를 제공하고자 하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a memory device having a multilayer structure that can improve the degree of integration and improve the operation reliability.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 다층 구조의 메모리 장치의 동작 방법을 제공하고자 하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of operating a memory device having such a multilayer structure.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치는, 다수의 메모리 셀들이 구비된 적어도 하나의 메모리 셀 어레이가 형성된 제1 반도체 기판과, 제1 반도체 기판에 적층되고, 비트 라인 및 비트 라인에 접속된 적어도 하나의 페이지 버퍼가 메모리 셀 어레이에 대응되도록 형성된 제2 반도체 기판 및 제1 반도체 기판과 제2 반도체 기판 사이에 형성되며, 페이지 버퍼와 메모리 셀 어레이를 접속시키는 비트 라인 컨택을 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a memory device having a multilayer structure includes a first semiconductor substrate having at least one memory cell array including a plurality of memory cells and a first semiconductor substrate, A bit line and at least one page buffer connected to the bit line are formed between the second semiconductor substrate and the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate formed to correspond to the memory cell array, and bits connecting the page buffer and the memory cell array. It includes a line contact.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치는, 다수의 메모리 셀들이 구비된 적어도 한 쌍의 하나의 메모리 셀 어레이가 형성된 제1 반도체 기판과, 제1 반도체 기판에 적층되고, 비트 라인 및 비트 라인에 접속된 적어도 하나의 페이지 버퍼가 한 쌍의 메모리 셀 어레이에 대응되도록 형성된 제2 반도체 기판과, 제1 반도체 기판과 제2 반도체 기판 사이에 형성된 서브 비트 라인 및 제1 반도체 기판과 제2 반도체 기판 사이에 형성되며, 적어도 하나의 페이지 버퍼와 한 쌍의 메모리 셀 어레이를 접속시키는 비트 라인 컨택을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a memory device having a multilayer structure including a first semiconductor substrate having at least one pair of memory cell arrays having a plurality of memory cells, and a first semiconductor substrate. A second semiconductor substrate stacked on the bit line and at least one page buffer connected to the bit line; and a sub bit line formed between the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate; A bit line contact is formed between the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate and connects at least one page buffer and a pair of memory cell arrays.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 구조의 메모리 장치의 동작 방법은, 컨트롤러로부터 출력된 제1 제어 신호에 응답하여 제1 페이지 버퍼가 동작하고, 제1 메모리 셀 어레이와 제1 데이터를 주고 받는 단계와, 컨트롤러로부터 출력된 제2 제어 신호에 응답하여 제2 페이지 버퍼가 동작하고, 제2 메모리 셀 어레이와 제2 데이터를 주고 받는 단계를 포함하고, 제2 페이지 버퍼는 제1 페이지 버퍼와 동시에 동작하여 제2 메모리 셀 어레이와 제2 데이터를 주고 받거나 또는 제1 페이지 버퍼와 제1 메모리 셀 어레이가 제1 데이터를 주고 받는 동작을 수행하는 동안에 동작하여 제2 메모리 셀 어레이와 제2 데이터를 주고 받는다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a memory device having a multilayer structure, wherein a first page buffer operates in response to a first control signal output from a controller, Sending and receiving first data; and operating a second page buffer in response to a second control signal output from a controller, and sending and receiving second data with a second memory cell array. Operate simultaneously with the first page buffer to exchange second data with the second memory cell array, or operate while the first page buffer and the first memory cell array transmit and receive first data to operate the second memory cell array. Send and receive second data.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치의 동작 방법은, 컨트롤러로부터 출력된 제1 제어 신호에 응답하여 제1 페이지 버퍼가 동작하고, 제1 메모리 셀 어레이와 제1 데이터를 주고 받는 단계와, 제1 페이지 버퍼와 제1 메모리 셀 어레이가 제1 데이터를 주고 받는 동작을 수행하는 동안에, 컨트롤러로부터 출력된 제2 제어 신호에 응답하여 제2 페이지 버퍼가 동작하고, 제2 페이지 버퍼가 비트 라인을 통해 제2 데이터를 제공받아 저장하는 단계 및 제1 페이지 버퍼와 제1 메모리 셀 어레이가 제1 데이터를 주고 받는 동작을 완료하면, 컨트롤러로부터 출력된 제3 제어 신호에 응답하여 제2 페이지 버퍼가 비트 라인을 통해 제2 데이터를 제1 페이지 버퍼로 전송하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a memory device having a multi-layer structure, wherein a first page buffer operates in response to a first control signal output from a controller. The second page buffer is operated in response to the second control signal output from the controller during the step of exchanging the first data and the operation of exchanging the first data between the first page buffer and the first memory cell array. A third control signal output from the controller when the second page buffer receives and stores the second data through the bit line and the first page buffer and the first memory cell array exchange the first data; In response, the second page buffer transmits the second data to the first page buffer via the bit line.
본 발명에 따른 다층 구조의 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 적어도 하나의 페이지 버퍼가 형성된 반도체 기판과 적어도 하나의 메모리 셀 어레이가 형성된 반도체 기판을 서로 대응되도록 적층시켜 다층 구조의 메모리 장치를 형성함으로써, 메모리 셀 어레이의 집적도를 향상시키고, 비트 라인의 저항 성분 및 커패시터 성분을 감소시켜 메모리 장치의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the multi-layered memory device and its operation method, a semiconductor device having at least one page buffer and a semiconductor substrate having at least one memory cell array are stacked to correspond to each other to form a memory device having a multi-layered structure. In addition, there is an effect of improving the integration degree of the memory cell array and reducing the resistance component and the capacitor component of the bit line to improve the operation reliability of the memory device.
또한, 적어도 하나의 페이지 버퍼의 동작을 독립적으로 제어할 수 있으며, 이에 따라, 적어도 하나의 메모리 셀 어레이가 동시에 리드/라이트 동작을 수행할 수 있음으로써, 다층 구조의 메모리 장치의 동작 퍼포먼스를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the operation of at least one page buffer may be independently controlled, and thus, the at least one memory cell array may simultaneously perform read / write operations, thereby improving operation performance of the multi-layered memory device. It can be effective.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치의 개략적인 도면이고, 도 2a는 도 1에 도시된 다수의 메모리 셀 어레이들 중 하나의 메모리 셀 어레이의 회로도이고, 도 2b는 도 1에 도시된 다수의 페이지 버퍼들 중 하나의 페이지 버퍼의 개략적인 블록도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a memory device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a circuit diagram of one memory cell array among the plurality of memory cell arrays shown in FIG. 1, and FIG. A schematic block diagram of one page buffer of the plurality of page buffers shown in FIG. 1 is shown.
도 1을 참조하면, 다층 구조의 메모리 장치(100)는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)이 형성된 메모리 영역(A)과 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N)이 형성된 페이지 버퍼 영역(B)이 각각 서로 다른 반도체 기판(10, 20)에 구비되고, 이들이 각각 서로 대응되도록 적층되어 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a
메모리 영역(A)의 제1 반도체 기판(10)에는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)이 각각 형성될 수 있다. 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 각각은 페이지 버퍼 영역(B)의 제2 반도체 기판(20)에 형성된 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각과 소정의 접속 부재, 예컨 대 후술될 비트 라인 컨택(30)을 통해 접속될 수 있다.A plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2,... 10_N may be formed in the
도 2a에는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 중에서 하나의 메모리 셀 어레이(10_N)가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 중에서 하나의 메모리 셀 어레이(10_N)만을 도시하였으나, 도 1에 도시된 나머지 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2)도 도 2a에 도시된 하나의 메모리 셀 어레이(10_N)의 구조와 실질적으로 동일함은 자명하다.2A illustrates one memory cell array 10_N among the plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2,... 10_N. In the present exemplary embodiment, only one memory cell array 10_N is shown among the plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2,... 10_N illustrated in FIG. 1, but the remaining memory cell arrays 10_1, 10_2 illustrated in FIG. 1 are illustrated. ) Is also substantially the same as the structure of one memory cell array 10_N shown in Figure 2a.
도 2a를 참조하면, 메모리 셀 어레이(10_N)에는 다수의 메모리 셀들(MC), 예컨대 다수의 메모리 셀 트랜지스터들(MC)로 형성된 다수의 메모리 셀들(MC)이 배열될 수 있다. 다수의 메모리 셀들(MC)은 행 디코더(50)에 다수의 워드 라인들(WL0, WL1, …WLn-1, WLn )을 통해 각각 접속될 수 있다. Referring to FIG. 2A, a plurality of memory cells MC, for example, a plurality of memory cells MC formed of a plurality of memory cell transistors MC may be arranged in the memory cell array 10_N. The plurality of memory cells MC may be connected to the
메모리 셀 어레이(10_N)에는 활성 영역(AR)이 형성될 수 있고, 활성 영역(AR)과 수직하게 스트링 선택 라인(SSL), 접지 선택 라인(GSL) 및 공통 소오스 라인(CSL)이 배열될 수 있다. An active region AR may be formed in the memory cell array 10_N, and a string select line SSL, a ground select line GSL, and a common source line CSL may be arranged perpendicularly to the active region AR. have.
스트링 선택 라인(SSL)과 접지 선택 라인(GSL) 사이에는 다수의 워드 라인들(WL0, WL1, …WLn-1, WLn)이 배열될 수 있다. A plurality of word lines WL0, WL1,... WLn-1, WLn may be arranged between the string select line SSL and the ground select line GSL.
활성 영역(AR)에는 다수의 워드 라인(WL0, WL1, …WLn-1, WLn) 각각에 접속되는 다수의 메모리 셀들(MC)이 배열될 수 있고, 스트링 선택 라인(SSL)과 접속되는 스트링 선택 트랜지스터(SST)와 접지 선택 라인(GSL)과 접속되는 접지 선택 트랜지스터(GST)가 배열될 수 있다. In the active area AR, a plurality of memory cells MC connected to each of the plurality of word lines WL0, WL1,... WLn-1, and WLn may be arranged, and a string selection connected to the string selection line SSL may be arranged. The ground select transistor GST connected to the transistor SST and the ground select line GSL may be arranged.
스트링 선택 트랜지스터(SST), 다수의 메모리 셀들(MC) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)가 직렬로 연결되어 하나의 스트링(S)을 구성할 수 있다. 스트링(S)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 드레인은 비트 라인 컨택(30)을 통해 후술될 페이지 버퍼 영역(B)의 비트 라인(BL)과 연결된다. 접지 선택 트랜지스터(GST)의 소오스는 공통 소오스 라인(CSL)에 연결된다. The string select transistor SST, the plurality of memory cells MC, and the ground select transistor GST may be connected in series to form one string S. The drain of the string select transistor SST of the string S is connected to the bit line BL of the page buffer region B to be described later through the
다시 도 1을 참조하면, 페이지 버퍼 영역(B)의 반도체 기판에는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N)이 다수의 메모리 셀 어레이(10_1, 10_2 … 10_N)에 각각 대응되도록 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, a plurality of page buffers 20_1, 20_2,... 20_N may be formed on the semiconductor substrate of the page buffer area B so as to correspond to the plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2. have.
도 2b에는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 중에서 하나의 페이지 버퍼(20_N)의 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 다수의 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 중에서 하나의 페이지 버퍼(20_N)만을 도시하였으나, 도 1에 도시된 나머지 페이지 버퍼들(20_!, 20_2)도 도 2b에 도시된 하나의 페이지 버퍼(20_N)의 구조와 실질적으로 동일함은 자명하다.2B shows a schematic block diagram of one page buffer 20_N out of a plurality of page buffers 20_1, 20_2,... 20_N. Although only one page buffer 20_N is shown among the plurality of page buffers 20_1, 20_2,... 20_N illustrated in FIG. 1, the remaining page buffers 20_! And 20_2 shown in FIG. ) Is also substantially the same as the structure of one page buffer 20_N shown in Figure 2b.
도 2b를 참조하면, 페이지 버퍼(20_N)는 레지스터 회로(22)와 비트 라인 선택 회로(21)를 포함할 수 있다. 페이지 버퍼(20_N)의 일측은 비트 라인(BL)과 접속되고, 타측은 한 쌍의 접속 부재, 예컨대 한 쌍의 비트 라인 컨택들(30a, 30b)을 통해 도 1 및 도 2a에 도시된 메모리 영역(A)의 메모리 셀 어레이(10_N))와 접속될 수 있다. Referring to FIG. 2B, the page buffer 20_N may include a
레지스터 회로(22)는 프리차지 회로(22c), 센싱 회로(22b) 및 래치 회 로(22a)를 포함한다. 센싱 회로(22b)는 다수의 NMOS 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 레지스터 회로(22)는 다수의 스위치들(미도시)과 리셋 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다. The
비트 라인 선택 회로(21)는 예컨대, 다수의 NMOS 트랜지스터들을 포함할 수 있다.The bit line
상술한 페이지 버퍼(20_N)는 읽기(독출) 동작 또는 프로그램 동작시, 비트 라인 선택 회로(21)가 한 쌍의 비트 라인 컨택들(30a, 30b) 중 하나의 비트 라인 컨택(30a 또는 30b)을 센싱 회로(22b)의 센싱 노드(미도시)에 접속시킨다. In the above-described page buffer 20_N, the bit
레지스터 회로(22)는 센싱 노드에 접속된 하나의 비트 라인 컨택(30a 또는 30b)으로부터 독출 데이터를 센싱하여 저장한다. 또, 레지스터 회로(22)는 한 쌍의 비트 라인 컨택들(30a, 30b) 중 하나의 비트 라인 컨택(30a 또는 30b)에 접속된 메모리 셀 어레이, 예컨대 도 2a에 도시된 메모리 셀 어레이(10_N)에 프로그램 될 데이터를 저장한다. The
즉, 센싱 노드를 통하여 독출 데이터가 레지스터 회로(22)에 전달되거나 또는 센싱 노드를 통하여 프로그램 데이터가 한 쌍의 비트 라인 컨택들(30a, 30b) 중 하나의 비트 라인 컨택(30a 또는 30b)에 전달될 수 있다. That is, the read data is transferred to the
다시 도 1을 참조하면, 행 디코더(50)는 메모리 영역(A)과 연결되어 메모리 영역(A)의 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2 … 10_N) 각각의 다수의 워드 라인들(WL0, WL1, …WLn-1, WLn)에 신호를 전송할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 반도체 장치의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 다층 구조의 메모리 장치(100)는 메모리 영역(A)이 형성된 제1 반도체 기판(10)과 페이지 버퍼 영역(B)이 형성된 제2 반도체 기판(20)이 서로 대응되도록 적층되어 형성될 수 있다. 1 to 3, the
제1 반도체 기판(10) 및 제2 반도체 기판(20)은 Si, Ge, SiGe, GaP, GaAs, SiC, SiGeC, InAs, InP 등에서 선택된 어느 하나 이상의 반도체 재료로 이루어질 수 있는데 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, SOI 기판을 사용할 수도 있다.The
또, 제1 반도체 기판(10) 또는 제2 반도체 기판(20)에는 다수의 웰(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 다수의 웰은 제1 반도체 기판(10) 또는 제2 반도체 기판(20)에 형성되는 다수의 트랜지스터들의 특성을 최적화시킬 수 있다. 예컨대, 제1 반도체 기판(10)에는 포켓형 p웰이 형성될 수 있으며, 제2 반도체 기판(20)에는 n웰 및 p웰이 각각 형성되어 있을 수 있다. In addition, a plurality of wells (not shown) may be formed in the
제1 반도체 기판(10)에는 다수의 게이트 구조들, 예컨대 다수의 제1 및 제2 게이트 구조(13, 15)가 형성될 수 있다. 다수의 제1 게이트 구조(13) 및 다수의 제2 게이트 구조(15)는 예컨대 사진 식각 공정 등을 통해 형성될 수 있다.A plurality of gate structures, for example, a plurality of first and
제1 게이트 구조(13)는 도 2a에 도시된 다수의 메모리 셀들(MC) 각각의 게이트 구조에 해당하고, 제2 게이트 구조(15)는 도 2a에 도시된 스트링 선택 트랜지스터(SST) 또는 접지 선택 트랜지스터(GST)에 해당할 수 있다. The
제1 게이트 구조(13) 및 제2 게이트 구조(15)는 예컨대 다수의 금속막 패턴들, 예를 들어 폴리실리콘, 텅스텐(W), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨(Ta), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 또는 이들의 복합막 이루어진 다수의 금속막 패턴들이 순차적으 로 적층된 구조로도 형성될 수 있다. The
제1 게이트 구조(13)와 제2 게이트 구조(15)의 높이는 실질적으로 비슷할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 제1 게이트 구조(13)와 제2 게이트 구조(15)의 높이가 실질적으로 비슷할 경우, 제1 게이트 구조(13)와 제2 게이트 구조(15)를 형성하는 공정 중에서 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정에서 종점, 예컨대 제1 게이트 구조(13)와 제2 게이트 구조(15)의 높이 검출이 용이해 질 수 있다. Heights of the
다수의 제1 게이트 구조(13) 및 제2 게이트 구조(15)에 의해 노출된 제1 반도체 기판(10)에는 다수의 제1 정션 영역(17)이 형성될 수 있다. 다수의 제1 정션 영역(17)은 노출된 제1 반도체 기판(10)에 불순물을 임플란트하여 형성될 수 있다. A plurality of
다수의 제1 게이트 구조(13) 및 제2 게이트 구조(15)는 서로 제1 정션 영역(17)을 공유하게 된다. 다시 말하면, 도 2a에 도시된 스트링 선택 트랜지스터(SST), 다수의 메모리 셀 트랜지스터(MC) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)는 서로 제1 정션 영역(17)을 공유하는 형태로 직렬로 연결되어 스트링(S)을 구성할 수 있다. The plurality of
또한, 스트링(S)은 다수의 제1 정션 영역(17) 중 제1 비트 라인 정션 영역(17a) 및 후술될 비트 라인 컨택(30)을 통해 페이지 버퍼 영역(B)의 비트 라인(BL)에 연결될 수 있다. 특히, 이웃하는 한 쌍의 스트링(S)의 제2 게이트 구조들(15), 예컨대 스트링 선택 트랜지스터들(SST)은 하나의 제1 비트 라인 정션 영역(17a)을 공유하는 형태로 형성될 수도 있다.In addition, the string S is connected to the bit line BL of the page buffer area B through the first bit
상술한 다수의 제1 게이트 구조(13), 다수의 제2 게이트 구조(15) 및 다수의 제1 정션 영역(17) 상에 층간 절연막(19)이 형성된다. 층간 절연막(19)은 다수의 제1 게이트 구조(13) 및 다수의 제2 게이트 구조(15)를 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. An interlayer insulating
제1 비트 라인 컨택(31)은 층간 절연막(19)의 소정 영역, 예컨대 다수의 제1 정션 영역(17) 중 제1 비트 라인 정션 영역(17a)에 대응되는 층간 절연막(19)의 영역을 식각하여 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제1 비트 라인 컨택(31)은 제1 비트 라인 정션 영역(17a) 상에 형성된 층간 절연막(19)을 식각하여 제거하고, 노출된 제1 비트 라인 정션 영역(17a)에 접속되도록 소정의 도전물질, 예컨대 비아(via) 또는 플러그(plug)로 형성할 수 있다. 즉, 제1 비트 라인 컨택(31)은 제1 반도체 기판(10)에 형성된 제1 비트 라인 정션 영역(17a)과 제2 반도체 기판(20) 사이에 형성될 수 있다. The first
상술한 제1 게이트 구조(13), 제2 게이트 구조(15), 제1 정션 영역(17), 제1 비트 라인 정션 영역(17a), 층간 절연막(19) 및 제1 비트 라인 컨택(31)을 포함하는 제1 반도체 기판(10)이 완성될 수 있다.The
제1 반도체 기판(10) 상에 제2 반도체 기판(20)이 접합되어 적층될 수 있다. 제2 반도체 기판(20)은 예컨대 실리콘 본딩 공정 등에 의해 제1 반도체 기판(10) 상에 접합될 수 있다. The
제2 반도체 기판(20)에는 상술한 제1 반도체 기판(10)의 다수의 제1 게이트 구조(13) 및 다수의 제2 게이트 구조(15)를 포함하는 하나의 스트링(S), 즉 도 2a 에 도시된 하나의 메모리 셀 어레이(10_N)에 대응되는 도 2b에 도시된 페이지 버퍼(20_N)가 형성될 수 있다. The
제2 반도체 기판(20)에는 다수의 제3 게이트 구조(23)가 형성될 수 있다. 여기서, 다수의 제3 게이트 구조(23)는 페이지 버퍼(20_N)에 형성되는 다수의 구동 트랜지스터들(미도시)에 해당될 수 있다. A plurality of
제3 게이트 구조(23)는 예컨대 다수의 금속막 패턴들, 예를 들어 폴리실리콘, 텅스텐(W), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨(Ta), 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 또는 이들의 복합막 이루어진 다수의 금속막 패턴들이 순차적으로 적층된 구조로도 형성될 수 있다. The
다수의 제3 게이트 구조(23)에 의해 노출된 제2 반도체 기판(20)에는 다수의 제2 정션 영역(27)이 형성된다. 또한, 다수의 제3 게이트 구조(23)는 서로 제2 정션 영역(27)을 공유하게 된다. 이러한 제2 정션 영역(27)은 제1 반도체 기판(10)의 제1 정션 영역(17)과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 제2 정션 영역(27)은 제3 게이트 구조(23)에 의해 노출된 제2 반도체 기판(20)에 불순물을 임플란트하여 형성될 수 있다. A plurality of
다수의 제2 정션 영역(27) 중 제2 비트 라인 정션 영역(27a)은 제1 반도체 기판(10)의 제1 비트 라인 정션 영역(17a)과 대응되어 위치할 수 있다. 제2 반도체 기판(20)의 제2 비트 라인 정션 영역(27a)은 후술될 비트 라인(BL)과 비트 라인 컨택, 예컨대 제2 비트 라인 컨택(33)을 통해 접속될 수 있다. The second bit
다수의 제3 게이트 구조(23), 다수의 제2 정션 영역(27) 상에는 층간 절연 막(29)이 형성된다. An interlayer insulating
제2 비트 라인 컨택(33)은 층간 절연막(29)의 소정 영역, 예컨대 제2 비트 라인 정션 영역(27a) 상에 형성된 층간 절연막(29)을 식각하여 제거하고, 노출된 제2 비트 라인 정션 영역(27a)에 접속되도록 형성될 수 있다. 제2 비트 라인 컨택(33)은 소정의 도전물질, 예컨대 비아(via) 또는 플러그(plug)로 형성할 수 있다. 즉, 제2 비트 라인 컨택(33)은 비트 라인(BL)과 제2 비트 라인 정션 영역(27a) 사이의 제2 반도체 기판(20)에 형성될 수 있다. The second
층간 절연막(29) 상에는 제2 비트 라인 컨택(33)과 접속되는 비트 라인(BL)이 형성된다. The bit line BL connected to the second
한편, 제1 반도체 기판(10)에 형성된 제1 비트 라인 컨택(31)은 또 다른 비트 라인 컨택, 예컨대 제3 비트 라인 컨택(35)을 통해 상기 제2 비트 라인 컨택(33)에 접속될 수 있다. Meanwhile, the first
예컨대, 제3 비트 라인 컨택(35)은 제1 비트 라인 컨택(31)과 제2 비트 라인 컨택(33) 사이의 제2 반도체 기판(20)에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제2 반도체 기판(20)에 형성된 제3 비트 라인 컨택(35)의 일측은 제1 비트 라인 컨택(31)의 일측에 접속되고, 타측은 제2 비트 라인 컨택(33)의 일측에 접속될 수 있다. 따라서, 제1 비트 라인 컨택(31)은 제3 비트 라인 컨택(35)을 통해 제2 비트 라인 컨택(33)과 서로 접속될 수 있다. 제3 비트 라인 컨택(35)은 제2 반도체 기판(20)에 형성된 비아일 수 있다.For example, the third
상술한 다수의 제3 게이트 구조(23), 다수의 제2 정션 영역(27), 층간 절연 막(29), 제2 비트 라인 컨택(33) 및 비트 라인(BL)을 포함하는 제2 반도체 기판(20)이 완성될 수 있다. The second semiconductor substrate including the plurality of
이후, 반도체 소자의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 공정 단계들에 따라 다수의 단계들, 예컨대 전기적 신호의 입출력이 가능하도록 하는 배선들을 형성하고, 상기 반도체 기판들을 패키지하는 단계를 더 수행하여 다층 구조의 메모리 장치를 완성할 수 있다.Thereafter, according to process steps well known to those skilled in the art of semiconductor devices, forming a plurality of steps, for example, wirings to enable input and output of an electrical signal, and packaging the semiconductor substrates. The memory device of a multi-layer structure can be completed by performing the operation.
본 실시예의 다층 구조의 메모리 장치(100)는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)이 형성된 반도체 기판 상에 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N)과 비트 라인(BL)이 형성된 다른 반도체 기판을 적층하여 형성함으로써, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에서 드라이빙하는 비트 라인(BL)의 저항 성분 및 커패시턴스를 줄일 수 있으며, 이에 따라 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 각각의 읽기 또는 프로그램 동작 효율성이 높아지게 된다. In the
또한, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N)과 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)이 서로 다른 반도체 기판에 형성됨으로써, 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)의 집적도를 높일 수 있게 된다.In addition, the plurality of page buffers 20_1, 20_2,... 20_N and the plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2,... 10_N are formed on different semiconductor substrates, thereby providing a plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2, … The density of 10_N) can be increased.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치에 대해 설명한다. 도 4는 도 3에 도시된 다층 구조의 메모리 장치의 다른 실시예에 따른 단면도이다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 도 3에 도시된 부재들과 실질적으로 동일한 부재들은 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략 한다. Hereinafter, a memory device having a multilayer structure according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of the memory device having the multilayer structure illustrated in FIG. 3. In the present embodiment, for the convenience of description, members substantially the same as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and thus description thereof is omitted.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 다층 구조의 메모리 장치(101)는 메모리 영역(A)이 형성된 제1 반도체 기판(10)과 페이지 버퍼 영역(B)이 형성된 제2 반도체 기판(20)이 서로 대응되도록 적층되어 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, in the
제1 반도체 기판(10)에는 다수의 게이트 구조들, 예컨대 서로 인접하는 스트링(S) 각각의 다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 및 다수의 제2 게이트 구조(15, 16)가 형성될 수 있다. 즉, 제1 반도체 기판(10)에는 후술될 제1 비트 라인 정션 영역(17a)을 공유하는 한 쌍의 메모리 셀 어레이들의 다수의 게이트 구조들, 예컨대 다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 및 다수의 제2 게이트 구조(15, 16)가 형성될 수 있다.In the
여기서, 다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 각각은 도 2a에 도시된 다수의 메모리 셀들(MC)의 게이트 구조에 해당하고, 다수의 제2 게이트 구조(15, 16) 각각은 도 2a에 도시된 스트링 선택 트랜지스터(SST) 또는 접지 선택 트랜지스터(GST)에 해당할 수 있다. Here, each of the plurality of
다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 및 제2 게이트 구조(15, 16)에 의해 노출된 제1 반도체 기판(10)에는 다수의 제1 정션 영역(17)이 형성될 수 있다. 다수의 제1 정션 영역(17)은 노출된 제1 반도체 기판(10)에 불순물을 임플란트하여 형성될 수 있다. A plurality of
다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 및 제2 게이트 구조(15, 16)는 서로 제1 정션 영역(17)을 공유하게 된다. The plurality of
또한, 이웃하는 한 쌍의 스트링(S)의 제2 게이트 구조들(15, 16), 예컨대 스트링 선택 트랜지스터들(SST) 각각은 하나의 제1 비트 라인 정션 영역(17a)을 공유하는 형태로 형성될 수도 있다. In addition, each of the
상술한 다수의 제1 게이트 구조(13, 14), 다수의 제2 게이트 구조(15, 16) 및 다수의 제1 정션 영역(17) 상에 층간 절연막(19)이 형성된다. 층간 절연막(19)은 다수의 제1 게이트 구조(13, 14) 및 다수의 제2 게이트 구조(15, 16)를 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. An interlayer insulating
제1 비트 라인 컨택(31)은 층간 절연막(19)의 소정 영역, 예컨대 다수의 제1 정션 영역(17) 중 제1 비트 라인 정션 영역(17a)에 대응되는 층간 절연막(19)의 영역을 식각하여 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제1 비트 라인 컨택(31)은 제1 비트 라인 정션 영역(17a) 상에 형성된 층간 절연막(19)을 식각하여 제거하고, 노출된 제1 비트 라인 정션 영역(17a)에 접속되도록 소정의 도전물질, 예컨대 비아(via) 또는 플러그(plug)로 형성할 수 있다. The first
층간 절연막(19) 상에는 제1 비트 라인 컨택(31)에 접속되는 서브 비트 라인(Sub_BL)이 형성된다. 서브 비트 라인(Sub_BL)은 제1 비트 라인 컨택(31)을 통해 제1 비트 라인 정션 영역(17a)에 접속될 수 있다. On the
제1 반도체 기판(10)의 서브 비트 라인(Sub_BL) 상에는 제2 반도체 기판(20)이 접합되어 적층될 수 있다. 제2 반도체 기판(20)은 예컨대 실리콘 본딩 등에 의해 제1 반도체 기판(10) 상에 접합될 수 있다.The
제2 반도체 기판(20)에는 상술한 제1 반도체 기판(10)의 다수의 제1 게이트 구조(13) 및 다수의 제2 게이트 구조(15)를 각각 포함하는 한 쌍의 스트링(S), 즉 한 쌍의 메모리 셀 어레이에 대응되는 하나의 페이지 버퍼가 형성될 수 있다. The
제2 반도체 기판(20)에는 다수의 제3 게이트 구조(23)가 형성될 수 있다. 여기서, 다수의 제3 게이트 구조(23)는 페이지 버퍼에 형성되는 다수의 구동 트랜지스터들(미도시)에 해당될 수 있다. A plurality of
다수의 제3 게이트 구조(23)에 의해 노출된 제2 반도체 기판(20)에는 다수의 제2 정션 영역(27)이 형성된다. 또한, 다수의 제3 게이트 구조(23)는 서로 제2 정션 영역(27)을 공유하게 된다. 이러한 제2 정션 영역(27)은 제1 반도체 기판(10)의 제1 정션 영역(17)과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. A plurality of
다수의 제3 게이트 구조(23), 다수의 제2 정션 영역(27) 상에는 층간 절연막(29)이 형성된다. An interlayer insulating
제2 비트 라인 컨택(33)은 층간 절연막(29)의 소정 영역, 예컨대 제2 비트 라인 정션 영역(27a) 상에 형성된 층간 절연막(29)을 식각하여 제거하고, 노출된 제2 비트 라인 정션 영역(27a)에 접속되도록 형성될 수 있다. 제2 비트 라인 컨택(33)은 소정의 도전물질, 예컨대 비아(via) 또는 플러그(plug)로 형성할 수 있다. The second
층간 절연막(29) 상에는 제2 비트 라인 컨택(33)과 접속되는 비트 라인(BL)이 형성된다. The bit line BL connected to the second
한편, 제2 비트 라인 컨택(33)은 또 다른 비트 라인 컨택, 예컨대 제3 비트 라인 컨택(35)를 통해 상술한 제1 반도체 기판(10)의 서브 비트 라인(Sub_BL)과 접 속될 수 있다. 다시 말하면, 제3 비트 라인 컨택(35)은 제2 비트 라인 정션 영역(27a)과 서브 비트 라인(Sub_BL) 사이의 제2 반도체 기판(20)에 형성되고, 서브 비트 라인(Sub_BL)과 제2 비트 라인 컨택(33)은 제3 비트 라인 컨택(35)을 통해 서로 접속될 수 있다. 제3 비트 라인 컨택(35)은 제2 반도체 기판(20)에 형성된 비아일 수 있다.The second
상술한 다수의 제3 게이트 구조(23), 다수의 제2 정션 영역(27), 층간 절연막(29), 제2 비트 라인 컨택(33) 및 비트 라인(BL)을 포함하는 제2 반도체 기판(20)이 완성될 수 있다. The second semiconductor substrate including the plurality of
한편, 도 3 및 도 4에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다층 구조 메모리 장치(100 또는 101)는 컨트롤러(도 5의 도면부호 60)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러는 제2 반도체 기판(20)에 형성된 다수의 페이지 버퍼에 각각에 접속될 수 있으며, 각각의 페이지 버퍼의 동작을 제어할 수 있는 제어 신호를 출력할 수 있다. Although not shown in FIGS. 3 and 4, the
이하 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다층 구조 메모리 장치의 동작 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation method of a multilayer memory device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 다층 구조의 메모리 장치의 개략적인 블록도이고, 도 6은 도 5의 다층 구조 메모리 장치의 동작 순서도이고, 도 7은 도 6의 다른 실시예에 따른 다층 구조 메모리 장치의 동작 순서도이다.5 is a schematic block diagram of the memory device of the multilayer structure illustrated in FIGS. 1 to 4, FIG. 6 is an operational flowchart of the memory device of FIG. 5, and FIG. 7 is a multilayer according to another embodiment of FIG. 6. Operation flowchart of the structure memory device.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다층 구조의 메모리 장치(100)는 제1 반도체 기판(10), 제2 반도체 기판(20), 컨트롤러(60) 및 적어도 하나의 비트 라인(71, 72, 73)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, a
앞서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 반도체 기판(10)에는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N)이 각각 형성될 수 있으며, 제2 반도체 기판(20)에는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N)이 각각 형성될 수 있다. 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 각각과 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각은 서로 대응되도록 접속될 수 있다.As described above with reference to FIGS. 1 to 4, a plurality of memory cell arrays 10_1, 10_2,... 10_N may be formed on the
컨트롤러(60)는 제2 반도체 기판(20)에 형성된 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 동작을 제어할 수 있는 제어 신호(CS)를 출력할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(60)는 적어도 하나의 컨트롤 라인(65)을 통해 제2 반도체 기판(20)의 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각과 접속될 수 있으며, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 동작을 독립적으로 제어할 수 있는 제어 신호(CS)를 적어도 하나의 컨트롤 라인(65)을 통해 각각의 페이지 버퍼(20_1, 20_2, … 20_N)로 출력할 수 있다. The
이에 따라, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각은 컨트롤러(60)로부터 출력되는 제어 신호(CS)에 따라 적어도 하나의 비트 라인(71, 72, 73)으로부터 데이터 신호를 제공받아 대응되는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 각각으로 출력하여 기록하는 라이트(write) 동작을 수행하거나 또는 대응되는 다수의 메모리 셀 어레이들(10_1, 10_2, … 10_N) 각각으로부터 저장되어 있던 데이터 신호를 읽는 리드(read) 동작을 수행할 수 있다.Accordingly, each of the plurality of page buffers 20_1, 20_2,... 20_N receives a data signal from at least one
적어도 하나의 비트 라인(71, 72, 73)은 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에 접속될 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 다층 구조의 메모리 장 치(100)는 제1 비트 라인(71), 제2 비트 라인(72) 및 제3 비트 라인(73)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다.At least one
제1 비트 라인(71), 제2 비트 라인(72) 및 제3 비트 라인(73)은 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에 접속될 수 있으며, 컨트롤러(60)로부터 제공된 제어 신호(CS)에 따라 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에 데이터 신호, 예컨대 입력 데이터 신호를 제공하거나 또는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각으로부터 데이터 신호, 예컨대 출력 데이터 신호를 제공받을 수 있다.The
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 상술한 다층 구조 메모리 장치(100)의 동작 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of operating the
컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 상태를 파악할 수 있다(S10). 예컨대, 컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 현재 상태를 파악할 수 있는 신호를 출력하고, 상기 신호에 피드백 되는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 응답으로부터 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 현재 상태를 파악할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 예로써, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각이 초기 상태, 즉 아무런 동작을 수행하지 않는 상태를 예로 들어 설명한다.The
컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에 접속된 컨트롤 라인(65)을 통해 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 동작, 예컨대 페이지 버퍼의 라이트 동작(또는, 프로그램(program) 동작) 또는 리드 동작 을 제어할 수 있다.The
예컨대, 컨트롤러(60)는 제1 제어 신호(CS1)를 출력하여 제1 페이지 버퍼(20_1)의 동작을 제어할 수 있다(S20). 또, 컨트롤러(60)는 제2 제어 신호(CS2)를 출력하여 제2 페이지 버퍼(20_2)의 동작을 제어할 수 있다(S30). For example, the
제1 제어 신호(CS1)와 제2 제어 신호(CS2)는 동일한 시점에서 컨트롤러(60)로부터 제1 페이지 버퍼(20_1)와 제2 페이지 버퍼(20_2)로 출력될 수 있으며, 또는 컨트롤러(60)로부터 제1 제어 신호(CS1)가 먼저 제1 페이지 버퍼(20_1)로 출력되고, 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 페이지 버퍼(20_1)가 동작하는 동안에 제2 제어 신호(CS2)가 제2 페이지 버퍼(20_2)로 출력될 수도 있다. The first control signal CS1 and the second control signal CS2 may be output from the
제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 대응되는 제1 메모리 셀 어레이(10_1)와 데이터 신호를 주고받을 수 있다. The first page buffer 20_1 may exchange data signals with the corresponding first memory cell array 10_1 according to the first control signal CS1 output from the
예컨대, 제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 비트 라인(71)으로부터 데이터 신호를 제공받아 제1 메모리 셀 어레이(10_1)에 라이트 동작을 수행할 수 있다(S23). 또, 제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 메모리 셀 어레이(10_1)에 저장된 데이터 신호의 리드 동작을 수행할 수 있으며(S21), 리드된 데이터 신호를 제1 비트 라인(71)을 통해 외부로 출력할 수 있다.For example, the first page buffer 20_1 receives a data signal from the
제2 페이지 버퍼(20_2)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신호(CS2)에 따라 대응되는 제2 메모리 셀 어레이(10_2)와 데이터 신호를 주고받을 수 있다. The second page buffer 20_2 may exchange data signals with the corresponding second memory cell array 10_2 according to the second control signal CS2 output from the
예컨대, 제2 페이지 버퍼(20_2)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신 호(CS2)에 따라 제2 비트 라인(72)으로부터 데이터 신호를 제공받아 제2 메모리 셀 어레이(10_2)에 라이트 동작을 수행할 수 있다(S33). 또, 제2 페이지 버퍼(20_2)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신호(CS2)에 따라 제2 메모리 셀 어레이(10_2)에 저장된 데이터 신호의 리드 동작을 수행할 수 있으며(S31), 리드된 데이터 신호를 제2 비트 라인(72)을 통해 외부로 출력할 수 있다.For example, the second page buffer 20_2 receives a data signal from the
여기서, 제2 페이지 버퍼(20_2)는 앞서 설명한 바와 같이, 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신호(CS2)에 의해 제1 페이지 버퍼(20_1)와 동시에 리드/라이트 동작을 수행하거나 또는 제1 페이지 버퍼(20_1)가 리드/라이트 동작을 수행하는 동안에 제2 제어 신호(CS2)에 따라 리드/라이트 동작을 수행할 수 있다.As described above, the second page buffer 20_2 performs a read / write operation simultaneously with the first page buffer 20_1 by the second control signal CS2 output from the
즉, 본 실시예에서는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제어 신호, 예컨대 제1 제어 신호(CS1) 또는 제2 제어 신호(CS2)에 따라 제1 페이지 버퍼(20_1)와 제2 페이지 버퍼(20_2)의 동작을 독립적으로 제어할 수 있음으로써, 제1 메모리 셀 어레이(10_1)가 리드/라이트 동작을 수행하는 동안에 제2 메모리 셀 어레이(10_2)도 리드/라이트 동작을 수행할 수 있게 되어 다층 구조의 메모리 장치(100)의 동작 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다.That is, in the present exemplary embodiment, the first page buffer 20_1 and the second page buffer 20_2 may be configured according to a control signal output from the
도 5 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조 메모리 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.An operation of the
컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 상태를 파악할 수 있다(S10). 예컨대, 컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 현재 상태를 파악할 수 있는 신호를 출력하고, 상기 신호에 피드 백 되는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 응답으로부터 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 현재 상태를 파악할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 예로써, 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각이 초기 상태, 즉 아무런 동작을 수행하지 않는 상태를 예로 들어 설명한다.The
컨트롤러(60)는 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각에 접속된 컨트롤 라인(65)을 통해 다수의 페이지 버퍼들(20_1, 20_2, … 20_N) 각각의 동작, 예컨대 페이지 버퍼의 라이트 동작(또는, 프로그램(program) 동작) 또는 리드 동작을 제어할 수 있다.The
예컨대, 컨트롤러(60)는 제1 제어 신호(CS1)를 출력하여 제1 페이지 버퍼(20_1)의 동작을 제어할 수 있다(S20). 또, 컨트롤러(60)는 제2 제어 신호(CS2)를 출력하여 제2 페이지 버퍼(20_2)의 동작을 제어할 수 있다(S30). For example, the
제1 제어 신호(CS1)와 제2 제어 신호(CS2)는 동일한 시점에서 컨트롤러(60)로부터 제1 페이지 버퍼(20_1)와 제2 페이지 버퍼(20_2)로 출력될 수 있으며, 또는 컨트롤러(60)로부터 제1 제어 신호(CS1)가 먼저 제1 페이지 버퍼(20_1)로 출력되고, 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 페이지 버퍼(20_1)가 동작하는 동안에 제2 제어 신호(CS2)가 제2 페이지 버퍼(20_2)로 출력될 수도 있다. The first control signal CS1 and the second control signal CS2 may be output from the
제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 대응되는 제1 메모리 셀 어레이(10_1)와 데이터 신호를 주고받을 수 있다. The first page buffer 20_1 may exchange data signals with the corresponding first memory cell array 10_1 according to the first control signal CS1 output from the
예컨대, 제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 비트 라인(71)으로부터 데이터 신호를 제공받아 제1 메모리 셀 어레이(10_1)에 라이트 동작을 수행할 수 있다(S23). For example, the first page buffer 20_1 receives a data signal from the
또, 제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 따라 제1 메모리 셀 어레이(10_1)에 저장된 데이터 신호의 리드 동작을 수행할 수 있으며(S21), 리드된 데이터 신호를 제1 비트 라인(71)을 통해 외부로 출력할 수 있다.In addition, the first page buffer 20_1 may perform a read operation of the data signal stored in the first memory cell array 10_1 according to the first control signal CS1 output from the controller 60 (S21). The read data signal may be output to the outside through the
제2 페이지 버퍼(20_2)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신호(CS2)에 의해 동작이 제어되어(S30) 제2 비트 라인(72)으로부터 데이터 신호를 제공받아 임시 저장할 수 있다(S31).The second page buffer 20_2 is controlled by the second control signal CS2 output from the
여기서, 제2 페이지 버퍼(20_2)는 앞서 설명한 바와 같이, 컨트롤러(60)로부터 출력된 제2 제어 신호(CS2)에 따라 제1 페이지 버퍼(20_1)의 리드/라이트 동작과 동시에 제2 비트 라인(72)으로부터 데이터 신호를 제공받아 임시 저장하거나 또는 제1 페이지 버퍼(20_1)가 리드/라이트 동작을 수행하는 동안에 제2 비트 라인(72)으로부터 데이터 신호를 제공받아 임시 저장할 수 있다.As described above, the second page buffer 20_2 may be configured to simultaneously read / write the first page buffer 20_1 and the second bit line according to the second control signal CS2 output from the
제1 제어 신호(CS1)에 의해 동작이 제어된 제1 페이지 버퍼(20_1)의 리드 동작 또는 라이트 동작이 완료되면, 컨트롤러(60)는 제3 제어 신호(CS2)를 출력할 수 있다. 제3 제어 신호(CS2)는 제1 페이지 버퍼(20_1)와 제2 페이지 버퍼(20_2)의 동작을 제어할 수 있다(S40).When the read operation or the write operation of the first page buffer 20_1 whose operation is controlled by the first control signal CS1 is completed, the
예컨대, 제2 페이지 버퍼(20_2)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제3 제어 신호(CS2)에 따라 제1 비트 라인(71) 내지 제3 비트 라인(73) 중에서 하나의 비트 라인을 통해 임시 저장된 데이터 신호를 제1 페이지 버퍼(20_1)로 전송할 수 있 다(S41).For example, the second page buffer 20_2 is temporarily stored through one bit line among the
제2 페이지 버퍼(20_2)로부터 전송된 데이터 신호를 제공받은 제1 페이지 버퍼(20_1)는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제3 제어 신호(CS2)에 따라 전송된 데이터 신호를 제1 메모리 셀 어레이(10_1)에 기록하는 라이트 동작을 수행할 수 있다(S43).The first page buffer 20_1 receiving the data signal transmitted from the second page buffer 20_2 receives the data signal transmitted according to the third control signal CS2 output from the
즉, 본 실시예에서는 컨트롤러(60)로부터 출력된 제1 제어 신호(CS1)에 의해 제1 페이지 버퍼(20_1)가 동작하고 있을 때, 외부로부터 제1 페이지 버퍼(20_1)에 해당하는 데이터 신호가 입력되더라도, 이를 제2 페이지 버퍼(20_2)에 임시 저장하였다가 추후에 제1 페이지 버퍼(20_1)로 전송하여 기록함으로써, 다층 구조의 메모리 장치(100)의 동작 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다.That is, in the present embodiment, when the first page buffer 20_1 is operated by the first control signal CS1 output from the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템들의 다양한 실시예들을 나타낸다.8 is a block diagram illustrating an electronic system including a memory device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9A to 9J include a memory device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention. Various embodiments of electronic systems are shown.
도 8 내지 도 9j를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 구조의 메모리 장치(100 또는 101)는 예컨대, SD(secure digital)카드 또는 MMC(Multi-media card)를 포함하는 메모리 카드로 구현될 수 있다. 또한, 메모리 카드는 스마트 카드(smart card)를 포함할 수 있다.8 to 9J, the
다층 구조의 메모리 장치가 사용된 메모리 카드(100 또는 101)는 비디오 카메라(도 9a), TV 또는 IPTV(도 9b), MP3 플레이어(도 9c), 전자 게임기 또는 네비 게이션(도 9d), 전자 악기(도 9e), 이동 전화기와 같은 휴대용 통신 단말기(도 9f), PC(personal computer, 도 9g), PDA(personal digital assistant, 도 9h), 보이스 레코더(voice recorder, 도 9i), 또는 PC 카드(또는 메모리 카드 리더; 도 9j) 등에 사용될 수 있다.The
따라서, 비디오 카메라(도 9a), TV 또는 IPTV(도 9b), MP3 플레이어(도 9c), 전자 게임기 또는 네비게이션(도 9d), 전자 악기(도 9e), 휴대용 통신 단말기(도 9f), PC(도 9g), PDA(도 9h), 보이스 레코더(도 9i), 또는 PC 카드 (또는 메모리 카드 리더; 도 9j) 등 각각이 카드 인터페이스(420)와 카드 인터페이스(420)에 접속될 수 있는 슬롯(또는 접속부; 410)을 포함하는 경우, 메모리 카드(100 또는 101)는 슬롯(또는 접속부; 410)에 전기적으로 접속되어 카드 인터페이스(420)를 통하여 비디오 카메라(도 9a), TV 또는 IPTV(도 9b), MP3 플레이어(도 9c), 전자 게임기 또는 네비게이션(도 9d), 전자 악기(도 9e), 휴대용 통신 단말기(도 9f), PC(도 9g), PDA(도 9h), 보이스 레코더(도 9i), 또는 PC 카드 (또는 메모리 카드 리더; 도 9j) 등 각각의 전자회로(430)에 구비되는 CPU(또는 마이크로프로세서; 미도시)와 소정의 데이터 또는 명령을 주고받을 수도 있다.Thus, a video camera (FIG. 9A), TV or IPTV (FIG. 9B), MP3 player (FIG. 9C), electronic game machine or navigation (FIG. 9D), electronic musical instrument (FIG. 9E), portable communication terminal (FIG. 9F), PC ( 9G), a PDA (FIG. 9H), a voice recorder (FIG. 9I), a PC card (or memory card reader; FIG. 9J), and the like, each of which may be connected to the card interface 420 and the card interface 420 ( Or a connection unit 410, the
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치의 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram of a memory device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1에 도시된 다수의 메모리 셀 어레이들 중 하나의 메모리 셀 어레이의 회로도이다.FIG. 2A is a circuit diagram of one memory cell array of the plurality of memory cell arrays shown in FIG. 1.
도 2b는 도 1에 도시된 다수의 페이지 버퍼들 중 하나의 페이지 버퍼의 개략적인 블록도이다.FIG. 2B is a schematic block diagram of one page buffer of the plurality of page buffers shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 반도체 장치의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 다층 구조의 메모리 장치의 다른 실시예에 따른 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of the memory device having the multilayer structure illustrated in FIG. 3.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 다층 구조의 메모리 장치의 개략적인 블록도이다.FIG. 5 is a schematic block diagram of a memory device having a multilayer structure illustrated in FIGS. 1 to 4.
도 6은 도 5의 다층 구조 메모리 장치의 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of the multilayer memory device of FIG. 5.
도 7은 도 6의 다른 실시예에 따른 다층 구조 메모리 장치의 동작 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an operation of a multilayer memory device according to another exemplary embodiment of FIG. 6.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템의 일 예를 나타내는 블록도이다.8 is a block diagram illustrating an example of an electronic system including a memory device having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 실시예에 따른 다층 구조의 메모리 장치를 포 함하는 전자 시스템들의 다양한 실시예들을 나타낸다.9A-9J illustrate various embodiments of electronic systems including a multi-layered memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/457,238 US20090307415A1 (en) | 2008-06-05 | 2009-06-04 | Memory device having multi-layer structure and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080053015 | 2008-06-05 | ||
KR1020080053015 | 2008-06-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090127023A true KR20090127023A (en) | 2009-12-09 |
Family
ID=41688043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080101465A KR20090127023A (en) | 2008-06-05 | 2008-10-16 | Memory device of multi-layer structure and method for driving thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20090127023A (en) |
-
2008
- 2008-10-16 KR KR1020080101465A patent/KR20090127023A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10566343B2 (en) | Semiconductor memory device including 3-dimensional structure and method for manufacturing the same | |
US10680004B2 (en) | Semiconductor memory device of three-dimensional structure | |
US10026747B2 (en) | Non-volatile memory device with first gate structure in memory cell region and second gate structure in peripheral circuit region and non-volatile memory system including the same | |
KR102589301B1 (en) | Non volatile memory devices | |
KR102398665B1 (en) | Non volatile memory devices and method of fabricating the same | |
JP2020047814A (en) | Semiconductor storage device | |
JP2019528546A (en) | Multi-deck memory device and operation | |
JP2007311566A (en) | Nonvolatile semiconductor memory and its manufacturing method | |
US11488667B2 (en) | Semiconductor device | |
CN110299160B (en) | Semiconductor memory device with a memory cell having a memory cell with a memory cell having a memory cell | |
US8797780B2 (en) | Memory device having sub-bit lines and memory system | |
CN113725219A (en) | Three-dimensional memory device and method of manufacturing the same | |
CN110838317A (en) | Semiconductor memory device with a memory cell having a plurality of memory cells | |
US20210066280A1 (en) | Memory device | |
CN112599497A (en) | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same | |
US20090307415A1 (en) | Memory device having multi-layer structure and driving method thereof | |
CN108461097B (en) | Semiconductor memory device having power grid structure | |
CN102768995B (en) | Memory device with external chip controller and manufacturing method of memory device | |
US20220336488A1 (en) | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same | |
US20130119461A1 (en) | Semiconductor device having a buried gate and method for forming thereof | |
US11004484B2 (en) | Page buffer and memory device including the same | |
KR20090127023A (en) | Memory device of multi-layer structure and method for driving thereof | |
CN112992861A (en) | Three-dimensional semiconductor memory device | |
US20240130131A1 (en) | Vertical memory device | |
EP4235800A1 (en) | Storage device, storage system, and operation method of storage device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |