KR20190031107A - Resistive memory device including reference cell and method for controlling reference cell - Google Patents

Resistive memory device including reference cell and method for controlling reference cell Download PDF

Info

Publication number
KR20190031107A
KR20190031107A KR1020180020006A KR20180020006A KR20190031107A KR 20190031107 A KR20190031107 A KR 20190031107A KR 1020180020006 A KR1020180020006 A KR 1020180020006A KR 20180020006 A KR20180020006 A KR 20180020006A KR 20190031107 A KR20190031107 A KR 20190031107A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resistance
read
cell
current
memory
Prior art date
Application number
KR1020180020006A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102414183B1 (en
Inventor
표석수
정현택
황소희
송태중
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to JP2018155433A priority Critical patent/JP7288292B2/en
Priority to DE102018121817.6A priority patent/DE102018121817A1/en
Priority to US16/127,995 priority patent/US10762958B2/en
Priority to TW107132306A priority patent/TWI762718B/en
Priority to CN201811072217.8A priority patent/CN109509492B/en
Publication of KR20190031107A publication Critical patent/KR20190031107A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102414183B1 publication Critical patent/KR102414183B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165Auxiliary circuits
    • G11C11/1673Reading or sensing circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)

Abstract

According to an exemplary embodiment of the present disclosure, provided is a controlling method of a reference cell included in a resistive memory for determining values stored in a plurality of memory cells, which comprises the following steps: writing a first value to the plurality of memory cells; providing reference currents, which are monotonically increasing or monotonically decreasing, to the reference cell; reading the plurality of memory cells from each of the reference currents; and determining a read reference current based on the read values.

Description

레퍼런스 셀을 포함하는 저항성 메모리 장치 및 레퍼런스 셀의 제어 방법{RESISTIVE MEMORY DEVICE INCLUDING REFERENCE CELL AND METHOD FOR CONTROLLING REFERENCE CELL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a resistive memory device including a reference cell, and a control method of the reference cell. BACKGROUND OF THE INVENTION < RTI ID = 0.0 >

본 개시의 기술적 사상은 저항성 메모리 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 레퍼런스 셀을 포함하는 저항성 메모리 장치 및 레퍼런스 셀의 제어 방법에 관한 것이다.Technical aspects of the present disclosure relate to a resistive memory device, and more particularly, to a resistive memory device including a reference cell and a control method of the reference cell.

저항성 메모리 장치는 가변 저항치 소자(variable resistance element)를 포함하는 메모리 셀에 데이터를 저장할 수 있다. 저항성 메모리 장치의 메모리 셀에 저장된 데이터를 검출하기 위하여, 예컨대 메모리 셀에 독출 전류가 공급될 수 있고, 독출 전류 및 메모리 셀의 가변 저항치 소자에 의한 전압이 검출될 수 있다.The resistive memory device may store data in a memory cell that includes a variable resistance element. In order to detect the data stored in the memory cells of the resistive memory device, for example, a read current may be supplied to the memory cell, and the read current and the voltage by the variable resistive element of the memory cell may be detected.

특정 값이 저장된 메모리 셀들에서 가변 저항치 소자의 저항치는 산포를 가질 수 있고, 산포는 PVT(Process Voltage Temperature) 등에 기인하여 변동할 수 있다. 메모리 셀에 저장된 값을 정확하게 독출하기 위하여, 상이한 값들에 각각 대응하는 저항치들의 산포들을 구분할 수 있는 문턱 저항치를 정확하고 신속하게 설정하는 것이 중요할 수 있다.In a memory cell in which a specific value is stored, the resistance value of the variable resistive element may have scattering, and scattering may vary due to PVT (Process Voltage Temperature) or the like. In order to accurately read the values stored in the memory cell, it may be important to set the threshold resistance accurately and quickly, which can distinguish the distributions of the resistance values corresponding to the different values.

본 개시의 기술적 사상은 저항성 메모리 장치에 관한 것으로서, 레퍼런스 셀을 제어함으로써 메모리 셀에 저장된 값을 정확하게 독출할 수 있는 저항성 메모리 장치 및 레퍼런스 셀의 제어 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a resistive memory device, and more particularly, to a resistive memory device and a control method of a reference cell that can accurately read a value stored in a memory cell by controlling a reference cell.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라, 복수의 메모리 셀들에 저장된 값들을 판정하기 위하여 저항성 메모리에 포함된 레퍼런스 셀의 제어 방법은, 복수의 메모리 셀들에 제1 값을 기입하는 단계, 레퍼런스 셀에 단조 증가하거나 단조 감소하는 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계, 레퍼런스 전류들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 단계, 및 독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the technical idea of the present disclosure, a method of controlling a reference cell included in a resistive memory for determining values stored in a plurality of memory cells includes the steps of: Value reference currents for each of the reference currents, providing reference currents that monotonically increase or monotonically decrease the reference cells, read a plurality of memory cells at each of the reference currents, and determine a read reference current based on the read values Step < / RTI >

또한, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라, 복수의 메모리 셀들에 저장된 값들을 판정하기 위하여 저항성 메모리에 포함된 레퍼런스 셀의 제어 방법은, 복수의 메모리 셀들에 제1 값을 기입하는 단계, 레퍼런스 셀과 연결되고 레퍼런스 전류가 통과하는 레퍼런스 저항의 단조 증가하거나 단조 감소하는 저항치들을 설정하는 단계, 레퍼런스 저항의 저항치들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 단계, 및 독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 저항치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Also in accordance with an aspect of the technical aspects of the present disclosure, a method of controlling a reference cell included in a resistive memory for determining values stored in a plurality of memory cells includes the steps of writing a first value to a plurality of memory cells, Setting the resistance values of the reference resistance connected to the cell and passing through the reference current to be monotonic or monotonic; reading a plurality of memory cells from each of the resistance values of the reference resistance; And determining a resistance value.

또한, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따라, 레퍼런스 조절 신호를 수신하는 저항성 메모리 장치는, 상이한 소스 라인들에 각각 연결되고 상이한 비트 라인들에 각각 연결된, 메모리 셀 및 레퍼런스 셀을 포함하는 셀 어레이, 독출 커맨드에 응답하여, 소스 라인들을 통해서 독출 전류 및 가변적인 레퍼런스 전류를 메모리 셀 및 레퍼런스 셀에 각각 제공하도록 구성된 전류원 회로, 메모리 셀 및 레퍼런스 셀에 각각 연결된 소스 라인들 사이 전압을 감지하도록 구성된 증폭 회로, 및 레퍼런스 조절 신호에 따라 독출 전류에 독립적으로 레퍼런스 전류가 조절되도록, 전류원 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로을 포함할 수 있다.In addition, according to one aspect of the technical aspects of the present disclosure, a resistive memory device that receives a reference adjustment signal includes a memory cell array including a memory cell and a reference cell, each connected to a different source line and each connected to a different bit line, A current source circuit configured to provide a read current and a variable reference current through the source lines to the memory cell and the reference cell, respectively, in response to the read command, an amplifier configured to sense a voltage between the source lines connected to the memory cell and the reference cell, And a control circuit configured to control the current source circuit such that the reference current is adjusted independently of the read current in accordance with the reference adjustment signal.

본 개시의 예시적 실시예에 따라, 레퍼런스 셀의 제어를 통해 정확한 문턱 저항을 도출함으로써 저항성 메모리 장치에 포함된 메모리 셀에 저장된 값은 PVT 등에 독립적으로 정확하게 독출될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, by deriving an accurate threshold resistance through control of a reference cell, the values stored in the memory cells included in the resistive memory device can be read accurately independently of PVT and the like.

또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따라, 정확한 문턱 저항을 신속하게 검출함으로써 저항성 메모리 장치의 향상된 생산성뿐만 아니라 저항성 메모리 장치의 동작 환경에 따라 적응적인 교정(calibration)을 제공할 수 있다.Further, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, it is possible to provide an adaptive calibration according to the operating environment of the resistive memory device as well as the improved productivity of the resistive memory device by quickly detecting an accurate threshold resistance.

본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 본 개시의 예시적 실시예들에 대한 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be obtained from the following description of the exemplary embodiments of the present disclosure, And can be clearly understood and understood by those skilled in the art to which the embodiments belong. That is, unintended effects of implementing the exemplary embodiments of the present disclosure may also be derived from those of ordinary skill in the art from the exemplary embodiments of the present disclosure.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치 및 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 1의 메모리 장치 및 컨트롤러가 통신하는 동작의 예시를 나타내는 타이밍도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 1의 메모리 셀의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 3의 메모리 셀이 제공하는 저항치의 산포를 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 메모리 장치의 예시들을 나타내는 블록도들이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 1의 전류원 회로의 예시를 나타내는 회로도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 레퍼런스 저항 회로의 예시들을 나타내는 회로도들이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 레퍼런스 셀을 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 8의 단계 S200 내지 단계 S600의 예시들을 나타내는 순서도들이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 8의 단계 S800의 예시를 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 10의 단계 S800a에 의해서 문턱 저항치가 결정되는 동작의 예시를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 8의 단계 S800의 예시를 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 12의 단계 S800b에 의해서 문턱 저항치가 결정되는 동작의 예시를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치의 블록도를 나타낸다.
도 15는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치를 포함하는 시스템-온-칩을 나타내는 블록도이다.
1 is a block diagram illustrating a memory device and a controller in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure;
Figure 2 is a timing diagram illustrating an example of the operation in which the memory device and controller of Figure 1 communicate in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is an illustration of an example of the memory cell of Figure 1 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a graph showing the distribution of the resistance value provided by the memory cell of Figure 3 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figures 5A and 5B are block diagrams illustrating examples of the memory device of Figure 1 in accordance with exemplary embodiments of the present disclosure.
Fig. 6 is a circuit diagram showing an example of the current source circuit of Fig. 1 according to the exemplary embodiment of the present disclosure.
Figures 7A and 7B are circuit diagrams illustrating examples of the reference resistor circuit of Figure 1 in accordance with the exemplary embodiments of the present disclosure.
8 is a flow diagram illustrating a method of controlling a reference cell in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIGS. 9A and 9B are flowcharts illustrating examples of steps S200 through S600 of FIG. 8 in accordance with exemplary embodiments of the present disclosure.
10 is a flow chart illustrating an example of step S800 of FIG. 8 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figure 11 is a graph illustrating an example of an operation in which the threshold resistance is determined by step S800a of Figure 10 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figure 12 is a flow chart illustrating an example of step S800 of Figure 8 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.
Figure 13 is a graph illustrating an example of an operation in which the threshold resistance is determined by step S800b of Figure 12 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
14 shows a block diagram of a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure;
15 is a block diagram illustrating a system-on-chip that includes a memory device in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(200)를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 1의 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(200)가 통신하는 동작의 예시를 나타내는 타이밍도이다.1 is a block diagram illustrating a memory device 100 and a controller 200 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure and FIGURE 2 illustrates a block diagram of a memory device 100 and a controller 200 of FIGURE 1 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure. Fig. 2 is a timing chart showing an example of an operation in which the mobile station 200 communicates.

도 1을 참조하면, 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)와 통신할 수 있다. 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)로부터, 예컨대 기입(write) 커맨드, 독출(read) 커맨드 등과 같은 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)를 수신할 수 있고, 컨트롤러(200)로부터 데이터(DATA)(즉, 기입 데이터)를 수신하거나 컨트롤러(200)에 데이터(DATA)(즉, 독출 데이터)를 전송할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)로부터 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 수신할 수 있다. 비록 도 1에서 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR), 데이터(DATA) 및 레퍼런스 조절 신호(ADJ) 각각은 분리되어 도시되었으나, 일부 실시예들에서 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR), 데이터(DATA) 및 레퍼런스 조절 신호(ADJ) 중 적어도 2개 이상이 동일한 채널을 통해서 전달될 수 있다. 도 1에 도시되 바와 같이, 메모리 장치(100)는 셀 어레이(110), 전류원 회로(120), 레퍼런스 저항 회로(130), 증폭 회로(140), 제어 회로(150) 및 비휘발성 메모리(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a memory device 100 may communicate with a controller 200. The memory device 100 can receive a command CMD and an address ADDR from the controller 200 such as a write command and a read command and can receive the data DATA from the controller 200, (I.e., write data) or transmit the data (DATA) (i.e., read data) to the controller 200. [ 1, the memory device 100 may receive a reference adjustment signal ADJ from the controller 200. Although the command CMD, the address ADDR, the data DATA and the reference adjustment signal ADJ are separately shown in FIG. 1, in some embodiments, the command CMD, the address ADDR, And a reference adjustment signal ADJ may be transmitted through the same channel. 1, the memory device 100 includes a cell array 110, a current source circuit 120, a reference resistance circuit 130, an amplification circuit 140, a control circuit 150, and a nonvolatile memory 160 ).

셀 어레이(110)는 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 메모리 셀(M)은 가변 저항치 소자(예컨대, 도 3의 MTJ)를 포함할 수 있고, 가변 저항치 소자는 메모리 셀(M)에 저장된 값에 대응하는 저항치를 가질 수 있다. 이에 따라 메모리 장치(100)는 저항성(resistive) 메모리 장치, RRAM(Resistive Random Access Memory)(또는 ReRAM) 장치로 지칭될 수 있다. 예를 들면, 메모리 장치(100)는 비제한적인 예시로서 PRAM(Phase Change Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 구조의 셀 어레이(110)를 포함할 수도 있고, STT-MRAM(Spin-Transfer Torque Magnetic Random Access Memory), Spin-RAM(Spin Torque Transfer Magnetization Switching RAM) 및 SMT-RAM(Spin Momentum Transfer) 등과 같이 MRAM(Magnetic Random Access Memory) 구조의 셀 어레이(110)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하여 후술되는 바와 같이, 본 개시의 예시적 실시예들은 MRAM을 주로 참조하여 설명될 것이나, 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다.The cell array 110 may include a plurality of memory cells. The memory cell M may include a variable resistive element (e.g., MTJ in FIG. 3), and the variable resistive element may have a resistance corresponding to a value stored in the memory cell M. Accordingly, the memory device 100 may be referred to as a resistive memory device, or a Resistive Random Access Memory (RRAM) device. For example, the memory device 100 may include a cell array 110 having a structure such as a PRAM (Phase Change Random Access Memory), a FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) or the like, and a STT-MRAM (Magnetic Random Access Memory) structure such as a spin-torque magnetic random access memory (SPRAM), a Spin Torque Transfer Magnetization Switching RAM (SPAM), and a Spin Momentum Transfer have. As described below with reference to FIG. 3, exemplary embodiments of the present disclosure will be described primarily with reference to an MRAM, but it is noted that the exemplary embodiments of the present disclosure are not so limited.

셀 어레이(110)는 메모리 셀(M)에 저장된 값을 판정하는데 사용되는 레퍼런스 셀(R)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 어레이(110)는 워드 라인(WLi)에 공통으로 연결된 복수의 메모리 셀들(M) 및 레퍼런스 셀(R)을 포함할 수 있고, 이에 따라 워드 라인(WLi)에 공통으로 연결된 복수의 메모리 셀들(M) 및 레퍼런스 셀(R)은, 활성화된 워드 라인(WLi)에 의해서 동시에 선택될 수 있다. 비록 도 1에서는 하나의 레퍼런스 셀(R)만이 도시되었으나, 일부 실시예들에서 셀 어레이(110)는 워드 라인(WLi)에 연결된 2이상의 레퍼런스 셀들을 포함할 수 있다.The cell array 110 may include a reference cell R used to determine the value stored in the memory cell M. [ For example, as shown in FIG. 1, the cell array 110 may include a plurality of memory cells M and a reference cell R connected in common to a word line WLi, A plurality of memory cells M and a reference cell R commonly connected to the word line WLi can be simultaneously selected by the activated word line WLi. Although only one reference cell R is shown in FIG. 1, in some embodiments, the cell array 110 may include two or more reference cells connected to a word line WLi.

전류원 회로(120)는 셀 어레이(110)에 독출 전류(I_RD) 및 레퍼런스 전류(I_REF)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 전류원 회로(120)는 메모리 셀(M)에 독출 전류(I_RD)를 제공할 수 있고, 레퍼런스 셀(R)에 레퍼런스 전류(I_REF)를 제공할 수 있다. 또한, 전류원 회로(120)는 제어 회로(150)로부터 수신되는 전류 제어 신호(CC)에 따라 레퍼런스 전류(I_REF)를 조절할 수 있다. 전류원 회로(120)의 예시는 도 6을 참조하여 후술될 것이다.The current source circuit 120 may provide the read current I_RD and the reference current I_REF to the cell array 110. [ For example, the current source circuit 120 may provide the read current I_RD to the memory cell M and provide the reference current I_REF to the reference cell R. [ The current source circuit 120 can adjust the reference current I_REF according to the current control signal CC received from the control circuit 150. [ An example of the current source circuit 120 will be described later with reference to Fig.

레퍼런스 저항 회로(130)는 레퍼런스 전류(I_REF)가 통과하는 저항을 제공할 수 있다. 예를 들면, 레퍼런스 저항 회로(130)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 사이 레퍼런스 저항치(R_REF)를 가지는 저항을 제공할 수 있다. 또한, 레퍼런스 저항 회로(130)는 제어 회로(150)로부터 수신되는 저항 제어 신호(RC)에 따라 레퍼런스 저항치(R_REF)를 조절할 수 있다. 레퍼런스 저항 회로(130)의 저항은 셀 어레이(110) 내부에서 형성되는 저항과 상이한 특성을 가질 수 있고, 일부 실시예들에서 셀 어레이(110) 내부에서 형성되는 저항보다 양호한 특성, 예컨대 PVT 변동에 보다 둔감한 특성을 가질 수 있다. 레퍼런스 저항 회로(130)의 예시들은 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술될 것이다.The reference resistance circuit 130 may provide a resistance through which the reference current I_REF passes. For example, the reference resistance circuit 130 may provide a resistance having a reference resistance R_REF between the first node N1 and the second node N2. The reference resistance circuit 130 may adjust the reference resistance value R_REF according to the resistance control signal RC received from the control circuit 150. [ The resistance of the reference resistance circuit 130 may be different from the resistance formed inside the cell array 110 and may be better than the resistance formed within the cell array 110 in some embodiments, It can have more insensitive characteristics. Examples of the reference resistance circuit 130 will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B.

증폭 회로(140)는 독출 전압(V_RD) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 수신할 수 있고, 독출 전압(V_RD) 및 레퍼런스 전압(V_REF)에 기초하여 메모리 셀(M)에 저장된 값을 판정할 수 있다. 예를 들면, 증폭 회로(140)는 독출 전압(V_RD) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 비교함으로써 메모리 셀(M)에 저장된 값에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 독출 전압(V_RD)은, 전류원 회로(120)가 제공하는 독출 전류(I_RD)가 메모리 셀(M)에 포함된 가변 저항치 소자를 통과함으로써 발생한 전압 강하(voltage drop)를 포함할 수 있다. 또한, 독출 전압(V_RD)은 메모리 셀(M)에 의한 전압 강하뿐만 아니라, 독출 전류(I_RD)가 통과하는 경로에서의 기생 저항(예컨대, 도 5a의 컬럼 디코더(170a), 소스 라인(SLj), 비트 라인(BLj))에 의해서 발생하는 전압 강하를 더 포함할 수 있다.The amplifying circuit 140 can receive the read voltage V_RD and the reference voltage V_REF and can determine the value stored in the memory cell M based on the read voltage V_RD and the reference voltage V_REF . For example, the amplifying circuit 140 can output a signal corresponding to the value stored in the memory cell M by comparing the read voltage V_RD and the reference voltage V_REF. The read voltage V_RD may include a voltage drop caused when the read current I_RD provided by the current source circuit 120 passes through the variable resistance element included in the memory cell M. [ The read voltage V_RD is not only the voltage drop due to the memory cell M but also the parasitic resistance in the path through which the read current I_RD passes (for example, the column decoder 170a, the source line SLj, , A bit line (BLj)).

독출 전압(V_RD)과 유사하게, 레퍼런스 전압(V_REF)은, 전류원 회로(120)가 제공하는 레퍼런스 전류(I_REF)가 레퍼런스 셀(R)뿐만 아니라 레퍼런스 전류(I_REF)가 통과하는 경로의 기생 저항(예컨대, 도 5a의 컬럼 디코더(170a), 단락 소스 라인(SSL), 단락 비트 라인(SBL))에 의해서 발생하는 전압 강하를 포함할 수 있다. 또한, 레퍼런스 전압(V_REF)은 레퍼런스 저항 회로(130)에서 제공하는 레퍼런스 저항치(R_REF)에 의해서 발생하는 전압 강하를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항 회로(130)의 레퍼런스 저항치(R_REF)를 제어함으로써 레퍼런스 전압(V_REF)이 조절될 수 있고, 메모리 셀(M)에 저장된 값을 판정하는 기준이 조절될 수 있다.Similar to the readout voltage V_RD, the reference voltage V_REF is set so that the reference current I_REF provided by the current source circuit 120 is the parasitic resistance of the path through which the reference current I_REF passes as well as the reference cell R For example, the column decoder 170a, the short-circuit source line SSL, and the short-circuit bit line SBL in FIG. 5A). The reference voltage V_REF may further include a voltage drop caused by the reference resistance R_REF provided by the reference resistance circuit 130. Thereby, the reference voltage V_REF can be adjusted by controlling the reference current I_REF and the reference resistance R_REF of the reference resistance circuit 130, and the reference for determining the value stored in the memory cell M is adjusted .

도 5a 등을 참조하여 후술되는 바와 같이, 일부 실시예들에서 레퍼런스 셀(R)은 가변 저항치 소자와 같은 저항 소자를 포함하지 아니하는 단락된 셀(shorted cell)일 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전압(V_REF)은 레퍼런스 저항 회로(130)의 특성에 기인하여 PVT 변동으로부터 둔감할 수 있고, 도 8등을 참조하여 후술되는 바와 같이 레퍼런스 전압(V_REF)이 정확하게 결정되는 경우, 메모리 장치(100)의 동작 신뢰도가 향상될 수 있다.As described below with reference to FIG. 5A and the like, in some embodiments, the reference cell R may be a shorted cell that does not include a resistance element such as a variable resistance element. Thus, the reference voltage V_REF can be insensitive to the PVT fluctuation due to the characteristics of the reference resistance circuit 130, and when the reference voltage V_REF is accurately determined as described later with reference to Fig. 8 and the like, The operational reliability of the device 100 can be improved.

제어 회로(150)는 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 통해서 전류원 회로(120) 및 레퍼런스 저항 회로(130)를 각각 제어할 수 있고, 비휘발성 메모리(160)에 엑세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 회로(150)는 컨트롤러(200)로부터 수신되는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 따라 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로(150)는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 따라 레퍼런스 전류(I_REF)를 증가시키거나 감소시킬 수 있고, 레퍼런스 저항 회로(130)의 레퍼런스 저항치(R_REF)를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 컨트롤러(200)로부터 제공되는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 따라 레퍼런스 전압(V_REF)이 조절될 수 있다.The control circuit 150 can control the current source circuit 120 and the reference resistance circuit 130 through the current control signal CC and the resistance control signal RC and can access the nonvolatile memory 160 have. In some embodiments, the control circuit 150 may generate a current control signal CC and a resistance control signal RC in accordance with a reference adjustment signal ADJ received from the controller 200. For example, the control circuit 150 may increase or decrease the reference current I_REF according to the reference adjustment signal ADJ and may increase or decrease the reference resistance R_REF of the reference resistance circuit 130 . As a result, the reference voltage V_REF can be adjusted according to the reference adjustment signal ADJ provided from the controller 200. [

일부 실시예들에서, 레퍼런스 전압(V_REF)을 조절하기 위하여, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항 회로(130)의 저항치 중 하나는 고정될 수 있다. 예를 들면, 레퍼런스 전류(I_REF)가 고정되는 경우, 제어 회로(150)는 전류 제어 신호(CC)를 생성하지 아니할 수 있고, 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 따라 저항 제어 신호(RC)를 통해서 레퍼런스 저항 회로(130)의 저항치를 조절할 수 있다. 다른 한편으로, 레퍼런스 저항 회로(130)의 저항치가 고정되는 경우, 제어 회로(150)는 저항 제어 신호(RC)를 생성하지 아니할 수 있고, 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 따라 전류 제어 신호(CC)를 통해서 레퍼런스 전류(I_REF)를 조절할 수 있다.In some embodiments, to adjust the reference voltage V_REF, one of the resistance of the reference current I_REF and the resistance of the reference resistance circuit 130 may be fixed. For example, when the reference current I_REF is fixed, the control circuit 150 may not generate the current control signal CC and may output the reference current Ip through the resistance control signal RC in accordance with the reference adjustment signal ADJ. The resistance value of the resistance circuit 130 can be adjusted. On the other hand, when the resistance value of the reference resistance circuit 130 is fixed, the control circuit 150 may not generate the resistance control signal RC and may generate the current control signal CC according to the reference adjustment signal ADJ. The reference current I_REF can be adjusted through the reference current I_REF.

비휘발성 메모리(160)는 레퍼런스 전압(V_REF)에 관한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 비휘발성 메모리(160)는 메모리 셀(M)의 독출 동작에 사용되는 레퍼런스 전류, 즉 독출 레퍼런스 전류에 대한 정보 및 메모리 셀(M)의 독출 동작에 사용되는 레퍼런스 저항, 즉 독출 레퍼런스 저항에 대한 정보를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 회로(150)는 컨트롤러(200)로부터 레퍼런스 전압(V_REF)의 설정을 지시하는 커맨드(CMD)(또는 설정 커맨드)에 응답하여 레퍼런스 전압(V_REF)에 관한 정보를 비휘발성 메모리(160)에 기입할 수 있고, 데이터의 독출을 지시하는 커맨드(CMD)(또는 독출 커맨드)에 응답하여 비휘발성 메모리(160)에 저장된 정보에 따라 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 비휘발성 메모리(160)는 생략될 수 있다. 예를 들면, 셀 어레이(110)에 포함된 메모리 셀들 중 적어도 일부가, 레퍼런스 전압(V_REF)에 관한 정보를 저장할 수 있고, 제어 회로(150)에 의해서 엑세스될 수 있다.The non-volatile memory 160 may store information about the reference voltage V_REF. For example, the non-volatile memory 160 stores information on a reference current used for a read operation of the memory cell M, that is, information on a read reference current, and a reference resistance used in a read operation of the memory cell M, You can store information about resistors. In some embodiments, the control circuit 150 receives information about the reference voltage V_REF in response to a command CMD (or setup command) that directs the setting of the reference voltage V_REF from the controller 200 to non-volatile Volatile memory 160 in response to a command CMD (or a read command) for instructing the reading of data from the memory 160. The current control signal CC and the resistance control signal RC). In some embodiments, non-volatile memory 160 may be omitted. For example, at least some of the memory cells included in the cell array 110 may store information about the reference voltage (V_REF) and may be accessed by the control circuitry 150.

컨트롤러(200)는 레퍼런스 트리머(210)를 포함할 수 있다. 레퍼런스 트리머(210)는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 통해서 메모리 장치(100)의 레퍼런스 전압(V_REF)을 조절할 수 있고, 조절된 레퍼런스 전압(V_REF)에 따라 메모리 셀(M)을 독출한 값에 기초하여 메모리 셀(M)을 독출할 때 사용될 레퍼런스 전압(V_REF), 즉 독출 레퍼런스 전압을 결정할 수 있다. The controller 200 may include a reference trimmer 210. The reference trimmer 210 can adjust the reference voltage V_REF of the memory device 100 through the reference adjustment signal ADJ and adjust the reference voltage V_REF based on the value read from the memory cell M in accordance with the adjusted reference voltage V_REF. The reference voltage V_REF to be used when reading the memory cell M, that is, the read reference voltage.

일부 실시예들에서, 레퍼런스 조절 신호(ADJ)는 독출 커맨드에 동기되어, 즉 독출 커맨드와 동시에 혹은 독출 커맨드에 후속하거나 선행하여 메모리 장치(100)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(200)는 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 통해, 시간 t1에서 독출 커맨드(READ), 제1 어드레스(A1) 및 제1 옵션(OP1)을 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다. 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)는 제1 옵션(OP1)에 따라 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 생성할 수 있고, 이에 따라 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항 회로(130)의 저항치가 결정될 수 있다. 또한, 독출 커맨드(READ)에 따라 제1 어드레스(A1)에 대응하는 메모리 셀(M) 및 레퍼런스 셀(R)이 선택될 수 있고, 메모리 셀(M)에 따른 독출 전압(V_RD), 및 레퍼런스 전류(I_REF)와 레퍼런스 저항 회로(130)의 레퍼런스 저항치(R_REF)에 따른 레퍼런스 전압(V_REF)에 의해서 메모리 셀(M)에 저장된 값이 판정될 수 있다. 판정된 값은 데이터(DATA)를 통해서 제1 출력(OUT1)으로 컨트롤러(200)에 제공될 수 있다. 유사하게, 시간 t2에서, 컨트롤러(200)의 독출 커맨드(READ), 제2 어드레스(A2) 및 제2 옵션(OP2)에 응답하여, 메모리 장치(100)는 제2 출력(OUT2)을 컨트롤러(200)에 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 상이하게, 레퍼런스 조절 신호(ADJ)는 독출 커맨드(READ)와 상이한 전용의 커맨드에 동기되어 메모리 장치(100)에 제공될 수도 있다.In some embodiments, the reference adjustment signal ADJ may be provided to the memory device 100 in synchronization with the read command, i.e., concurrently with the read command or following or preceding the read command. For example, as shown in Fig. 2, the controller 200 receives a read command (READ), a first address A1 (A1), and a second address A2 (A2) at a time t1 through a command CMD, an address ADDR and a reference adjustment signal ADJ And the first option OP1 to the memory device 100. [ The control circuit 150 of the memory device 100 may generate the current control signal CC and the resistance control signal RC in accordance with the first option OP1 and accordingly the reference current I_REF and the reference resistance circuit & The resistance value of the resistor 130 can be determined. The memory cell M and the reference cell R corresponding to the first address A1 can be selected in accordance with the read command READ and the read voltage V_RD according to the memory cell M and the reference voltage The value stored in the memory cell M can be determined by the current I_REF and the reference voltage V_REF according to the reference resistance value R_REF of the reference resistance circuit 130. [ The determined value may be provided to the controller 200 through the data DATA to the first output OUT1. Similarly, at time t2, in response to the read command (READ), the second address A2 and the second option OP2 of the controller 200, the memory device 100 outputs the second output OUT2 to the controller 200). 2, the reference adjustment signal ADJ may be provided to the memory device 100 in synchronization with a dedicated command different from the read command READ.

일부 실시예들에서, 레퍼런스 트리머(210)는 미리 정의된 값이 기입된 복수의 메모리 셀들을, 단조 증가하거나 단조 감소하는 레퍼런스 전압들에 따라 독출할 수 있고, 독출 결과들에 기초하여 독출 레퍼런스 전압을 결정할 수 있다. 이와 같이 레퍼런스 셀(R)이 제어됨으로써, 후술되는 바와 같이, 메모리 셀(M)의 정확한 문턱 저항이 도출될 수 있고, 메모리 셀(M)에 저장된 값은 정확하게 독출될 수 있다. 또한, 정확한 문턱 저항이 신속하게 검출될 수 있고, 이에 따라 저항성 메모리 장치(100)의 향상된 생산성이 제공될 수 있고, 저항성 메모리 장치(100)의 동작 환경에 따라 적응적인 교정이 제공될 수 있다.In some embodiments, the reference trimmer 210 may read a plurality of memory cells to which a predefined value has been written, according to reference voltages that are monotonic or monotonic decreasing, and read reference voltages Can be determined. By controlling the reference cell R in this manner, the accurate threshold resistance of the memory cell M can be derived, and the value stored in the memory cell M can be accurately read, as described later. In addition, an accurate threshold resistance can be quickly detected, thereby providing improved productivity of the resistive memory device 100 and adaptive calibration can be provided depending on the operating environment of the resistive memory device 100. [

도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 1의 메모리 셀(M)의 예시를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 3의 메모리 셀(M)이 제공하는 저항치의 산포를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 도 3은 가변 저항치 소자로서 MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 소자를 포함하는 메모리 셀(M')을 나타내고, 도 4는 도 3의 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치의 산포를 나타낸다.3 is an illustration of an example of a memory cell M of FIG. 1 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell M of FIG. This graph shows the scattering of the resistance value. Specifically, FIG. 3 shows a memory cell M 'including a MTJ (Magnetic Tunnel Junction) element as a variable resistance element, and FIG. 4 shows dispersion of a resistance value of the variable resistance element MTJ of FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 셀(M')은 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj) 사이에서 직렬 연결된 가변 저항치 소자(MTJ) 및 셀 트랜지스터(CT)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 도 3에 도시된 바와 같이, 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj) 사이에서 가변 저항치 소자(MTJ) 및 셀 트랜지스터(CT) 순서로 연결될 수도 있고, 일부 실시예들에서 도 3에 도시된 바와 상이하게, 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj) 사이에서 셀 트랜지스터(CT) 및 가변 저항치 소자(MTJ) 순서로 연결될 수도 있다. As shown in FIG. 3, the memory cell M 'may include a variable resistance element MTJ and a cell transistor CT connected in series between the bit line BLj and the source line SLj. In some embodiments, may be connected in the order of the variable resistive element MTJ and the cell transistor CT between the bit line BLj and the source line SLj, as shown in FIG. 3, 3, the cell transistor CT and the variable resistive element MTJ may be connected in this order between the bit line BLj and the source line SLj.

가변 저항치 소자(MTJ)는 자유층(free layer)(FL) 및 고정층(pined layer)(PL)을 포함할 수 있고, 자유층(FL)과 고정층(PL)사이에 장벽층(barrier layer)(BL)을 포함할 수 있다. 도 3에서 화살표들로 표시된 바와 같이, 고정층(PL)의 자화 방향은 고정되어 있을 수 있는 한편, 자유층(FL)은 고정층(PL)의 자화 방향과 동일하거나 반대의 자화 방향을 가질 수 있다. 고정층(PL) 및 자유층(FL)이 동일한 방향의 자화 방향들을 가지는 경우 가변 저항치 소자(MTJ)는 평행(parallel) 상태(P)에 있는 것으로 지칭될 수 있는 한편, 고정층(PL) 및 자유층(FL)이 상호 반대 방향의 자화 방향들을 가지는 경우 가변 저항치 소자(MTJ)는 반평행(anti-parallel) 상태(AP)에 있는 것으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가변 저항치 소자(MTJ)는 고정층(PL)이 고정된 자화 방향을 가지도록 반강자성층(anti-ferromagnetic layer)를 더 포함할 수 있다.The variable resistance element MTJ may include a free layer FL and a pined layer PL and may include a barrier layer between the free layer FL and the pinned layer PL. BL). 3, the magnetization direction of the pinned layer PL may be fixed, while the free layer FL may have the same or opposite magnetization direction as the magnetization direction of the pinned layer PL. The variable resistive element MTJ can be referred to as being in a parallel state P when the pinned layer PL and the free layer FL have magnetization directions in the same direction while the pinned layer PL and the free layer & The variable resistive element MTJ may be referred to as being in an anti-parallel state AP when the floating point elements FL have magnetization directions opposite to each other. In some embodiments, the variable resistive element MTJ may further include an anti-ferromagnetic layer such that the pinned layer PL has a fixed magnetization direction.

가변 저항치 소자(MTJ)는 평행 상태(P)에서 상대적으로 낮은 저항치(RP)를 가질 수 있는 한편, 반평행 상태(AP)에서 상대적으로 높은 저항치(RAP)를 가질 수 있다. 본 명세서에서, 가변 저항치 소자(MTJ)가 낮은 저항치(RP)를 가지는 경우 메모리 셀(M')은 '0'을 저장하고, 가변 저항치 소자(MTJ)가 높은 저항치(RAP)를 가지는 경우 메모리 셀(M')은 '1'을 저장하는 것으로 가정된다. 또한, 본 명세서에서, '0'에 대응하는 저항치(RP)는 평행 저항치(RP)로서 지칭될 수 있고, '1'에 대응하는 저항치(RAP)는 반평행 저항치(RAP)로서 지칭될 수 있다.The variable resistive element MTJ may have a relatively low resistance value R P in the parallel state P and a relatively high resistance value R AP in the antiparallel state AP. In this specification, when the variable resistance value element MTJ has a low resistance value R P , the memory cell M 'stores'0', and when the variable resistance value element MTJ has a high resistance value R AP The memory cell M 'is assumed to store a' 1 '. In this specification, the resistance value R P corresponding to '0' may be referred to as a parallel resistance value R P , and the resistance value R AP corresponding to '1' may be referred to as an anti-parallel resistance value R AP .

도 4를 참조하면, 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치는 산포를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, '0'을 저장하는 메모리 셀들에서 평행 저항치(RP)의 산포(또는, 제1 산포)가 존재할 수 있고, '1'을 저장하는 메모리 셀들에서 반평행 저항치(RAP)의 산포(또는, 제2 산포)가 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 반평행 저항치(RAP)는 평행 저항치(RP)보다 열화된 산포, 즉 더 높은 분산을 가지는 산포를 가질 수 있다. 또한, 도 4에서 점선으로 표시된 바와 같이, 다양한 원인들에 의해서 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치의 산포는 열화될 수 있다. 이에 따라, 평행 저항치(RP)의 산포 및 반평행 저항치(RAP)의 산포를 구별하기 위한 문턱 저항치(RTH)의 범위는 축소될 수 있고, 정확한 문턱 저항치(RTH)를 결정하는 것이 중요할 수 있다. 도 8 내지 도 13을 참조하여 후술되는 바와 같이, 본 개시의 예시적 실시예들에 따라, 레퍼런스 셀(R)을 제어함으로써 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치의 산포를 추정할 수 있고, 추정된 산포에 기초하여 문턱 저항치(RTH)를 결정할 수 있다. Referring to Fig. 4, the resistance value of the variable resistive element MTJ may have scattering. For example, as shown in FIG. 4, there may be a scatter (or first scatter) of the parallel resistance value R P in memory cells storing '0', and in a memory cell storing a '1' There may be a scatter (or a second scatter) of antiparallel resistance values (R AP ). In some embodiments, as shown in FIG. 4, the antiparallel resistance value R AP may have a depletion that is worse than the parallel resistance value R P , i.e., a dispersion having a higher dispersion. Further, as indicated by a dotted line in Fig. 4, the dispersion of the resistance value of the variable resistive element MTJ may be deteriorated due to various causes. Thus, the range of the threshold resistance value R TH for distinguishing the dispersion of the parallel resistance value R P and the dispersion of the antiparallel resistance value R AP can be reduced, and the accurate threshold resistance value R TH can be determined It can be important. As will be described later with reference to Figs. 8 to 13, according to the exemplary embodiments of the present disclosure, the dispersion of the resistance value of the variable resistive element MTJ can be estimated by controlling the reference cell R, The threshold resistance value R TH can be determined based on the scattering.

다시 도 3을 참조하면, 셀 트랜지스터(CT)는 워드 라인(WLi)에 연결된 게이트, 소스 라인(SLj) 및 가변 저항치 소자(MTJ)에 연결된 소스 및 드레인을 포함할 수 있다. 셀 트랜지스터(CT)는 워드 라인(WLi)에 인가된 신호에 따라 가변 저항치 소자(MTJ) 및 소스 라인(SLj)을 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다. 예를 들면, 기입 동작에 있어서 메모리 셀(M')에 '0'을 기입하기 위하여, 셀 트랜지스터(CT)는 턴-온될 수 있고, 비트 라인(BLj)으로부터 소스 라인(SLj)으로 향하는 전류가 가변 저항치 소자(MTJ) 및 셀 트랜지스터(CT)를 통과할 수 있다. 또한, 메모리 셀(M')에 '1'을 기입하기 위하여, 셀 트랜지스터(CT)는 턴-온될 수 있고, 소스 라인(SLj)으로부터 비트 라인(BLj)으로 향하는 전류가 셀 트랜지스터(CT) 및 가변 저항치 소자(MTJ)를 통과할 수 있다. 독출 동작에 있어서, 셀 트랜지스터(CT)는 턴-온될 수 있고, 비트 라인(BLj)으로부터 소스 라인(SLj)으로 향하는 전류, 또는 소스 라인(SLj)으로부터 비트 라인(BLj)으로 향하는 전류, 즉 독출 전류(I_RD)가 셀 트랜지스터(CT) 및 가변 저항치 소자(MTJ)를 통과할 수 있다. 본 명세서에서 독출 전류(I_RD)는 소스 라인(SLj)으로부터 비트 라인(BLj)으로 향하여 흐르는 것으로 가정된다.Referring again to FIG. 3, the cell transistor CT may include a source and a drain connected to the gate connected to the word line WLi, the source line SLj, and the variable resistive element MTJ. The cell transistor CT can electrically connect or disconnect the variable resistive element MTJ and the source line SLj according to a signal applied to the word line WLi. For example, in order to write '0' to the memory cell M 'in a write operation, the cell transistor CT may be turned on and a current from the bit line BLj to the source line SLj may be The variable resistive element MTJ and the cell transistor CT. Further, in order to write '1' to the memory cell M ', the cell transistor CT can be turned on, and the current from the source line SLj to the bit line BLj is supplied to the cell transistors CT and It can pass through the variable resistive element MTJ. In the read operation, the cell transistor CT can be turned on and the current flowing from the bit line BLj to the source line SLj or the current flowing from the source line SLj to the bit line BLj, The current I_RD can pass through the cell transistor CT and the variable resistive element MTJ. It is assumed herein that the read current I_RD flows from the source line SLj to the bit line BLj.

도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 메모리 장치(100)의 예시들을 나타내는 블록도들이다. 구체적으로, 도 5a 및 도 5b는 독출 동작에서 메모리 장치들(100a, 100b)을 나타내고, 메모리 장치들(100a, 100b)에서 레퍼런스 저항 회로들(130a, 130b)은 상이하게 배치될 수 있다. 이하에서 도 5a 및 도 5b는 도 1을 참조하여 설명될 것이고, 도 5a 및 도 5b에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다.Figures 5A and 5B are block diagrams illustrating examples of the memory device 100 of Figure 1 in accordance with the illustrative embodiments of the present disclosure. 5A and 5B illustrate memory devices 100a and 100b in a read operation and reference resistor circuits 130a and 130b in memory devices 100a and 100b may be arranged differently. Hereinafter, Figs. 5A and 5B will be described with reference to Fig. 1, and overlapping descriptions of Figs. 5A and 5B will be omitted.

도 5a를 참조하면, 메모리 장치(100a)는 셀 어레이(110a), 전류원 회로(120a), 레퍼런스 저항 회로(130a), 증폭 회로(140a) 및 컬럼 디코더(170a)를 포함할 수 있다. 셀 어레이(110a)는 워드 라인(WLi)에 공통으로 연결된 메모리 셀(M) 및 레퍼런스 셀(R)을 포함할 수 있다. 메모리 셀(M)은 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj)에 각각 연결될 수 있고, 레퍼런스 셀(R)은 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)에 각각 연결될 수 있다. 비트 라인(BLj), 소스 라인(SLj), 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)은 컬럼 디코더(170a)로 연장될 수 있다.5A, the memory device 100a may include a cell array 110a, a current source circuit 120a, a reference resistance circuit 130a, an amplification circuit 140a, and a column decoder 170a. The cell array 110a may include a memory cell M and a reference cell R connected in common to the word line WLi. The memory cell M may be connected to the bit line BLj and the source line SLj respectively and the reference cell R may be connected to the shorting bit line SBL and the shorting source line SSL respectively. The bit line BLj, the source line SLj, the shorting bit line SBL and the shorting source line SSL can be extended to the column decoder 170a.

메모리 셀(M)은 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj) 사이에서 직렬 연결된 가변 저항치 소자(MTJ) 및 셀 트랜지스터(CT)를 포함할 수 있는 한편, 레퍼런스 셀(R)은 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)에 연결된 셀 트랜지스터(CT)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 셀(R)의 셀 트랜지스터(CT)에 의해서 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)은 전기적으로 단락되거나 개방될 수 있고, 이와 같이 저항 소자가 없는 레퍼런스 셀(R)은 단락된 셀(shorted cell)로서 지칭될 수 있다. 메모리 셀(M)에 연결된 비트 라인(BLj) 및 소스 라인(SLj) 등에 의한 전압 강하를 보상하기 위하여, 도 5a에 도시된 바와 같이 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)에 연결된 레퍼런스 셀(R)은 셀 어레이(110a)에 배치될 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 레퍼런스 셀(R)은 단락된 셀일 수 있고, 이에 따라 메모리 셀(M)의 가변 저항치 소자(MTJ)에 의한 전압 강하는 셀 어레이(110a)의 외부에 배치되는 레퍼런스 저항 소자(130a)에 의한 전압 강하와 비교될 수 있다. 셀 어레이(110)의 공간적 구조적 제약으로부터 벗어남에 따라, 셀 어레이(110a)의 외부에 배치되는 레퍼런스 저항 소자(130a)는, 가변 범위가 넓고 PVT 등에 둔감한 레퍼런스 저항치(R_REF)를 제공할 수 있고, 이에 따라 레퍼런스 전압(V_REF)은 정확하게 조절될 수 있다.The memory cell M may include a variable resistance element MTJ and a cell transistor CT connected in series between the bit line BLj and the source line SLj while the reference cell R may comprise a shorting bit line SBL and a cell transistor CT connected to the shorting source line SSL. The shorting bit line SBL and the shorting source line SSL can be electrically short-circuited or opened by the cell transistor CT of the reference cell R, May be referred to as a shorted cell. Connected to the shorting bit line SBL and the shorting source line SSL as shown in FIG. 5A in order to compensate for the voltage drop by the bit line BLj and the source line SLj connected to the memory cell M, The cell R may be disposed in the cell array 110a. 5A, the reference cell R may be a short-circuited cell, and accordingly, the voltage drop by the variable resistance element MTJ of the memory cell M may be referred to as a reference And can be compared with the voltage drop by the resistance element 130a. The reference resistance element 130a disposed outside the cell array 110a can provide a reference resistance value R_REF having a wide variable range and insensitivity to PVT, etc., as the cell array 110 deviates from the spatial structural constraints of the cell array 110 , So that the reference voltage V_REF can be accurately adjusted.

컬럼 디코더(170a)는 컬럼 어드레스(COL)에 따라 비트 라인(BLj), 소스 라인(SLj), 단락 비트 라인(SBL) 및 단락 소스 라인(SSL)을 라우팅할 수 있다. 컬럼 어드레스(COL)는 도 1의 컨트롤러(200)로부터 수신된 어드레스(ADDR)로부터 생성될 수 있고, 컬럼 디코더(170a)는, 셀 어레이(110a)에서 활성화된 워드 라인(WLi)에 따라 선택된 메모리 셀들 및 레퍼런스 셀들 중 적어도 일부를 컬럼 어드레스(COL)에 따라 선택할 수 있다. 예를 들면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 컬럼 디코더(170a)는 메모리 셀(M)의 비트 라인(BLj)을 음의 공급 전압(VSS)에 연결할 수 있고, 소스 라인(SLj)을 전류원 회로(120)a)에 연결할 수 있다. 또한, 컬럼 디코더(170a)는 레퍼런스 셀(R)의 단락 비트 라인(SBL)을 레퍼런스 저항 회로(130a)에 연결할 수 있고, 단락 소스 라인(SSL)을 전류원 회로(120a)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 독출 전류(I_RD)는 소스 라인(SLj), 메모리 셀(M) 및 비트 라인(BLj)을 통과하여 음의 공급 전압(VSS)로 흐를 수 있고, 레퍼런스 전류(I_REF)는 단락 소스 라인(SSL), 레퍼런스 셀(R), 단락 비트 라인(SBL) 및 레퍼런스 저항 회로(130a)를 통과하여 음의 공급 전압(VSS)로 흐를 수 있다.The column decoder 170a can route the bit line BLj, the source line SLj, the shorting bit line SBL and the shorting source line SSL according to the column address COL. The column address COL may be generated from the address ADDR received from the controller 200 of Fig. 1 and the column decoder 170a may be generated from the memory selected in accordance with the word line WLi activated in the cell array 110a At least some of the cells and the reference cells may be selected according to the column address COL. 5A, the column decoder 170a may connect the bit line BLj of the memory cell M to the negative supply voltage VSS and the source line SLj to the current source circuit < RTI ID = 0.0 > (120) a). The column decoder 170a may connect the shorting bit line SBL of the reference cell R to the reference resistance circuit 130a and may connect the shorting source line SSL to the current source circuit 120a. Thus, the read current I_RD can flow through the source line SLj, the memory cell M and the bit line BLj to the negative supply voltage VSS and the reference current I_REF flows through the short- (SSL), the reference cell R, the shorting bit line SBL and the reference resistance circuit 130a to the negative supply voltage VSS.

증폭 회로(140a)는 전류 공급 회로(120a)로부터 독출 전류(I_RD) 및 레퍼런스 전류(I_REF)가 출력되는 노드들에 각각 연결될 수 있고, 노드들의 전압, 즉 독출 전압(V_RD) 및 레퍼런스 전압(V_REF)에 따라 출력 신호(Q)를 생성할 수 있다. 독출 전압(V_RD)은 메모리 셀(M)의 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치 및 독출 전류(I_RD)에 의해서 결정될 수 있는 한편, 레퍼런스 전압(V_REF)은 레퍼런스 저항치(R_REF) 및 레퍼런스 전류(I_REF)에 의해서 결정될 수 있다. 증폭 회로(140a)는, 독출 전압(V_RD)이 레퍼런스 전압(V_REF)보다 높은 경우(즉, 메모리 셀(M)의 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치가 문턱 저항치(RTH)보다 큰 경우), '1'에 대응하는 출력 신호(Q)를 생성할 수 있는 한편, 독출 전압(V_RD)이 레퍼런스 전압(V_REF)보다 낮은 경우(즉, 메모리 셀(M)의 가변 저항치 소자(MTJ)의 저항치가 문턱 저항치(RTH)보다 작은 경우), '0'에 대응하는 출력 신호(Q)를 생성할 수 있다.The amplifying circuit 140a can be connected to the nodes from which the read current I_RD and the reference current I_REF are outputted from the current supply circuit 120a and the voltages of the nodes such as the read voltage V_RD and the reference voltage V_REF (Q) < / RTI > The reference voltage V_REF can be determined by the reference resistance value R_REF and the reference current I_REF while the read voltage V_RD can be determined by the resistance value and the readout current I_RD of the variable resistance element MTJ of the memory cell M, . ≪ / RTI > The amplifying circuit 140a amplifies the voltage of the memory cell M when the read voltage V_RD is higher than the reference voltage V_REF (that is, when the resistance value of the variable resistance element MTJ of the memory cell M is larger than the threshold resistance R TH ) When the read voltage V_RD is lower than the reference voltage V_REF (i.e., when the resistance value of the variable resistive element MTJ of the memory cell M is lower than the reference voltage V_REF) Threshold resistance value R TH ), it is possible to generate the output signal Q corresponding to '0'.

도 5b를 참조하면, 메모리 장치(100b)는 셀 어레이(110b), 전류원 회로(120b), 레퍼런스 저항 회로(130b), 증폭 회로(140b) 및 컬럼 디코더(170b)를 포함할 수 있다. 도 5a의 메모리 장치(100a)와 비교할 때, 도 5b의 메모리 장치(100b)는 컬럼 디코더(170b) 및 전류원 회로(120b) 사이에 배치된 레퍼런스 저항 회로(130b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전류(I_REF)는 레퍼런스 저항 회로(130b), 단락 소스 라인(SSL), 레퍼런스 셀(R) 및 단락 비트 라인(SBL)을 통과하여 음의 공급 전압(VSS)로 흐를 수 있다. 이하에서, 본 개시의 예시적 실시예들은, 도 5a의 메모리 장치(100a)와 같이, 레퍼런스 저항 회로(130a)가 레퍼런스 셀(R) 및 음의 공급 전압(VSS) 사이에 배치되는 예시를 주로 참조하여 설명될 것이나, 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다. 5B, the memory device 100b may include a cell array 110b, a current source circuit 120b, a reference resistance circuit 130b, an amplification circuit 140b, and a column decoder 170b. Compared to the memory device 100a of FIG. 5A, the memory device 100b of FIG. 5B may include a reference resistor circuit 130b disposed between the column decoder 170b and the current source circuit 120b. Thus, the reference current I_REF can flow through the reference resistance circuit 130b, the short-circuit source line SSL, the reference cell R, and the short-circuit bit line SBL to the negative supply voltage VSS. Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described, by way of example, with the reference resistance circuit 130a disposed between the reference cell R and the negative supply voltage VSS, as in the memory device 100a of FIG. It is to be noted that the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited thereto.

도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 1의 전류원 회로(120)의 예시를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 6의 전류원 회로(120')는 독출 전류(I_RD) 및 레퍼런스 전류(I_REF)를 생성할 수 있고, n이 양의 정수일 때, 제어 회로(150')의 전류 제어 신호(CC[1:n])에 따라 레퍼런스 전류(I_REF)를 조절할 수 있다.6 is a circuit diagram illustrating an example of the current source circuit 120 of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The current source circuit 120 'of FIG. 6 can generate the read current I_RD and the reference current I_REF, and when n is a positive integer, the control circuit 150' The reference current I_REF can be adjusted according to the current control signal CC [1: n].

도 6을 참조하면, 전류원 회로(120')는, 양의 공급 전압(VDD)에 공통으로 연결된 소스들을 가지는 복수의 트랜지스터들(P0, P1, P2, ..., Pn, Pr)을 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들(P0, P1, P2, ..., Pn, Pr)은 PMOS 트랜지스터들일 수 있고, 전류 미러를 형성할 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터(P0)에 흐르는 전류(I_0) 및 복수의 트랜지스터들(P0, P1, P2, ..., Pn, Pr) 각각의 크기에 따라 양의 공급 전압(VDD)로부터 인출되는 전류의 크기가 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트랜지스터(P0) 및 트랜지스터(Pr)는 동일한 크기를 가질 수 있고, 이에 따라 독출 전류(I_RD)는 전류(I_0)와 근사적으로 동일한 크기를 가질 수 있다.6, the current source circuit 120 'includes a plurality of transistors P0, P1, P2, ..., Pn, Pr having sources connected in common to a positive supply voltage VDD . The plurality of transistors P0, P1, P2, ..., Pn, Pr can be PMOS transistors and can form a current mirror. Accordingly, the current I_0 flowing through the transistor P0 and the current flowing from the positive supply voltage VDD depending on the size of each of the plurality of transistors P0, P1, P2, ..., Pn, The size can be determined. In some embodiments, transistor P0 and transistor Pr may have the same magnitude and thus readout current I_RD may have approximately the same magnitude as current I_0.

레퍼런스 전류(I_REF)를 생성하는 n개의 트랜지스터들(P1, P2, ..., Pn)은 전류 제어 신호(CC[1:n])에 의해서 제어되는 n개의 트랜지스터들(PS1, PS2, ...,PSn)과 각각 직렬 연결될 수 있다. n개의 트랜지스터들(PS1, PS2, ...,PSn)의 게이트들에 전류 제어 신호(CC[1:n])가 각각 인가될 수 있고, 이에 따라 전류 제어 신호(CC[1:n])에 의해서 레퍼런스 전류(I_REF)의 크기가 결정될 수 있다. 예를 들면, 로우 레벨의 제1 전류 제어 신호(CC[1])에 따라 트랜지스터(PS1)가 턴-온되는 경우 트랜지스터(P1)를 통과하는 전류가 레퍼런스 전류(I_REF)에 포함될 수 있는 한편, 하이 레벨의 제1 전류 제어 신호(CC[1])에 따라 트랜지스터(PS1)rk 턴-오프되는 경우 트랜지스터(P1)에 의한 전류는 레퍼런스 전류(I_REF)로부터 제외될 수 있다. n개의 트랜지스터들(P1, P2, ..., Pn)은, 일부 실시예들에서 동일한 크기를 가질 수도 있고, 일부 실시예들에서 상이한 크기를 가질 수도 있다.The n transistors P1, P2, ..., Pn that generate the reference current I_REF are connected to n transistors PS1, PS2, ..., Pn controlled by the current control signals CC [1: n] ., PSn), respectively. the current control signals CC [1: n] can be applied to the gates of the n transistors PS1, PS2, ..., PSn, The magnitude of the reference current I_REF can be determined. For example, when the transistor PS1 is turned on in accordance with the low level first current control signal CC [1], the current passing through the transistor P1 may be included in the reference current I_REF, The current by the transistor P1 can be excluded from the reference current I_REF when the transistor PS1 is turned off according to the high level first current control signal CC [1]. The n transistors P1, P2, ..., Pn may have the same size in some embodiments and may have different sizes in some embodiments.

도 7a 및 도 7b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 레퍼런스 저항 회로(130)의 예시들을 나타내는 회로도들이다. 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 7a 및 도 7b의 레퍼런스 저항 회로들(130a', 130a")은 레퍼런스 전류(I_REF)가 통과하는 저항을 제공할 수 있고, m이 양의 정수일 때, 제어 회로(150a', 150a")의 저항 제어 신호(RC[1:m])에 따라 저항의 저항치, 즉 레퍼런스 저항치(R_REF)를 조절할 수 있다. 도 7a 및 도 7b의 레퍼런스 저항 회로들(130a', 130a")은, 도 5a를 참조하여 전술된 바와 같이, 단락 소스 라인(SSL) 및 음의 공급 전압(VSS) 사이에 레퍼런스 저항치(R_REF)를 가지는 저항을 제공할 수 있다. 이하에서, 도 7a 및 도 7b에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다.Figures 7A and 7B are circuit diagrams illustrating examples of the reference resistance circuit 130 of Figure 1 in accordance with the illustrative embodiments of the present disclosure. As described above with reference to Fig. 1, the reference resistor circuits 130a ', 130a " of Figs. 7a and 7b can provide a resistance through which the reference current I_REF passes, and when m is a positive integer, The resistance value of the resistance, that is, the reference resistance value R_REF, can be adjusted according to the resistance control signals RC [1: m] of the control circuits 150a 'and 150a' '. The reference resistor circuits 130a 'and 130a " in FIGS. 7A and 7B have a reference resistance R_REF between the shorting source line SSL and the negative supply voltage VSS, as described above with reference to FIG. The overlapping contents of the description of Figs. 7A and 7B will be omitted.

도 7a를 참조하면, 레퍼런스 저항 회로(130a')는 단락 소스 라인(SSL) 및 음의 공급 전압(VSS) 사이에서 각각 직렬 연결된 복수의 저항들(R1a, R2a, ..., Rma) 및 복수의 트랜지스터들(N1a, N2a, ..., Nma)을 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들(N1a, N2a, ..., Nma)의 게이트들에 저항 제어 신호(RC[1:m])가 인가될 수 있고, 이에 따라 저항 제어 신호(RC[1:m])에 의해서 레퍼런스 저항치(R_REF)가 결정될 수 있다. 예를 들면, 하이 레벨의 제1 저항 제어 신호(RC[1])에 따라 트랜지스터(N1a)가 턴-온되는 경우 제1 저항(R1a)에 의해서 레퍼런스 저항치(R_REF)가 결정될 수 있는 한편, 로우 레벨의 제1 저항 제어 신호(RC[1])에 따라 트랜지스터(N1a)가 턴-오프되는 경우 레퍼런스 저항치(R_REF)는 제1 저항(R1a)과 무관하게 결정될 수 있다. 결과적으로, 레퍼런스 저항 회로(130a')의 레퍼런스 저항치(R_REF)는 복수의 저항들(R1a, R2a, ..., Rma) 중 저항 제어 신호(RC[1:m])에 의해서 선택된 것들이 병렬 연결된 등가 회로로부터 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7A, the reference resistance circuit 130a 'includes a plurality of resistors R1a, R2a, ..., Rma and a plurality of resistors R1a, R2a, ..., Rma connected in series between the short-circuit source line SSL and the negative supply voltage VSS, (N1a, N2a, ..., Nma). The resistance control signals RC [1: m] can be applied to the gates of the plurality of transistors N1a, N2a, ..., Nma, The reference resistance value R_REF can be determined. For example, the reference resistance value R_REF can be determined by the first resistor R1a when the transistor N1a is turned on in accordance with the first resistance control signal RC [1] of the high level, The reference resistance value R_REF can be determined irrespective of the first resistor R1a when the transistor N1a is turned off according to the first resistance control signal RC [1] of the level. As a result, the reference resistance value R_REF of the reference resistance circuit 130a 'is set so that those selected by the resistance control signals RC [1: m] among the plurality of resistors R1a, R2a, ..., Rma are connected in parallel Can be determined from the equivalent circuit.

도 7b를 참조하면, 레퍼런스 저항 회로(130a")는 단락 소스 라인(SSL) 및 음의 공급 전압(VSS) 사이에서 직렬 연결된 복수의 저항들(R1b, R2b, ..., Rmb)을 포함할 수 있고, 복수의 저항들(R1b, R2b, ..., Rmb)과 각각 병렬 연결된 복수의 트랜지스터들(N1b, N2b, ..., Nmb)을 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들(N1b, N2b, ..., Nmb)의 게이트들에 저항 제어 신호(RC[1:m])가 인가될 수 있고, 이에 따라, 저항 제어 신호(RC[1:m])에 의해서 레퍼런스 저항치(R_REF)가 결정될 수 있다. 예를 들면, 로우 레벨의 제1 저항 제어 신호(RC[1])에 따라 트랜지스터(N1b)가 턴-오프되는 경우 레퍼런스 저항치(R_REF)는 제1 저항(R1b)의 저항치를 포함하는 한편, 하이 레벨의 제1 저항 제어 신호(RC[1])에 따라 트랜지스터(N1b)가 턴-온되는 경우 레퍼런스 저항치(R_REF)는, 트랜지스터(N1b)의 턴-온 저항이 근사적으로 영(zero)일 때, 제1 저항(R1b)을 포함하지 아니할 수 있다. 결과적으로, 레퍼런스 저항 회로(130a")의 레퍼런스 저항치(R_REF)는 복수의 저항들(R1b, R2b, ..., Rmb) 중 저항 제어 신호(RC[1:m])에 의해서 선택된 것들이 직렬 연결된 등가 회로로부터 결정될 수 있다.Referring to Figure 7B, the reference resistance circuit 130a " includes a plurality of resistors R1b, R2b, ..., Rmb connected in series between the short-circuit source line SSL and the negative supply voltage VSS And may include a plurality of transistors N1b, N2b, ..., Nmb connected in parallel with a plurality of resistors R1b, R2b, ..., Rmb. The plurality of transistors N1b, The resistance control signals RC [1: m] can be applied to the gates of the reference resistors R [1: N2b, ..., Nmb) For example, when the transistor N1b is turned off according to the first resistance control signal RC [1] of the low level, the reference resistance value R_REF is set to the resistance value of the first resistor R1b On the other hand, when the transistor N1b is turned on according to the high level first resistance control signal RC [1], the reference resistance value R_REF is set such that the turn-on resistance of the transistor N1b is approximately spirit( the reference resistance R_REF of the reference resistance circuit 130a " may be equal to or greater than the resistance value of the plurality of resistors R1b, R2b, ..., Rmb. The ones selected by the medium-resistance control signal RC [1: m] may be determined from an equivalent circuit connected in series.

도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 레퍼런스 셀을 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 레퍼런스 셀을 제어하는 방법은, 복수의 단계들(S200, S400, S600, S800)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 8의 방법은 도 1의 메모리 장치(100)에 포함된 레퍼런스 셀(R)을 제어하기 위하여, 레퍼런스 트리머(210)를 포함하는 컨트롤러(200)에 의해서 수행될 수 있고, 이하에서 도 8은 도 1을 참조하여 설명될 것이다.8 is a flow diagram illustrating a method of controlling a reference cell in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 8, the method of controlling the reference cell may include a plurality of steps (S200, S400, S600, S800). In some embodiments, the method of FIG. 8 may be performed by a controller 200 that includes a reference trimmer 210 to control a reference cell R included in the memory device 100 of FIG. 1 Hereinafter, Fig. 8 will be described with reference to Fig.

단계 S200에서, 복수의 메모리 셀들에 동일한 값을 기입하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 복수의 메모리 셀들에 '0'을 기입하거나 '1'을 기입하는 동작이 수행될 수 있다. 복수의 메모리 셀들에 기입하는 값에 따라 후속하는 단계 S400에서 레퍼런스 전압을 제어하는 방식이 결정될 수 있다. 복수의 메모리 셀들에 '0'을 기입하는 예시는 도 9a를 참조하여 후술되고, 복수의 메모리 셀들에 '1'을 기입하는 예시는 도 9b를 참조하여 후술될 것이다.In step S200, an operation of writing the same value to a plurality of memory cells may be performed. For example, an operation of writing '0' to a plurality of memory cells or writing '1' may be performed. The method of controlling the reference voltage in the subsequent step S400 may be determined according to the value written in the plurality of memory cells. An example of writing '0' to a plurality of memory cells will be described later with reference to FIG. 9A, and an example of writing '1' to a plurality of memory cells will be described below with reference to FIG. 9B.

단계 S400에서, 단조 증가 또는 단조 감소하는 레퍼런스 전압들을 생성하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 단계 S200에서 가변 저항치 소자의 평행 저항치(RP)에 대응하는 '0'을 복수의 메모리 셀들에 기입한 경우, 최소 레퍼런스 전압으로부터 단조 증가하는 레퍼런스 전압들이 생성될 수 있다. 다른 한편으로, 단계 S200에서 가변 저항치 소자의 반평행 저항치(RAP)에 대응하는 '1'을 복수의 메모리 셀들에 기입한 경우, 최대 레퍼런스 전압으로부터 단조 감소하는 레퍼런스 전압들이 생성될 수 있다.In step S400, an operation of generating reference voltages for monotone increasing or monotonously decreasing may be performed. For example, there may be case where the writing of "0" corresponding to the parallel resistance (R P) of the variable resistance element in the plurality of memory cells, to a reference voltage which monotonically increases from a minimum reference voltage generated in step S200. On the other hand, when '1' corresponding to the antiparallel resistance value R AP of the variable resistive element is written in the plurality of memory cells in step S200, reference voltages that monotonously decrease from the maximum reference voltage can be generated.

단계 S600에서, 레퍼런스 전압들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 단조 증가하는 레퍼런스 전압들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수도 있고, 단조 감소하는 레퍼런스 전압들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수도 있다. 이상 단계 S200 내지 단계 S600의 예시들은 도 9a 및 도 9b를 참조하여 후술될 것이다.In step S600, an operation of reading a plurality of memory cells at each of the reference voltages may be performed. For example, an operation of reading a plurality of memory cells at each of monotonically increasing reference voltages may be performed, and an operation of reading a plurality of memory cells at each of monotonically decreasing reference voltages may be performed. Examples of the foregoing steps S200 to S600 will be described later with reference to Figs. 9A and 9B.

단계 S800에서, 독출 결과들에 기초하여 독출 레퍼런스 전압을 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, '0'으로 기입된 복수의 메모리 셀들을 단조 증가하는 레퍼런스 전압들 각각에서 독출한 결과들로부터, 가변 저항치 소자의 평행 저항치(RP)의 산포(또는, 제1 산포)가 추정될 수 있다. 일부 실시예들에서, '1'로 기입된 복수의 메모리 셀들을 단조 감소하는 레퍼런스 전압들 각각에서 독출한 결과들로부터, 가변 저항치 소자의 반평행 저항치(RAP)의 산포(즉, 제2 산포)가 추정될 수 있다. 추정된 산포들 중 적어도 하나에 기초하여 문턱 저항치(RTH)가 결정될 수 있고, 문턱 저항치(RTH)로부터 독출 레퍼런스 전압이 결정될 수 있다. 단계 S800의 예시들은 도 10 내지 도 13을 참조하여 후술될 것이다.In step S800, an operation of determining a read reference voltage based on the readout results may be performed. In some embodiments, the scattering (or first scattering) of the parallel resistance value R P of the variable resistive element is obtained from results read from each of the monotonically increasing reference voltages on a plurality of memory cells written with '0' Can be estimated. In some embodiments, from the results read from each of the reference voltages for monotonically decreasing a plurality of memory cells written with ' 1 ', the dispersion of the antiparallel resistance value R AP of the variable resistive element (i.e., ) Can be estimated. The threshold resistance value R TH can be determined based on at least one of the estimated variations, and the read reference voltage can be determined from the threshold resistance value R TH . Examples of step S800 will be described below with reference to FIGS. 10 to 13. FIG.

도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 8의 단계 S200 내지 단계 S600의 예시들을 나타내는 순서도들이다. 도 8을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 9a 및 도 9b의 단계 S200a 및 단계 S200b에서 복수의 메모리 셀들에 동일한 값을 기입하는 동작이 수행될 수 있고, 단계 S400a 및 단계 S400b에서 단조 증가 또는 단조 감소하는 레퍼런스 전압들을 생성하는 동작이 수행될 수 있으며, 단계 S600a 및 단계 S600b에서 레퍼런스 전압들 각각에서 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수 있다. 이하에서, 도 9a 및 도 9b는 도 1 및 가변 저항치 소자의 저항치의 산포를 나타내는 도 4를 참조하여 설명될 것이고, 도 9a 및 도 9b에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다.FIGS. 9A and 9B are flowcharts illustrating examples of steps S200 through S600 of FIG. 8 in accordance with exemplary embodiments of the present disclosure. As described above with reference to Fig. 8, an operation of writing the same value to a plurality of memory cells in steps S200a and S200b of Figs. 9A and 9B may be performed, and in step S400a and step S400b, And operations of reading a plurality of memory cells from each of the reference voltages in steps S600a and S600b may be performed. Hereinafter, Figs. 9A and 9B will be described with reference to Fig. 4 showing the scattering of the resistance value of Fig. 1 and the variable resistance element, and redundant contents of the description of Figs. 9A and 9B will be omitted.

도 9a를 참조하면, 단계 S200a에서 복수의 메모리 셀들에 '0'을 기입하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(200)는 기입을 지시하는 커맨드(CMD), 복수의 메모리 셀들에 대응하는 어드레스(ADDR), '0'을 포함하는 데이터(DATA)를 메모리 장치(100)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 복수의 메모리 셀들은, 도 4의 평행 저항치(RP) 산포와 같이 분포된 저항치들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 셀 어레이(110)에서 하나의 워드 라인(WLi)에 연결된 복수의 메모리 셀들에 '0'이 기입될 수 있다.Referring to FIG. 9A, in step S200a, an operation of writing '0' to a plurality of memory cells may be performed. For example, the controller 200 can transmit to the memory device 100 a command (CMD) for instructing writing, an address ADDR corresponding to a plurality of memory cells, and data (DATA) including '0' . Accordingly, the plurality of memory cells may have resistance values distributed as in the parallel resistance value (R P ) dispersion of FIG. In some embodiments, a '0' may be written to a plurality of memory cells connected to one word line WLi in the cell array 110.

단계 S400a는 단계 S420a 및 단계 S440a를 포함할 수 있다. 단계 S420a에서, 최소 레퍼런스 전류 및 최소 레퍼런스 저항을 설정하는 동작이 수행될 있다. 예를 들면, 컨트롤러(200)는 최소 레퍼런스 전류 및 최소 레퍼런스 저항에 대응하는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 메모리 장치(100)에 전송할 수 있고, 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 응답하여 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 생성함으로써, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)를 최소값으로 각각 설정할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)에 의해서 결정되는 레퍼런스 전압(V_REF)은 최소값을 가질 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 문턱 저항치(RTH)는 평행 저항치(RP)의 산포의 평균보다 낮을 수 있다.Step S400a may include steps S420a and S440a. In step S420a, an operation of setting a minimum reference current and a minimum reference resistance may be performed. For example, the controller 200 may send a reference adjustment signal ADJ corresponding to a minimum reference current and a minimum reference resistance to the memory device 100, and the control circuit 150 of the memory device 100 may control the reference adjustment The reference current I_REF and the reference resistance R_REF can be set to the minimum values respectively by generating the current control signal CC and the resistance control signal RC in response to the signal ADJ. Accordingly, the reference voltage V_REF determined by the reference current I_REF and the reference resistance R_REF may have a minimum value, and the threshold resistance value R TH corresponding to the reference voltage V_REF may be the parallel resistance value R P ) ≪ / RTI >

일부 실시예들에서, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)는 최소값으로 설정되지 아니할 수 있다. 예를 들면, 평행 저항치(RP)의 산포의 변동에 기초하여, 평행 저항치(RP)의 산포가 가질 수 있는 평균보다 낮은 문턱 저항치(RTH)에 대응하는 레퍼런스 전압(V_REF)을 위한, 임의의 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)가 설정될 수도 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 단계 S420a에 후속하여 단계 S620a가 수행될 수 있다.In some embodiments, the reference current I_REF and the reference resistance R_REF may not be set to a minimum value. For example, for the reference voltage (V_REF) corresponding to the parallel resistance (R P) changes, the parallel resistance (R P) have an average lower threshold resistance (R TH), which may have dispersion on the basis of the distribution of, An arbitrary reference current I_REF and a reference resistance R_REF may be set. As shown in Fig. 9A, step S620a may be performed following step S420a.

단계 S620a에서, 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(200)는 독출을 지시하는 커맨드(CMD) 및 복수의 메모리 셀들에 대응하는 어드레스(ADDR)를 메모리 장치(100)에 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 독출을 위한 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)는 단계 S420a의 최소 레퍼런스 전류 및 최소 레퍼런스 저항의 설정을 위한 레퍼런스 조절 신호(ADJ)와 동기되어 메모리 장치(100)에 전송될 수도 있다. 메모리 장치(100)는 설정된 최소 레퍼런스 전류 및 최소 레퍼런스 저항에 따른 최소 레퍼런스 전압을 사용하여 '0'이 기입된 메모리 셀들을 독출한 결과를 포함하는 데이터(DATA)를 컨트롤러(200)에 전송할 수 있다.In step S620a, an operation of reading out a plurality of memory cells may be performed. For example, the controller 200 can transmit to the memory device 100 a command CMD for instructing reading and an address ADDR corresponding to a plurality of memory cells. In some embodiments, as described above with reference to Fig. 2, the command CMD for reading and the address ADDR are set to the reference adjustment signal ADJ for setting the minimum reference current and the minimum reference resistance of step S420a, And may be transmitted to the memory device 100 in synchronism. The memory device 100 may transmit to the controller 200 data (DATA) including the result of reading out the memory cells to which '0' has been written using the minimum reference current according to the set minimum reference current and the minimum reference resistance .

단계 S640a에서, 독출 결과에 포함된 '0'의 개수에 기초하여 복수의 메모리 셀들의 독출 동작의 재수행 여부를 판단하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 9a에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(200)의 레퍼런스 트리머(210)는 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터(DATA)에 포함된 '0'의 개수, 즉 저장된 값이 '0'으로 독출된 메모리 셀들의 개수를 미리 정해진 값 'X'와 비교할 수 있고(X > 0), '0'의 개수가 'X'이상인 경우 레퍼런스 전류와 레퍼런스 저항의 설정 및 복수의 메모리 셀들에 대한 독출을 중단할 수 있는 한편, 그렇지 아니한 경우 단계 S440a가 후속하여 수행될 수 있다. 즉, '0'이 기입된 복수의 메모리 셀들 중 미리 정해진 개수의 메모리 셀들로부터 '0'이 독출될 때까지 레퍼런스 전류(I_REF)와 레퍼런스 저항치(R_REF)의 설정 동작 및 복수의 메모리 셀들에 대한 독출 동작이 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서 'X'는 '0'이 기입된 메모리 셀들의 개수와 일치할 수도 있고, 일부 실시예들에서 'X'는 '0'이 기입된 메모리 셀들의 개수의 절반일 수도 있다.In step S640a, an operation of determining whether to re-execute the read operation of a plurality of memory cells may be performed based on the number of '0' included in the readout result. For example, as shown in FIG. 9A, the reference trimmer 210 of the controller 200 determines whether the number of '0' included in the data (DATA) received from the memory device 100, that is, (X> 0) and the number of '0' is greater than or equal to 'X', the setting of the reference current and the reference resistance, and the setting of the reference current for a plurality of memory cells The reading can be stopped, while if not, step S440a can be performed subsequently. That is, the setting operation of the reference current I_REF and the reference resistance value R_REF and the read operation of the plurality of memory cells until '0' is read out from the predetermined number of memory cells among the plurality of memory cells written '0' The operation can be repeated. In some embodiments, 'X' may match the number of memory cells written '0', and 'X' in some embodiments may be half the number of memory cells written '0'.

단계 S440a에서, 증가된 레퍼런스 전류 및/또는 증가된 레퍼런스 저항을 설정하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(200)는 증가된 레퍼런스 전류 및/또는 증가된 레퍼런스 저항에 대응하는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 메모리 장치(100)에 전송할 수 있고, 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 응답하여 전류 제어 신호(CC) 및/또는 저항 제어 신호(RC)를 생성함으로써, 증가된 레퍼런스 전류(I_REF) 및 증가된 레퍼런스 저항치(R_REF)를 설정할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전압(V_REF)도 증가할 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 문턱 저항치(RTH)는 도 4의 평행 저항치(RP)의 산포에서 우측으로 이동할 수 있다.In step S440a, an operation of setting the increased reference current and / or the increased reference resistance may be performed. For example, the controller 200 may send a reference adjustment signal ADJ corresponding to an increased reference current and / or an increased reference resistance to the memory device 100 and may be coupled to the control circuit 150 of the memory device 100 May generate the current control signal CC and / or the resistance control signal RC in response to the reference adjustment signal ADJ to set the increased reference current I_REF and the increased reference resistance R_REF. Accordingly, the reference voltage V_REF can also increase, and the threshold resistance value R TH corresponding to the reference voltage V_REF can be shifted to the right in the dispersion of the parallel resistance value R P in Fig.

단계 S440a 및 단계 S600a이 반복되는 경우, 점진적으로 증가하는 레퍼런스 전압(V_REF)에 따라 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포에서 우측으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포의 좌측에서 우측으로 이동하는 과정에서 평행 저항치(RP)의 산포가 추정될 수 있다. 단계 S600a에 후속하여 산포를 추정하고, 추정된 산포로부터 독출 레퍼런스 전압을 결정하는 동작, 즉 도 8의 단계 S800의 예시들은 도 10 내지 도 13을 참조하여 후술될 것이다.When steps S440a and S600a are repeated, the threshold resistance value R TH can be shifted to the right in the dispersion of the parallel resistance value R P in accordance with the gradually increasing reference voltage V_REF. Accordingly, the variation of the parallel resistance (R P) in the process of moving from the left to the right of distribution of the threshold resistance (R TH) is parallel to the resistance (R P) may be estimated. The operation of estimating the scattering following step S600a and determining the read reference voltage from the estimated scatter, that is, examples of step S800 in Fig. 8 will be described below with reference to Figs. 10 to 13. Fig.

도 9b를 참조하면, 단계 S200b에서 복수의 메모리 셀들에 '1'을 기입하는 동작이 수행될 수 있다. 이에 따라, 복수의 메모리 셀들은, 도 4의 반평행 저항치(RAP) 산포와 같이 분포된 저항치들을 가질 수 있다.Referring to FIG. 9B, in step S200b, an operation of writing '1' to a plurality of memory cells may be performed. Thus, the plurality of memory cells may have resistive values distributed as an antiparallel resistance (R AP ) spread of FIG.

단계 S400b는 단계 S420b 및 단계 S440b를 포함할 수 있다. 단계 S420b에서, 최대 레퍼런스 전류 및 최대 레퍼런스 저항을 설정하는 동작이 수행될 있다. 예를 들면, 컨트롤러(200)는 최대 레퍼런스 전류 및 최대 레퍼런스 저항에 대응하는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)를 메모리 장치(100)에 전송할 수 있고, 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)는 레퍼런스 조절 신호(ADJ)에 응답하여 전류 제어 신호(CC) 및 저항 제어 신호(RC)를 생성함으로써, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)를 최대값으로 각각 설정할 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)에 의해서 결정되는 레퍼런스 전압(V_REF)은 최대값을 가질 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 문턱 저항치(RTH)는 반평행 저항치(RAP)의 산포의 평균보다 높을 수 있다. Step S400b may include steps S420b and S440b. In step S420b, an operation of setting the maximum reference current and the maximum reference resistance may be performed. For example, the controller 200 may transmit a reference adjustment signal ADJ corresponding to a maximum reference current and a maximum reference resistance to the memory device 100, and the control circuit 150 of the memory device 100 may control the reference adjustment The reference current I_REF and the reference resistance R_REF can be respectively set to the maximum value by generating the current control signal CC and the resistance control signal RC in response to the signal ADJ. Accordingly, the reference voltage V_REF determined by the reference current I_REF and the reference resistance R_REF may have a maximum value, and the threshold resistance R TH corresponding to the reference voltage V_REF may be the antiparallel resistance value R AP ). ≪ / RTI >

일부 실시예들에서, 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)는 최대값으로 설정되지 아니할 수 있다. 예를 들면, 반평행 저항치(RAP)의 산포의 변동에 기초하여, 반평행 저항치(RAP)의 산포가 가질 수 있는 평균보다 높은 문턱 저항치(RTH)에 대응하는 레퍼런스 전압(V_REF)을 위한, 임의의 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)가 설정될 수도 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 단계 S420b에 후속하여 단계 S620b가 수행될 수 있다.In some embodiments, the reference current I_REF and the reference resistance R_REF may not be set to a maximum value. For example, the reference voltage (V_REF) corresponding to anti-parallel to the resistance value on the basis of the variation in the distribution of (R AP), anti-parallel to the resistance value (R AP) the average higher than the threshold resistance (R TH), which may have dispersion in , An arbitrary reference current I_REF and a reference resistance R_REF may be set. As shown in Fig. 9B, subsequent to step S420b, step S620b may be performed.

단계 S620b에서, 복수의 메모리 셀들을 독출하는 동작이 수행될 수 있다. 이에 따라, 메모리 장치(100)는 설정된 최대 레퍼런스 전류 및 최대 레퍼런스 저항에 따른 최대 레퍼런스 전압을 사용하여 '1'이 기입된 메모리 셀들을 독출한 결과를 포함하는 데이터(DATA)를 컨트롤러(200)에 전송할 수 있다.In step S620b, an operation of reading out a plurality of memory cells may be performed. Accordingly, the memory device 100 outputs data (DATA) including the result of reading the memory cells in which '1' is written to the controller 200 using the maximum reference current according to the set maximum reference current and the maximum reference resistance Lt; / RTI >

단계 S640b에서, 독출 결과에 포함된 '1'의 개수에 기초하여 복수의 메모리 셀들의 독출 동작의 재수행 여부를 판단하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(200)의 레퍼런스 트리머(210)는 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터(DATA)에 포함된 '1'의 개수, 즉 저장된 값이 '1'로 독출된 메모리 셀들의 개수를 미리 정해진 값 'Y'와 비교할 수 있고(Y > 0), '1'의 개수가 'Y'이상인 경우 레퍼런스 전류와 레퍼런스 저항의 설정 및 복수의 메모리 셀들에 대한 독출을 중단할 수 있는 한편, 그렇지 아니한 경우 단계 S440b가 후속하여 수행될 수 있다. 즉, '1'이 기입된 복수의 메모리 셀들 중 미리 정해진 개수의 메모리 셀들로부터 '1'이 독출될 때까지 레퍼런스 전류(I_REF)와 레퍼런스 저항치(R_REF)의 설정 동작 및 복수의 메모리 셀들에 대한 독출 동작이 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서 'Y'는 '1'이 기입된 메모리 셀들의 개수와 일치할 수도 있고, 일부 실시예들에서 'Y'는 '1'이 기입된 메모리 셀들의 개수의 절반일 수도 있다.In step S640b, an operation of determining whether or not the read operation of the plurality of memory cells is performed again based on the number of '1' included in the readout result may be performed. 9B, the reference trimmer 210 of the controller 200 counts the number of '1's included in the data (DATA) received from the memory device 100, that is, the stored value is' 1' (Y> 0), and when the number of '1's is greater than or equal to' Y ', the reference current and the reference resistance are set and the number of memory cells read to the plurality of memory cells The reading can be stopped, but if not, step S440b can be performed subsequently. That is, the setting operation of the reference current I_REF and the reference resistance value R_REF and the read operation of the plurality of memory cells until '1' is read out from a predetermined number of memory cells among the plurality of memory cells written '1' The operation can be repeated. In some embodiments, 'Y' may correspond to the number of memory cells in which '1' is written, and in some embodiments, 'Y' may be one-half of the number of memory cells in which '1' is written.

단계 S440b에서, 감소된 레퍼런스 전류 및/또는 감소된 레퍼런스 저항을 설정하는 동작이 수행될 수 있다. 이에 따라, 레퍼런스 전압(V_REF)도 감소할 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 문턱 저항치(RTH)는 도 4의 반평행 저항치(RAP)의 산포에서 좌측으로 이동할 수 있다.In step S440b, an operation of setting a reduced reference current and / or a reduced reference resistance may be performed. Accordingly, the reference voltage V_REF can also be reduced, and the threshold resistance value R TH corresponding to the reference voltage V_REF can be shifted to the left in the dispersion of the antiparallel resistance value R AP in FIG.

단계 S440b 및 단계 S600b이 반복되는 경우, 점진적으로 감소하는 레퍼런스 전압(V_REF)에 따라 문턱 저항치(RTH)가 반평행 저항치(RAP)의 산포에서 좌측으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 도 9a의 예시와 유사하게, 문턱 저항치(RTH)가 반평행 저항치(RAP)의 산포의 우측에서 좌측으로 이동하는 과정에서 반평행 저항치(RAP)의 산포가 추정될 수 있다.When step S440b and step S600b are repeated, the threshold resistance R TH can be shifted to the left in the dispersion of the antiparallel resistance value R AP in accordance with the gradually decreasing reference voltage V_REF. Accordingly, the distribution of anti-parallel to the resistance value (R AP) can be estimated in the process of moving to the left to the right of distribution of analogy to the example of Figure 9a, the threshold resistance (R TH) antiparallel the resistance value (R AP) .

도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 8의 단계 S800의 예시를 나타내는 순서도이고, 도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 10의 단계 S800a에 의해서 문턱 저항치가 결정되는 동작의 예시를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 도 10의 단계 S800a는, 도 9a를 참조하여 전술된 바와 같이 '0'으로 기입된 복수의 메모리 셀들로부터 도출된 문턱 저항치(RTH) 및 도 9b를 참조하여 전술된 바와 같이 '1'로 기입된 복수의 메모리 셀들로부터 도출된 문턱 저항치(RTH)가 준비된 후 수행될 수 있다. 도 8을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 10의 단계 S800a에서, 레퍼런스 전압들 각각에서 독출된 결과들에 기초하여 독출 레퍼런스 전압을 결정하는 동작이 수행될 수 있다. FIG. 10 is a flow chart illustrating an example of step S800 of FIG. 8 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 11 is a flowchart of an operation in which the threshold resistance is determined by step S800a of FIG. 10 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. FIG. Specifically, the step S800a of FIG. 10 includes a threshold resistance value R TH derived from a plurality of memory cells written as' 0 'as described above with reference to FIG. 9A, and a threshold resistance R TH from' 1 May be performed after the threshold resistance value R TH derived from the plurality of memory cells written in 'is prepared. As described above with reference to Fig. 8, in step S800a of Fig. 10, an operation of determining a read reference voltage based on the results read out from each of the reference voltages may be performed.

단계 S820a에서, 평행 저항치(RP)의 산포 및 반평행 저항치(RAP)의 산포를 추정하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 9a의 예시에서 도출된 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포의 평균(RP')으로 추정될 수 있다. 일부 실시예들에서, '0'이 기입되고 독출되는 메모리 셀들의 개수가 상대적으로 많은 경우, 메모리 셀들 중 절반이상으로부터 '0'이 독출되는지 여부가 판단될 수 있고(즉, 도 9a의 'X'가 '0'이 기입된 메모리 셀들의 개수의 절반인 경우), 그러한 경우의 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포의 평균으로 추정될 수 있다. 일부 실시예들에서, '0'이 기입되고 독출되는 메모리 셀들의 개수가 상대적으로 적은 경우, 메모리 셀들 모두로부터 '0'이 독출되는지 여부가 판단될 수 있고(즉, 도 9a의 'X'가 '0'이 기입된 메모리 셀들의 개수와 일치하는 경우), 그러한 경우의 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포의 평균으로 추정될 수 있다. 유사하게, 도 9b의 예시에서 도출된 문턱 저항치(RTH)가 반평행 저항치(RAP)의 산포의 평균(RAP')으로 추정될 수 있다. 일부 실시예들에서, '1'이 기입되고 독출되는 메모리 셀들의 개수가 상대적으로 많은 경우 도 9b의 'Y'는 '1'이 기입된 메모리 셀들의 개수의 절반일 수 있고, 일부 실시예들에서, '1'이 기입되고 독출되는 메모리 셀들의 개수가 상대적으로 적은 경우 도 9b의 'Y'는 '1'이 기입된 메모리 셀들의 개수와 일치할 수 있다. 이에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 단계 S820a에 의해서 평행 저항치(RP)의 산포 및 고 저항치(RAP)의 산포의 위치가 평행 저항치(RP)의 평균(RP') 및 반평행 저항치(RAP)의 평균(RAP')에 의해서 추정될 수 있다. 이와 같이 평균을 추정함으로써, 저항치의 산포가 신속하게 추정될 수 있다.In step S820a, an operation of estimating the dispersion of the parallel resistance value R P and the dispersion of the antiparallel resistance value R AP may be performed. For example, the threshold resistance value R TH derived from the example of Fig. 9A can be estimated as the average (R P ') of the dispersion of the parallel resistance value R P. In some embodiments, if '0' is written and the number of memory cells to be read is relatively large, then it can be determined whether a '0' is read from more than half of the memory cells (ie, Is a half of the number of memory cells in which " 0 " is written), the threshold resistance R TH in such a case can be estimated as an average of the dispersion of the parallel resistance value R P. In some embodiments, if '0' is written and the number of memory cells to be read is relatively small, then it can be determined whether a '0' is read from all of the memory cells (ie, 'X' 0 " matches the number of written memory cells), the threshold resistance R TH in such a case can be estimated as an average of the dispersion of the parallel resistance value R P. Likewise, the threshold resistance R TH derived in the example of FIG. 9B can be estimated as the mean (R AP ') of the dispersion of the antiparallel resistance value R AP . In some embodiments, if a '1' is written and a relatively large number of memory cells are read, 'Y' in FIG. 9B may be one-half the number of memory cells in which '1' is written, 'Y' in FIG. 9B may match the number of the memory cells in which '1' is written when '1' is written and the number of the memory cells to be read is relatively small. Accordingly, as shown in Figure 11, the mean (R P ') of the parallel resistance (R P) dispersion and a high resistance value is parallel resistance value position of the distribution of (R AP) (R P) of by the steps S820a and half Can be estimated by the average (R AP ') of the parallel resistance values (R AP ). By thus estimating the average, the dispersion of the resistance value can be estimated quickly.

단계 S840a에서, 평행 저항치(RP)의 산포 및 반평행 저항치(RAP)의 산포로부터 문턱 저항치(RTH)를 계산하는 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 추정된 산포들의 표준편차들에 기초한 오프셋들이 평균에 반영될 수 있고, 오프셋이 반영된 결과들로부터 문턱 저항치(RTH)가 계산될 수 있다. 표준편차들은 가변 저항치 소자(예컨대, 도 3의 MTJ)의 테스트에 의해서 미리 도출될 수 있고, 추정된 평균에 표준편차가 반영됨에 따라 보다 정확하게 문턱 저항치(RTH)가 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, a 및 b가 영(zero)보다 클 때, 평행 저항치(RP)의 평균(RP')에 표준편차(σP)에 비례하는 오프셋(a·σP)이 가산될 수 있다. 또한, 반평행 저항치(RAP)의 평균(RAP')에 표준편차(σAP)에 비례하는 오프셋(b·σAP)이 감산될 수 있다. 이에 따라, 문턱 저항치(RTH)는 평균들(RP', RAP')에 표준편차(σA, σAP)들이 반영된 값들(RP' + a·σP, RAP' - b·σAP)을 인자들로서 가지는 함수(f)에 의해서 계산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 셀의 독출을 위한 문턱 저항치(RTH)는 아래 [수학식 1]과 같이 계산될 수 있다.In step S840a, an operation of calculating the threshold resistance value R TH from the dispersion of the parallel resistance value R P and the dispersion of the antiparallel resistance value R AP may be performed. In some embodiments, offsets based on the standard deviations of the estimated distributions may be reflected in the average, and the threshold resistance R TH may be calculated from the results that reflect the offset. The standard deviations can be derived in advance by testing a variable resistance value element (e.g., MTJ in FIG. 3), and the threshold resistance R TH can be determined more accurately as the standard deviation is reflected in the estimated average. For example, as shown in FIG 11, a and b is greater than zero (zero), offset relative to the standard deviation (σ P) to the mean (R P ') of the parallel resistance (R P) (a ? P ) can be added. Further, an offset b · σ AP proportional to the standard deviation σ AP can be subtracted from the average (R AP ') of the antiparallel resistance value (R AP ). Accordingly, the threshold resistance value R TH is a value (R P '+ a · σ P , R AP ' - b · R AP ) in which the standard deviations σ A and σ AP are reflected in the averages R P 'and R AP 'lt; / RTI > AP ) as factors. In some embodiments, the threshold resistance (R TH ) for reading a memory cell may be calculated as: " (1) "

Figure pat00001
Figure pat00001

단계 S860a에서, 독출 레퍼런스 전류 및/또는 독출 레퍼런스 저항치를 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 레퍼런스 트리머(210)는 단계 S840a에서 계산된 문턱 저항치(RTH)에 대응하는 레퍼런스 전압(V_REF), 즉 독출 레퍼런스 전압을 계산할 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)를 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치로서 결정할 수 있다. 결정된 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치에 대한 정보는 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)에 전달될 수 있고, 제어 회로(150)는 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치에 대한 정보를 독출 레퍼런스 전압에 대한 정보로서 비휘발성 메모리(160)에 저장할 수 있다.In step S860a, an operation of determining the read reference current and / or the read reference resistance may be performed. For example, the reference trimmer 210 can calculate the reference voltage V_REF corresponding to the threshold resistance R TH calculated in step S840a, that is, the reference voltage V_REF corresponding to the reference voltage V_REF I_REF and the reference resistance R_REF as the read reference current and the read reference resistance. Information about the determined read reference current and the read reference resistance may be communicated to the control circuit 150 of the memory device 100 and the control circuit 150 may provide information about the read reference current and the read reference resistance to the read reference voltage Can be stored in the non-volatile memory 160 as information on the non-volatile memory.

도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 8의 단계 S800의 예시를 나타내는 순서도이고, 도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 12의 단계 S800b에 의해서 문턱 저항치가 결정되는 동작의 예시를 나타내는 그래프이다. 구체적으로 도 12의 단계 S800b는, 도 10의 단계 S800a와 비교할 때, 도 9a를 참조하여 전술된 바와 같이 '0'으로 기입된 복수의 메모리 셀들로부터 결정된 문턱 저항치(RTH)만을 사용할 수 있다. 도 8을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 12의 단계 S800b에서, 레퍼런스 전압들 각각에서 독출된 결과들에 기초하여 독출 레퍼런스 전압을 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 이하에서, 도 12에 대한 설명 중 도 10에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략될 것이다.Fig. 12 is a flow chart illustrating an example of step S800 of Fig. 8 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure, and Fig. 13 is a flowchart of an operation in which the threshold resistance is determined by step S800b of Fig. 12 according to an exemplary embodiment of the present disclosure FIG. More specifically, the step S800b of FIG. 12 can use only the threshold resistance value R TH determined from the plurality of memory cells written '0' as described above with reference to FIG. 9A, as compared with the step S800a of FIG. As described above with reference to Fig. 8, in step S800b of Fig. 12, an operation of determining a read reference voltage based on the results read out from each of the reference voltages may be performed. Hereinafter, the description overlapping with the description of FIG. 10 of the description of FIG. 12 will be omitted.

단계 S820b에서, 평행 저항치(RP)의 산포를 추정하는 동작이 수행될 수 있다. 도 10의 단계 S820a와 유사하게, 도 9a의 예시에서 도출된 문턱 저항치(RTH)가 평행 저항치(RP)의 산포의 평균(RP')으로 추정될 수 있다. 이에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 평행 저항치(RP)의 산포의 위치가 평균(RP')에 의해서 추정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가변 저항치 소자의 특성에 따라, 반평행 저항치(RAP)는 평행 저항치(RP)보다 열화된 산포를 가질 수 있으므로, 평행 저항치(RP)의 산포가 이용될 수 있다.In step S820b, an operation of estimating the dispersion of the parallel resistance value R P may be performed. A threshold resistance (R TH) obtained in the example of Figure 10, in analogy to step S820a of Fig. 9a may be estimated as the average (R P ') parallel to the dispersion of the resistance (R P). Accordingly, as shown in FIG. 13, the position of the dispersion of the parallel resistance value R P can be estimated by the average R P '. In some embodiments, depending on the characteristics of the variable resistance element, antiparallel the resistance value (R AP) are so may have a deteriorated than parallel resistance (R P) dispersion, the dispersion of the parallel resistance (R P) may be used .

단계 S840b에서, 평행 저항치(RP)의 산포로부터 문턱 저항치(RTH)를 계산하는 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 추정된 산포의 표준편차에 기초한 오프셋이 평균에 반영될 수 있고, 오프셋이 반영된 결과로부터 문턱 저항치(RTH)가 계산될 수 있다. 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, c가 영(zero)보다 클 때, 평행 저항치(RP)의 평균(RP')에 표준편차(σP)에 비례하는 오프셋(c·σP)이 가산될 수 있다. 이에 따라, 문턱 저항치(RTH)는 평균(RP')에 표준편차(σP)가 반영된 값(RP' + c·σP)을 인자로서 가지는 함수(g)에 의해서 계산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 셀의 독출을 위한 문턱 저항치(RTH)는 아래 [수학식 2]와 같이 계산될 수 있다.In step S840b, an operation of calculating the threshold resistance value R TH from the dispersion of the parallel resistance value R P may be performed. In some embodiments, the offset based on the standard deviation of the estimated scatter can be reflected in the average, and the threshold resistance R TH can be calculated from the offset reflection result. For example, an offset which is proportional to the standard deviation (σ P) to the mean (R P ') of, when c is greater than zero (zero), a parallel resistance (R P) as shown in Figure 13 (c · σ P ) can be added. Accordingly, the threshold resistance value R TH can be calculated by a function g having a value (R P '+ c · σ P ) in which the standard deviation (σ P ) is reflected to the average (R P ') . In some embodiments, the threshold resistance (R TH ) for reading a memory cell may be calculated as: < EMI ID = 2.0 >

Figure pat00002
Figure pat00002

단계 S860b에서, 독출 레퍼런스 전류 및/또는 독출 레퍼런스 저항치를 결정하는 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 레퍼런스 트리머(210)는 단계 S840b에서 계산된 문턱 저항치(RTH)에 대응하는 레퍼런스 전압(V_REF), 즉 독출 레퍼런스 전압을 계산할 수 있고, 레퍼런스 전압(V_REF)에 대응하는 레퍼런스 전류(I_REF) 및 레퍼런스 저항치(R_REF)를 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치로서 결정할 수 있다. 결정된 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치에 대한 정보는 메모리 장치(100)의 제어 회로(150)에 전달될 수 있고, 제어 회로(150)는 독출 레퍼런스 전류 및 독출 레퍼런스 저항치에 대한 정보를 독출 레퍼런스 전압에 대한 정보로서 비휘발성 메모리(160)에 저장할 수 있다.In step S860b, an operation of determining the read reference current and / or the read reference resistance may be performed. For example, the reference trimmer 210 can calculate the reference voltage V_REF corresponding to the threshold resistance R TH calculated in step S840b, that is, the reference voltage V_REF corresponding to the reference voltage V_REF I_REF and the reference resistance R_REF as the read reference current and the read reference resistance. Information about the determined read reference current and the read reference resistance may be communicated to the control circuit 150 of the memory device 100 and the control circuit 150 may provide information about the read reference current and the read reference resistance to the read reference voltage Can be stored in the non-volatile memory 160 as information on the non-volatile memory.

도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치(300)의 블록도를 나타낸다. 도 14에 도시된 바와 같이, 메모리 장치(300)는 증폭 회로(340), 제어 회로(350), 비휘발성 메모리(360) 및 레퍼런스 트리머(370)를 포함할 수 있다. 도 14에 도시되지 아니하였으나, 도 14의 메모리 장치(300)는, 도 1의 메모리 장치(100)와 유사하게, 셀 어레이, 전류원 회로, 레퍼런스 저항 회로를 포함할 수 있다. 이하에서 도 14에 대한 설명 중 도 1에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략될 것이다.14 shows a block diagram of a memory device 300 in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure. 14, the memory device 300 may include an amplifier circuit 340, a control circuit 350, a non-volatile memory 360, and a reference trimmer 370. Although not shown in FIG. 14, the memory device 300 of FIG. 14 may include a cell array, a current source circuit, and a reference resistance circuit, similar to the memory device 100 of FIG. Hereinafter, the description overlapping with the description of FIG. 1 in the description of FIG. 14 will be omitted.

도 1의 메모리 장치(100)와 비교할 때, 도 14의 메모리 장치(300)는 교정 신호(CAL)를 수신할 수 있고, 레퍼런스 트리머(370)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 메모리 장치(300)는 교정 신호(CAL)에 응답하여 자체적으로 정확한 레퍼런스 전압을 도출할 수 있고, 메모리 장치(300)를 포함하는 시스템은 메모리 장치(300)에 교정 신호(CAL)를 제공함으로써 메모리 장치(300)의 동작 신뢰도를 유지할 수 있다.Compared to the memory device 100 of FIG. 1, the memory device 300 of FIG. 14 may receive a calibration signal (CAL) and may further include a reference trimmer 370. Thus, the memory device 300 may derive its own correct reference voltage in response to the calibration signal CAL, and the system including the memory device 300 may issue a calibration signal (CAL) to the memory device 300 The operation reliability of the memory device 300 can be maintained.

레퍼런스 트리머(370)는 수신된 교정 신호(CAL)에 응답하여, 셀 어레이의 복수의 메모리 셀들에 동일한 값을 기입할 수 있고, 단조 증가 또는 단조 감소하는 레퍼런스 전압들이 생성되도록 제어 회로(350)에 신호를 전달할 수 있다. 레퍼런스 트리머(370)는 레퍼런스 전압들 각각에서 복수의 메모리 셀들로부터 독출된 값들에 대응하는 신호를 증폭 회로(340)로부터 수신할 수 있고, 독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 전압을 결정할 수 있다. 레퍼런스 트리머(370)는 독출 레퍼런스 전압에 관한 정보를 제어 회로(350)에 제공할 수 있고, 제어 회로(350)는 독출 레퍼런스 전압에 관한 정보를 비휘발성 메모리(360)에 저장할 수 있다. 이후, 메모리 장치(300)가 독출 커맨드를 수신하는 경우, 제어 회로(350)는 비휘발성 메모리(360)에 저장된 독출 레퍼런스 전압에 관한 정보에 기초하여 독출 레퍼런스 전압이 생성되도록, 레퍼런스 전류(I_REF) 및/또는 레퍼런스 저항치(R_REF)를 제어할 수 있다.In response to the received calibration signal (CAL), the reference trimmer 370 may write the same value to a plurality of memory cells of the cell array and cause the control circuit 350 to generate reference voltages that are monotonically increasing or monotonically decreasing Signal. The reference trimmer 370 may receive a signal corresponding to the values read from the plurality of memory cells at each of the reference voltages from the amplifier circuit 340 and may determine the read reference voltage based on the read values. The reference trimmer 370 can provide information about the read reference voltage to the control circuit 350 and the control circuit 350 can store information about the read reference voltage in the nonvolatile memory 360. [ Thereafter, when the memory device 300 receives the read command, the control circuit 350 controls the reference current I_REF so that the read reference voltage is generated based on the information about the read reference voltage stored in the non-volatile memory 360. [ And / or the reference resistance value R_REF.

도 15는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 메모리 장치를 포함하는 시스템-온-칩(400)을 나타내는 블록도이다. 시스템-온-칩(System on Chip; SoC)(400)은 컴퓨팅 시스템이나 다른 전자 시스템의 부품들을 집적한 집적 회로를 지칭할 수 있다. 예를 들면, 시스템-온-칩(400)으로서 어플리케이션 프로세서(application processor; AP)는 프로세서 및 다른 기능들을 위한 부품들을 포함할 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 시스템-온-칩(400)은 코어(410), DSP(Digital Signal Processor)(420), GPU(Graphic Processing Unit)(430), 내장 메모리(440), 통신 인터페이스(450) 및 메모리 인터페이스(460)를 포함할 수 있다. 시스템-온-칩(400)의 구성요소들은 버스(470)를 통해서 상호 통신할 수 있다.FIG. 15 is a block diagram illustrating a system-on-a-chip 400 including a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. System on Chip (SoC) 400 may refer to an integrated circuit that integrates components of a computing system or other electronic system. For example, as system-on-a-chip 400, an application processor (AP) may include components for a processor and other functions. 15, the system-on-chip 400 includes a core 410, a DSP (Digital Signal Processor) 420, a GPU (Graphic Processing Unit) 430, an internal memory 440, A memory interface 450 and a memory interface 460. The components of system-on-chip 400 may communicate with each other via bus 470.

코어(410)는 명령어들을 처리할 수 있고, 시스템-온-칩(400)에 포함된 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 코어(410)는 일련의 명령어들을 처리함으로써, 운영체제를 구동할 수 있고, 운영체제 상의 어플리케이션들을 실행할 수 있다. DSP(420)는 디지털 신호, 예컨대 통신 인터페이스(450)로부터 제공되는 디지털 신호를 처리함으로써 유용한 데이터를 생성할 수 있다. GPU(430)는 내장 메모리(440) 또는 메모리 인터페이스(460)로부터 제공되는 이미지 데이터로부터 디스플레이 장치를 통해서 출력되는 영상을 위한 데이터를 생성할 수도 있고, 이미지 데이터를 인코딩할 수도 있다.The core 410 may process instructions and may control the operation of components included in the system-on-chip 400. For example, the core 410 may operate an operating system and execute applications on the operating system by processing a series of instructions. The DSP 420 may generate useful data by processing a digital signal, e.g., a digital signal provided from the communication interface 450. [ The GPU 430 may generate data for image output from the image data provided from the built-in memory 440 or the memory interface 460 through the display device, and may encode the image data.

내장 메모리(440)는 코어(410), DSP(420) 및 GPU(430)가 동작하는데 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 내장 메모리(440)는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 저항성 메모리를 포함할 수 있고, 이에 따라 내장 메모리(440)는 정확한 레퍼런스 전압에 기인하여 높은 신뢰도를 제공할 수 있다.Internal memory 440 may store data required for core 410, DSP 420 and GPU 430 to operate. The embedded memory 440 may include a resistive memory in accordance with an exemplary embodiment of the present disclosure, so that the embedded memory 440 can provide high reliability due to an accurate reference voltage.

통신 인터페이스(450)는 통신 네트워크 또는 일대일 통신을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 메모리 인터페이스(460)는 시스템-온-칩(400)의 외부 메모리, 예컨대 DRAM(Dynamic Random Access Memory), 플래시 메모리 등에 대한 인터페이스를 제공할 수 있다.The communication interface 450 may provide a communication network or an interface for one-to-one communication. The memory interface 460 may provide an interface to the external memory of the system-on-chip 400, for example, a dynamic random access memory (DRAM), a flash memory, and the like.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although the embodiments have been described herein with reference to specific terms, it should be understood that they have been used only for the purpose of describing the technical idea of the present disclosure and not for limiting the scope of the present disclosure as defined in the claims . Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of protection of the present disclosure should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

복수의 메모리 셀들에 저장된 값들을 판정하기 위하여 저항성 메모리에 포함되는 레퍼런스 셀의 제어 방법으로서,
상기 복수의 메모리 셀들에 제1 값을 기입하는 단계;
상기 레퍼런스 셀에 단조 증가하거나 단조 감소하는 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계;
상기 레퍼런스 전류들 각각에서 상기 복수의 메모리 셀들을 독출하는 단계; 및
독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계를 포함하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
A method of controlling a reference cell included in a resistive memory for determining values stored in a plurality of memory cells,
Writing a first value to the plurality of memory cells;
Providing reference currents that monotonically increase or monotonically decrease in the reference cell;
Reading the plurality of memory cells at each of the reference currents; And
And determining a read reference current based on the read values.
청구항 1에 있어서,
상기 레퍼런스 셀과 연결되고 레퍼런스 전류가 통과하는 레퍼런스 저항의 단조 증가하거나 단조 감소하는 저항치들을 설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 독출하는 단계는, 상기 레퍼런스 전류들 및 상기 레퍼런스 저항의 저항치들 각각에서 상기 복수의 메모리 셀들을 독출하고,
독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 저항치를 결정하는 단계를 더 포함하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising setting resistance values of the reference resistance connected to the reference cell and through which the reference current passes,
Wherein the reading step reads the plurality of memory cells in each of the resistance values of the reference currents and the reference resistance,
And determining a read reference resistance value based on the read values.
청구항 1에 있어서,
상기 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계는, 상기 독출된 값들 중 상기 제1 값의 개수에 기초하여, 메모리 셀의 상기 제1 값에 대응하는 저항치의 제1 산포를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method according to claim 1,
The step of determining the read reference current may include estimating a first spread of the resistance value corresponding to the first value of the memory cell based on the number of the first ones of the read values Of the reference cell.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 값 및 상기 제1 값과 상이한 제2 값은 상기 복수의 메모리 셀들의 낮은 저항치 및 높은 저항치에 각각 대응하고,
상기 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계는, 단조 증가하는 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계를 포함하고,
상기 제1 산포를 추정하는 단계는, 상기 제1 값의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 경우의 레퍼런스 전류에 대응하는 메모리 셀의 저항치를 상기 제1 산포의 평균(mean)으로 추정하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method of claim 3,
Wherein the first value and the second value different from the first value correspond to a low resistance value and a high resistance value of the plurality of memory cells, respectively,
Wherein providing the reference currents comprises providing monotonically increasing reference currents,
Wherein the step of estimating the first scattering estimates a resistance value of a memory cell corresponding to a reference current when the number of the first values is equal to or greater than a predetermined number as a mean of the first scattering, Cell control method.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 메모리 셀들에 상기 제2 값을 기입하는 단계;
상기 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계는, 단조 감소하는 레퍼런스 전류들을 제공하는 단계를 더 포함하고,
상기 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계는, 상기 독출된 값들 중 상기 제2 값의 개수에 기초하여, 메모리 셀의 상기 제2 값에 대응하는 저항치의 제2 산포를 추정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 산포를 추정하는 단계는, 상기 제2 값의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 경우의 레퍼런스 전류에 대응하는 메모리 셀의 저항치를 상기 제2 산포의 평균으로 추정하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method of claim 4,
Writing the second value to the plurality of memory cells;
Wherein providing the reference currents further comprises providing monotonically decreasing reference currents,
Wherein determining the read reference current further comprises estimating a second dispersion of the resistance value corresponding to the second value of the memory cell based on the number of the second one of the readout values,
Wherein the step of estimating the second scattering estimates the resistance value of the memory cell corresponding to the reference current when the number of the second values is equal to or greater than a predetermined number as an average of the second scattering, Way.
청구항 5에 있어서,
상기 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계는, 상기 제1 산포의 평균에 상기 제1 산포의 표준편차에 기초한 저항치를 가산한 제1 저항치, 및 상기 제2 산포의 평균에 상기 제2 산포의 표준편차에 기초한 저항치를 감산한 제2 저항치의 중간값에 대응하는 레퍼런스 전류를 상기 독출 레퍼런스 전류로서 결정하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step of determining the read reference current comprises the steps of: calculating a first resistance value by adding a resistance value based on a standard deviation of the first dispersion to an average of the first dispersion; And the reference current corresponding to the intermediate value of the second resistance value obtained by subtracting the basic resistance value is determined as the read reference current.
청구항 4에 있어서,
상기 독출 레퍼런스 전류를 결정하는 단계는, 상기 제1 산포의 평균을 인자로 가지는 미리 정의된 함수에 기초하여 상기 독출 레퍼런스 전류를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method of claim 4,
Wherein the step of determining the read reference current further comprises calculating the read reference current based on a predefined function having an average of the first spread as a factor.
청구항 1에 있어서,
상기 독출 레퍼런스 전류에 대응하는 제어 정보를 상기 저항성 메모리에 기입하는 단계를 더 포함하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
The method according to claim 1,
And writing control information corresponding to the read reference current to the resistive memory.
복수의 메모리 셀들에 저장된 값들을 판정하기 위하여 저항성 메모리에 포함되는 레퍼런스 셀의 제어 방법으로서,
상기 복수의 메모리 셀들에 제1 값을 기입하는 단계;
상기 레퍼런스 셀과 연결되고 레퍼런스 전류가 통과하는 레퍼런스 저항의 단조 증가하거나 단조 감소하는 저항치들을 설정하는 단계;
상기 레퍼런스 저항의 저항치들 각각에서 상기 복수의 메모리 셀들을 독출하는 단계; 및
독출된 값들에 기초하여 독출 레퍼런스 저항치를 결정하는 단계를 포함하는 레퍼런스 셀의 제어 방법.
A method of controlling a reference cell included in a resistive memory for determining values stored in a plurality of memory cells,
Writing a first value to the plurality of memory cells;
Setting resistance values connected to the reference cell and monotonically increasing or monotonically decreasing of the reference resistance through which the reference current passes;
Reading the plurality of memory cells at each of the resistance values of the reference resistors; And
And determining a read reference resistance based on the read values.
레퍼런스 조절 신호를 수신하는 저항성 메모리 장치로서,
상이한 소스 라인들에 각각 연결되고 상이한 비트 라인들에 각각 연결된, 메모리 셀 및 레퍼런스 셀을 포함하는 셀 어레이;
상기 독출 커맨드에 응답하여, 상기 소스 라인들을 통해서 독출 전류 및 가변적인 레퍼런스 전류를 상기 메모리 셀 및 상기 레퍼런스 셀에 각각 제공하도록 구성된 전류원 회로;
상기 메모리 셀 및 상기 레퍼런스 셀에 각각 연결된 상기 소스 라인들 사이 전압을 감지하도록 구성된 증폭 회로; 및
상기 레퍼런스 조절 신호에 따라 상기 독출 전류에 독립적으로 상기 레퍼런스 전류가 조절되도록, 상기 전류원 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로을 포함하는 저항성 메모리 장치.
1. A resistive memory device for receiving a reference adjustment signal,
A cell array including a memory cell and a reference cell each connected to different source lines and connected to different bit lines, respectively;
A current source circuit configured to provide a read current and a variable reference current through the source lines to the memory cell and the reference cell, respectively, in response to the read command;
An amplifying circuit configured to sense a voltage between the source lines connected to the memory cell and the reference cell, respectively; And
And a control circuit configured to control the current source circuit such that the reference current is adjusted independently of the read current in accordance with the reference adjustment signal.
KR1020180020006A 2017-09-15 2018-02-20 Resistive memory device including reference cell and method for controlling reference cell KR102414183B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018155433A JP7288292B2 (en) 2017-09-15 2018-08-22 Resistive memory device including reference cell and control method for reference cell
DE102018121817.6A DE102018121817A1 (en) 2017-09-15 2018-09-07 Resistive memory device with a reference cell and method for controlling a reference cell
US16/127,995 US10762958B2 (en) 2017-09-15 2018-09-11 Resistive memory device including a reference cell and method of controlling a reference cell to identify values stored in memory cells
TW107132306A TWI762718B (en) 2017-09-15 2018-09-13 Resistive memory device including a reference cell and method of controlling a reference cell
CN201811072217.8A CN109509492B (en) 2017-09-15 2018-09-14 Resistive memory device including reference cell and method of controlling reference cell

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170118843 2017-09-15
KR1020170118843 2017-09-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190031107A true KR20190031107A (en) 2019-03-25
KR102414183B1 KR102414183B1 (en) 2022-06-29

Family

ID=65907784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180020006A KR102414183B1 (en) 2017-09-15 2018-02-20 Resistive memory device including reference cell and method for controlling reference cell

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7288292B2 (en)
KR (1) KR102414183B1 (en)
TW (1) TWI762718B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6574862B1 (en) * 2018-03-15 2019-09-11 株式会社東芝 Memory device
US11164619B2 (en) * 2019-08-19 2021-11-02 Micron Technology, Inc. Distribution-following access operations for a memory device
US11910723B2 (en) * 2019-10-31 2024-02-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Memory device with electrically parallel source lines
CN113284537A (en) * 2020-01-31 2021-08-20 台湾积体电路制造股份有限公司 Hybrid self-tracking reference circuit for RRAM cells

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160365140A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device including memory cell and sense amplifer, and ic card including semiconductor device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3894030B2 (en) * 2002-04-17 2007-03-14 ソニー株式会社 Memory device using resistance change memory element and method of determining reference resistance value of the memory device
JP2005050424A (en) * 2003-07-28 2005-02-24 Renesas Technology Corp Change in resistance type storage device
KR100868105B1 (en) * 2006-12-13 2008-11-11 삼성전자주식회사 Resistive memory device
JP5676842B2 (en) 2008-05-30 2015-02-25 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. Semiconductor device
US7929334B2 (en) * 2009-01-29 2011-04-19 Qualcomm Incorporated In-situ resistance measurement for magnetic random access memory (MRAM)
KR101194933B1 (en) * 2010-12-08 2012-10-25 에스케이하이닉스 주식회사 Nonvolatile memory device
JP5390551B2 (en) 2011-03-02 2014-01-15 株式会社東芝 Semiconductor memory device and test method thereof
JP2012209004A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JP5811693B2 (en) * 2011-08-25 2015-11-11 ソニー株式会社 Resistance change type memory device and driving method thereof
SG11201607150TA (en) * 2014-02-28 2016-09-29 Agency Science Tech & Res Testing apparatuses, hierarchical priority encoders, methods for controlling a testing apparatus, and methods for controlling a hierarchical priority encoder
KR102354350B1 (en) * 2015-05-18 2022-01-21 삼성전자주식회사 Memory device and memory system including the same
KR102358564B1 (en) * 2015-09-02 2022-02-04 삼성전자주식회사 Semiconductor memory device having shorted variable resistor element of memory cell
JP2017107620A (en) 2015-12-07 2017-06-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and nonvolatile memory

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160365140A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device including memory cell and sense amplifer, and ic card including semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7288292B2 (en) 2023-06-07
KR102414183B1 (en) 2022-06-29
JP2019053811A (en) 2019-04-04
TWI762718B (en) 2022-05-01
TW201933353A (en) 2019-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10762958B2 (en) Resistive memory device including a reference cell and method of controlling a reference cell to identify values stored in memory cells
US10510393B2 (en) Resistive memory device including reference cell and operating method thereof
US10360976B2 (en) Memory device
KR102414183B1 (en) Resistive memory device including reference cell and method for controlling reference cell
US9070466B2 (en) Mismatch error reduction method and system for STT MRAM
US8902641B2 (en) Adjusting reference resistances in determining MRAM resistance states
JP5824505B2 (en) Magnetoresistive memory device, bit cell access method and magnetoresistive random access memory
US9524766B2 (en) Symmetrical differential sensing method and system for STT MRAM
CN107077876B (en) Constant sense current for reading resistive memory
US8837210B2 (en) Differential sensing method and system for STT MRAM
KR102115440B1 (en) Nonvolatile memory device and method of driving the same
JP6398090B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US20160078915A1 (en) Resistance change memory
US8861263B2 (en) Semiconductor memory device
US20190287603A1 (en) Control signal generator for sense amplifier and memory device including the control signal generator
CN111128265B (en) Magnetic tunnel junction reading circuit, device and method for reading magnetic tunnel junction
KR102532204B1 (en) Resistive memory device including reference cell and operating method thereof
KR102631352B1 (en) Resistive memory device providing reference calibration and operating method thereof
CN109935273B (en) Circuit for screening MTJ (magnetic tunnel junction) resistance
KR20190110007A (en) Control signal generator for sense amplifier and memory device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right