KR20100089683A - Semiconductor memory device comprising capacitor-less dynamic memory cells - Google Patents

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이재욱
송기환
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor memory device including a dynamic memory cell without a capacitor is provided to simplify the structure of a controller for read and/or write operations by applying one fixed level of voltage to a source line. CONSTITUTION: A memory cell array includes a plurality of memory cells with transistors. A transistor includes a floating body which is connected through a plurality of word-lines, a plurality of source-lines, and a plurality of bit-lines. A controller applies a bit-line writing voltage to a selected bit-line from the bit-lines in a write-operating state. The controller applies a second word-line controlling voltage, which is higher than a first word-line controlling voltage, to a selected word-line from the word-lines. The controller stores data in the memory cells by inducing the bipolar junction transistor operation of the memory cells.

Description

커패시터가 없는 동작 메모리 셀을 구비한 반도체 메모리 장치{Semiconductor memory device comprising capacitor-less dynamic memory cells}Semiconductor memory device comprising capacitor-less dynamic memory cells

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device having a dynamic memory cell without a capacitor.

일반적인 메모리, 예를 들면, 동적 반도체 메모리 장치(DRAM)는 하나의 트랜지스터와 하나의 커패시터를 구비한다. 그러나, 커패시터, 특히, 커패시터의 크기로 인하여 일반적인 메모리의 크기의 축소에 한계가 있다. 따라서, "커패시터가 없는(capacitor-less)" 메모리들로 언급되는, 하나의 트랜지스터(1T)를 가지고 커패시터를 가지지 않는 메모리 셀을 구비하는 메모리들이 개발되었고, 일반적인 커패시터가 없는 동적 반도체 메모리 장치로 이후에 언급되는 커패시터가 없는 1T DRAM은 전기적으로 플로팅된 바디를 포함할 수 있다.A typical memory, for example a dynamic semiconductor memory device (DRAM), has one transistor and one capacitor. However, due to the size of capacitors, especially capacitors, there is a limit to the size reduction of a general memory. Thus, memories have been developed that include a memory cell with one transistor 1T and no capacitor, referred to as "capacitor-less" memories. The 1T DRAM without the capacitor mentioned in may include an electrically floating body.

일반적으로, 종래의 커패시터리스 메모리는 절연체상에 실리콘을 가지는 SOI 웨이퍼를 이용하고, 플로팅 바디 영역에 다수 캐리어(정공들 또는 전자들)를 축적하거나, 플로팅 바디 영역으로부터 다수 캐리어를 방출함에 의해서 플로팅 바디 영 역 전압을 제어하는 데이터를 식별한다. 다수 캐리어가 플로팅 바디 영역에 축적되면, 이 상태는 데이터 "1"로서 표현되고, 반대로, 다수 캐리어가 플로팅 바디 영역으로부터 방출되면, 이 상태는 데이터 "0"으로서 표현된다.In general, conventional capacitorless memory utilizes an SOI wafer with silicon on an insulator and accumulates multiple carriers (holes or electrons) in the floating body region, or emits multiple carriers from the floating body region. Identifies data that controls the area voltage. If a majority carrier is accumulated in the floating body region, this state is represented as data "1", and conversely, if a majority carrier is emitted from the floating body region, this state is represented as data "0".

일반적인 커패시터가 없는 메모리 장치의 동작에는 2가지 종류가 있다. 하나는 금속 산화물 반도체 트랜지스터(MOS) 동작 특성을 사용하는 것이고, 다른 하나는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 동작 특성을 사용하는 것이다. 일반적으로, 바이폴라 접합 트랜지스터 동작은 MOS동작보다 고속 동작 및/또는 더 좋은 전하 보유 성질을 가진다는 사실이 공개되어 있다.There are two kinds of operation of a general capacitorless memory device. One uses metal oxide semiconductor transistor (MOS) operating characteristics and the other uses bipolar junction transistor (BJT) operating characteristics. In general, it is disclosed that bipolar junction transistor operation has high speed operation and / or better charge retention properties than MOS operation.

본 발명의 목적은 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 위한 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비한 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a capacitorless dynamic memory cell for bipolar junction transistor operation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일형태는 복수개의 워드 라인들, 복수개의 소스 라인들 및 복수개의 비트 라인들 각각의 사이에 연결된 플로팅 바디를 가지는 트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이, 및 라이트 동작시 데이터 정보에 따라 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인으로 비트 라인 라이트 전압을 인가하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 인가되는 전압을 제1 워드 라인 제어 전압에서 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높은 제2 워드 라인 제어 전압으로 변화시켜 상기 데이터 정보에 따라 상기 메모리 셀의 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유도하여 상기 메모리 셀에 데이터를 저장하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 소스 라인들로 항상 상기 비트 라인 라이트 전압보다 높은 소스 라인 제어 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.One aspect of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory cells comprising a transistor having a floating body connected between each of a plurality of word lines, a plurality of source lines and a plurality of bit lines And a bit line write voltage applied to a selected bit line among the bit lines according to data information during a write operation, and controlling a voltage applied to a selected word line among the word lines. A control unit configured to change a voltage from a voltage to a second word line control voltage higher than the first word line control voltage to induce a bipolar junction transistor operation of the memory cell according to the data information, and to store data in the memory cell; The control unit always uses the bit line as the source lines. Characterized in that for supplying a high voltage than the write voltage source line control.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일형태의 상기 제어부는 상기 라이트 동작시 상기 선택된 워드 라인으로 인가되는 전압을 상기 제2 워드 라인 제어 전압에서 상기 제1 워드 라인 제어 전압으로 변화시킨 후, 상기 선택된 비트 라인의 전압을 상기 비트 라인 라이트 전압에서 상기 비트 라인 라이 트 전압보다 높은 데이터 유지 전압으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.The controller of one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is to change the voltage applied to the selected word line from the second word line control voltage to the first word line control voltage during the write operation. After that, the voltage of the selected bit line is changed from the bit line write voltage to a data holding voltage higher than the bit line write voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일형태의 상기 제어부는 상기 라이트 동작시 상기 비트 라인들 중 선택되지 않은 비트 라인들로 상기 데이터 유지 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.The controller of one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is characterized by applying the data holding voltage to unselected bit lines of the bit lines during the write operation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일형태의 상기 제어부는 리드 동작시 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인을 소정의 프리차지 전압으로 프리차지 하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 소정 시간동안 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높고 상기 제2 워드 라인 제어 전압보다 낮은 제3 워드 라인 제어 전압을 인가하여 상기 메모리 셀의 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유발하여 데이터를 리드하는 것을 특징으로 한다.The controller of one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object precharges a selected bit line among the bit lines to a predetermined precharge voltage during a read operation, and selects the selected word line among the word lines. A third word line control voltage higher than the first word line control voltage and lower than the second word line control voltage may be applied for a predetermined time to cause bipolar junction transistor operation of the memory cell to read data.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일형태에 있어서, 상기 프리차지 전압은 데이터 "1"에 대응하는 비트 라인 라이트 전압보다 높은 것을 특징으로 한다.In one aspect of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object, the precharge voltage is higher than the bit line write voltage corresponding to the data "1".

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 다른 형태는 복수개의 워드 라인들, 복수개의 소스 라인들 및 복수개의 비트 라인들 각각의 사이에 연결된 플로팅 바디를 가지는 트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이, 및 리드 동작시 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인을 소정의 프리차지 전압으로 프리차지 하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 소정 시간동안 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높고 상기 제2 워드 라인 제어 전압보다 낮은 제3 워드 라인 제어 전압을 인가하여 상기 메모리 셀의 바 이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유발하여 데이터를 리드하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 소스 라인들로 항상 상기 프리차지 전압보다 높은 소스 라인 제어 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory cells comprising a transistor having a floating body connected between each of a plurality of word lines, a plurality of source lines and a plurality of bit lines And a precharge of a selected bit line of the bit lines to a predetermined precharge voltage during a read operation, and to the selected word line of the word lines than the first word line control voltage for a predetermined time. And a control unit configured to apply a third word line control voltage higher than the second word line control voltage to cause a bipolar junction transistor of the memory cell to read data, wherein the control unit is always connected to the source lines. Supplying a source line control voltage higher than the precharge voltage It is characterized by.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 상기 제어부는 상기 라이트 동작 및/또는 리드 동작 전후에 상기 비트라인들로 상기 프리차지 전압보다 높은 데이터 유지 전압을, 상기 워드 라인들로 상기 제1 워드 라인 제어 전압을, 상기 소스 라인들로 상기 소스 라인 제어 전압을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.The control unit of the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is a data holding voltage higher than the precharge voltage to the bit lines before and after the write operation and / or read operation, the first line to the word line; A data hold operation may be performed by applying a word line control voltage to the source lines and applying the source line control voltage to the source lines.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치에 있어서, 상기 데이터 유지 전압은 상기 소스 라인 제어 전압과 동일한 것을 특징으로 한다.In the semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object, the data holding voltage is the same as the source line control voltage.

따라서, 본 발명의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비하는 반도체 메모리 장치는 소스 라인으로 고정된 하나의 전압 레벨만 인가함으로써 리드 및/또는 라이트 동작을 위한 제어부의 구성을 간단하게 할 수 있다.Therefore, the semiconductor memory device including the capacitor-free dynamic memory cell of the present invention can simplify the configuration of the controller for read and / or write operations by applying only one voltage level fixed to the source line.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비하는 반도체 메모리 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor memory device including a dynamic memory cell without a capacitor of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 수평 구조의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 실시예의 구조를 나타내는 것이다. 도 1에 도시된 것처럼, 수평 구조의 커패시터가 없는 메모리 셀은 기판(1), 기판(1) 상에 형성된 절연층(2), 절연층(2) 상에 서로 분리되어 형성된 제1 노드(3) 및 제2 노드(4), 분리된 제1 노드(3) 및 제2 노드(4) 사이의 플로팅 바디 영역(5), 플로팅 바디 영역(5) 상에 형성된 게이트 절연층(6), 및 게이트 절연층(6) 상에 형성된 게이트 영역(7)으로 구성되어 있다.1 illustrates the structure of an embodiment of a dynamic memory cell without a capacitor in a horizontal structure. As shown in FIG. 1, a memory cell without a capacitor having a horizontal structure includes a substrate 1, an insulating layer 2 formed on the substrate 1, and a first node 3 formed separately from each other on the insulating layer 2. ) And a floating body region 5 between the second node 4, the separated first node 3 and the second node 4, a gate insulating layer 6 formed on the floating body region 5, and The gate region 7 is formed on the gate insulating layer 6.

상기 기판(1)은 P 도전형 또는 N 도전형 기판일 수 있다. 동적 메모리 셀이 NMOS 트랜지스터라면, 기판(1)은 P 도전형 기판이다. 상기 절연층(2)은 절연체 상 실리콘(SOI; silicon on insulator) 배치의 절연체이다. The substrate 1 may be a P conductive type or an N conductive type substrate. If the dynamic memory cell is an NMOS transistor, the substrate 1 is a P conductivity type substrate. The insulating layer 2 is an insulator in a silicon on insulator (SOI) arrangement.

MOS동작에서, 제1 노드(3) 및 제2 노드(4) 각각은 소스(S) 및 드레인(D)으로서 언급될 수 있다. 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)동작에서, 제1 노드(3) 및 제2노드(4) 각각은 에미터(E) 및 콜렉터(C)로서 언급될 수 있다. 제1 노드(3) 및 제2 노드(4)는 상호 변경될 수 있다. 실시예로서, 제1 및 제2 노드들(3 및 4)은 N 도전형 또는 P 도전형일 수 있다. 동적 메모리 셀이 NMOS 트랜지스터라면, 제1 및 제2 노드들(3 및 4)은 N 도전형일 수 있다.In the MOS operation, each of the first node 3 and the second node 4 may be referred to as a source S and a drain D. FIG. In bipolar junction transistor BJT operation, each of first node 3 and second node 4 may be referred to as emitter E and collector C. The first node 3 and the second node 4 may be interchanged with each other. As an example, the first and second nodes 3 and 4 may be of N conductivity type or P conductivity type. If the dynamic memory cell is an NMOS transistor, the first and second nodes 3 and 4 may be of N conductivity type.

플로팅 바디 영역(5)의 도전형은 제1 및 제2 노드들(3 및 4)과 다른 도전형일 수 있다. NMOS 트랜지스터의 실시예라면, 플로팅 바디 영역(5)은 P 도전형일 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)는 NPN 도전형 바이폴라 접합 트랜지스터이다. 플로팅 바디 영역(5)은 절연층(2)에 의해서 기판(1)과 전기적으로 분리되어 플로팅된다. 도 1에 도시된 것처럼, 플로팅 바디 영역(5)은 플로팅 바디 길이(L1)를 가질 수 있다. The conductivity type of the floating body region 5 may be different from that of the first and second nodes 3 and 4. In an embodiment of an NMOS transistor, the floating body region 5 may be of P conductivity type. Therefore, the bipolar junction transistor BJT shown in FIG. 1 is an NPN conductive bipolar junction transistor. The floating body region 5 is electrically separated from the substrate 1 by the insulating layer 2 and floated. As shown in FIG. 1, the floating body region 5 may have a floating body length L1.

동적 메모리 셀은 게이트 절연층(6) 및 게이트(7)를 포함하는 게이트 구조를 포함하고, 게이트(7)는 게이트 길이(L2)를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼, 플로팅 바디 영역(5)을 가지는 수평 구조의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀은 실리콘 기판(1) 상에 추가적으로 형성된 절연층(2) 상에 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 에미터(소스)(E(S)) 또는 콜렉터(드레인)(C(D))는 상대적인 것으로 서로 변경될 수 있다.The dynamic memory cell may include a gate structure including a gate insulating layer 6 and a gate 7, and the gate 7 may have a gate length L2. As shown in FIG. 1, a capacitorless dynamic memory cell having a floating body region 5 may be formed on the insulating layer 2 additionally formed on the silicon substrate 1. As described above, the emitter (source) E (S) or collector (drain) C (D) may be changed relative to each other.

일반적으로, L1은 에미터(소스)(E(S)) 및 콜렉터(드레인)(C(D)) 사이의 거리를 나타내고, L2는 게이트 길이를 나타낸다. 실시예에서, L2는 L1보다 길다. 이는 일반적으로 자기 정합 기술(self-alignment technology) 또는 LDD(lightly doped drain) 기술이 에미터(소스)(E(S)) 및 콜렉터(드레인)(C(D))을 형성하기 위하여 사용되고, 열처리는 안정화를 위하여 적용되기 때문이다.In general, L1 represents the distance between emitter (source) E (S) and collector (drain) C (D), and L2 represents the gate length. In an embodiment, L2 is longer than L1. It is commonly used to form emitter (source) (E (S)) and collector (drain) (C (D)) self-alignment technology or lightly doped drain (LDD) technology. Is applied for stabilization.

도 2는 도 1의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 등가회로를 나타내는 것이다. 도 2에 도시된 것처럼, 등가회로는 하나의 NMOS 트랜지스터(NMOS) 및 하나의 NPN 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)를 포함한다. 예를 들면, 도 1의 에미터(소스)(E(S)), 콜렉터(드레인)(C(D)) 및 게이트(G)가 NMOS트랜지스터를 형성한다. 마찬가지로, 도 1의 에미터(소스)(E(S)), 콜렉터(드레인)(C(D)) 및 전기적으로 플로팅된 플로팅 바디 영역(5)(플로팅 바디 영역(5)이 베이스(B)를 형성할 수 있다.)이 NPN 형의 바이폴라 접합 트랜지스터를 형성한다. 도 2에 도시된 것처럼, 커플링 커패시터(CC)는 NMOS트랜지스터의 게이트(G)와 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스(B)사이에 형성된다.FIG. 2 shows an equivalent circuit of the dynamic memory cell without the capacitor of FIG. 1. As shown in FIG. 2, the equivalent circuit includes one NMOS transistor (NMOS) and one NPN bipolar junction transistor (NPN). For example, the emitter (source) E (S), collector (drain) C (D) and gate G of FIG. 1 form an NMOS transistor. Similarly, the emitter (source) E (S), collector (drain) C (D) and electrically floating floating body region 5 (floating body region 5) of FIG. May form an NPN-type bipolar junction transistor. As shown in FIG. 2, a coupling capacitor CC is formed between the gate G of the NMOS transistor and the base B of the bipolar junction transistor.

실시예에서, 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)는 동적 메모리 셀을 리드 및 라이트하기 위해서 사용된다. 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)는 동적 메모리 셀에 데 이터를 라이트 하거나, 동적 메모리 셀의 데이터 상태를 리드하기 위하여 사용되는 바이폴라 트랜지스터 전류를 발생한다.In an embodiment, bipolar junction transistors NPN are used to read and write dynamic memory cells. The bipolar junction transistor NPN generates a bipolar transistor current that is used to write data to a dynamic memory cell or to read the data state of the dynamic memory cell.

도시하지는 않았지만, 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비한 반도체 메모리 장치에서 도 1 및 도 2에 나타낸 동적 메모리 셀의 에미터(소스)(E(S))는 소스 라인에 연결되고, 콜렉터(드레인)(C(D))는 비트 라인과 연결되고, 게이트(G)는 워드 라인과 연결된다.Although not shown, in a semiconductor memory device having a dynamic memory cell without a capacitor, the emitter (source) E (S) of the dynamic memory cell shown in FIGS. 1 and 2 is connected to a source line, and a collector (drain) is provided. C (D) is connected to the bit line and gate G is connected to the word line.

도 3은 본 발명의 반도체 메모리 장치의 실시예를 나타내는 것으로, 도 3은 메모리 셀 어레이(10), 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30)를 구비하는 반도체 메모리 장치를 나타내고 있다.3 illustrates an embodiment of a semiconductor memory device of the present invention, and FIG. 3 illustrates a semiconductor memory device including a memory cell array 10, a row controller 20, and a column controller 30.

도 3에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each of the blocks shown in FIG. 3 is as follows.

메모리 셀 어레이(10)는 복수개의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀들(MC11 ~ MCij)을 포함하고, 동적 메모리 셀(MC11 ~ MCij)들 각각은 해당하는 워드 라인(WL1~WLi), 소스 라인(SL1~SLi), 및 비트 라인(BL1~BLj)과 연결된다. 즉, 메모리 셀 어레이(10)의 메모리 셀들 각각은 해당하는 워드 라인, 소스 라인, 및 비트 라인으로 전송되는 신호에 응답하여 데이터를 라이트하거나 리드한다.The memory cell array 10 includes dynamic memory cells MC11 ˜ MCij without a plurality of capacitors, and each of the dynamic memory cells MC11 ˜ MCij has a corresponding word line WL1 ˜WLi and a source line SL1 ˜. SLi) and bit lines BL1 to BLj. That is, each of the memory cells of the memory cell array 10 writes or reads data in response to signals transmitted to corresponding word lines, source lines, and bit lines.

로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30) 각각은 라이트 명령(WR), 리드 명령(RD), 및 어드레스 신호들(ADDR)을 수신하고, 워드 라인들(WL1~WLi)과 소스 라인들(SL1~SLi) 및 비트 라인들(BL1~BLj)을 제어한다. 즉, 로우 제어부(20)는 소스 라인들(SL1~SLi)로 고정된 소정의 전압을 인가하고, 워드 라인들(WL1~WLi) 각각으로 라이트 명령(WR), 리드 명령(RD), 및 어드레스 신호들(ADDR)에 응답하여 소정의 전 압을 인가한다. 컬럼 제어부(30)는 라이트 명령(WR), 리드 명령(RD) 및 어드레스 신호들(ADDR)에 응답하여 비트 라인들(BL1~BLj) 각각으로 소정의 전압을 인가하거나, 비트 라인들(BL1~BLj) 중 해당하는 비트 라인을 프리차지하고, 해당하는 비트 라인으로 전송되는 데이터를 감지하여 증폭한다.Each of the row controller 20 and the column controller 30 receives the write command WR, the read command RD, and the address signals ADDR, and receives the word lines WL1 to WLi and the source lines SL1. ~ SLi) and the bit lines BL1 to BLj. That is, the row controller 20 applies a predetermined voltage fixed to the source lines SL1 to SLi, and writes the write command WR, the read command RD, and the address to each of the word lines WL1 to WLi. A predetermined voltage is applied in response to the signals ADDR. The column controller 30 applies a predetermined voltage to each of the bit lines BL1 to BLj in response to the write command WR, the read command RD, and the address signals ADDR, or applies the bit lines BL1 to BL1 to BLj. Precharge the corresponding bit line of BLj) and sense and amplify the data transmitted to the corresponding bit line.

도 3에 도시된 것처럼, 워드 라인들(WL1, …, WLi)과 소스 라인들(SL1, …, SLi)은 동일 방향으로 배치될 수 있고, 비트 라인들(BL1, …, BLj)은 워드 라인들(WL1, …, WLi) 및 소스 라인들(SL1, …, SLi)에 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the word lines WL1,..., WLi and the source lines SL1,..., SLi may be disposed in the same direction, and the bit lines BL1,..., BLj are word lines. And WL1,..., WLi and the source lines SL1,..., SLi.

도 3에 도시된 것처럼, 로우 제어부(20)는 라이트 명령(WR) 또는 리드 명령(RD)에 응답하여 워드 라인들(WL1, …, WLi) 중 하나의 워드 라인을 선택하기 위하여 어드레스 신호(ADDR)를 수신할 수 있다. 또한, 컬럼 제어부(30)는 라이트 명령(WR) 또는 리드 명령(RD)에 응답하여 비트 라인들(BL1, …, BLj) 중 하나의 비트 라인을 선택하기 위하여 어드레스 신호(ADDR)를 수신할 수 있다.As shown in FIG. 3, the row controller 20 selects one of the word lines WL1,..., WLi in response to the write command WR or the read command RD. ) Can be received. In addition, the column controller 30 may receive the address signal ADDR to select one bit line among the bit lines BL1,..., BLj in response to the write command WR or the read command RD. have.

또한, 컬럼 제어부(30)는 라이트 동작동안 선택된 비트 라인에 데이터 정보를 제공하고, 리드 동작동안 선택된 비트 라인으로부터 데이터 정보를 수신할 수 있다.In addition, the column controller 30 may provide data information to the selected bit line during the write operation and receive data information from the selected bit line during the read operation.

도 3에서는 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30)가 분리되어 도시되어 있지만, 2개의 제어부의 기능들을 수행하는 하나의 제어부로 구현될 수도 있다.In FIG. 3, although the row control unit 20 and the column control unit 30 are illustrated separately, the row control unit 20 and the column control unit 30 may be implemented as one control unit that performs the functions of the two control units.

도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 메모리 장치의 라이트 동작을 설명하기 위한 타이밍도를 나타낸 것으로서, 워드 라인(WL1), 소스 라인(SL1), 및 비트 라인(BL1)과 연결된 하나의 메모리 셀(MC11)에 데이터를 라이트 하는 경우를 즉, 어드레스 신호(ADDR)에 응답하여 로우 제어부(20)는 하나의 워드 라인(WL1)을 선택하고, 컬럼 제어부(30)는 하나의 비트 라인(BL1)을 선택하는 경우를 나타낸 것이다. 도 4에서, BL1(W"0")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"을 라이트하는 경우의 선택된 비트 라인, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)의 전압을, BL1(W"1")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트 하는 경우의 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)의 전압을, WL1은 라이트 동작시 메모리 셀(MC11)과 연결된 워드 라인(WL1)의 전압을, iBL1(W"0")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"을 라이트하는 경우의 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통해 흐르는 바이폴라 전류를, iBL1(W"1")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트하는 경우의 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통해 흐르는 바이폴라 전류를, BL2~BLj는 라이트 동작 시 메모리 셀(MC11)과 연결되지 않은 비트 라인들(BL2~BLj)의 전압을, SL1~SLi는 라이트 동작시 소스 라인들(SL1~SLi)의 전압을, WL2~WLi는 라이트 동작시 메모리 셀(MC11)과 연결되지 않은 워드 라인들(WL2~WLi)의 전압을 각각 나타낸다.FIG. 4 is a timing diagram illustrating a write operation of the semiconductor memory device of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention, wherein one memory cell is connected to a word line WL1, a source line SL1, and a bit line BL1. When the data is written to the MC11, that is, in response to the address signal ADDR, the row controller 20 selects one word line WL1, and the column controller 30 selects one bit line BL1. It shows the case of selecting. In FIG. 4, BL1 (W "0") denotes the voltage of the selected bit line when the data "0" is written in the memory cell MC11, that is, the voltage of the bit line BL1 connected to the memory cell MC11. W " 1 " is a voltage of the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 when the data " 1 " is written to the memory cell MC11, and WL1 is connected to the memory cell MC11 during the write operation. The bit line BL1 connected to the memory cell MC11 and the memory cell MC11 when the voltage of the word line WL1 and iBL1 (W "0") writes data "0" to the memory cell MC11. The bipolar current flowing through the iBL1 (W "1") is transmitted through the memory cell MC11 and the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 when the data "1" is written to the memory cell MC11. The flowing bipolar current, BL2 to BLj, voltages of the bit lines BL2 to BLj that are not connected to the memory cells MC11 during the write operation, and SL1 to SLi, the source lines SL1 to SLi during the write operation. The voltage, WL2 ~ WLi are respectively the voltage of the word lines that are not associated with the memory cell (MC11) during the write operation (WL2 ~ WLi).

도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비한 반도체 메모리 장치의 라이트 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 to 4, a write operation of a semiconductor memory device having a capacitorless dynamic memory cell of the present invention will be described as follows.

구간(T0)에서, 데이터를 유지하기 위해 로우 제어부(20)는 워드 라인들(WL1~WLi)로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을, 소스 라인들(SL1~SLi)로 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을 인가하고, 컬럼 제어부(30)는 비트 라인 들(BL1~BLj)로 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 인가한다.In the period T0, the row controller 20 supplies the first word line control voltage (eg, −1 V) to the word lines WL1 to WLi and the source lines SL1 to SLi in order to maintain data. The source line control voltage (for example, 2V) is applied, and the column controller 30 applies a data sustain voltage (for example, 1V) to the bit lines BL1 to BLj.

구간(T1)에서, 컬럼 제어부(30)는, 만일 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트하기를 원한다면, 제1 라이트 전압(예를 들면, 0V)을 선택된 비트 라인(BL1)으로 인가하고, 만일 데이터 "0"을 라이트하기를 원한다면, 제2 라이트 전압(예를 들면, 0.5V)을 선택된 비트 라인(BL1)으로 인가하고, 선택되지 않은 비트 라인들(BL2~BLj)로는 상기 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 계속 인가한다.In the period T1, the column controller 30 applies a first write voltage (for example, 0V) to the selected bit line BL1 if it is desired to write data “1” to the memory cell MC11. If it is desired to write data "0", a second write voltage (for example, 0.5V) is applied to the selected bit line BL1, and the data is not selected to the unselected bit lines BL2 to BLj. The sustain voltage (for example, 1V) is continuously applied.

로우 제어부(20)는 선택된 워드 라인(WL1)으로 인가되는 전압을 상기 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)에서 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높은 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0.3V)으로 변화시키고, 선택되지 않은 워드 라인들(WL2~WLi)로는 상기 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을 계속 인가한다. 로우 제어부(20)는 소스 라인들(SL1~SLi)로는 상기 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을 계속 인가한다. 즉, 선택된 워드 라인(WL1)으로 제1 진폭을 가지는 라이징 펄스가 인가된다. 상기 제1 진폭은 상기 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)과 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0.3V)의 차이에 해당하는 값일 수 있다.The row controller 20 may set a voltage applied to the selected word line WL1 to a second word line control voltage higher than the first word line control voltage at the first word line control voltage (for example, −1 V). For example, the first word line control voltage (for example, −1 V) is continuously applied to the unselected word lines WL2 to WLi. The row controller 20 continuously applies the source line control voltage (for example, 2V) to the source lines SL1 to SLi. That is, a rising pulse having a first amplitude is applied to the selected word line WL1. The first amplitude may be a value corresponding to a difference between the first word line control voltage (eg, −1 V) and the second word line control voltage (eg, 0.3 V).

도 1 및 도 2를 참고하여 라이트 동작을 설명하면 다음과 같다. The write operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트 하는 경우, 비트 라인(BL1)으로 소정의 제1 라이트 전압(예를 들면, 0V)을 인가하고, 다음으로, 워드 라인(WL1)으로 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0.3V)을 인가한다. 즉, 워드 라인(WL1)으로 라이징 펄스를 인가한다. When data "1" is written to the memory cell MC11, a predetermined first write voltage (for example, 0V) is applied to the bit line BL1, and then a second word is applied to the word line WL1. A line control voltage (e.g., 0.3V) is applied. That is, a rising pulse is applied to the word line WL1.

워드 라인(WL1)으로 인가된 라이징 펄스는 메모리 셀의 게이트(G)로 인가되고, 커플링 커패시터(CC)에 의한 커플링 효과에 의해 플로팅 바디 영역(5) 또는 베이스(B)의 전위가 증가하여 에미터(소스)(E(S))와 베이스(B)사이의 순방향 바이어스 및 베이스(B)와 콜렉터(드레인)(C(D))사이의 역방향 바이어스가 발생된다. 따라서, 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온 된다. 결과로서, 동적 메모리 셀에 저장된 데이터와 무관하게 전자들은 플로팅 바디 영역(5)을 통하여 에미터(소스)(E(S))로부터 베이스(B)와 콜렉터(드레인)(C(D))사이의 접합까지 이동하고, 이러한 전자들은 접합부에서 실리콘 격벽과 충돌하고, 전자-정공쌍을 발생한다. 이는 임팩트 이온화(impact ionization)로 언급될 수 있다. 즉, 워드 라인(WL1)을 통해 게이트(G)로 인가된 라이징 펄스에 의해 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 턴온되고, 동적 메모리 셀에 저장된 데이터와 무관하게 동적 메모리 셀의 베이스(B)와 콜렉터(드레인)(C(D)) 사이의 임팩트 이온화가 활발하게 일어나서 전자-정공쌍이 발생된다.The rising pulse applied to the word line WL1 is applied to the gate G of the memory cell, and the potential of the floating body region 5 or the base B is increased by the coupling effect of the coupling capacitor CC. This results in a forward bias between emitter (source) E (S) and base B and a reverse bias between base B and collector (drain) C (D). Thus, the bipolar junction transistor NPN is turned on. As a result, irrespective of the data stored in the dynamic memory cell, electrons are transferred from the emitter (source) E (S) to the base B and the collector (drain) C (D) through the floating body region 5. Moving to the junction of, these electrons collide with the silicon barrier at the junction and generate electron-hole pairs. This may be referred to as impact ionization. That is, the bipolar junction transistor NPN is turned on by the rising pulse applied to the gate G through the word line WL1, and the base B and the collector of the dynamic memory cell are independent of data stored in the dynamic memory cell. Impact ionization between the drain) (C (D)) takes place actively to generate electron-hole pairs.

각 전자-정공쌍에 대하여, 전자들은 상기 접합부로부터 콜렉터(드레인)(C(D))로 이동하고, 정공들은 상기 접합부로부터 베이스(B)로 이동한다. 그리고, 에미터(소스)(E(S))로부터의 더 많은 전자들이 플로팅 바디 영역(5)을 통하여 베이스(B)와 콜렉터(드레인)(C(D))사이의 접합부에 도달한다. 상술한 동작이 반복적으로 수행되고, 포지티브 궤환으로 인하여, 증배가 커질 수 있다. 이는 "애벌런쉬 생성"으로 언급될 수 있다. 포지티브 궤환의 결과로서, 정공들은 플로팅 바디 영역(5)에 축적되어 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"이 라이트 된다.For each electron-hole pair, electrons move from the junction to the collector (drain) C (D), and holes move from the junction to the base B. And more electrons from the emitter (source) E (S) reach the junction between the base B and the collector (drain) C (D) through the floating body region 5. The above-described operation is repeatedly performed, and due to the positive feedback, the multiplication can be large. This may be referred to as "avalanche generation". As a result of the positive feedback, holes are accumulated in the floating body region 5 so that data "1" is written in the memory cell MC11.

즉, 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트 하는 경우, 구간(T1)에서 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통해 제1 바이폴라 전류(i1)가 바이폴라 접합 트랜지스터 동작의 애벌런쉬 발생에 의해 유발된다.That is, when data “1” is written in the memory cell MC11, the first bipolar current i1 is generated in the period T1 through the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 and the memory cell MC11. It is caused by the occurrence of avalanche of bipolar junction transistor operation.

만일, 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"을 라이트 하는 경우, 비트 라인(BL1)으로 소정의 제2 라이트 전압(예를 들면, 0.5V)을 인가하고, 다음으로, 워드 라인(WL1)으로 제3 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0V)을 인가한다. 즉, 워드 라인(WL1)으로 라이징 펄스를 인가한다.If data "0" is written to the memory cell MC11, a predetermined second write voltage (for example, 0.5V) is applied to the bit line BL1, and then to the word line WL1. A third word line control voltage (eg 0V) is applied. That is, a rising pulse is applied to the word line WL1.

비트 라인(BL1)으로 제2 라이트 전압(예를 들면, 0.5V)이 인가되어 있기 때문에, 워드 라인(WL1)으로 라이징 펄스가 인가되더라도 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)는 턴온되지 않아 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN) 동작의 애벌런쉬 발생이 유발되지 않고, 플로팅 바디 영역(5)의 정공들은 커플링 커패시터(CC)의 게이트 커플링 효과에 의해서 비트 라인(BL1)으로 방출되어 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"이 라이트 된다.Since the second write voltage (for example, 0.5V) is applied to the bit line BL1, the bipolar junction transistor NPN is not turned on even when a rising pulse is applied to the word line WL1, so that the bipolar junction transistor NPN is applied. Avalanche of the floating body region 5 is not induced, and holes in the floating body region 5 are emitted to the bit line BL1 due to the gate coupling effect of the coupling capacitor CC, thereby causing data " 0 " "This is light.

구간(T2)에서, 로우 제어부(20)는 메모리 셀(MC11)과 연결된 워드 라인(WL1)으로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을 인가한다. 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"을 라이트 하는 경우에, 도 4에 도시된 것처럼, 구간(T2)동안 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통하여 흐르는 바이폴라 전류(iBL1(W"1"))는 구간(T1)에서 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통하여 흐르는 제1 바이폴라 전류(i1)보다 작다. 이는 커플링 커패시터(CC)의 커플링 효과의 결과로서 바디 전위가 감소하기 때문이다.In the period T2, the row controller 20 applies a first word line control voltage (eg, −1 V) to the word line WL1 connected to the memory cell MC11. When data "1" is written to the memory cell MC11, as illustrated in FIG. 4, the bipolar flows through the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 and the memory cell MC11 during the period T2. The current iBL1 (W ″ 1 ″) is smaller than the first bipolar current i1 flowing through the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 and the memory cell MC11 in the period T1. This is because the body potential decreases as a result of the coupling effect of the coupling capacitor CC.

구간(T3)에서, 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30) 각각은 구간(T0)과 동일하게 워드 라인들(WL1~WLi)로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을, 소스 라인들(SL1~SLi)로 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을, 비트 라인들(BL1~BLj)로 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행한다.In the period T3, each of the row control unit 20 and the column control unit 30 applies the first word line control voltage (for example, −1 V) to the word lines WL1 to WLi in the same manner as the period T0. The data holding operation may be performed by applying a source line control voltage (for example, 2V) to the source lines SL1 to SLi and a data holding voltage (for example, 1V) to the bit lines BL1 to BLj. do.

로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 메모리 장치의 오동작을 방지하기 위해 워드 라인들(WL1~WLi) 및 비트 라인들(BL1~BLj)로 순차적으로 제어 전압을 인가하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4의 구간(T1)에서 나타낸 바와 같이, 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30)는 비트 라인(BL1) 및 워드 라인(WL1)으로 순차적으로 제어 전압을 인가하고, 구간(T2)에서 나타낸 바와 같이 워드 라인(WL1) 및 비트 라인(BL1)으로 순차적으로 제어 전압을 인가하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the row control unit 20 and the column control unit 30 are sequentially formed into word lines WL1 to WLi and bit lines BL1 to BLj to prevent a malfunction of the semiconductor memory device. It can be configured to apply a control voltage. That is, as shown in the section T1 of FIG. 4, the row control unit 20 and the column control unit 30 sequentially apply the control voltage to the bit line BL1 and the word line WL1, and the section T2. As shown in FIG. 2, the control voltage may be sequentially applied to the word line WL1 and the bit line BL1.

도 4에는 하나의 메모리 셀(MC11)에 데이터를 라이트하는 경우를 예시하였으나, 동일한 로우(row)에 배치된 메모리 셀들, 즉, 동일한 워드 라인과 동일한 소스 라인에 연결된 메모리 셀들 중 적어도 하나 이상을 선택하여 선택된 메모리 셀들에 에 동시에 데이터를 라이트 하는 것도 가능하다. 이 경우, 컬럼 제어부(30)는 비트 라인들(BL1~BLj) 중 선택된 비트 라인들 각각으로 제1 라이트 전압 또는 제2 라이트 전압을 인가하여 비트 라인들(BL1~BLj) 중 선택된 비트 라인들 각각과 연결된 메모리 셀들에 데이터 "1" 또는 데이터 "0"을 라이트 하도록 구성될 수 있다.Although FIG. 4 illustrates a case where data is written to one memory cell MC11, at least one or more of memory cells arranged in the same row, that is, memory cells connected to the same word line and the same source line are selected. It is also possible to write data to selected memory cells simultaneously. In this case, the column controller 30 applies the first write voltage or the second write voltage to each of the selected bit lines of the bit lines BL1 to BLj to respectively select the selected bit lines of the bit lines BL1 to BLj. And write data "1" or data "0" to memory cells connected to the memory cell.

또한, 도 4에서는 비트 라인으로 인가되는 데이터 유지 전압이 소스 라인들로 인가되는 소스 라인 제어 전압보다 낮은 경우를 예시하였으나, 데이터 유지 전 압은 소스 라인 제어 전압과 동일한 레벨을 가질 수 있다.In FIG. 4, the data holding voltage applied to the bit line is lower than the source line control voltage applied to the source lines, but the data holding voltage may have the same level as the source line control voltage.

도 5는 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 DC 특성을 나타내는 그래프로서, 게이트 전압(Vg)이 -1V인 경우 및 게이트 전압(Vg)이 -0.5V인 경우에 메모리 셀에 저장된 데이터가 "1"인 상태 및 메모리 셀에 저장된 데이터가 "0"인 상태 각각에서의 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))에 대한 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전류(Ids(ce))의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5에서, 실선은 워드 라인을 통하여 메모리 셀의 게이트(G)에 인가되는 게이트 전압(Vg)이 데이터 유지 동작시 워드 라인으로 인가되는 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)인 경우를, 점선은 게이트 전압(Vg)이 제1 워드 라인 제어 전압보다 높고, 라이트 동작시 인가되는 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0.3V)보다 낮은 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -0.5V)인 경우를 각각 나타낸다.FIG. 5 is a graph illustrating DC characteristics of a dynamic memory cell without a capacitor, wherein the data stored in the memory cell is " 1 " when the gate voltage Vg is -1V and when the gate voltage Vg is -0.5V. Collector for voltage Vds (ce) between collector (drain) C (D) and emitter (source) E (S) in the state and the state where data stored in the memory cell is "0", respectively. It is a graph showing the change of the current Ids (ce) between (drain) C (D) and emitter (source) E (S). In FIG. 5, the solid line is a gate voltage Vg applied to the gate G of the memory cell through the word line, and the first word line control voltage (eg, −1 V) applied to the word line in the data retention operation. In some cases, the dotted line indicates a second word line control voltage (eg, a gate voltage Vg higher than the first word line control voltage and lower than a second word line control voltage (eg, 0.3V) applied during the write operation). For example, -0.5V) is shown, respectively.

도 5에 나타낸 바와 같이, 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))이 소정의 전압(V1 또는 V2) 이상이 되면 급격한 전류 증가가 나타난다. 즉, 전압(Vds(ce))이 일정한 전압 이상이 되면 드레인 커플링(drain coupling)에 의해서 정공이 베이스(B)로 유입되어 베이스 영역의 전위가 증가하여, 베이스(B)와 에미터(소스)(E(S)) 사이에 순방향 전압이 걸리게 되고, 이로 인해 상술한 바와 같은 임팩트 이온화가 유발된다. 임팩트 이온화에 의해 정공이 베이스(B)로 유입되고, 상술한 바와 같은 애벌런쉬 항복 현상에 의해 바이폴라 전류(Ids(ce))가 급격하게 증가하여 메모리 셀을 통해 제1 바이폴라 전류(i1)가 흐르 게 된다.As shown in Fig. 5, when the voltage Vds (ce) between the collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S) becomes equal to or greater than the predetermined voltage V1 or V2. A sharp current increase appears. That is, when the voltage Vds (ce) is equal to or higher than a predetermined voltage, holes are introduced into the base B by drain coupling, so that the potential of the base region increases, so that the base B and the emitter (source A forward voltage is applied between (E (S)), which causes impact ionization as described above. Holes flow into the base B by impact ionization, and the bipolar current Ids (ce) increases rapidly due to the above-described avalanche breakdown phenomenon, and the first bipolar current i1 flows through the memory cell. It becomes.

그러나, 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))이 소정의 전압(V1 또는 V2) 이하인 경우에는 바이폴라 트랜지스터(NPN)가 오프 상태를 유지하므로, 상기 제1 바이폴라 전류(i1)보다 작은 제2 바이폴라 전류(i2)가 흐르게 된다. 상기 제2 바이폴라 전류(i2)는 거의 0일 수 있다.However, when the voltage Vds (ce) between the collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S) is less than or equal to the predetermined voltage V1 or V2, the bipolar transistor NPN. The second bipolar current i2 that is smaller than the first bipolar current i1 flows because the second state remains off. The second bipolar current i2 may be nearly zero.

도 5에 나타낸 바와 같이, 메모리 셀에 데이터 "1"이 저장되어 있는 경우의 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온 되는 전압(V1)이 메모리 셀에 데이터 "0"이 저장되어 있는 경우의 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온 되는 전압(V2)보다 낮다. 즉, 메모리 셀에 데이터 "1"이 저장되어 있는 경우가 데이터 "0"이 저장되어 있는 경우보다 더 낮은 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))에서 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온 되어 바이폴라 전류(Ids(ce))가 커지게 되는데, 이는 플로팅 바디 영역(5)내의 정공에 의해서 바디 전위 자체가 높게 형성되어 있기 때문에 에미터(소스(E(S))와 베이스(B) 사이의 순방향 바이어스가 먼저 형성되어 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 데이터 "0"이 저장되어 있는 경우에 비해서 빨리 동작할 수 있기 때문이다.As shown in Fig. 5, the voltage V1 at which the bipolar junction transistor NPN is turned on when the data "1" is stored in the memory cell is the bipolar junction transistor when the data "0" is stored in the memory cell. NPN is lower than the voltage V2 on. That is, the case where data "1" is stored in the memory cell is lower than the collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S) that are lower than when data "0" is stored. The bipolar junction transistor NPN is turned on at the voltage Vds (ce), so that the bipolar current Ids (ce) becomes large, and the body potential itself is high due to the hole in the floating body region 5. This is because the forward bias between the emitter (source E (S) and base B) is first formed so that the bipolar junction transistor NPN can operate faster than when data " 0 " is stored.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 게이트 전압(Vg)이 높아지게 되면, 더 낮은 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))에서 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온되어 바이폴라 전류(Ids(ce))가 커지게 되는데, 이는 게이트 전압(Vg)이 높아지게 되면 바디의 정전위, 즉, 베이스(B)의 정전위가 높아지기 때문에 더 낮은 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전 압(Vds(ce))에 의하여도 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN)가 온 될 수 있기 때문이다.In addition, as shown in FIG. 5, when the gate voltage Vg becomes high, the voltage Vds (ce) between the lower collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S). ), The bipolar junction transistor NPN is turned on to increase the bipolar current Ids (ce), because when the gate voltage Vg increases, the potential of the body, that is, the potential of the base B increases. This is because the bipolar junction transistor NPN can be turned on by the voltage Vds (ce) between the lower collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S). .

도 6은 도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 메모리 장치의 리드 동작의 일실시예를 설명하기 위한 타이밍도를 나타내는 것으로서, 워드 라인(WL1), 소스 라인(SL1) 및 비트 라인(WL1)과 연결된 하나의 메모리 셀(MC11)에 저장된 데이터를 리드하는 경우를 예시하는 것이다. 도 6에서, BL1은 선택된 비트 라인, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인의 전압을, WL1은 선택된 워드 라인, 즉, 메모리 셀(MC11)와 연결된 워드 라인의 전압을, iBL1(W"0")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"이 저장된 경우의 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통하여 흐르는 바이폴라 전류를, iBL1(W"1")은 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"이 저장된 경우의 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통하여 흐르는 바이폴라 전류를, BL2~BLj는 선택되지 않은 비트 라인들, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결되지 않은 비트 라인들의 전압을, SL1~SLi는 소스 라인들의 전압을, WL2~WLi는 선택되지 않은 워드 라인들, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결되지 않은 워드 라인들의 전압을 각각 나타낸다.FIG. 6 is a timing diagram illustrating an exemplary embodiment of a read operation of the semiconductor memory device of FIG. 3, wherein one is connected to a word line WL1, a source line SL1, and a bit line WL1. The case where data stored in the memory cell MC11 is read is illustrated. In FIG. 6, BL1 denotes a voltage of a selected bit line, that is, a bit line connected to the memory cell MC11, and WL1 denotes a voltage of a selected word line, that is, a word line connected to the memory cell MC11, iBL1 (W ″). 0 ") represents the bipolar current flowing through the memory cell MC11 and the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 when the data" 0 "is stored in the memory cell MC11, iBL1 (W" 1 "). Is a bipolar current flowing through the memory cell MC11 and the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 when the data “1” is stored in the memory cell MC11, and BL2 to BLj are bit lines that are not selected. That is, voltages of bit lines not connected to the memory cell MC11, SL1 to SLi are voltages of the source lines, and WL2 to WLi are word lines that are not selected, that is, not connected to the memory cell MC11. Indicate the voltage of the word lines, respectively.

도 1 내지 도 3, 도 5, 및 도 6을 참고하여 본 발명의 반도체 메모리 장치의 리드 방법의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.An embodiment of a read method of a semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, 5, and 6 as follows.

구간(T0)에서, 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30) 각각은 워드 라인들(WL1~WLi)로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을, 소스 라인들(SL1~SLi)로 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을, 비트 라인들(BL1~BLj)로 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행한다.In the period T0, each of the row controller 20 and the column controller 30 receives the first word line control voltage (for example, −1 V) through the word lines WL1 to WLi and the source lines SL1 to. The data holding operation is performed by applying a source line control voltage (for example, 2V) to SLi and a data holding voltage (for example, 1V) to the bit lines BL1 to BLj.

구간(T1)에서, 컬럼 제어부(30)는 입력되는 어드레스 신호(ADDR)를 디코딩하여 선택된 비트 라인, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 소정의 프리차지 전압(예를 들면, 0V)으로 프리차지 한다. 상기 프리차지 전압은 데이터 "1"을 라이트하기 위한 상기 제1 라이트 전압(예를 들면, 0V)과 동일한 레벨일 수 있다. 또한, 컬럼 제어부(30)는 선택되지 않은 비트 라인들(BL2~BLj)로 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 인가하도록 구성될 수 있다.In the period T1, the column controller 30 decodes the input address signal ADDR to select a predetermined precharge voltage (for example, a bit line BL1 connected to the memory cell MC11). , 0V). The precharge voltage may be at the same level as the first write voltage (eg, 0V) for writing data “1”. In addition, the column controller 30 may be configured to apply a data sustain voltage (for example, 1V) to unselected bit lines BL2 to BLj.

구간(T1)에서, 로우 제어부(20)는 입력되는 어드레스 신호(ADDR)를 디코딩하여 선택된 워드 라인, 즉, 메모리 셀(MC11)과 연결된 워드 라인(WL1)으로 소정 시간동안 상기 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)보다 높고, 상기 제2 워드 라인 제어 전압(예를 들면, 0.3V)보다 낮은 제3 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -0.5V)을 인가한다. 또한, 로우 제어부(20)는 선택되지 않은 워드 라인들(WL2~WLi)로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을 계속 인가하고, 소스 라인들(SL1~SLi)로 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을 계속 인가하도록 구성될 수 있다. In the period T1, the row controller 20 decodes the input address signal ADDR to control the first word line for a predetermined time with a selected word line, that is, a word line WL1 connected to the memory cell MC11. A third word line control voltage (eg, -0.5V) that is higher than the voltage (eg, -1V) and lower than the second word line control voltage (eg, 0.3V) is applied. In addition, the row controller 20 continuously applies the first word line control voltage (eg, −1 V) to the unselected word lines WL2 to WLi, and the source line to the source lines SL1 to SLi. It can be configured to continue to apply a control voltage (eg 2V).

메모리 셀에 데이터 "1"이 저장되어 있는 경우에 바이폴라 트랜지스터(NPN)가 온 되는 전압(V1)이 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)과 프리차지 전압(예를 들면, 0V)의 전압차(예를 들면, 2V)와 거의 동일하도록 메모리 셀이 설계되었다고 가정하고, 도 5를 참고하여 구간(T1)에서의 본 발명의 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.When the data "1" is stored in the memory cell, the voltage V1 at which the bipolar transistor NPN is turned on is the voltage of the source line control voltage (for example, 2V) and the precharge voltage (for example, 0V). Assuming that the memory cell is designed to be substantially equal to the difference (for example, 2V), the operation of the semiconductor memory device of the present invention in the section T1 will be described below with reference to FIG. 5.

비트 라인(BL1)이 0V로 프리차지되면 메모리 셀(MC11)의 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압(Vds(ce))은 소스 라인 제어 전압과 프리차지 전압의 차이에 해당하는 값(예를 들면, 2V)이 된다. 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"이 저장된 경우, 워드 라인(WL1)으로 제3 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -0.5V)이 인가되면 바이폴라 트랜지스터(NPN)가 온 되어 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통해 제1 바이폴라 전류가 흐르게 된다. 그러나, 만일 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"이 저장되어 있다면, 워드 라인(WL1)으로 제3 워드 라인 제어 전압이 인가되더라도 바이폴라 트랜지스터(NPN)는 온되지 않고, 따라서, 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)을 통해 제2 바이폴라 전류(i2)가 흐르게 된다. 상술한 바와 같이 제2 바이폴라 전류(i2)는 거의 0일 수 있다.When the bit line BL1 is precharged to 0 V, the voltage Vds (ce) between the collector (drain) C (D) and the emitter (source) E (S) of the memory cell MC11 is the source. The value corresponding to the difference between the line control voltage and the precharge voltage is 2V. When data “1” is stored in the memory cell MC11, when the third word line control voltage (for example, −0.5 V) is applied to the word line WL1, the bipolar transistor NPN is turned on and the memory cell MC11 is turned on. ) And a first bipolar current flows through the bit line BL1 connected to the memory cell MC11. However, if data "0" is stored in the memory cell MC11, the bipolar transistor NPN is not turned on even when the third word line control voltage is applied to the word line WL1, and therefore, the memory cell MC11 And a second bipolar current i2 flows through the bit line BL1 connected to the memory cell MC11. As described above, the second bipolar current i2 may be nearly zero.

이후, 센스 증폭기(미도시)를 이용하여 비트 라인(BL1)을 통하여 흐르는 바이폴라 전류를 감지하여 증폭함으로써 메모리 셀에 저장된 데이터를 리드할 수 있다.Thereafter, a sense amplifier (not shown) may sense and amplify the bipolar current flowing through the bit line BL1 to read data stored in the memory cell.

도 6에 나타낸 바와 같이, 선택된 워드 라인(WL1)의 전압이 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)이 되면 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"이 저장된 경우에 메모리 셀(MC11) 및 메모리 셀(MC11)과 연결된 비트 라인(BL1)으로 흐르는 바이폴라 전류(iBL1(W"1"))는 약간 감소한다. 이는 도 4의 설명을 참고로 하면 쉽게 이해될 것이다.As shown in FIG. 6, when the voltage of the selected word line WL1 becomes the first word line control voltage (for example, −1 V), the memory cell MC11 when data “1” is stored in the memory cell MC11. ) And the bipolar current iBL1 (W "1") flowing to the bit line BL1 connected to the memory cell MC11 is slightly reduced. This will be easily understood with reference to the description of FIG. 4.

구간(T2)에서, 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30) 각각은 구간(T0)과 동일 하게 워드 라인들(WL1~WLi)로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)을, 소스 라인들(SL1~SLi)로 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)을, 비트 라인들(BL1~BLj)로 데이터 유지 전압(예를 들면, 1V)을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행한다.In the period T2, each of the row controller 20 and the column controller 30 applies the first word line control voltage (eg, −1 V) to the word lines WL1 to WLi in the same manner as the period T0. The data holding operation may be performed by applying a source line control voltage (for example, 2V) to the source lines SL1 to SLi and a data holding voltage (for example, 1V) to the bit lines BL1 to BLj. do.

또한, 도 6의 구간(T1)에서 점선으로 나타낸 것과 같이, 상기 프리차지 전압은 데이터 "1"을 라이트하기 위한 제1 라이트 전압(예를 들면, 0V)보다 높은 레벨일 수 있다. 이는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 워드 라인으로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)보다 약간 높은 제3 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -0.5V)을 인가하게 되면, 콜렉터(드레인)(C(D))와 에미터(소스)(E(S)) 사이의 전압이 워드 라인으로 제1 워드 라인 제어 전압(예를 들면, -1V)이 인가되는 경우보다 낮더라도 리드 동작을 수행할 수 있기 때문이다. 프리차지 전압을 올리게 되면, 데이터 유지 동작과 리드 동작시 비트 라인으로 인가되는 신호의 전압차가 감소하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다.In addition, as indicated by a dotted line in the period T1 of FIG. 6, the precharge voltage may be at a level higher than a first write voltage (eg, 0V) for writing data “1”. As shown in FIG. 5, when the third word line control voltage (eg, -0.5V) is slightly higher than the first word line control voltage (eg, -1V), the collector is applied to the word line. Read even if the voltage between (drain) C (D) and emitter (source) E (S) is lower than when the first word line control voltage (e.g., -1V) is applied to the word line This is because the operation can be performed. When the precharge voltage is increased, power consumption can be reduced because the voltage difference between the signal applied to the bit line during the data retention and read operations is reduced.

도 6에서는 선택된 하나의 메모리 셀(MC11)에 저장된 데이터를 리드하는 경우를 예시하였지만, 동일한 로우(row)에 배치된 메모리 셀들, 즉, 동일한 워드 라인과 동일한 소스 라인에 연결된 메모리 셀들 중 둘 이상의 메모리 셀들을 선택하여 선택된 메모리 셀들에 저장된 데이터를 리드하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 컬럼 제어부는 선택된 메모리 셀들과 연결된 비트 라인들을 프리차지 전압으로 프리차지 하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 프리차지 전압은 데이터 "1"을 저장하기 위해 비트 라인으로 인가되는 제1 라이트 전압(예를 들면, 0V)과 동일할 수도 있고, 상기 제1 라이트 전압보다 높은 레벨을 가질 수도 있다.Although FIG. 6 illustrates a case where data stored in one selected memory cell MC11 is read, two or more memories among memory cells arranged in the same row, that is, memory cells connected to the same word line and the same source line, are illustrated. The cells may be selected to read data stored in the selected memory cells. In this case, the column controller may be configured to precharge the bit lines connected to the selected memory cells with a precharge voltage. In this case, the precharge voltage may be equal to a first write voltage (for example, 0V) applied to the bit line to store data “1”, or may have a level higher than the first write voltage.

또한, 도 6에서는 비트 라인으로 인가되는 데이터 유지 전압이 소스 라인 제어 전압(예를 들면, 2V)보다 낮은 경우를 예시하였지만, 데이터 유지 전압은 소스 라인 제어 전압과 동일한 레벨을 가질 수 있다.6 illustrates a case where the data holding voltage applied to the bit line is lower than the source line control voltage (for example, 2V), the data holding voltage may have the same level as the source line control voltage.

또한, 도 6에서는 센스 증폭기로서 비트 라인으로 흐르는 전류를 감지하여 증폭하는 전류 센스 증폭기를 이용하는 경우를 가정하여 설명하였지만, 본 발명의 반도체 메모리 장치의 경우, 전압 센스 증폭기를 이용하는 것도 가능하다. 전압 센스 증폭기를 이용하는 경우, 리드 동작시 컬럼 제어부(30)는 선택된 비트 라인을 프리차지 전압으로 프리차지 한 다음, 선택된 비트 라인을 전기적으로 플로팅 시킬 수 있다. 또한, 이 경우에, 선택된 비트 라인의 전압은 메모리 셀에 저장된 데이터에 따라 변화한다. 즉, 만일 메모리 셀(MC11)에 데이터 "1"이 저장된 경우에는 비트 라인(BL1)의 전압은 서서히 증가하고, 바이폴라 전류(iBL1(W"1"))는 서서히 감소하게 된다. 만일 메모리 셀(MC11)에 데이터 "0"이 저장된 경우에는 비트 라인(BL1)의 전압은 프리차지 전압 레벨로 유지된다.In FIG. 6, a description has been made on the assumption that a current sense amplifier for sensing and amplifying a current flowing through a bit line is used as a sense amplifier. However, in the semiconductor memory device of the present invention, a voltage sense amplifier may be used. In the case of using the voltage sense amplifier, during the read operation, the column controller 30 may precharge the selected bit line to the precharge voltage and then electrically float the selected bit line. Also in this case, the voltage of the selected bit line changes in accordance with the data stored in the memory cell. That is, if data "1" is stored in the memory cell MC11, the voltage of the bit line BL1 gradually increases, and the bipolar current iBL1 (W "1") gradually decreases. If data "0" is stored in the memory cell MC11, the voltage of the bit line BL1 is maintained at the precharge voltage level.

도 7은 본 발명의 반도체 메모리 장치의 다른 실시예의 구성을 나타낸 것으로서, 분리된 소스 라인 구조를 나타내는 도 4에 나타낸 일실시예에 따른 반도체 메모리 장치와 달리, 인접한 메모리 셀들이 소스 라인을 공유하는 공통 소스 라인 구조를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates a configuration of another embodiment of the semiconductor memory device of the present invention, and unlike the semiconductor memory device of FIG. 4, which shows a separate source line structure, common memory cells share adjacent source lines. Source line structure is shown.

도 7에 나타낸 메모리 셀 어레이(11), 로우 제어부(21) 및, 컬럼 제어부(31)의 기능은 도 4에서 설명한 메모리 셀 어레이(10), 로우 제어부(20) 및 컬럼 제어부(30)의 기능과 동일하다.The functions of the memory cell array 11, the row control unit 21, and the column control unit 31 shown in FIG. 7 are the functions of the memory cell array 10, the row control unit 20, and the column control unit 30 described in FIG. 4. Is the same as

도 7에 나타낸 바와 같이, 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비하는 반도체 메모리 장치가 공통 소스 라인 구조를 가지는 경우, 소스 라인의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 반도체 메모리 장치의 레이아웃 면적을 감소시킬 수 있다.As shown in FIG. 7, when the semiconductor memory device having a dynamic memory cell without a capacitor has a common source line structure, the number of source lines can be reduced. Therefore, the layout area of the semiconductor memory device can be reduced.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that.

도 1은 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 일실시예의 구성을 나타내는 것이다.Figure 1 illustrates the configuration of one embodiment of a capacitorless dynamic memory cell.

도 2는 도 1에 나타낸 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 등가회로도를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the dynamic memory cell without the capacitor shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비하는 반도체 메모리 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 것이다.Figure 3 illustrates a configuration of one embodiment of a semiconductor memory device having a capacitorless dynamic memory cell of the present invention.

도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 메모리 장치의 라이트 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도를 나타내는 것이다.FIG. 4 is an operation timing diagram for describing a write operation of the semiconductor memory device of the present invention shown in FIG. 3.

도 5는 커패시터가 없는 동적 메모리 셀의 DC 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the DC characteristics of a dynamic memory cell without a capacitor.

도 6은 도 3에 나타낸 본 발명의 반도체 메모리 장치의 리드 동작의 일실시예를 설명하기 위한 동작 타이밍도를 나타내는 것이다.FIG. 6 illustrates an operation timing diagram for describing an example of a read operation of the semiconductor memory device of the present invention illustrated in FIG. 3.

도 7은 본 발명의 커패시터가 없는 동적 메모리 셀을 구비하는 반도체 메모리 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 것이다.Figure 7 illustrates a configuration of one embodiment of a semiconductor memory device having a dynamic memory cell without a capacitor of the present invention.

Claims (10)

복수개의 워드 라인들, 복수개의 소스 라인들 및 복수개의 비트 라인들 각각의 사이에 연결된 플로팅 바디를 가지는 트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이; 및A memory cell array having a plurality of memory cells including a transistor having a floating body coupled between each of a plurality of word lines, a plurality of source lines, and a plurality of bit lines; And 라이트 동작시 데이터 정보에 따라 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인으로 비트 라인 라이트 전압을 인가하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 인가되는 전압을 제1 워드 라인 제어 전압에서 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높은 제2 워드 라인 제어 전압으로 변화시켜 상기 데이터 정보에 따라 상기 메모리 셀의 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유도하여 상기 메모리 셀에 데이터를 저장하는 제어부를 구비하고,In the write operation, a bit line write voltage is applied to a selected bit line among the bit lines according to data information, and the voltage applied to the selected word line among the word lines is controlled by the first word line control voltage. A control unit configured to change a second word line control voltage higher than a voltage to induce a bipolar junction transistor operation of the memory cell according to the data information, and to store data in the memory cell; 상기 제어부는 상기 소스 라인들로 항상 상기 비트 라인 라이트 전압보다 높은 소스 라인 제어 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the control unit supplies a source line control voltage higher than the bit line write voltage to the source lines. 제1항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 상기 라이트 동작시 상기 선택된 워드 라인으로 인가되는 전압을 상기 제2 워드 라인 제어 전압에서 상기 제1 워드 라인 제어 전압으로 변화시킨 후, 상기 선택된 비트 라인의 전압을 상기 비트 라인 라이트 전압에서 상기 비트 라인 라이트 전압보다 높은 데이터 유지 전압으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.The voltage applied to the selected word line is changed from the second word line control voltage to the first word line control voltage during the write operation, and then the voltage of the selected bit line is changed from the bit line write voltage to the bit line write. And changing the data retention voltage higher than the voltage. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 데이터 유지 전압과 상기 소스 라인 제어 전압은 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the data holding voltage and the source line control voltage are the same. 제2항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 2, wherein the control unit 상기 라이트 동작시 상기 비트 라인들 중 선택되지 않은 비트 라인들로 상기 데이터 유지 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And applying the data sustain voltage to unselected bit lines among the bit lines during the write operation. 제1항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 리드 동작시 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인을 소정의 프리차지 전압으로 프리차지 하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 소정 시간동안 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높고 상기 제2 워드 라인 제어 전압보다 낮은 제3 워드 라인 제어 전압을 인가하여 상기 메모리 셀의 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유발하여 데이터를 리드하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.During the read operation, the selected bit line of the bit lines is precharged to a predetermined precharge voltage, and the selected word line of the word lines is higher than the first word line control voltage for a predetermined time and the second word line control voltage. And applying a lower third word line control voltage to cause a bipolar junction transistor operation of the memory cell to read data. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 프리차지 전압은 데이터 "1"에 대응하는 비트 라인 라이트 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the precharge voltage is higher than a bit line write voltage corresponding to data " 1 ". 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 4 or 5, wherein the control unit 상기 라이트 동작 및 상기 리드 동작 전후에 상기 비트 라인들로 상기 데이터 유지 전압을, 상기 워드 라인들로 상기 제1 워드 라인 제어 전압을, 상기 소스 라인들로 상기 소스 라인 제어 전압을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.Before and after the write operation and the read operation, the data holding voltage is applied to the bit lines, the first word line control voltage is applied to the word lines, and the source line control voltage is applied to the source lines. The semiconductor memory device, characterized in that for performing. 복수개의 워드 라인들, 복수개의 소스 라인들 및 복수개의 비트 라인들 각각의 사이에 연결된 플로팅 바디를 가지는 트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이; 및A memory cell array having a plurality of memory cells including a transistor having a floating body coupled between each of a plurality of word lines, a plurality of source lines, and a plurality of bit lines; And 리드 동작시 상기 비트 라인들 중 선택된 비트 라인을 소정의 프리차지 전압으로 프리차지 하고, 상기 워드 라인들 중 선택된 워드 라인으로 소정 시간동안 상기 제1 워드 라인 제어 전압보다 높고 상기 제2 워드 라인 제어 전압보다 낮은 제3 워드 라인 제어 전압을 인가하여 상기 메모리 셀의 바이폴라 접합 트랜지스터 동작을 유발하여 데이터를 리드하는 제어부를 구비하고,During the read operation, the selected bit line of the bit lines is precharged to a predetermined precharge voltage, and the selected word line of the word lines is higher than the first word line control voltage for a predetermined time and the second word line control voltage. A control unit which applies a lower third word line control voltage to induce bipolar junction transistor operation of the memory cell to read data; 상기 제어부는 상기 소스 라인들로 항상 상기 프리차지 전압보다 높은 소스 라인 제어 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the controller supplies a source line control voltage higher than the precharge voltage to the source lines at all times. 제8항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 8, wherein the control unit 상기 리드 동작 전후에 상기 비트라인들로 상기 프리차지 전압보다 높은 데이터 유지 전압을, 상기 워드 라인들로 상기 제1 워드 라인 제어 전압을, 상기 소 스 라인들로 상기 소스 라인 제어 전압을 인가하여 데이터 유지 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.Before and after the read operation, the data holding voltage higher than the precharge voltage is applied to the bit lines, the first word line control voltage is applied to the word lines, and the source line control voltage is applied to the source lines. And a sustain operation. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 데이터 유지 전압은 상기 소스 라인 제어 전압과 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the data retention voltage is the same as the source line control voltage.
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