KR20210040602A - Cell control circuit of embeded flash memory - Google Patents

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KR20210040602A KR1020190123037A KR20190123037A KR20210040602A KR 20210040602 A KR20210040602 A KR 20210040602A KR 1020190123037 A KR1020190123037 A KR 1020190123037A KR 20190123037 A KR20190123037 A KR 20190123037A KR 20210040602 A KR20210040602 A KR 20210040602A
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Abstract

The present invention relates to a cell control circuit of an embedded flash memory, which satisfies a hot carrier injection-type program operation and an FN tunneling-type erasing operation, and can increase pumping current by boosting a gate of an NMOS precharging transistor with a grounded body to normally precharge a precharging node with input voltage in place of using a cross-coupled NMOS precharging circuit. The cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention can satisfy both of the hot carrier injection-type program operation and the FN tunneling-type erasing operation, and increase the pumping current by normally precharging a precharging node of a VPP unit charge pump with input voltage (VIN) using a circuit for boosting a gate of a 12V NMOS precharging transistor with a body functioning as the ground.

Description

임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로{CELL CONTROL CIRCUIT OF EMBEDED FLASH MEMORY}Cell control circuit of embedded flash memory {CELL CONTROL CIRCUIT OF EMBEDED FLASH MEMORY}

본 발명은 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 핫 캐리어 인젝션 방식의 프로그램 및 FN 터널링 방식의 지우기 동작을 만족시키며, 크로스 커플드 NMOS 프리차징 회로를 사용하는 대신 바디가 접지된 NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트를 부스팅하여 프리차징 노드를 정상적으로 입력전압으로 프리차징시켜서 펌핑 전류를 증가시킬 수 있는 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a cell control circuit of an embedded flash memory, and more particularly, satisfies the erasing operation of the program of the hot carrier injection method and the FN tunneling method, and the body is grounded instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit. The present invention relates to a cell control circuit of an embedded flash memory capable of increasing a pumping current by boosting a gate of an NMOS precharging transistor to normally precharge a precharging node with an input voltage.

임베디드 시스템 설계는 내장형 메모리, 저전력 설계기술 및 칩 스택(chip stack)과 같은 3D 집적(integration) 기술의 발전과 함께 수요가 증가하여 왔으며, 이들 요소 중 내장형 메모리는 시스템 비용 및 성능과 파워 측면에서 가장 중요한 기본 기술이며, 시장에서 SRAM과 임베디드 플래쉬(eFlash, embedded Flash) 메모리가 우위를 차지하고 있다. The demand for embedded system design has increased with the development of embedded memory, low power design technology, and 3D integration technology such as chip stack. Among these factors, embedded memory is the most in terms of system cost, performance and power. It is an important basic technology, and SRAM and embedded Flash (eFlash) memory dominate the market.

초기 MCU 시스템의 내장형 비휘발성 메모리(non-volatile memory)로는 코드 저장용으로 Mask ROM 메모리가 사용되었고, 대용량의 데이터 저장을 위한 EEPROM 메모리 칩이 별도로 사용되어 왔다. 이후 코드 저장용 Mask ROM과 데이터 ROM을 합친 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리가 1990년대에 개발되었으며, 응용 제품에 따라 512Kb 이상의 대용량 메모리에 대해서는 EEPROM 보다 eFlash 메모리가 더 많이 사용되고 있다. Mask ROM memory was used for code storage as an embedded non-volatile memory in early MCU systems, and an EEPROM memory chip was used separately for storing large amounts of data. Since then, embedded flash (eFlash) memory that combines mask ROM for code storage and data ROM was developed in the 1990s, and eFlash memory is used more than EEPROM for large-capacity memory of 512Kb or more depending on application products.

비휘발성 메모리는 256ㅧ8bit Mask ROM 칩이 1969년, PROM 칩은 1970년, EPROM 칩은 1971년에 제품화되었다. 1983년 16Kb EEPROM이 발표되었고, 전기적으로 블록 지우기(block erase)가 가능한 Flash 메모리 셀은 Triple Poly Flash EEPROM 셀이 1984년 발표되었고, 1988년 ETOX (EEPROM Tunnel Oxide) Flash EEPROM이 세계 최초로 발표되었다. The nonvolatile memory was commercialized in 256x8bit Mask ROM chip in 1969, PROM chip in 1970, and EPROM chip in 1971. In 1983, 16Kb EEPROM was released. Triple Poly Flash EEPROM cell was released in 1984 as a flash memory cell capable of electrically block erase. In 1988, ETOX (EEPROM Tunnel Oxide) Flash EEPROM was released for the first time in the world.

도 1은 종래 기술에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 공정 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a cell process of an embedded flash memory according to the prior art.

임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리의 셀은 전하를 저장하는 저장층(storage layer)이 있는 플로팅 게이트(Floating Gate, FG) 소자가 많이 사용되며, 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리의 셀에 사용되는 트랜지스터의 수에 따라 1T 셀, 1.5T 셀과 2T 셀로 구분된다. 1T 셀은 셀 사이즈가 작아서 대용량 메모리에 적합한 노어 타입(NOR type) 셀로 부가적인 공정이 필요하고 over-erase 문제와 데이터 유지에 취약하므로 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리의 용량이 아주 크지 않는 경우 사용이 되지 않는다. 분할 게이트(Split gate) 플로팅 게이트(FG) 셀인 1.5T FG 셀과 2T FG 셀은 1T FG 셀보다 셀 사이즈 크지만 성능과 전력소모 특성이 우수하므로 1T FG 셀보다 더 많이 사용되고 있다. The cells of an embedded flash (eFlash) memory are often used as floating gate (FG) devices with a storage layer to store electric charges, and the number of transistors used in the cells of the embedded flash (eFlash) memory is largely used. Accordingly, it is divided into 1T cells, 1.5T cells and 2T cells. The 1T cell is a NOR type cell suitable for large-capacity memory due to its small cell size, and requires additional processing and is vulnerable to over-erase and data retention, so it cannot be used if the capacity of the embedded flash (eFlash) memory is not very large. Does not. Split gate floating gate (FG) cells, 1.5T FG cells and 2T FG cells, are larger in cell size than 1T FG cells, but are used more than 1T FG cells because of their superior performance and power consumption characteristics.

1.5T FG 셀인 1세대 슈퍼플래쉬(SuperFlash) 메모리 셀은 도 1에 도시된 바와 같이 뾰족한 플로팅 게이트(FG) 팁(tip)을 가지고 있다. 높은 소스 라인(Source Line:SL) 전압은 플로팅 게이트(FG)에 커플링되고 셀 문턱전압(threshold voltage) 보다 살짝 위에 있는 낮은 컨트롤 게이트(CG) 전압은 플로팅 게이트(FG)와 컨트롤 게이트(CG) 사이에 있는 갭 영역에 높은 전기장을 유기한다. 수평과 수직 전기장의 크기는 갭 영역에서 최대를 가지기 때문에 핫 일렉트론(hot electron)들은 갭 영역에서 효율적으로 만들어지고 플로팅 게이트(FG)로 주입된다. The first generation SuperFlash memory cell, which is a 1.5T FG cell, has a pointed floating gate (FG) tip as shown in FIG. 1. The high source line (SL) voltage is coupled to the floating gate (FG), and the low control gate (CG) voltage slightly above the cell threshold voltage is the floating gate (FG) and the control gate (CG). Induces a high electric field in the gap region between them. Since the magnitudes of the horizontal and vertical electric fields have a maximum in the gap region, hot electrons are efficiently created in the gap region and injected into the floating gate FG.

그래서 슈퍼플래쉬(SuperFlash) 메모리 셀은 source-side electron injection 방식을 통해 프로그램되고 프로그램 전류가 5A로 작다. 그리고 뾰족한 플로팅 게이트(FG) 팁(tip)을 통해 poly-to-poly FN (Fowler-Nordheim) 터널링 방식으로 소거된다. 이들 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리의 셀 중 슈퍼플래쉬(SuperFlash) 메모리 셀이 over-erase 문제가 없고 프로그램 전류도 5A로 작기 때문에 종래로부터 가장 많이 사용되어 왔다.So Super Flash (SuperFlash) memory cell is being programmed through the source-side electron injection method, the program current is small as 5 oi A. And it is erased by a poly-to-poly FN (Fowler-Nordheim) tunneling method through a pointed floating gate (FG) tip. Since these embedded flash (eFlash) it is not Super Flash (SuperFlash) the memory cell is over-erase problems of the memory cells of the program current is also as small as 5 oi A has been used most frequently from the prior art.

한편, 최근 들어, DRAM의 전원전압(Supply voltage)이 1.8V 또는 1.5V로 감소하고 있는 추세에 있는데, 이는 파워 소모량을 줄이고 소자의 크기가 줄어들면서 생기는 신뢰성 문제를 개선하기 위한 것이라고 볼 수 있다. 전원 전압이 감소하면 그에 따라 DRAM 트랜지스터의 문턱전압(Vt)도 감소해야 한다. 그러나, 트랜지스터의 문턱전압이 감소할 경우, 낮은 문턱전압 때문에 증가하는 누설전류로 인하여 리프레시(Refresh) 특성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고전압 발생회로(VPP Generator)가 사용되고 있다. 고전압 발생회로는 선택된 트랜지스터들의 워드라인(Word-line) 전압을 상승시켜 DRAM에 사용되는 NMOS 트랜지스터의 문턱전압 문제를 해결해준다.Meanwhile, in recent years, the supply voltage of DRAM has been decreasing to 1.8V or 1.5V, which can be seen to reduce power consumption and to improve reliability problems that occur when the size of the device is reduced. When the power supply voltage decreases, the threshold voltage Vt of the DRAM transistor must decrease accordingly. However, when the threshold voltage of the transistor decreases, a problem may occur in a refresh characteristic due to a leakage current that increases due to a low threshold voltage. In order to solve this problem, a high voltage generator circuit (VPP Generator) is used. The high voltage generation circuit solves the threshold voltage problem of the NMOS transistor used in DRAM by raising the word-line voltage of the selected transistors.

이러한 고전압 발생회로로는 인덕터를 사용하는 PWM(Pulse Width Modulation)방식과 스위치 커패시터(Switched Capacitor)를 사용하는 전하펌프(Charge Pump) 방식이 주로 사용되는데, 일반적으로 DRAM에서는 면적 등의 측면에서 장점이 있는 전하펌프 회로가 주로 사용된다. As such a high voltage generation circuit, a PWM (Pulse Width Modulation) method using an inductor and a charge pump method using a switched capacitor are mainly used.In general, DRAM has advantages in terms of area, etc. A charge pump circuit is mainly used.

도 2는 종래 기술에 의한 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이 입력전압(VIN)과 제1 펌핑노드(N1) 및 제2 펌핑노드(N2)의 사이에 크로스 커플된 제1,2엔모스 트랜지스터(MN1),(MN2), 상기 제1,2펌핑노드(N1),(N2)와 출력전압(VOUT)의 사이에 크로스 커플된 제1,2 피모스 트랜지스터(MP1),(MP2), 제1 클럭신호(CLK1)의 단자와 상기 제1펌핑노드(N1)의 사이에 연결된 제1펌핑 커패시터(C1) 및 제2 클럭신호(CLK2)의 단자와 상기 제2펌핑노드(N2)의 사이에 연결된 제2펌핑 커패시터(C2)를 포함한다. 여기서, 'MN'은 N 채널의 MOS 트랜지스터를 의미하고,'MP'는 P 채널의 MOS 트랜지스터를 의미한다.FIG. 2 is a circuit diagram of a charge pump circuit of a cross-couple precharging method according to the prior art. As shown, cross-couple between the input voltage VIN and the first pumping node N1 and the second pumping node N2. The first and second NMOS transistors (MN1) and (MN2), the first and second PMOS transistors cross-coupled between the first and second pumping nodes (N1) and (N2) and the output voltage (VOUT) ( MP1), (MP2), the terminals of the first pumping capacitor C1 and the second clock signal CLK2 connected between the terminals of the first clock signal CLK1 and the first pumping node N1, and the second And a second pumping capacitor C2 connected between the pumping nodes N2. Here,'MN' means an N-channel MOS transistor, and'MP' means a P-channel MOS transistor.

도 2와 같은 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로를 이용하는 경우, 출력단 트랜지스터로서 크로스 커플된 제1,2 피모스 트랜지스터(MP1),(MP2)는 문턱전압 손실 없이 제1,2펌핑노드(N1),(N2)의 펌핑 전하를 출력전압(VOUT)이 출력되는 출력단으로 전달한다. When the charge pump circuit of the cross-coupled precharging method as shown in FIG. 2 is used, the first and second PMOS transistors MP1 and MP2 cross-coupled as the output transistors are the first and second pumping nodes N1 without loss of the threshold voltage. Transfers the pumped charge of ), (N2) to the output terminal where the output voltage VOUT is output.

상기 제1,2 피모스 트랜지스터(MP1),(MP2)의 바디(body)가 부스트 전압에 연결되어 있으므로, 제1,2펌핑노드(N1),(N2)에 전하가 펌핑될 때 그 제1,2 피모스 트랜지스터 (MP1),(MP2)의 바디 전압이 소스나 드레인의 전압보다 낮게 되어 활성 영역에 놓이게 된다.Since the bodies of the first and second PMOS transistors MP1 and MP2 are connected to the boost voltage, the first and second PMOS transistors MP1 and MP2 ,2 The body voltages of the PMOS transistors MP1 and MP2 are lower than the voltages of the source or the drain and are placed in the active region.

이로 인하여, 종래의 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로에서는 펌핑 노드의 펌핑 전하 중 일부가 출력단 트랜지스터를 통해 기판(p-substrate)으로 누설되어 전하 손실을 초래하는 문제점이 있다.For this reason, in the conventional charge pump circuit of the cross-couple precharging method, some of the pumped charges of the pumping node leak to the substrate (p-substrate) through the output transistor, causing charge loss.

즉, 제1 클럭신호(CLK1)와 제2 클럭신호(CLK2)가 각각 0V 및 VCC일 때 제1 펌핑노드(N1) 및 제2 펌핑노드(N2)의 전압은 각각 입력전압(VIN) 및 펌핑전압(VIN+VCC)으로 되면서 제1 피모스 트랜지스터(MP1)를 통해 부스팅(boosting)된 전압은 출력으로 전달되고 제1 펌핑노드(N1)는 입력전압(VIN)으로 프리차징되어야 한다. That is, when the first clock signal CLK1 and the second clock signal CLK2 are 0V and VCC, respectively, the voltages of the first pumping node N1 and the second pumping node N2 are input voltage VIN and pumping, respectively. A voltage boosted through the first PMOS transistor MP1 as the voltage VIN+VCC is transferred to the output, and the first pumping node N1 must be precharged with the input voltage VIN.

그런데 VCC 전압이 2.5V인 경우에 12V HV (High Voltage) NMOS 트랜지스터의 바디(body) 전압이 그라운드(GND)에 연결되어 있으므로 바디 이펙트(body effect)에 의해 문턱전압은 2V 정도까지 높아져 제1 펌핑노드(N1)의 전압을 충분히 입력전압(VIN)으로 프리차징하지 못하는 문제가 있다. 또한 제1 펌핑노드(N1) 및 제2 펌핑노드(N2)의 전압이 크로싱(crossing)하면서 제1 엔모스 트랜지스터(MN1)는 오프(OFF) 되어 있어야 하지만 백워드(backward) 전류가 입력전압(VIN) 노드로 흘러서 펌핑전류가 떨어지는 문제점이 있다.However, when the VCC voltage is 2.5V, the body voltage of the 12V HV (High Voltage) NMOS transistor is connected to the ground, so the threshold voltage increases to about 2V due to the body effect, and the first pumping occurs. There is a problem in that the voltage of the node N1 is not sufficiently precharged to the input voltage VIN. In addition, while the voltages of the first and second pumping nodes N1 and N2 are crossing, the first NMOS transistor MN1 must be turned off, but the backward current is the input voltage ( VIN) There is a problem that the pumping current falls because it flows to the node.

도 3은 종래 기술에 의한 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로의 다른 회로도이다.3 is another circuit diagram of a charge pump circuit of a cross-couple precharging method according to the prior art.

도 3에 도시한 바와 같이 입력전압(VIN)과 제11,12펌핑노드(N11),(N12)의 사이에 크로스 커플된 제11, 12엔모스 트랜지스터(MN11),(MN12), 상기 제11,12펌핑노드(N11), (N12)와 출력전압(VOUT)의 사이에 크로스 커플된 제11,12피모스 트랜지스터(MP11), (MP12), 제11클럭신호(CLK11)의 단자와 상기 제11펌핑노드(N11)의 사이에 연결된 제11펌핑 커패시터(C11), 제12클럭신호(CLK12)의 단자와 상기 제12펌핑노드(N12)의 사이에 연결된 제12펌핑 커패시터(C12), 상기 제11엔모스 트랜지스터(MN11)에 연결된 제1 벌크 포텐셜 바이어싱 회로(BPBC: Bulk-Potential Biasing Circuit)(330), 상기 제12엔모스 트랜지스터(MN12)에 연결된 제2 벌크 포텐셜 바이어싱 회로(340), 상기 제11피모스 트랜지스터(MP11)에 연결된 제3 벌크 포텐셜 바이어싱 회로(350) 및 상기 제12피모스 트랜지스터(MP12)에 연결된 제4 벌크 포텐셜 바이어싱 회로(360)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the 11th and 12th NMOS transistors MN11 and MN12 cross-coupled between the input voltage VIN and the 11th and 12th pumping nodes N11 and N12, and the eleventh. , Terminals of the 11th and 12th PMOS transistors MP11, MP12, and the 11th clock signal CLK11 cross-coupled between the 12 pumping nodes N11 and N12 and the output voltage VOUT. The 11th pumping capacitor C11 connected between the 11 pumping nodes N11, the 12th pumping capacitor C12 connected between the terminal of the 12th clock signal CLK12 and the 12th pumping node N12, 11 A first bulk-potential biasing circuit (BPBC) connected to the NMOS transistor (MN11) 330, a second bulk potential biasing circuit (340) connected to the 12th NMOS transistor (MN12) , A third bulk potential biasing circuit 350 connected to the eleventh PMOS transistor MP11 and a fourth bulk potential biasing circuit 360 connected to the twelfth PMOS transistor MP12.

제11,12엔모스 트랜지스터(MN11),(MN12) 및 제11,12피모스 트랜지스터(MP11), (MP12)중 해당 트랜지스터에 각기 연결된 제1-4벌크 포텐셜 바이어싱 회로(330~360)는 전하 손실 문제를 해결하기 위해 연결된 것이다. Among the 11th and 12th NMOS transistors MN11 and MN12 and the 11th and 12th PMOS transistors MP11 and MP12, the 1-4 bulk potential biasing circuits 330 to 360 respectively connected to the corresponding transistors are It is connected to solve the charge loss problem.

디램(DRAM)에서는 제11 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN11) 및 제12 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN12)와 같은 isolated NMOS 트랜지스터를 사용하므로 바디 이펙트(body effect)를 제거할 수 있고 제10 내지 제13 클락신호(CLK10, CLK11, CLK12 및 CLK13)는 비 중첩 클럭신호(non-overlap clock signal)들 이므로 제11 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN11) 및 제12 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN12)를 통한 백워드(backward) 전류로 인해 펌핑전류가 떨어지는 문제가 발생하지 않는다. Since the DRAM uses isolated NMOS transistors such as the 11th NMOS precharging transistor MN11 and the 12th NMOS precharging transistor MN12, the body effect can be removed, and the tenth to thirteenth Since the clock signals CLK10, CLK11, CLK12 and CLK13 are non-overlap clock signals, backward through the 11th NMOS precharging transistor MN11 and the 12th NMOS precharging transistor MN12 (backward) There is no problem of dropping the pumping current due to the current.

한편, 제1 프리차지 회로(310)와 제2 프리차지 회로(320)는 대기(stand-by) 모드시 제11 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN11) 및 제12 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN12)의 게이트 노드 전압을 VCC 전압으로 프리차지 시키기 위한 것이며, 이로 인해 전하 펌핑 후 대기(stand-by) 모드 진입 시 부스팅된 전압을 VCC로 프리차징시켜 준다.On the other hand, the first precharge circuit 310 and the second precharge circuit 320 of the 11th NMOS precharging transistor (MN11) and the 12th NMOS precharging transistor (MN12) in the standby (stand-by) mode. This is to precharge the gate node voltage to the VCC voltage, and this precharges the boosted voltage to VCC when entering the standby mode after charge pumping.

한편, 임베디드 플래쉬 메모리에 있어서, 프로그램 모드와 지우기 모드에서 각각 9.5V와 11.5V의 VPP (Boosted Voltage) 전압을 공급하는 기존의 단위 전하펌프 회로에서 전하펌핑 시 부스팅 노드 전압이 크로스 커플드(cross-coupled) PMOS 트랜지스터를 통해 전하전달이 되면서 부스팅 노드의 전압이 떨어지고, 2개 펌핑 노드의 전압이 크로싱(crossing)될 때 백워드(backward) 전류가 입력전압(VIN) 노드로 흐르면서 바디 효과(body effect)로 인한 높은 문턱전압 (threshold voltage)을 갖는 크로스 커플드 NMOS 트랜지스터에 의해 프리차징 노드를 정상적으로 입력전압(VIN)으로 프리차징 시키지 못해서 펌핑 전류는 떨어지는 문제가 있다. On the other hand, in the embedded flash memory, the boosting node voltage is cross-coupled during charge pumping in the conventional unit charge pump circuit that supplies VPP (Boosted Voltage) voltages of 9.5V and 11.5V in program mode and erase mode, respectively. coupled) As charge is transferred through the PMOS transistor, the voltage of the boosting node drops, and when the voltages of the two pumping nodes are crossed, the body effect as the backward current flows to the input voltage (VIN) node. A cross-coupled NMOS transistor having a high threshold voltage due to) does not normally precharge the precharging node to the input voltage VIN, so that the pumping current decreases.

그러나 디램(DRAM) 공정과 달리 임베디드 플래쉬(eFlash) 공정에서는 도 3에 도시된 제11 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN11) 및 제12 엔모스 프리차징 트랜지스터(MN12)와 같은 아이솔레이티드(isolated) NMOS 트랜지스터를 사용할 수 없는 문제가 있었다.However, unlike the DRAM process, in the embedded flash process, an isolated NMOS such as the 11th NMOS precharging transistor MN11 and the 12th NMOS precharging transistor MN12 shown in FIG. There was a problem that the transistor could not be used.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 핫 캐리어 인젝션 방식의 프로그램 및 FN 터널링 방식의 지우기 동작을 만족시키며, 크로스 커플드 NMOS 프리차징 회로를 사용하는 대신 바디가 접지된 NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트를 부스팅하여 프리차징 노드를 정상적으로 입력전압으로 프리차징시켜서 펌핑 전류를 증가시킬수 있는 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention satisfies the hot carrier injection program and the erase operation of the FN tunneling method. Instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit, the body is boosted by boosting the gate of the grounded NMOS precharging transistor. It is to provide a cell control circuit of an embedded flash memory that can increase the pumping current by normally precharging the charging node with an input voltage.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 어레이; 상기 셀 어레이의 구동을 위한 셀 어레이 구동회로; 상기 셀 어레이에 대한 동작 모드에 따라 제어신호를 발생하는 제어 로직회로; 상기 셀 어레이에 프로그램전압을 공급하는 전하펌프회로; 및 상기 셀 어레이의 전류를 읽어내어 그에 해당되는 데이터를 증폭하여 출력하는 비트라인 센스앰프회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cell control circuit of an embedded flash memory according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a cell array of an embedded flash memory; A cell array driving circuit for driving the cell array; A control logic circuit for generating a control signal according to an operation mode for the cell array; A charge pump circuit for supplying a program voltage to the cell array; And a bit line sense amplifier circuit for reading the current of the cell array, amplifying and outputting data corresponding thereto.

본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로에 의하면 핫 캐리어 인젝션 방식의 프로그램 및 FN 터널링 방식의 지우기 동작을 모두 만족시킬 수 있는 장점이 있다.According to the cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention, there is an advantage of satisfying both a program of a hot carrier injection method and an erase operation of an FN tunneling method.

한편, 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로에 의하면 크로스 커플드 NMOS 프리차징 회로를 사용하는 대신 body가 GND인 12V NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트를 부스팅하는 회로를 사용하여 VPP 단위 전하펌프의 프리차징 노드를 정상적으로 입력전압(VIN)으로 프리차징 시켜서 펌핑 전류를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.On the other hand, according to the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention, instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit, a circuit that boosts the gate of a 12V NMOS precharging transistor whose body is GND is used to pre-charge the VPP unit charge pump. There is an advantage of increasing the pumping current by normally precharging the charging node with the input voltage (VIN).

도 1은 종래 기술에 따른 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 공정 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로의 회로도이다.
도 3은 종래 기술에 의한 크로스 커플 프리차징 방식의 전하펌프회로의 다른 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 로우 구동회로의 회로도이다.
도 6는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 비트라인 구동회로의 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 리드 비트라인 스위치회로의 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 비트라인 센스 엠프 회로의 회로도이다.
도 9는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 전하펌프 회로의 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 출력 실험결과를 나타내는 파형도이다.
1 is a process cross-sectional view of an embedded flash memory cell according to the prior art.
2 is a circuit diagram of a charge pump circuit of a cross-couple precharging method according to the prior art.
3 is another circuit diagram of a charge pump circuit of a cross-couple precharging method according to the prior art.
4 is a block diagram of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
5 is a circuit diagram of a row driving circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
6 is a circuit diagram of a bit line driving circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
7 is a circuit diagram of a read bit line switch circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
8 is a circuit diagram of a bit line sense amplifier circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
9 is a circuit diagram of a charge pump circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.
10 is a waveform diagram showing an output experiment result of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 USB type-C 응용을 위한 110nm 임베디드 플래쉬(embedded Flash, eFlash) 셀을 사용한 512Kb 임베디드 플래쉬(eFlash ) 메모리의 제어회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬(eFlash ) 메모리의 제어회로는 핫 캐리어 인젝션(Hot carrier injection) 방식의 프로그램과 FN 터널링(tunneling) 방식의 지우기 동작을 모두 만족시킨다.The present invention relates to a control circuit of a 512Kb embedded flash (eFlash) memory using a 110nm embedded flash (eFlash) cell for USB type-C application. The control circuit of an embedded flash memory according to the present invention satisfies both a hot carrier injection type program and an FN tunneling type erase operation.

도 4는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 블록도이다.4 is a block diagram of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로(400)는 임베디드 플래쉬 메모리 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 셀 어레이(410), 입력 어드레스(A)에 따라 상기 셀 어레이(410)의 로우(row)들 중에서 하나의 로우를 선택하여 컨트롤 게이트(CG) 및 소스라인(SL) 노드에 전압을 공급하는 셀 어레이 구동회로(420), 상기 셀 어레이(410)에 대한 프로그램 모드 또는 지우기 모드에 따라 제어신호를 발생하는 제어 로직회로(430), 상기 셀 어레이(410)에 프로그램전압(VPP)을 공급하는 전하펌프회로(440) 및 선택된 비트라인에 연결된 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 전류를 읽어내어 그에 해당되는 데이터를 증폭하여 출력하는 비트라인 센스앰프회로(450)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the cell control circuit 400 of the embedded flash memory according to the present invention includes a cell array 410 in which embedded flash memory cells are arranged in a matrix form, and the cell array 410 according to an input address A. ), a cell array driving circuit 420 for supplying a voltage to a control gate CG and a source line SL node by selecting one of the rows, a program mode for the cell array 410, or A control logic circuit 430 that generates a control signal according to the erase mode, a charge pump circuit 440 that supplies a program voltage (VPP) to the cell array 410, and the current of the embedded flash memory cell connected to the selected bit line. It includes a bit line sense amplifier circuit 450 that reads out, amplifies and outputs data corresponding thereto.

셀 어레이(410)는 임베디드 플래쉬 메모리 셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 스플리트 게이트(Split gate)형의 셀 어레이이다. 셀 어레이(410)는 로우(row) 방향으로 컨트롤 게이트(CG), 플로팅 게이트(FG) 및 소스라인(SL)이 라우팅 되고, 컬럼(column) 방향으로 비트라인(BL)이 라우팅 되며, 비트라인(BL)과 소스라인(SL) 사이에 배치된 복수 개의 임베디드 플래쉬 메모리 셀을 구비한다.The cell array 410 is a split gate type cell array in which embedded flash memory cells are arranged in a matrix form. In the cell array 410, a control gate (CG), a floating gate (FG), and a source line (SL) are routed in a row direction, and a bit line (BL) is routed in a column direction. A plurality of embedded flash memory cells are disposed between BL and the source line SL.

본 발명에서는 임베디드 플래쉬 메모리 셀을 사용한 110nm eFlash 공정기반 512Kb 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로를 개발하였으며, 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 동작 모드별 선택된 셀 바이어스 조건은 다음과 같다. In the present invention, a cell control circuit for a 512Kb embedded flash memory based on a 110nm eFlash process using an embedded flash memory cell was developed, and a cell bias condition selected for each operation mode of the embedded flash memory cell according to the present invention is as follows.

프로그램 모드에서 셀 바이어스 조건은 컨트롤 게이트(CG), 비트라인(BL), 소스라인(SL)의 전압을 각각 1.5V, 0.8V, 9.5V 인가하면 소스라인(SL)이 연결된 소스측(source side)에서 수평 방향의 높은 전기장에 의해 전자가 가속되어 hot electron이 발생되어 수직 방향의 높은 전기장에 의해 플로팅 게이트(FG)로 주입된다. 이와 같이 hot electron injection에 의해 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 문턱전압이 4V 정도로 상승한다. In the program mode, when the voltages of the control gate (CG), bit line (BL), and source line (SL) are applied at 1.5V, 0.8V, and 9.5V, respectively, the source side to which the source line SL is connected. ), electrons are accelerated by a high electric field in the horizontal direction to generate hot electrons, and are injected into the floating gate FG by the high electric field in the vertical direction. In this way, the threshold voltage of the embedded flash memory cell rises to about 4V by hot electron injection.

한편, 지우기 모드에서 셀 바이어스 조건은 컨트롤 게이트(CG), 비트라인(BL), 소스라인(SL)의 전압을 각각 11.5V, 0V, 0V 인가하면 FG poly로부터 CG poly로 FN 터널링에 의해 전자 소거(electron ejection)가 일어난다. 이와 같이 전자 소거에 의해 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 문턱전압이 0.8V 이하로 감소한다. Meanwhile, in the erase mode, the cell bias condition is when the voltages of the control gate (CG), bit line (BL), and source line (SL) are applied at 11.5V, 0V, and 0V, respectively, electrons are erased from FG poly to CG poly by FN tunneling. (electron ejection) occurs. In this way, the threshold voltage of the embedded flash memory cell is reduced to 0.8V or less by the electronic erase.

한편 읽기 모드에서 셀 바이어스 조건은 컨트롤 게이트(CG), 비트라인(BL), 소스라인(SL)의 전압을 각각 2.5V, 0.8V, 0V 인가하면 지워진 셀은 ON 상태를 유지하고 ON 전류가 40ㅅA 흐르는 반면, 프로그램 셀은 OFF 상태를 유지하고 OFF 전류는 1㎁ 이하의 전류가 흐른다. BL S/A는 ON 전류와 OFF 전류를 구분하므로 데이터 '0'과 '1'을 각각 출력한다. On the other hand, in the read mode, when the voltage of the control gate (CG), bit line (BL), and source line (SL) is applied at 2.5V, 0.8V, and 0V, the erased cell remains ON and the ON current is 40. While ㅅA flows, the program cell maintains the OFF state and the OFF current flows less than 1㎁. BL S/A separates ON current and OFF current, so it outputs data '0' and '1' respectively.

110nm eFlash 공정을 사용하여 설계된 512Kb 임베디드 플래쉬 메모리의 주요 특징은 표 1과 같다. Table 1 shows the main features of the 512Kb embedded flash memory designed using the 110nm eFlash process.

임베디드 플래쉬 메모리 셀은 분할 게이트 임베디드 플래쉬 메모리 셀을 사용하고 있으며, 컨트롤 게이트(CG)와 소스라인(SL)은 제1 메탈을 사용하여 행(row) 방향으로 라우팅 되어 있으며, 비트라인(BL)은 제2 메탈을 사용하여 열 (column) 방향으로 라우팅 되어 있다. The embedded flash memory cell uses a split-gate embedded flash memory cell, and the control gate (CG) and source line (SL) are routed in a row direction using a first metal, and the bit line (BL) is It is routed in the column direction using the second metal.

사용되는 전압은 VCC와 VDD의 dual power를 사용하고 있고 VCC 전압은 2.5V~5.5V의 넓은 동작 전압 범위를 가지며, VDD 전압은 1.5V 로직 소자에 사용하는 전압으로 1.5Vㅁ10%이다. 동작 모드는 정상동작 모드로 읽기, 페이지 지우기 (page erase), 프로그램(program) 모드가 있으며, write-verify-read 모드로 erase-verify-read와 program-verify-read 모드가 있다. 그리고 all erase 모드를 지원하고 있다. 임베디드 플래쉬 메모리 셀어레이는 512행 ㅧ 1,024열로 구성되어 있으며, 페이지 지우기, 프로그램과 읽기 동작은 각각 1Kbit, 32bit, 32bit 단위로 수행된다. The voltage used is the dual power of VCC and VDD, and the VCC voltage has a wide operating voltage range of 2.5V~5.5V, and the VDD voltage is 1.5V, 10%, which is the voltage used for 1.5V logic devices. The operation mode is a normal operation mode, and there are read, page erase, and program modes, and there are erase-verify-read and program-verify-read modes as write-verify-read mode. And it supports all erase mode. The embedded flash memory cell array consists of 512 rows and 1,024 columns, and page erase, program and read operations are performed in units of 1Kbit, 32bit, and 32bit, respectively.

본 발명에 따라 0.13㎛ BCD 공정을 사용하여 설계된 512Kb 임베디드 플래쉬 메모리 장치의 주요 특징은 다음의 [표 1]과 같다. The main characteristics of a 512Kb embedded flash memory device designed using a 0.13㎛ BCD process according to the present invention are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명에 따른 임베디드 플래쉬(eFlash ) 메모리의 셀 제어회로의 셀 어레이 구동회로(420)는 로우 구동회로(421)와, 비트라인 구동회로(422)와, 비트라인 스위치회로(423)를 포함한다.The cell array driving circuit 420 of the cell control circuit of an embedded flash (eFlash) memory according to the present invention includes a row driving circuit 421, a bit line driving circuit 422, and a bit line switch circuit 423. .

도 5는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 로우 구동회로를 나타내는 회로도이다. 로우 구동회로(421)는 컨트롤 게이트(CG) 구동회로와 소스라인(SL) 구동회로를 포함한다. 도 5의 (a)는 컨트롤 게이트(CG) 구동회로의 회로도이고, 도 5의 (b)는 소스라인(SL) 구동회로의 회로도이다.5 is a circuit diagram showing a row driving circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention. The row driving circuit 421 includes a control gate (CG) driving circuit and a source line (SL) driving circuit. FIG. 5A is a circuit diagram of a control gate CG driving circuit, and FIG. 5B is a circuit diagram of a source line SL driving circuit.

컨트롤 게이트(CG) 구동회로는 동작모드에 따라 선택되는 컨트롤 게이트(CG)는 CG_HV, 선택 안되는 컨트롤 게이트(CG)는 0V를 구동한다. 표 2는 동작 모드에 따라 CG_HV의 스위칭 출력전압을 보여주고 있다. CG_HV 전압은 읽기 모드에서 2.5V, 프로그램 모드에서 1.5V와 페이지 지우기 모드에서 11.5V의 스위칭 파워를 공급한다. The control gate CG driving circuit drives CG_HV for the control gate CG selected according to the operation mode, and 0V for the control gate CG that is not selected. Table 2 shows the switching output voltage of CG_HV according to the operation mode. The CG_HV voltage supplies 2.5V in read mode, 1.5V in program mode, and 11.5V in page erase mode.

소스라인(SL) 구동회로는 지우기 모드에서만 SL_ENb 신호가 VDD가 되며, 나머지 동작모드는 0V가 된다. 그래서 지우기 (page erase / all erase) 모드에서는 SL_SEL와 SL_SELb 신호는 각각 0V, VPP가 출력되어 MN0가 ON이 되면서 SL은 VSL_UNSEL 전압인 0V를 구동한다. 그리고 지우기 모드가 아닌 나머지 모드들은 SL_ENb 신호가 0V이므로 행 어드레스 RA[8:0]에 의해 선택된 소스라인(SL)은 SL_SEL와 SL_SELb 신호가 각각 VPP, 0V가 출력되므로 MP1과 MN1 MOS 트랜지스터를 ON시켜 SL 전압을 VSL_SEL 전압으로 구동하는 반면, RA[8:0]에 의해 선택되지 않는 SL은 SL_SEL와 SL_SELb 신호가 각각 0V, VPP가 출력되므로 MP1과 MN1 MOS 트랜지스터를 OFF시켜 SL 전압을 VSL_UNSEL 전압으로 구동한다.In the source line (SL) driving circuit, the SL_ENb signal becomes VDD only in the erase mode, and the remaining operation mode becomes 0V. So, in the erase (page erase / all erase) mode, the SL_SEL and SL_SELb signals are output as 0V and VPP, respectively, and MN0 is turned ON, and SL drives the VSL_UNSEL voltage of 0V. In the other modes other than the erasing mode, the SL_ENb signal is 0V, so the source line (SL) selected by the row address RA[8:0] outputs the SL_SEL and SL_SELb signals VPP and 0V, respectively, so the MP1 and MN1 MOS transistors are turned on. SL voltage is driven with VSL_SEL voltage, whereas SL not selected by RA[8:0] outputs SL_SEL and SL_SELb signals of 0V and VPP, respectively, so MP1 and MN1 MOS transistors are turned off to drive SL voltage with VSL_UNSEL voltage. do.

동작 모드별 선택된 VSL 전압(VSL_SEL)과 선택되지 아니한 VSL 전압(VSL_UNSEL)은 표 2에 도시된 바와 같다.Table 2 shows the selected VSL voltage VSL_SEL and the unselected VSL voltage VSL_UNSEL for each operation mode.

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

도 6은 비트라인 구동회로를 나타내는 회로도이다. 6 is a circuit diagram showing a bit line driving circuit.

도 6에 도시된 비트라인 구동회로(422)는 지우기 모드와 프로그램 모드인 write 모드에서 해당되는 전압을 비트라인(BL)에 스위칭 해주는 WBL (Write Bit-Line) 스위칭 회로와 프로그램 모드에서 32개 WDb_BL을 선택해주는 PBL_SEL 회로를 포함한다.The bit line driving circuit 422 shown in FIG. 6 is a WBL (Write Bit-Line) switching circuit that switches the corresponding voltage to the bit line BL in the erase mode and the write mode, which is a program mode, and 32 WDb_BLs in the program mode. It includes a PBL_SEL circuit that selects.

도 6에 도시된 바와 같이 비트라인 구동회로(422)는 프로그램 모드에서만 PBL_ENb 신호는 0V를 출력하여 MP3 트래지스터를 ON시키고 지우기 모드와 읽기 모드를 포함하는 나머지 모드는 BL_HV 전압을 출력하므로 MP3 트랜지스터는 OFF 상태가 된다. As shown in FIG. 6, the bit line driving circuit 422 outputs 0V for the PBL_ENb signal only in the program mode to turn on the MP3 transistor, and outputs the BL_HV voltage for the other modes including the erase mode and the read mode. It is turned off.

도 6의 (a)는 WBL 스위치 회로로, 그 동작을 보면 프로그램 모드에서는 PBL_ENb 신호는 0V를 출력하고 열 어드레스 CA[4:0]에 의해 선택된 PBL_SEL와 PBL_SELb 신호는 각각 BL_HV와 0V를 출력하므로 MP5와 MN5 트랜지스터를 ON시킨다. 이렇게 되면 비트라인(BL)은 WDb_BL 전압을 그대로 스위칭해 주는데 WDb_BL은 프로그램 데이터가 VDD와 0V에 대해 각각 0V와 BL_HV (=3.3V)를 구동한다. 6(a) is a WBL switch circuit. In the program mode, the PBL_ENb signal outputs 0V, and the PBL_SEL and PBL_SELb signals selected by the column address CA[4:0] output BL_HV and 0V, respectively. And MN5 transistors are turned on. In this case, the bit line BL switches the WDb_BL voltage as it is, and the WDb_BL drives 0V and BL_HV (=3.3V) for the program data VDD and 0V, respectively.

그리고 프로그램 모드에서 선택되지 않은 PBL_SEL와 PBL_SELb 신호는 각각 0V와 BL_HV를 출력하므로 해당되는 비트라인(BL)의 MP5와 MN5는 OFF, MP3와 MP4는 ON 상태가 되므로 비트라인(BL) 전압은 inhibit voltage인 BL_HV 전압을 구동한다. And since the PBL_SEL and PBL_SELb signals that are not selected in the program mode output 0V and BL_HV, respectively, MP5 and MN5 of the corresponding bit line (BL) are OFF, and MP3 and MP4 are ON, so the bit line (BL) voltage is inhibited voltage. Drive the BL_HV voltage.

한편 지우기 모드에서는 PBL_ENb 신호는 BL_HV (=2.5V) 전압을 출력하므로 MP3 트랜지스터를 OFF시키고, PBL_SEL와 PBL_SELb 신호는 각각 BL_HV와 0V를 출력하므로 MP5와 MN5 트랜지스터를 ON시켜 모든 비트라인(BL)은 WDb_BL에 의해 0V를 구동한다.Meanwhile, in the erase mode, the PBL_ENb signal outputs the BL_HV (=2.5V) voltage, so the MP3 transistor is turned off, and the PBL_SEL and PBL_SELb signals output BL_HV and 0V, respectively. Drives 0V by.

또한, 읽기 모드에서는 PBL_ENb 신호는 BL_HV (=2.5V) 전압을 출력하므로 MP3 트랜지스터를 OFF시키고, PBL_SEL와 PBL_SELb 신호는 각각 0V와 BL_HV를 출력하므로 MP5와 MN5 트랜지스터를 OFF시켜 모든 비트라인(BL)은 하이 임피던스(high impedance) 상태를 유지한다.Also, in the read mode, since the PBL_ENb signal outputs the BL_HV (=2.5V) voltage, the MP3 transistor is turned off, and the PBL_SEL and PBL_SELb signals output 0V and BL_HV, respectively, so that the MP5 and MN5 transistors are turned off and all bit lines (BL) are Maintain a high impedance state.

도 6의 (b)는 프로그램 모드에서 32개 WDb_BL을 선택해주는 PBL_SEL신호와 PBL_SELb 신호를 생성하는 PBL_SEL 회로를 나타낸다.6B shows a PBL_SEL signal for selecting 32 WDb_BLs and a PBL_SEL circuit for generating a PBL_SELb signal in a program mode.

도 7은 읽기 모드에서 비트라인을 선택해주는 비트라인 스위치회로를 나타내는 회로도이다.7 is a circuit diagram showing a bit line switch circuit for selecting a bit line in a read mode.

도 7에 도시된 바와 같이 비트라인 스위치회로(423)는 읽기 모드시 1024개의 비트라인(BL)을 32개 비트라인(BL)으로 나누며, 32개 비트라인(BL)을 선택해주는 RBL_SEL[31:0] 신호에 의해 해당되는 비트라인(BL)의 데이터가 데이터라인(DL)에 전달된다. 데이터라인(DL)[31:0]에 전달된 32개의 임베디드 플래쉬 메모리 셀의 데이터는 출력데이터(DOUT)로 출력된다.As shown in FIG. 7, the bit line switch circuit 423 divides 1024 bit lines BL into 32 bit lines BL in the read mode, and selects 32 bit lines BL by RBL_SEL[31: The data of the corresponding bit line BL is transmitted to the data line DL by the 0] signal. Data of 32 embedded flash memory cells transferred to the data line DL[31:0] are output as output data DOUT.

도 8은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리 셀 제어회로의 비트라인 센스엠프회로의 회로도이다.8 is a circuit diagram of a bit line sense amplifier circuit of an embedded flash memory cell control circuit according to the present invention.

도 8에 도시된 비트라인 센스엠프회로(450)는 선택된 비트라인(BL)에 연결된 임베디드 플래쉬(eFlash )메모리 셀의 전류를 읽어내어 출력데이터(DOUT)를 출력한다. The bit line sense amplifier circuit 450 illustrated in FIG. 8 reads the current of an embedded flash memory cell connected to the selected bit line BL and outputs output data DOUT.

도 8을 참고하면, 대기(Stand-by)모드에서 DL_PCGb 전압은 0V이므로 MP1 트랜지스터가 ON 상태에 있으므로 RD 노드 전압은 VDD로 프리차징되고, MN2 트랜지스터가 ON되므로 RDb 노드 전압은 0V로 디스차징(discharging) 된다. 그리고 읽기 모드로 진입하게 되면 DL_CLAMPb 신호는 0V가 되므로 DL 클램핑 회로(451)의 동작에 의해 데이터라인(DL)은 0.8V 정도로 클램핑 되면서 비트라인(BL)의 전압도 0.8V로 프리차징된다. 비트라인(BL)의 전압을 충분히 프리차징한 상태에서 데이터라인(DL)을 프리차징시키는 신호인 DL_PCGb 신호가 0V에서 VDD로 디스에이블(disable) 되면 MN2 트랜지스터와 MP1 트랜지스터는 OFF 상태가 된다. Referring to FIG. 8, since the DL_PCGb voltage is 0V in the stand-by mode, the MP1 transistor is in the ON state, the RD node voltage is precharged to VDD, and the MN2 transistor is turned on, so the RDb node voltage is discharged to 0V ( discharging). When entering the read mode, since the DL_CLAMPb signal becomes 0V, the data line DL is clamped to about 0.8V by the operation of the DL clamping circuit 451, and the voltage of the bit line BL is also precharged to 0.8V. In a state in which the voltage of the bit line BL is sufficiently precharged, when the DL_PCGb signal, which is a signal for precharging the data line DL, is disabled from 0V to VDD, the MN2 transistor and the MP1 transistor are turned off.

한편 임베디드 플래쉬 메모리의 셀이 프로그램된 셀인 경우 MN1을 통한 풀-다운 전류가 1㎁ 수준으로 무시할 만큼 작으므로 RD, RDb, DOUT 노드 전압은 DL_PCGb 신호가 0V일 때의 전압인 VDD, 0V, VDD 전압을 각각 유지한다. 반면 소거(erase)된 임베디드 플래쉬 메모리의 셀인 경우 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리 셀의 ON 전류 40ㅅA 정도가 MN1 트랜지스터를 통해 GND로 흐르면서 임베디드 플래쉬(eFlash) 메모리 셀의 ON 전류가 PMOS 전류 미러(452)에 미러링(mirroring) 되며, 이때 RDb의 미러링(mirroring)된 전류가 MN3 트랜지스터를 통해 흐르는 기준전류보다 더 크게 되면 RDb 노드 전압은 VDD로 상승하면서 출력데이터(DOUT)는 0V를 출력한다.On the other hand, if the cell of the embedded flash memory is a programmed cell, the pull-down current through MN1 is negligibly small at the level of 1㎁, so the RD, RDb, and DOUT node voltages are VDD, 0V, and VDD voltages when the DL_PCGb signal is 0V. Keep each. On the other hand, in the case of an erased embedded flash memory cell, the ON current of the embedded flash memory cell 40 µA flows to GND through the MN1 transistor, and the ON current of the embedded flash memory cell is reduced to the PMOS current mirror (452). ), and when the mirrored current of RDb is greater than the reference current flowing through the MN3 transistor, the RDb node voltage rises to VDD and the output data DOUT outputs 0V.

도 9는 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 전하펌프회로의 회로도이다.9 is a circuit diagram of a charge pump circuit of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.

전하펌프 회로의 펌핑 전류가 떨어지는 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 크로스 커플드 NMOS 프리차징 회로를 사용하는 대신 body가 GND인 12V NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트를 부스팅하는 회로를 사용하여 VPP 단위 전하펌프의 프리차징 노드를 정상적으로 입력전압(VIN)으로 프리차징 시켜서 펌핑 전류를 증가시켰다. In the present invention, instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit, instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit, a circuit that boosts the gate of a 12V NMOS precharging transistor whose body is GND is used to solve the problem of the charge pump circuit dropping. The pumping current was increased by normally precharging the precharging node with the input voltage (VIN).

즉, 본 발명에서는 임베디드 플래시(eFlash) 메모리 공정기반에서 12V의 NMOS 프리차징 트랜지스터와 12V PMOS 크로스 커플드(cross-coupled) 전하전달 스위치를 사용하면서 NMOS 펌핑 커패시터를 사용하는 도 9의 전하펌프회로를 제안하였다. That is, in the present invention, the charge pump circuit of FIG. 9 using an NMOS pumping capacitor while using a 12V NMOS precharging transistor and a 12V PMOS cross-coupled charge transfer switch based on an embedded flash memory process is used. Suggested.

도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 전하펌프회로(440)는 입력전압과 제1 펌핑노드(N21)의 사이에 형성된 제1 엔모스 트랜지스터(MN21), 입력전압과 제2 펌핑노드(N22)의 사이에 형성된 제2 엔모스 트랜지스터(MN22), 상기 제1 펌핑노드 및 상기 제2 펌핑노드와 출력전압의 사이에 크로스 커플된 제1, 제2 피모스 트랜지스터(MP21, MP22), 제1 클럭신호(CLK11)의 단자와 상기 제1 펌핑노드의 사이에 연결된 제1 펌핑 커패시터(MN24), 상기 제1 클럭신호(CLK11)의 반대 위상을 갖는 제2 클럭신호(CLK12)의 단자와 상기 제2 펌핑노드의 사이에 연결된 제2펌핑 커패시터(MN25), 크로스 커플된 제3, 제4 피모스 트랜지스터(MP23, MP24)를 구비하며 상기 제1엔모스 트랜지스터(MN21)에 연결된 제1 바디 포텐셜 바이어싱 회로(443), 크로스 커플된 제5, 제6 피모스 트랜지스터(MP25, MP26)를 구비하며 상기 제2 엔모스 트랜지스터(MN22)에 연결된 제2 바디 포텐셜 바이어싱 회로(444), 상기 입력전압(VIN)과 상기 제1 펌핑노드(N21)의 사이에 연결되어 대기모드에서 상기 제1 펌핑노드(N21)를 상기 입력전압(VIN)으로 프리차징시키는 제1 프리차징 회로(441), 상기 입력전압(VIN)과 상기 제2 펌핑노드(N22)의 사이에 연결되어 대기모드에서 상기 제2 펌핑노드(N22)를 상기 입력전압(VIN)으로 프리차징시키는 제2 프리차징 회로(442) 및 제1 프리차징노드(N20) 및 제2 프리차징노드(N23)와 입력전압(VIN)의 사이에 크로스 커플된 제3, 제4 엔모스 트랜지스터(MN29, MN30)를 포함한다.As shown in FIG. 9, the charge pump circuit 440 of the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention includes a first NMOS transistor MN21 formed between an input voltage and a first pumping node N21, an input Second NMOS transistor MN22 formed between voltage and second pumping node N22, first and second PMOS transistors cross-coupled between the first pumping node and the second pumping node and the output voltage (MP21, MP22), a first pumping capacitor MN24 connected between the terminal of the first clock signal CLK11 and the first pumping node, a second clock signal having a phase opposite to the first clock signal CLK11 A second pumping capacitor MN25 connected between the terminal of (CLK12) and the second pumping node, third and fourth PMOS transistors MP23 and MP24 cross-coupled, and the first NMOS transistor MN21 ) Connected to the first body potential biasing circuit 443, cross-coupled fifth and sixth PMOS transistors MP25 and MP26, and a second body potential biasing connected to the second NMOS transistor MN22 A circuit 444 is connected between the input voltage VIN and the first pumping node N21 to precharge the first pumping node N21 to the input voltage VIN in a standby mode. A second charging circuit 441 is connected between the input voltage VIN and the second pumping node N22 to precharge the second pumping node N22 to the input voltage VIN in a standby mode. The third and fourth NMOS transistors MN29 and MN30 cross-coupled between the precharging circuit 442 and the first precharging node N20 and the second precharging node N23 and the input voltage VIN. Includes.

임베디드 플래시(eFlash) 메모리 공정에서는 도 2의 제1 엔모스 트랜지스터(MN11) 및 제2 엔모스 트랜지스터(MN12)와 같은 isolated NMOS 트랜지스터가 지원되지 않으므로 도 9의 제1 엔모스 트랜지스터(MN21) 및 제2 엔모스 트랜지스터(MN22)와 같은 바디(body)가 GND인 12V NMOS 트랜지스터를 사용하였다. In the embedded flash memory process, isolated NMOS transistors such as the first NMOS transistor MN11 and the second NMOS transistor MN12 of FIG. 2 are not supported. 2 A 12V NMOS transistor with GND as the same body as the NMOS transistor MN22 was used.

그리고 제1 피모스 트랜지스터(MP21) 및 제2 피모스 트랜지스터(MP22)와 같은 12V PMOS 트랜지스터의 body는 도 9의 제1 바디 포텐셜 바이어싱 회로(443) 및 제2 바디 포텐셜 바이어싱 회로(444)를 사용하여 제1 노드(N21)와 출력전압(VOUT) 중 높은 전압을 제1 피모스 트랜지스터(MP21)의 바디(body)에 연결해주고, 제2 노드(N22)와 출력전압(VOUT) 중 높은 전압을 제2 피모스 트랜지스터(MP22)의 바디(body)에 연결해주었다. 이때, 제1 바디 포텐셜 바이어싱 회로(443) 및 제2 바디 포텐셜 바이어싱 회로(444)를 사용하지 않고 제1 피모스 트랜지스터(MP21)와 제2 피모스 트랜지스터(MP22)의 body를 출력전압(VOUT) 노드에 연결할 수도 있다. In addition, the bodies of 12V PMOS transistors such as the first PMOS transistor MP21 and the second PMOS transistor MP22 are the first body potential biasing circuit 443 and the second body potential biasing circuit 444 of FIG. 9. Use to connect the high voltage of the first node N21 and the output voltage VOUT to the body of the first PMOS transistor MP21, and the higher of the second node N22 and the output voltage VOUT. The voltage was connected to the body of the second PMOS transistor MP22. In this case, without using the first body potential biasing circuit 443 and the second body potential biasing circuit 444, the bodies of the first PMOS transistor MP21 and the second PMOS transistor MP22 are supplied with an output voltage ( VOUT) node can also be connected.

전하펌프 회로(440)가 동작하지 않는 경우 제1 프리차지 회로(441) 및 제2 프리차지 회로(442)는 제1 엔모스 트랜지스터(MN21) 및 제2 엔모스 트랜지스터(MN22)의 게이트 노드 전압을 입력전압(VIN)으로 프리차지시켜 준다. 그런데 각 펌핑 단의 출력 전압 노드는 별도의 VCC 프리차징 회로가 있어 VPP가 OFF되면 각 단위 전하펌프 회로의 VOUT 노드는 VCC로 프리차징 되기 때문에 도 9의 전하펌프회로(440)에서 제1 엔모스 트랜지스터(MN21)와 제2 엔모스 트랜지스터(MN22)의 게이트 노드 전압을 VCC로 프리차징하지 않아도 된다. When the charge pump circuit 440 does not operate, the first precharge circuit 441 and the second precharge circuit 442 are the gate node voltages of the first NMOS transistor MN21 and the second NMOS transistor MN22. Is precharged with the input voltage (VIN). However, the output voltage node of each pumping stage has a separate VCC precharging circuit, so when VPP is turned off, the VOUT node of each unit charge pump circuit is precharged to VCC. It is not necessary to precharge the gate node voltage of the transistor MN21 and the second NMOS transistor MN22 to VCC.

VPP 단위 전하펌프 회로의 제1 펌핑 커패시터(MN24) 및 제2 펌핑 커패시터(MN25)는 PMOS 트랜지스터, NMOS 트랜지스터와 native NMOS 트랜지스터를 사용할 수 있다. 다만, 펌핑전류와 레이아웃 면적을 검토하였을 때 native NMOS 펌핑 커패시터는 PMOS 펌핑 커패시터에 비해 펌핑전류도 크고 레이아웃 면적이 작아서 본 발명에서는 12V native NMOS 펌핑 커패시터를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 본 발명에서의 전하펌프 회로는 도 9의 단위 전하펌프 회로를 7단 캐스케이드(cascade)로 연결하여 사용할 수 있다.The first pumping capacitor MN24 and the second pumping capacitor MN25 of the VPP unit charge pump circuit may use a PMOS transistor, an NMOS transistor, and a native NMOS transistor. However, when examining the pumping current and the layout area, the native NMOS pumping capacitor has a larger pumping current and a smaller layout area than the PMOS pumping capacitor, so it is more preferable to use a 12V native NMOS pumping capacitor in the present invention. Meanwhile, the charge pump circuit in the present invention may be used by connecting the unit charge pump circuit of FIG. 9 in a seven-stage cascade.

도 10은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 출력의 실험결과를 나타내는 파형도이다.10 is a waveform diagram showing an experimental result of an output of a cell control circuit of an embedded flash memory according to the present invention.

본 발명에서는 VCC=2.5V, VDD=135V, Temp.=125℃, slow model parameter의 simulation 조건에서 출력파의 파형에 대한 모의실험을 수행하였다. 도 10의 (a)는 프로그램 모드에서의 셀 어레이 관련 선택된 신호와 선택되지 않은 신호의 출력파의 모의실험 결과를 나타내고 있으며, 도 10의 (b)는 지우기 모드에서의 셀 어레이 관련 선택된 신호와 선택되지 않은 신호의 출력파의 모의실험 결과를 나타낸다.In the present invention, simulation of the waveform of the output wave was performed under the simulation conditions of VCC=2.5V, VDD=135V, Temp.=125℃, and slow model parameter. FIG. 10(a) shows the simulation results of the output wave of the selected signal and the unselected signal related to the cell array in the program mode, and FIG. 10(b) is It shows the simulation result of the output wave of the signal that is not available.

도 10의 (a)를 참고하면, 프로그램 모드에서 선택된 CG와 선택되지 않은 CG 전압은 각각 1.5V와 0V인 것을 보여주고 있으며, 선택된 소스라인(SL)과 선택되지 않은 소스라인(SL)의 전압은 각각 9.5V와 0.8V인 것을 보여주고 있으며, 선택된 비트라인(BL)과 선택되지 않은 비트라인(BL)의 전압은 각각 0.8V와 3.3V인 것을 보여주고 있다. 한편 지우기 모드에서 선택된 CG와 선택되지 않은 CG 전압은 각각 11.5V와 0V인 것을 보여주고 있으며, 소스라인(SL)과 비트라인(BL) 전압은 모두 0V인 것을 보여주고 있다. Referring to (a) of FIG. 10, it is shown that the selected CG and unselected CG voltages in the program mode are 1.5V and 0V, respectively, and the voltages of the selected source line SL and the unselected source line SL Is 9.5V and 0.8V, respectively, and the voltages of the selected bit line BL and the unselected bit line BL are 0.8V and 3.3V, respectively. Meanwhile, the selected CG and unselected CG voltages in the erase mode are shown to be 11.5V and 0V, respectively, and both the source line (SL) and the bit line (BL) voltages are shown to be 0V.

한편, 도 10의 (b)를 참고하면, 지우기 모드에서 선택된 CG와 선택되지 않은 CG 전압은 각각 11.7 내지 11.8V와 0V인 것을 보여주고 있다.Meanwhile, referring to FIG. 10B, it is shown that the CG selected and the unselected CG voltage in the erase mode are 11.7 to 11.8V and 0V, respectively.

표 3은 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 전하펌프 회로와 종래의 전하펌프 회로에 따른 펌핑 전류 모의실험 결과를 비교하여 보여주고 있다. Table 3 shows the comparison of the simulation results of the pumping current according to the charge pump circuit of the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention and the conventional charge pump circuit.

표 3에서 기존 단위 전하펌프 회로는 도 2에 도시된 단위 전하펌프 회로를 사용하였고 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 단위전하펌프 회로는 도 9에서 도시된 단위 전하펌프 회로를 사용하였다. 한편, 펌핑 커패시터는 accumulation 영역에서 동작하는 12V PMOS 펌핑 커패시터와, inversion 영역에서 동작하는 12V normal NMOS 펌핑 커패시터 및 12V native NMOS 펌핑 커패시터의 3가지를 사용하여 그 결과를 비교하였다. In Table 3, the unit charge pump circuit shown in FIG. 2 was used as the conventional unit charge pump circuit, and the unit charge pump circuit shown in FIG. 9 was used as the unit charge pump circuit of the embedded flash memory according to the present invention. Meanwhile, the results were compared using three types of pumping capacitors: a 12V PMOS pumping capacitor operating in the accumulation region, a 12V normal NMOS pumping capacitor operating in the inversion region, and a 12V native NMOS pumping capacitor.

비교 결과 도 9에서 도시된 단위 전하펌프 회로에 native NMOS 펌핑 커패시터를 사용하는 경우 레이아웃 면적도 작고 펌핑전류도 커짐을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 12V native NMOS 펌핑 커패시터가 적용된 단위 전하펌프 회로를 사용하는 것이 바람직하다.As a result of the comparison, it can be seen that when a native NMOS pumping capacitor is used in the unit charge pump circuit shown in FIG. 9, the layout area is small and the pumping current is also increased. Therefore, in the present invention, it is preferable to use a unit charge pump circuit to which a 12V native NMOS pumping capacitor is applied.

[표 3][Table 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로는 USB type-C 응용을 위한 110nm eFlash 셀을 사용하여 512Kb 이상의 대용량 메모리의 셀을 제어한다. 즉, 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로는 프로그램 동작과 지우기 동작을 만족시키는 로우 구동회로와, BL 구동회로 및 비트라인 센스엠프회로(BL S/A)를 포함한다. As described above, the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention uses a 110nm eFlash cell for USB type-C application to control a cell of a large-capacity memory of 512Kb or more. That is, the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention includes a row driving circuit that satisfies a program operation and an erase operation, a BL driving circuit and a bit line sense amplifier circuit (BL S/A).

한편, 본 발명에 따른 임베디드 플래쉬 메모리의 셀 제어회로의 전하펌프 회로는 크로스 커플드(cross-coupled) NMOS 프리차징 회로를 사용하는 대신 body가 GND인 12V NMOS 프리차징 트랜지스터 및 12V native NMOS 펌핑 커패시터를 사용하여 NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트를 부스팅하는 단위전하 펌프 회로를 통해 VPP 단위 전하펌프의 프리차징 노드를 입력전압(VIN)으로 프리차징 시켜서 펌핑 전류를 증가시킴으로써 프리차징 노드를 정상적으로 프리차징 시킬 수 있도록 하였다. Meanwhile, the charge pump circuit of the cell control circuit of the embedded flash memory according to the present invention uses a 12V NMOS precharging transistor and a 12V native NMOS pumping capacitor whose body is GND instead of using a cross-coupled NMOS precharging circuit. The precharging node of the VPP unit charge pump is precharged with the input voltage (VIN) through the unit charge pump circuit that boosts the gate of the NMOS precharging transistor to increase the pumping current so that the precharging node can be normally precharged. I did.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, but may be implemented in more various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims, These embodiments also belong to the scope of the present invention.

Claims (10)

임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로에 있어서,
임베디드 플레쉬 메모리의 셀 어레이;
상기 셀 어레이의 구동을 위한 셀 어레이 구동회로;
상기 셀 어레이에 대한 동작 모드에 따라 제어신호를 발생하는 제어 로직회로;
상기 셀 어레이에 프로그램전압을 공급하는 전하펌프회로; 및
상기 셀 어레이의 전류를 읽어내어 그에 해당되는 데이터를 증폭하여 출력하는 비트라인 센스앰프회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
In the cell control circuit of the embedded flash memory,
Cell array of embedded flash memory;
A cell array driving circuit for driving the cell array;
A control logic circuit for generating a control signal according to an operation mode for the cell array;
A charge pump circuit for supplying a program voltage to the cell array; And
And a bit line sense amplifier circuit for reading the current of the cell array, amplifying and outputting data corresponding thereto.
제 1항에 있어서, 상기 셀 어레이 구동회로는
컨트롤 게이트와 소스라인을 구동하는 로우 구동회로;
지우기 모드와 프로그램 모드에서 해당 전압을 비트라인에 스위칭해주는 비트라인 구동회로; 및
읽기모드에서 비트라인을 선택해주는 비트라인 스위치 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 1, wherein the cell array driving circuit
A row driving circuit for driving the control gate and the source line;
A bit line driving circuit for switching the corresponding voltage to the bit line in the erase mode and the program mode; And
A cell control circuit for an embedded flash memory, comprising: a bit line switch circuit for selecting a bit line in a read mode.
제 2항에 있어서, 상기 로우 구동회로는,
컨트롤 게이트 구동회로; 및
소스라인 구동회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 2, wherein the row driving circuit,
A control gate driving circuit; And
A cell control circuit of an embedded flash memory, comprising: a source line driving circuit.
제 1항에 있어서, 상기 전하펌프는,
입력전압과 제1 펌핑노드(N21)의 사이에 형성된 제1 엔모스 트랜지스터;(MN21)
입력전압과 제2 펌핑노드(N22)의 사이에 형성된 제2 엔모스 트랜지스터;(MN22)
상기 제1 펌핑노드 및 상기 제2 펌핑노드와 출력전압의 사이에 크로스 커플된 제1, 제2 피모스 트랜지스터;(MP21, MP22)
제1 클럭신호의 단자와 상기 제1 펌핑노드의 사이에 연결된 제1 펌핑 커패시터;(MN24)
상기 제1 클럭신호의 반대 위상을 갖는 제2 클럭신호의 단자와 상기 제2 펌핑노드의 사이에 연결된 제2펌핑 커패시터;(MN25)
크로스 커플된 제3, 제4 피모스 트랜지스터를 구비하며, 상기 제1엔모스 트랜지스터에 연결된 제1 바디 포텐셜 바이어싱 회로; (MP23, MP24)
크로스 커플된 제5, 제6 피모스 트랜지스터를 구비하며, 상기 제2엔모스 트랜지스터에 연결된 제2 바디 포텐셜 바이어싱 회로;(MP25, MP26)
상기 입력전압과 상기 제1 펌핑노드의 사이에 연결되어 대기모드에서 상기 제1 펌핑노드를 상기 입력전압으로 프리차징시키는 제1 프리차지 회로;
상기 입력전압과 상기 제2 펌핑노드의 사이에 연결되어 대기모드에서 상기 제2 펌핑노드를 상기 입력전압으로 프리차징시키는 제2 프리차지 회로; 및
제1 프리차징노드(N20) 및 제2 프리차징노드(N23)와 입력전압의 사이에 크로스 커플된 제3, 제4 엔모스 트랜지스터;(MN29, MN30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 1, wherein the charge pump,
A first NMOS transistor formed between the input voltage and the first pumping node N21; (MN21)
A second NMOS transistor formed between the input voltage and the second pumping node N22; (MN22)
First and second PMOS transistors cross-coupled between the first pumping node and the second pumping node and an output voltage; (MP21, MP22)
A first pumping capacitor connected between the terminal of the first clock signal and the first pumping node; (MN24)
A second pumping capacitor connected between a terminal of a second clock signal having a phase opposite to that of the first clock signal and the second pumping node; (MN25)
A first body potential biasing circuit having third and fourth PMOS transistors cross-coupled and connected to the first NMOS transistor; (MP23, MP24)
A second body potential biasing circuit having fifth and sixth PMOS transistors cross-coupled and connected to the second NMOS transistor; (MP25, MP26)
A first precharge circuit connected between the input voltage and the first pumping node to precharge the first pumping node with the input voltage in a standby mode;
A second precharge circuit connected between the input voltage and the second pumping node to precharge the second pumping node with the input voltage in a standby mode; And
Embedded flash comprising: third and fourth NMOS transistors cross-coupled between the first precharging node N20 and the second precharging node N23 and the input voltage; (MN29, MN30); Memory cell control circuit.
제 4항에 있어서,
상기 제1 엔모스 트랜지스터 및 상기 제2 엔모스 트랜지스터는 바디가 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4,
The cell control circuit of an embedded flash memory, wherein the body of the first NMOS transistor and the second NMOS transistor is grounded.
제 4항에 있어서, 상기 제1 바디 포텐셜 바이어싱 회로는
상기 제1 펌핑노드의 전압과 상기 출력전압 중 높은 전압을 상기 제1 피모스 트랜지스터의 바디에 제공하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4, wherein the first body potential biasing circuit
The cell control circuit of an embedded flash memory, comprising providing a higher voltage among the voltage of the first pumping node and the output voltage to the body of the first PMOS transistor.
제 4항에 있어서, 상기 제2 바디 포텐셜 바이어싱 회로는
상기 제2 펌핑노드의 전압과 상기 출력전압 중 높은 전압을 상기 제2 피모스 트랜지스터의 바디에 제공하는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4, wherein the second body potential biasing circuit is
A cell control circuit of an embedded flash memory, comprising providing a higher voltage among the voltage of the second pumping node and the output voltage to the body of the second PMOS transistor.
제 4항에 있어서, 상기 제1 프리차지 회로는
상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트 전압을 상기 입력전압으로 프리차지 시키는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4, wherein the first precharge circuit
The cell control circuit of an embedded flash memory, characterized in that precharging the gate voltage of the first NMOS transistor to the input voltage.
제 4항에 있어서, 상기 제2 프리차지 회로는
상기 제2 엔모스 트랜지스터의 게이트 전압을 상기 입력전압으로 프리차지 시키는 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4, wherein the second precharge circuit
A cell control circuit of an embedded flash memory, characterized in that precharging the gate voltage of the second NMOS transistor to the input voltage.
제 4항에 있어서, 상기 제1 펌핑 커패시터 및 제2 펌핑 커패시터는
네이티브 엔모스(native NMOS) 펌핑 커패시터인 것을 특징으로 하는 임베디드 플레쉬 메모리의 셀 제어회로.
The method of claim 4, wherein the first pumping capacitor and the second pumping capacitor
A cell control circuit of an embedded flash memory, characterized in that it is a native NMOS pumping capacitor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100671209B1 (en) * 2006-02-13 2007-01-19 창원대학교 산학협력단 A sensing circuit of flash memory using low power
KR20090017195A (en) * 2007-08-14 2009-02-18 창원대학교 산학협력단 Unit charge pump

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671209B1 (en) * 2006-02-13 2007-01-19 창원대학교 산학협력단 A sensing circuit of flash memory using low power
KR20090017195A (en) * 2007-08-14 2009-02-18 창원대학교 산학협력단 Unit charge pump

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