KR20120006705A - Nonvolatile memory device and phase change memory device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 비휘발성 메모리 장치와 관련된다. Embodiments of the present invention relate to a nonvolatile memory device.
반도체 메모리 장치 중에서 전원이 공급되지 않는 경우에도 데이터를 보존하는 특성을 가지는 메모리 소자를 비휘발성 메모리 장치라고 한다. 비휘발성 메모리 중에서도, 상 변화 메모리(Phase Change Memory)는 비휘발성임에도 불구하고, 휘발성인 디램(Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 가지는 특징이 있다. Among semiconductor memory devices, a memory device having a characteristic of storing data even when power is not supplied is referred to as a nonvolatile memory device. Among the nonvolatile memories, phase change memory (Phase Change Memory), although non-volatile, is characterized by having a data processing speed of about volatile dynamic random access memory (DRAM).
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 상 변화 저항(PCR : Phase Change Resistor) 소자(4)를 나타낸다. 1A and 1B show a phase change resistor (PCR)
도 1a 및 도 1b를 참고하면, 상 변화 저항 소자(4)는 상부 전극(1)과 하부 전극(3) 사이에 상 변화 물질(PCM; Phase Change Material;2)을 삽입하여 형성된다. 상부 전극(1)과 하부 전극(3)에 전압을 인가하면, 상 변화 물질(2)에 전류가 흘러 온도가 변하면서 전기 전도 상태가 변하게 된다. 1A and 1B, the phase
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 상 변화 저항 소자(4)의 데이터 저장 원리를 설명하기 위한 도면이다. 2A and 2B are diagrams for explaining the principle of data storage of the phase
도 2a를 참고하면, 상 변화 저항 소자(4)에 임계값 이하의 전류가 흐르면 상 변화 물질(2)이 결정화된다. 상 변화 물질(2)이 결정 상태(Crystalline phase)가 되면 저 저항인 물질이 된다. 그 결과 상부 전극(1)과 하부 전극(3) 사이에 전류가 흐를 수 있게 된다. Referring to FIG. 2A, when a current below a threshold flows through the phase
한편, 도 2b를 참고하면, 상 변화 저항 소자(4)에 임계값 이상의 전류가 흐르면 상 변화 물질(2)이 녹는 점(Melting Point) 이상의 온도가 된다. 상 변화 물질(2)이 녹아 비결정 상태(Amorphous phase)가 되면 고 저항인 물질이 된다. 그 결과 상부 전극(1)과 하부 전극(3) 사이에 전류가 흐르기 어렵게 된다. Meanwhile, referring to FIG. 2B, when a current of more than a threshold flows through the phase
따라서, 상 변화 저항 소자(4)는 위와 같은 두 가지 상태에 서로 다른 데이터를 대응시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 상 변화 저항 소자(4)는 저 저항 상태를 데이터 "1"에 대응시키고, 고 저항 상태를 데이터 "0"에 대응시킬 수 있다. Accordingly, the phase change
또한, 상 변화 물질(2)의 상태는 상 변화 메모리 장치에 전원이 오프되더라도 변화하지 않기 때문에, 위 데이터는 비휘발성으로 저장 가능하다. In addition, since the state of the
도 3은 종래 기술에 따른 상 변화 저항 셀의 라이트 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 3 is a graph illustrating a write operation of a phase change resistance cell according to the prior art.
도 3을 참고하면, 상 변화 저항 소자(4)의 상부 전극(1)과 하부 전극(3) 사이에 일정 시간 동안 전류를 흘리면 열이 발생하게 된다. Referring to FIG. 3, when current flows between the
일정 시간 동안 임계치 이하의 전류를 흘리게 되면 저온 가열 상태에 의해 상 변화 물질(2)이 결정화 상태가 된다. 그 결과, 상 변화 저항 소자(4)가 세트(Set) 상태가 된다. When a current below a threshold flows for a predetermined time, the
반대로, 일정 시간 동안 임계치 이상의 전류를 흘리게 되면 고온 가열 상태에 의해 상 변화 물질(2)이 비결정화 상태가 된다. 그 결과, 상 변화 저항 소자(4)가 리셋(Reset) 상태가 된다. On the contrary, when a current above a threshold flows for a predetermined time, the
이러한 성질을 이용하여, 라이트 동작에서 세트 상태를 라이트 하기 위해 상 변화 저항 소자(4)에 낮은 전압을 긴 시간 동안 인가하게 된다. Using this property, a low voltage is applied to the phase
반대로, 라이트 동작에서 리셋 상태를 라이트 하기 위해 상 변화 저항 소자(4)에 높은 전압을 짧은 시간 동안 인가하게 된다. On the contrary, a high voltage is applied to the phase
상 변화 저항 메모리는 센싱 동작시에 상 변화 저항 소자(4)에 센싱 전류를 인가하여, 상 변화 저항 소자(4)에 라이트 된 데이터를 센싱한다. The phase change resistance memory senses data written to the phase
본 발명의 실시예는, 외부 시스템으로부터 입력되는 라이트할 데이터의 라이트 동작 특성을 제어하는 기술과 관련된다. Embodiments of the present invention relate to a technique for controlling write operation characteristics of data to be written input from an external system.
본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는, 단위 셀을 포함하는 셀 어레이, 단위 셀에 데이터를 라이트하는 라이트 구동부, 및 외부 시스템으로부터 단위 셀에 라이트할 데이터를 입력받고, 동작 모드에 따라 라이트 동작 속도를 제어하는 데이터 입력 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a nonvolatile memory device includes a cell array including unit cells, a write driver for writing data to unit cells, and data to be written to unit cells from an external system, and are written according to an operation mode. And a data input circuit for controlling the operation speed.
본 발명의 실시예는 외부 시스템으로부터 입력되는 라이트할 데이터의 라이트 동작 특성, 예를 들어, 라이트 동작 속도를 제어할 수 있다는 장점이 있다. The embodiment of the present invention has an advantage in that it is possible to control the write operation characteristic of the data to be written, for example, the write operation speed, which is input from the external system.
추가적으로, 본 발명의 실시예는 모드 레지스터에 다양한 클록 주파수에 대응하는 동작 모드를 저장할 수 있기 때문에, 다양한 클록 주파수에서 데이터 라이트 동작을 수행할 수 있다는 효과를 제공한다. In addition, the embodiment of the present invention can store an operation mode corresponding to various clock frequencies in a mode register, thereby providing an effect of performing a data write operation at various clock frequencies.
아울러 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 상 변화 저항 소자를 설명하기 위한 도면.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 상 변화 저항 소자의 데이터 저장 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 상 변화 저항 셀의 라이트 동작을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 회로를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 버퍼 제어 회로를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 버퍼를 나타낸 회로도. 1A and 1B are views for explaining a phase change resistance device according to the prior art.
2A and 2B are diagrams for explaining the principle of data storage of a phase change resistance device according to the prior art;
3 is a graph illustrating a write operation of a phase change resistance cell according to the prior art.
4 illustrates a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a data input circuit of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a buffer control circuit of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram illustrating a data input buffer of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치를 나타낸다. 4 illustrates a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는 셀 어레이(100), 로컬 칼럼 스위치(200), 글로벌 칼럼 스위치(300), 센스앰프 및 라이트 구동부(400), 센싱 기준 전압 생성부(500), 데이터 전달부(600), 데이터 출력 구동부(700), 데이터 입력 회로(800) 및 데이터 입/출력 패드(900)를 포함한다. Referring to FIG. 4, a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention includes a
셀 어레이(100)는 복수의 단위 셀을 포함한다. 복수의 단위 셀은 각각 메모리 소자를 포함하고, 메모리 소자에 데이터가 저장된다. The
메모리 소자는 다양한 소자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 강유전체 커패시터, 상 변화 저항 소자, STT(Spin Torque Transfer) 소자, 자기 저항 소자 등이 사용될 수 있다. As the memory device, various devices may be used. For example, a ferroelectric capacitor, a phase change resistance element, a spin torque transfer (STT) element, a magnetoresistive element, or the like may be used.
단위 셀은 한 쪽이 비트라인 BL1~BLN을 통해 로컬 칼럼 스위치(200)와 연결된다. One side of the unit cell is connected to the
예를 들어, 단위 셀은 칼럼이 비트라인 BL1~BLN을 통해 로컬 칼럼 스위치(200)와 연결될 수 있다.For example, the unit cell may have a column connected to the
로컬 칼럼 스위치(200)는 복수의 비트라인 BL1~BLN 중 특정 비트라인을 선택하여, 특정 비트라인과 연결된 단위 셀에 저장된 데이터를 센싱하거나 그 단위 셀에 데이터를 라이트 할 수 있도록 한다. The
로컬 칼럼 스위치(200)는 글로벌 비트라인 GBL을 통해 글로벌 칼럼 스위치(300)와 연결된다. The
글로벌 칼럼 스위치(300)는 글로벌 스위칭 신호 GYSW에 따라 셀 어레이(100)의 선택 여부를 제어한다. The
예를 들어, 글로벌 스위칭 신호 GYSW가 활성화되면 글로벌 칼럼 스위치(300)는 센스앰프 및 라이트 구동부(400)로부터 인가되는 센싱 전압 또는 라이트 전압을 로컬 칼럼 스위치(200)를 통해 셀 어레이(100)에 포함된 단위 셀에 공급한다. For example, when the global switching signal GYSW is activated, the
반대로, 글로벌 스위칭 신호 GYSW가 비활성화되면 글로벌 칼럼 스위치(300) 센스앰프 및 라이트 구동부(400)로부터 인가되는 센싱 전압 또는 라이트 전압이 공급되지 않도록 한다. 그 결과 셀 어레이(100) 전체에 대한 리드/라이트 동작이 이루어지지 않게 된다. On the contrary, when the global switching signal GYSW is deactivated, the sensing voltage or the write voltage applied from the
센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 셀 어레이(100)에 포함된 단위 셀에 대한 리드/라이트 동작을 수행한다. The sense amplifier and the
글로벌 스위칭 신호 GYSW가 활성화된 상태에서, 로컬 칼럼 스위치(200)에 의해 특정 비트라인이 선택되면, 특정 비트라인과 연결된 단위 셀에 대하여 리드/라이트 동작이 수행된다. When a specific bit line is selected by the
리드 동작시, 단위 셀에 저장된 데이터 데이터 라인 SAI을 통해 출력되면, 센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 데이터 라인 SAI을 통해 입력되는 신호를 센싱 기준 전압 VSREF과 비교한다. During the read operation, when the data is output through the data data line SAI stored in the unit cell, the sense amplifier and the
예를 들어, 데이터 라인 SAI을 통해 입력되는 신호가 센싱 기준 전압 VSREF보다 크면, 센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 데이터 "1"로 판단한다. 반대로, 데이터 라인 SAI을 통해 입력되는 신호가 센싱 기준 전압 VSREF 보다 작으면, 센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 데이터 "0"으로 판단한다. For example, when the signal input through the data line SAI is greater than the sensing reference voltage VSREF, the sense amplifier and the
센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 데이터 라인 SAI을 통해 입력되는 신호와 센싱 기준 전압 VSREF을 차동 증폭하는 차동 증폭 회로를 포함할 수 있다. The sense amplifier and the
한편, 라이트 동작시 외부로부터 입력된 라이트할 데이터에 따라 라이트 구동부는 라이트 전압을 셀 어레이(100) 측으로 인가한다. Meanwhile, the write driver applies a write voltage to the
예를 들어, 데이터 "1"을 라이트할 때, 센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 글로벌 칼럼 스위치(300) 및 로컬 칼럼 스위치(200)를 통해 선택된 비트라인과 연결된 단위 셀에 제 1 레벨의 라이트 전압을 공급한다. For example, when writing data “1”, the sense amplifier and write
반대로, 데이터 "0"을 라이트할 때, 센스앰프 및 라이트 구동부(400)는 글로벌 칼럼 스위치(300) 및 로컬 칼럼 스위치(200)를 통해 선택된 비트라인과 연결된 단위 셀에 제 2레벨의 라이트 전압을 공급한다. On the contrary, when writing the data "0", the sense amplifier and the
만약, 셀 어레이(100)의 단위 셀이 상 변화 저항 소자를 포함하고 있는 경우에는, 라이트 전압의 전압 레벨 또는 라이트 전압의 인가 시간 등을 조절하여 다양한 방법으로 데이터를 라이트할 수 있다. If the unit cell of the
센싱 기준 전압 생성부(500)는 센싱 기준 전압 VSREF을 생성하여 센스 앰프 및 라이트 구동부(400)에 공급한다. The sensing
데이터 전달부(600)는 센스앰프 및 라이트 구동부(400)에서 판별한 데이터를 글로벌 입출력 라인 GIO을 통해 입력받는다. 데이터 전달부(600)는 판별된 데이터를 구동하여 데이터 출력 구동부(700)에 전달한다. The
단순히 글로벌 입출력 라인 GIO에 의해 센스 앰프 및 라이트 구동부(400)와 데이터 출력 구동부(700)를 연결하는 경우 데이터가 글로벌 입출력 라인 GIO의 라인 저항에 의해 왜곡될 수 있다. 하지만, 데이터 전달부(600)를 사용하여 데이터를 중간에 한 번 구동하여 전달할 경우에는 판별된 데이터가 정확하게 데이터 출력 구동부(700)로 전달될 수 있다. When the sense amplifier and write
데이터 출력 구동부(700)는 데이터 전달부(600)로부터 글로벌 입출력 전달 라인 GIO_RPT를 통해 입력되는 신호를 구동하고, 구동된 데이터를 데이터 입/출력 패드(900)를 통해 외부 시스템으로 출력한다. The
데이터 출력 구동부(700)가 신호를 구동하여 출력할 경우, 라인 저항에 의하여 발생할 수 있는 신호의 왜곡을 최소화할 수 있다. When the
데이터 입/출력 패드(900)는 데이터 출력 구동부(700)에 의해 구동된 데이터를 외부 시스템으로 출력한다. The data input /
라이트 동작시, 데이터 입/출력 패드(900)는 외부 시스템으로부터 라이트할 데이터에 대응하는 신호를 입력받는다. In the write operation, the data input /
입력된 신호는 데이터 입력 라인 D_IN을 통해 데이터 입력 회로(800)로 입력된다. The input signal is input to the
데이터 입력 회로(800)는 라이트할 데이터를 구동하여 데이터 전달부(600)에 전달한다. 이 경우 데이터 입력 회로(800)는 버퍼 회로를 포함할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 회로(800)는 라이트 동작을 특성을 제어할 수 있다. The
예를 들어, 데이터 입력 회로(800)는 라이트 동작 속도를 제어할 수 있다. 특히, 데이터 입력 회로(800)는 클록 주파수를 제어 가능하다. For example, the
데이터 입력 회로(800)는 외부 시스템에서 입력되는 제어 신호에 의해 복수의 동작 모드에서 동작할 수 있다. 각각의 동작 모드는 서로 다른 클록 주파수를 가지도록 설정될 수 있다. The
또한, 데이터 입력 회로(800)는 내부에 모드 레지스터를 포함하고, 모드 레지스터에 저장된 복수의 동작 모드에서 동작할 수 있다. 각각의 동작 모드는 서로 다른 클록 주파수를 가지도록 설정될 수 있다. In addition, the
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 회로(800)는 외부 시스템의 제어 또는 내부에 포함된 모드 레지스터에 의해 동작 모드를 설정하여, 서로 다른 클록 주파수에서 라이트 동작을 수행할 수 있게 된다. As such, the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 회로(800)를 나타낸다. 5 illustrates a
도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 회로(800)는 모드 레지스터(810), 버퍼 제어 회로(820), 데이터 입력 버퍼(830) 및 기준 전압 생성부(840)를 포함한다. Referring to FIG. 5, a
모드 레지스터(810)는 동작 모드에 대한 정보를 저장한다. 모드 레지스터(810)는 동작 모드에 따라 서로 다른 모드 제어 신호 RWL를 출력한다. The
[표 1]은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 모드 레지스터(810)가 동작 모드에 따라 서로 다른 모드 제어신호 RWL를 출력하는 것을 나타낸다. Table 1 shows that the
RWL
[표 1]을 참고하면, 예를 들어, 모드 레지스터(810)는 모드 1에서 모드 제어신호 RWL1~RWL6를 모두 0으로 출력하고, 모드 2에서 모드 제어신호 RWL1~RWL3을 0으로 모드 제어신호 RWL4~RWL6를 1로 출력하고, 모드 3에서 모드 제어신호 RWL1,RWL4,RWL5를 0으로 모드 제어신호 RWL2,RWL3,RWL6을 1로 출력하고, 모드 4에서 모드 제어신호 RWL2,RWL4,RWL6을 0으로 모드 제어신호 RWL1,RWL3,RWL5를 1로 출력한다. Referring to Table 1, for example, the
이처럼 모드 레지스터(810)는 다양한 동작 모드에 대응하는 모드 제어 신호 RWL1~RWL6를 출력할 수 있다. As such, the
이러한 다양한 동작 모드 각각은 서로 다른 라이트 동작 특성을 나타내도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 다양한 동작 모드는 서로 다른 클록 주파수를 가지도록 설정되어, 데이터 입력 버퍼(830)가 서로 다른 클록 주파수에서 데이터 라이트 동작을 수행할 수 있도록 한다. Each of these various operation modes may be set to represent different write operation characteristics. For example, the various modes of operation are set to have different clock frequencies such that the
버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN에 따라 활성화 신호 EN를 생성한다. The
예를 들어, 버퍼 활성화 신호 BUF_EN가 활성화되어 입력되면, 버퍼 제어 회로(820)는 활성화 신호 EN를 활성화 상태로 출력하여 데이터 입력 버퍼(830)가 구동 동작을 수행하도록 한다. For example, when the buffer activation signal BUF_EN is activated and input, the
반대로 버퍼 활성화 신호 BUF_EN가 비활성화되어 입력되면, 버퍼 제어 회로(820)가 활성화 신호 EN를 비활성화 상태로 출력하여 데이터 입력 버퍼(830)가 구동 동작을 수행하지 않도록 한다. On the contrary, when the buffer activation signal BUF_EN is deactivated and input, the
버퍼 제어 회로(820)는 모드 레지스터(810)로부터 출력되는 모드 제어 신호 RWL에 따라 라이트 제어 신호 WL를 생성한다. The
라이트 제어 신호 WL는 데이터 입력 버퍼(830)의 라이트 동작 특성을 제어하는 신호를 나타낸다. 라이트 제어 신호 WL는 데이터 입력 버퍼(830)의 라이트 동작 특성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 라이트 제어 신호 WL는 데이터 입력 버퍼(830)가 서로 다른 클록 주파수에서 라이트 동작을 수행할 수 있도록 한다. The write control signal WL represents a signal for controlling the write operation characteristic of the
데이터 입력 버퍼(830)는 외부 시스템으로부터 데이터 입/출력 패드(900)를 통해 입력되는 라이트할 데이터를 구동하여 셀 어레이(100) 측으로 출력한다. The
데이터 입력 버퍼(830)는 버퍼 제어 회로(820)로부터 출력되는 활성화 신호 EN에 의해 활성화 여부가 제어된다. The
예를 들어, 활성화 신호 EN가 활성화 상태로 입력되면, 데이터 입력 버퍼(830)가 구동 동작을 수행한다. 반대로, 활성화 신호 EN가 비활성화 상태로 입력되면, 데이터 입력 버퍼(830)는 구동 동작을 수행하지 않는다. For example, when the activation signal EN is input in an activation state, the
활성화 신호 EN가 활성화 상태로 입력될 때, 데이터 입력 버퍼(830)는 데이터 입력 라인 D_IN을 통해 입력되는 신호와 기준 전압 VREF을 비교하여 구동한다. When the activation signal EN is input in an activated state, the
예를 들어, 데이터 입력 버퍼(830)는 데이터 입력 라인 D_IN을 통해 입력되는 신호와 기준전압 VREF을 차동 증폭하는 차동 증폭 회로를 포함할 수 있다. For example, the
데이터 입력 버퍼(830)는 라이트 제어 신호 WL에 따라 라이트 동작을 특성이 제어된다. 예를 들어, 데이터 입력 버퍼(830)는 라이트 제어 신호 WL에 따라 서로 다른 클록 주파수에서 라이트 동작을 수행할 수 있다. The
기준 전압 생성부(840)는 기준 전압 VREF을 생성하여 데이터 입력 버퍼(830)에 공급한다. The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 버퍼 제어 회로(820)를 나타낸다. 6 illustrates a
도 6은 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어 신호 RWL1~RWL6에 따라 활성화 신호 EN 및 라이트 제어 신호 WL를 생성한다. Referring to FIG. 6, the
예를 들어, 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어신호 RWL1를 논리 연산하여 활성화 신호 EN를 생성할 수 있다. For example, the
예를 들어, 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어신호 RWL2,RWL3를 논리 연산하여 라이트 제어신호 WL1를 생성할 수 있다. For example, the
예를 들어, 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어신호 RWL4를 논리 연산하여 라이트 제어 신호 WL2를 생성할 수 있다. For example, the
예를 들어, 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어신호 RWL5,RWL6를 논리 연산하여 라이트 제어 신호 WL3를 생성할 수 있다. For example, the
이처럼 버퍼 제어 회로(820)는 버퍼 활성화 신호 BUF_EN 및 모드 제어 신호 RWL1~RWL6에 따라 활성화 신호 및 라이트 제어신호 WL1~WL3를 생성하여, 데이터 입력 버퍼(830)가 다양한 라이트 동작 모드에서 동작할 수 있도록 한다. As such, the
도 6에 도시된 버퍼 제어 회로(820)의 구성은 도 6에 도시된 논리 소자에 한정되지 않고, 다양한 논리 소자를 사용하여 구현 가능하다. The configuration of the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 버퍼(830)를 나타낸 회로도이다. 7 is a circuit diagram illustrating a
도 7은 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 버퍼(830)는 데이터 입력 라인 D_IN을 통해 입력되는 신호와 기준 전압 VREF을 차동 증폭하는 차동 증폭 회로(831)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the
차동 증폭 회로(831)는 활성화 신호 EN에 따라 프리차지 동작을 수행하는 PMOS트랜지스터 P5,P6을 포함한다. The
차동 증폭 회로(831)는 PMOS트랜지스터 P5,P6과 병렬로 연결되고, PMOS트랜지스터 P6이 드레인 단자에 게이트가 공통으로 연결된 PMOS트랜지스터 P7,P8을 포함한다. The
차동 증폭 회로(831)는 PMOS트랜지스터 P5에 채널이 직렬 연결되고, 데이터 입력 라인 D_IN이 게이트 단자에 연결되는 NMOS트랜지스터 N4를 포함한다. The
차동 증폭 회로(831)는 PMOS트랜지스터 P6에 채널이 직렬 연결되고, 기준 전압 VREF이 게이트 단자로 입력되는 NMOS트랜지스터 N5를 포함한다. The
차동 증폭 회로(831)는 NMOS트랜지스터 N4와 NMOS트랜지스터 N5의 각 소스 단자가 서로 연결된 노드와 접지 단자 사이에 채널이 접속되고 라이트 제어 신호 WL1~WL3가 각각의 게이트 단자로 입력되는 NMOS트랜지스터 N7~N9를 포함한다. The
NMMOS트랜지스터 N7~N9는 전류 소스(Current Source)로 동작한다. NMMOS transistors N7 ~ N9 act as current sources.
PMOS트랜지스터 P5~P8은 풀업 구동을 한다. PMOS transistors P5 to P8 are pulled up.
본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 버퍼(830)는 라이트 제어 신호 WL1~WL3에 따라 구동 능력이 달라지게 된다. The driving capability of the
예를 들어, 라이트 제어 신호 WL1만 활성화되어 입력되는 경우에는 NMOS트랜지스터 N7 만 전류 소스로 동작하여 차동 증폭 회로(831)를 구동한다. For example, when only the write control signal WL1 is activated and input, only the NMOS transistor N7 operates as a current source to drive the
그리고, 라이트 제어 신호 WL1~WL3이 모두 활성화되어 입력되는 경우에는 NMOS트랜지스터 N7~N9가 모두 전류 소스로 동작하여 차동 증폭 회로(831)를 구동한다. When the write control signals WL1 to WL3 are all activated and input, the NMOS transistors N7 to N9 all operate as current sources to drive the
위와 같이 라이트 제어 신호 WL에 따라 차동 증폭 회로(831)의 구동 능력을 다르게 설정하면, 데이터 입력 버퍼(830)는 라이트 동작시 클록 주파수가 달라지게 된다. As described above, when the driving capability of the
예를 들어, 라이트 제어 신호 WL1만 활성화되는 경우에는 클록 주파수에 대응하는 동작 주기가 tck=3.75ns로 설정될 수 있다. 라이트 제어신호 WL2만 활성화되는 경우에는 클록 주파수에 대응하는 동작 주기가 tck=2/5ns로 설정될 수 있다. 라이트 제어신호 WL3만 활성화되는 경우에는 클록 주파수에 대응하는 동작 주기가 tck=2/15ns로 설정될 수 있다. For example, when only the write control signal WL1 is activated, an operation period corresponding to the clock frequency may be set to tck = 3.75ns. When only the write control signal WL2 is activated, an operation period corresponding to the clock frequency may be set to tck = 2 / 5ns. When only the write control signal WL3 is activated, an operation period corresponding to the clock frequency may be set to tck = 2 / 15ns.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 데이터 입력 버퍼(830)는 라이트 제어 신호 WL에 따라 라이트 동작의 동작 속도를 다르게 설정할 수 있다. As such, the
Claims (20)
상기 단위 셀에 데이터를 라이트 하는 라이트 구동부; 및
외부 시스템으로부터 상기 단위 셀에 라이트할 데이터를 입력받고, 동작 모드에 따라 라이트 동작 속도를 제어하는 데이터 입력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. A cell array including a plurality of unit cells;
A write driver which writes data to the unit cell; And
And a data input circuit configured to receive data to be written to the unit cell from an external system and to control a write operation speed according to an operation mode.
상기 라이트할 데이터를 구동하여 출력하는 데이터 입력 버퍼;
상기 동작 모드에 따라 상기 데이터 입력 버퍼의 라이트 동작 속도를 제어하는 버퍼 제어 회로; 및
상기 동작 모드를 저장하고, 상기 동작 모드에 따라 상기 버퍼 제어 회로에서로 다른 모드 제어 신호를 출력하는 모드 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. The circuit of claim 1, wherein the data input circuit is
A data input buffer for driving and outputting the data to be written;
A buffer control circuit for controlling a write operation speed of the data input buffer according to the operation mode; And
And a mode register for storing the operation mode and outputting another mode control signal to the buffer control circuit in accordance with the operation mode.
활성화 신호에 의해 구동 동작이 활성화되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. The method of claim 2, wherein the data input buffer is
And a driving operation is activated by an activation signal.
기준 전압과 상기 라이트할 데이터를 비교하여 데이터를 판별하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. The method of claim 3, wherein the data input buffer is
And determining data by comparing a reference voltage with the data to be written.
상기 데이터 입력 버퍼에서 판별된 데이터를 상기 단위 셀에 라이트하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. The method of claim 4, wherein the light driving unit
And writing the data determined in the data input buffer to the unit cell.
상기 동작 모드에 따라 클록 주파수를 제어함으로써 동작 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치.3. The data input circuit of claim 2, wherein the data input circuit is
And controlling an operating speed by controlling a clock frequency in accordance with the operation mode.
상기 클록 주파수에 대응하는 복수의 동작 모드를 저장하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. 8. The method of claim 7, wherein the mode register is
And storing a plurality of operation modes corresponding to the clock frequency.
상기 모드 제어 신호에 따라 상기 데이터 입력 버퍼의 동작 속도를 제어하는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. The method of claim 8, wherein the buffer control circuit is
And a control signal for controlling an operation speed of the data input buffer according to the mode control signal.
상기 제어 신호에 의하여 구동 능력이 제어되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 장치. 10. The method of claim 9, wherein the data input buffer is
And a driving capability is controlled by the control signal.
상기 상 변화 메모리 셀의 데이터를 라이트하는 라이트 구동부; 및
외부 시스템으로부터 상기 단위 셀에 라이트할 데이터를 입력받고, 동작 모드에 따라 라이트 동작 속도를 제어하는 데이터 입력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. A cell array including a plurality of phase change memory cells;
A write driver to write data of the phase change memory cell; And
And a data input circuit configured to receive data to be written to the unit cell from an external system, and to control a write operation speed according to an operation mode.
상기 라이트할 데이터를 구동하여 출력하는 데이터 입력 버퍼;
상기 동작 모드에 따라 상기 데이터 입력 버퍼의 라이트 동작 속도를 제어하는 버퍼 제어 회로; 및
상기 동작 모드를 저장하고, 상기 동작 모드에 따라 상기 버퍼 제어 회로에 서로 다른 모드 제어 신호를 출력하는 모드 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. 12. The apparatus of claim 11, wherein the data input circuit is
A data input buffer for driving and outputting the data to be written;
A buffer control circuit for controlling a write operation speed of the data input buffer according to the operation mode; And
And a mode register for storing the operation mode and outputting different mode control signals to the buffer control circuit according to the operation mode.
활성화 신호에 의해 구동 동작이 활성화되는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. The method of claim 12, wherein the data input buffer is
And a driving operation is activated by an activation signal.
기준 전압과 상기 라이트할 데이터를 비교하여 데이터를 판별하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치.The method of claim 13, wherein the data input buffer is
And changing data by comparing a reference voltage with the data to be written.
상기 데이터 입력 버퍼에서 판별된 데이터를 상기 상 변화 메모리 셀에 라이트하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치.15. The method of claim 14, wherein the light driving unit
And write the data determined in the data input buffer to the phase change memory cell.
상기 기준전압을 생성하는 기준 전압 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치.The method of claim 14,
And a reference voltage generator configured to generate the reference voltage.
상기 동작 모드에 따라 클록 주파수를 제어함으로써 동작 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치.13. The apparatus of claim 12, wherein the data input circuit is
And operating speed by controlling a clock frequency in accordance with the operation mode.
상기 클록 주파수에 대응하는 복수의 동작 모드를 저장하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. 18. The method of claim 17, wherein the mode register is
And storing a plurality of operation modes corresponding to the clock frequency.
상기 모드 제어 신호에 따라 상기 데이터 입력 버퍼의 동작 속도를 제어하는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. 19. The circuit of claim 18, wherein the buffer control circuit is
And a control signal for controlling an operation speed of the data input buffer according to the mode control signal.
상기 제어 신호에 의하여 구동 능력이 제어되는 것을 특징으로 하는 상 변화 메모리 장치. 20. The apparatus of claim 19, wherein the data input buffer is
And a driving capability is controlled by the control signal.
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KR1020100067318A KR101150524B1 (en) | 2010-07-13 | 2010-07-13 | Nonvolatile memory device and Phase change memory device |
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- 2010-07-13 KR KR1020100067318A patent/KR101150524B1/en not_active IP Right Cessation
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