KR20230108676A - Memory Device and Method of Operation thereof - Google Patents

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KR20230108676A
KR20230108676A KR1020220047061A KR20220047061A KR20230108676A KR 20230108676 A KR20230108676 A KR 20230108676A KR 1020220047061 A KR1020220047061 A KR 1020220047061A KR 20220047061 A KR20220047061 A KR 20220047061A KR 20230108676 A KR20230108676 A KR 20230108676A
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Abstract

본 개시는 복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 복수의 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 판단하여 비트 데이터를 생성하도록 구성된 모니터링 셀 어레이, 상기 비트 데이터를 수신하여 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를포함하는 희생 메모리 어드레스를 생성하도록 구성된 비트 데이터 디코더, 및 상기 희생 메모리 어드레스를 기반으로 상기 희생 메모리 셀 로우에 대해 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성된 리프래쉬 매니저를 포함하는 메모리 장치를 제공한다.The present disclosure relates to a memory cell array including a plurality of memory cell rows, a monitoring cell array configured to generate bit data by determining a victim memory cell row among the plurality of memory cell rows, and a victim memory cell by receiving the bit data. A memory device including a bit data decoder configured to generate a victim memory address including address information of a row, and a refresh manager configured to perform a refresh operation on the victim memory cell row based on the victim memory address do.

Figure P1020220047061
Figure P1020220047061

Description

메모리 장치 및 그것의 동작 방법{Memory Device and Method of Operation thereof}Memory device and method of operation thereof

본 개시는 메모리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성된 메모리 장치 및 그것의 동작 방법 에 관한 것이다.The present disclosure relates to a memory device and an operating method thereof, and more particularly, to a memory device configured to perform a row hammering refresh operation and an operating method thereof.

반도체 메모리는 SRAM, DRAM 등과 같이 전원 공급이 차단되면 저장하고 있던 데이터가 소멸되는 휘발성 메모리 장치 및 플래시 메모리 장치, PRAM, MRAM, RRAM, FRAM 등과 같이 전원 공급이 차단되어도 저장하고 있던 데이터를 유지하는 불휘발성 메모리 장치로 구분된다.Semiconductor memory consists of volatile memory devices, such as SRAM and DRAM, in which stored data is lost when power supply is cut off, and non-volatile memory devices, such as flash memory devices, PRAM, MRAM, RRAM, and FRAM, which retain stored data even when power supply is cut off. It is classified as a volatile memory device.

동적 랜덤 억세스 메모리(DRAM)와 같은 휘발성 메모리 장치는 커패시터에 저장된 전하에 의하여 데이터를 판정한다. 그런데 커패시터에 저장된 전하는 시간이 지나면 다양한 형태로 누설될 수 있으므로, 휘발성 메모리 장치는 주기적으로 리프레쉬 동작을 수행한다. 메모리 장치를 제조하는 제조 공정이 스케일-다운 되어 워드라인들 사이의 간격이 점점 좁아지게 되면서, 하나의 워드라인의 전압 분포에 의하여 인접한 워드라인에 연결된 메모리 셀의 전하가 받는 영향은 증가하게 되었고, 하나의 워드라인이 집중적으로 억세스되는 경우, 하나의 워드라인의 활성화 상태의 전압으로 인하여 인접한 워드라인에 연결된 메모리 셀들에 저장된 데이터가 소실되는 로우 해머 (Row Hammer) 현상이 발생하는 문제점이 발생하였다.A volatile memory device such as a dynamic random access memory (DRAM) determines data based on charges stored in a capacitor. However, since the charge stored in the capacitor may leak in various forms over time, the volatile memory device periodically performs a refresh operation. As the manufacturing process for manufacturing memory devices is scaled-down and the distance between word lines gradually narrows, the influence of the voltage distribution of one word line on the charge of a memory cell connected to an adjacent word line increases. When one word line is intensively accessed, a row hammer phenomenon occurs in which data stored in memory cells connected to adjacent word lines is lost due to an activation voltage of one word line.

본 개시가 해결하고자 하는 일 과제는 전기적 특성이 향상된 로우 해머링 동작을 수행하는 메모리 장치를 제공하는 데에 있다.An object to be solved by the present disclosure is to provide a memory device that performs a row hammering operation with improved electrical characteristics.

본 개시가 해결하고자 하는 일 과제는 전기적 특성이 향상된 로우 해머링 동작 수행하는 메모리 장치의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.An object to be solved by the present disclosure is to provide a method of operating a memory device performing a row hammering operation with improved electrical characteristics.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예는, 복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 복수의 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 판단하여 비트 데이터를 생성하도록 구성된 모니터링 셀 어레이, 상기 비트 데이터를 수신하여 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를포함하는 희생 메모리 어드레스를 생성하도록 구성된 비트 데이터 디코더, 및 상기 희생 메모리 어드레스를 기반으로 상기 희생 메모리 셀 로우에 대해 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성된 리프래쉬 매니저를 포함하는 메모리 장치를 포함한다.An embodiment of the present disclosure for solving the above problems is a memory cell array including a plurality of memory cell rows, and a monitoring cell configured to generate bit data by determining a victim memory cell row among the plurality of memory cell rows. an array, a bit data decoder configured to receive the bit data and generate a victim memory address including address information of the victim memory cell row, and perform a refresh operation on the victim memory cell row based on the victim memory address and a memory device including a refresh manager configured to

상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예는, 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 장치의 동작 방법에 있어서 상기 메모리 셀 로우들과 워드라인을 공유하는 모니터링 셀들의 캐패시터를 프리차지하여 상기 캐패시터에 인가되는 전압을 초기 전압으로 설정하는 단계, 상기 모니터링 셀들의 상기 캐패시터에 인가되는 상기 전압을 문턱 전압과 비교하여 비트 데이터를 생성하는 단계, 상기 비트 데이터를 기반으로 희생 메모리 어드레스를 생성하는 단계; 및 상기 희생 메모리 어드레스에 대응하는 희생 메모리 셀 로우들에 대해 리프래쉬 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법을 포함한다.One embodiment of the present disclosure for solving the above problems is a method of operating a memory device including memory cell rows by precharging capacitors of monitoring cells that share a word line with the memory cell rows to setting an applied voltage as an initial voltage, generating bit data by comparing the voltage applied to the capacitors of the monitoring cells with a threshold voltage, and generating a victim memory address based on the bit data; and performing a refresh operation on victim memory cell rows corresponding to the victim memory address.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예는, 복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 장치 및 커맨드/어드레스 신호를 상기 메모리 장치에 제공하여 상기 메모리 셀 로우들의 데이터에 억세스하도록 구성된 메모리 컨트롤러를 포함하고, 상기 커맨드/어드레스 신호는 리프래쉬 커맨드 및 로우 어드레스를 포함하고, 상기 메모리 장치는 상기 리프래쉬 커맨드를 수신하여 리프래쉬 인에이블 신호를 생성하도록 구성된 제어 로직, 상기 복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 셀 어레이, 상기 복수의 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 판단하여 비트 데이터를 생성하도록 구성된 모니터링 셀 어레이, 상기 비트 데이터를 수신하여 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를포함하는 희생 메모리 어드레스를 생성하도록 구성된 비트 데이터 디코더 및 상기 희생 메모리 어드레스를 기반으로 상기 희생 메모리 셀 로우에 대해 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성된 리프래쉬 매니저를 포함하고, 상기 리프래쉬 매니저는 상기 리프래쉬 인에이블 신호가 수신되면 상기 리프래쉬 동작을 수행하며, 상기 리프래쉬 인에이블 신호는 주기적으로 생성되는 메모리 시스템을 포함한다.One embodiment of the present disclosure for solving the above problems is a memory device including a plurality of memory cell rows and a memory controller configured to access data of the memory cell rows by providing a command/address signal to the memory device. wherein the command/address signal includes a refresh command and a row address, and the memory device includes a control logic configured to receive the refresh command and generate a refresh enable signal, the plurality of memory cell rows a memory cell array configured to generate bit data by determining a victim memory cell row among the plurality of memory cell rows, and a victim memory address receiving the bit data and including address information of the victim memory cell row A bit data decoder configured to generate a bit data decoder and a refresh manager configured to perform a refresh operation on the victim memory cell row based on the victim memory address, wherein the refresh manager receives the refresh enable signal The refresh operation is performed, and the refresh enable signal is periodically generated in a memory system.

본 개시에 따른 일 실시예는 로우 해머링을 방어하기 위한 로우 해머링 리프래쉬 동작에 있어서, 전기적 특성이 향상된 로우 해머링 동작을 수행하는 메모리 장치를 제공한다.An embodiment of the present disclosure provides a memory device that performs a row hammering operation with improved electrical characteristics in a row hammering refresh operation for preventing row hammering.

본 개시에 따른 일 실시예는 로우 해머링을 방어하기 위한 로우 해머링 리프래쉬 동작에 있어서, 전기적 특성이 향상된 메모리 장치의 동작 방법을 제공한다.An embodiment of the present disclosure provides a method of operating a memory device having improved electrical characteristics in a row hammering refresh operation to prevent row hammering.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 메모리 장치에서 메모리 셀 어레이의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 제1 서브 어레이, 제1 서브 메모리 셀 어레이, 및 제1 서브 비트 데이터 디코더를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 각각의 모니터링 셀이 희생 메모리 셀 로우를 판단하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5의 순서도에 따라 제2 모니터링 셀에서 희생 메모리 셀 로우를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2의 메모리 장치에서 메모리 셀 어레이의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8는 도 7의 제1 서브 어레이, 제1 서브 메모리 셀 어레이, 및 제1 서브 비트 데이터 디코더를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram illustrating a memory system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram illustrating a memory device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a memory cell array in the memory device of FIG. 2 .
FIG. 4 is a diagram illustrating the first sub-array, the first sub-memory cell array, and the first sub-bit data decoder of FIG. 3 .
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of each monitoring cell determining a victim memory cell row in FIG. 4 .
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of determining a victim memory cell row in a second monitoring cell according to the flowchart of FIG. 5 .
FIG. 7 is a diagram showing an example of a memory cell array in the memory device of FIG. 2 .
FIG. 8 is a diagram illustrating the first sub-array, the first sub-memory cell array, and the first sub-bit data decoder of FIG. 7 .

이하에서, 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 개시의 실시예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described clearly and in detail to the extent that those skilled in the art can easily practice the present disclosure.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a memory system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 메모리 시스템(10)은 메모리 장치(100) 및 메모리 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a memory system 10 according to the present disclosure may include a memory device 100 and a memory controller 200 .

메모리 컨트롤러(200)는 메모리 인터페이스를 통해 각종 신호를 메모리 장치(100)로 제공하여 기입 및 독출 등의 메모리 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 메모리 컨트롤러(200)는 커맨드/어드레스(CA)를 메모리 장치(100)로 제공하여 메모리 셀 어레이(130)의 데이터(DATA)를 억세스할 수 있다. The memory controller 200 may provide various signals to the memory device 100 through a memory interface to control memory operations such as writing and reading. For example, the memory controller 200 may access data DATA of the memory cell array 130 by providing a command/address CA to the memory device 100 .

커맨드/어드레스(CA)는 커맨드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커맨드는 데이터 기록 및 독출 등 노말 메모리 동작을 위한 액티브 커맨드, 프리차지 커맨드 및 리프래쉬 동작을 위한 리프래쉬 커맨드를 포함할 수 있다. The command/address CA may include a command. For example, the command may include an active command for a normal memory operation, such as writing and reading data, a precharge command, and a refresh command for a refresh operation.

액티브 커맨드는 메모리 셀 어레이(130)에 데이터를 기입하거나 메모리 셀 어레이(130)로부터 데이터를 독출하기 위해 메모리 셀 어레이(130)의 상태를 액티브 상태(Active State)로 전환시키기 위한 커맨드를 의미할 수 있다. 액티브 커맨드에 기초하여 메모리 셀 어레이(130)에 포함되는 메모리 셀들이 구동될 수 있다. 본 명세서에서 억세스는 메모리 컨트롤러(200)의 액티브 커맨드 및 어드레스에 따라서 메모리 셀 어레이(130)에 포함되는 메모리 셀 로우가 구동되는 것을 의미할 수 있다.The active command may refer to a command for converting the state of the memory cell array 130 into an active state in order to write data to or read data from the memory cell array 130 . there is. Memory cells included in the memory cell array 130 may be driven based on the active command. In this specification, access may mean driving a memory cell row included in the memory cell array 130 according to an active command and an address of the memory controller 200 .

일 실시예에서, 프리차지 커맨드는 후술하는 바와 같이, 리프래쉬 동작이 수행되기 이전에 모니터링 셀들의 캐패시터에 초기 전압을 인가하기 위한 커맨드를 의미할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 프리차지 커맨드는 데이터 기입 또는 독출이 완료된 후 메모리 셀 어레이(130)의 상태를 액티브 상태에서 스탠바이 상태(Standby State)로 전환하기 위한 커맨드를 의미할 수도 있다. In one embodiment, the precharge command, as described below, may mean a command for applying an initial voltage to capacitors of monitoring cells before a refresh operation is performed. However, it is not limited thereto, and the precharge command may mean a command for converting the state of the memory cell array 130 from an active state to a standby state after data writing or reading is completed.

리프래쉬 커맨드는 메모리 셀 어레이(130)에 대한 리프래쉬 동작을 수행하기 위한 커맨드를 의미할 수 있다. 리프래쉬 동작은 로우 해머링 리프래쉬 동작 및 노말 리프래쉬 동작을 포함할 수 있다. The refresh command may refer to a command for performing a refresh operation on the memory cell array 130 . The refresh operation may include a row hammering refresh operation and a normal refresh operation.

메모리 컨트롤러(200)는 메모리 시스템(10) 외부의 호스트로부터의 요청에 따라 메모리 장치(100)를 억세스할 수 있다. 메모리 컨트롤러(200)는 다양한 프로토콜을 사용하여 호스트와 통신하도록 구성될 수 있다. The memory controller 200 may access the memory device 100 according to a request from an external host of the memory system 10 . The memory controller 200 may be configured to communicate with a host using various protocols.

메모리 장치(100)는 반도체 소자를 기반으로 하는 저장 장치일 수 있다. 예시적으로, 메모리 장치(100)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SDRAM(Synchronous DRAM), SRAM(Static RAM), DDR SDRAM(Double Date Rate SDRAM), DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM) 등과 같은 랜덤 액세스 메모리(RAM, Random Access Memory) 장치를 포함할 수 있다. The memory device 100 may be a storage device based on a semiconductor device. For example, the memory device 100 may include dynamic random access memory (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), static RAM (SRAM), double date rate SDRAM (DDR SDRAM), DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, and phase-change PRAM (PRAM). RAM), a random access memory (RAM) device such as magnetic RAM (MRAM), resistive RAM (RRAM), and the like.

메모리 장치(100)는 리프래쉬 동작이 필요한 임의의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비휘발성 메모리로서 저항성 메모리 장치가 리프래쉬 동작을 수행하는 경우, 메모리 장치(100)는 비휘발성 메모리 장치일 수 있다. The memory device 100 may include any memory device requiring a refresh operation. For example, when a resistive memory device as a non-volatile memory performs a refresh operation, the memory device 100 may be a non-volatile memory device.

메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 수신된 커맨드/어드레스(CA)에 응답하여, 데이터 라인들을 통해 데이터(DATA)를 수신하거나 출력하거나, 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 메모리 장치(100)는 리프래쉬 매니저(110), 모니터링 셀 어레이(120), 및 메모리 셀 어레이(130)를 포함할 수 있다.The memory device 100 may receive or output data DATA through data lines or perform a refresh operation in response to a command/address CA received from the memory controller 200 . The memory device 100 may include a refresh manager 110 , a monitoring cell array 120 , and a memory cell array 130 .

리프래쉬 매니저(110)는 메모리 컨트롤러(200)의 커맨드/어드레스(CA) 중 리프래쉬 커맨드에 기초하여 메모리 셀 어레이(130)의 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 리프래쉬 매니저(110)는 메모리 컨트롤러(200)의 리프래쉬 커맨드에 대응하여, 로우 해머링 리프래쉬 동작 및 노말 리프래쉬 동작 중 어느 하나를 수행할 수 있다. The refresh manager 110 may be configured to perform a refresh operation of the memory cell array 130 based on a refresh command among commands/addresses (CA) of the memory controller 200 . The refresh manager 110 may perform one of a row hammering refresh operation and a normal refresh operation in response to a refresh command of the memory controller 200 .

본 명세서에서 로우 해머링 리프래쉬 동작은 희생 메모리 어드레스를 기초로 메모리 셀 어레이의 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 리프래쉬 시킴으로써 로우 해머 현상을 완화시키는 동작을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 노말 리프래쉬 동작은 메모리 셀 어레이의 메모리 셀 로우들을 순차적으로 리프래쉬 시키는 동작을 의미할 수 있다. In this specification, a row hammering refresh operation may refer to an operation of mitigating a row hammer phenomenon by refreshing a victim memory cell row among memory cell rows of a memory cell array based on a victim memory address. In this specification, a normal refresh operation may refer to an operation of sequentially refreshing memory cell rows of a memory cell array.

리프래쉬 매니저(110)는 희생 메모리 어드레스가 수신되는 경우, 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 리프래쉬 매니저(110)가 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행하는 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 희생 메모리 어드레스에 기초하여 희생 메모리 셀 로우를 리프래쉬 시킬 수 있다.The refresh manager 110 may perform a row hammering refresh operation when the victim memory address is received. When the refresh manager 110 performs a row hammering refresh operation, the refresh manager 110 may refresh the victim memory cell row based on the victim memory address.

리프래쉬 매니저(110)는 희생 메모리 어드레스가 수신되지 않는 경우, 노말리프래쉬 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 리프래쉬 매니저(110)가 노말 리프래쉬 동작을 수행하는 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 메모리 셀 어레이(130)의 복수의 메모리 셀 로우들을 순차적으로 리프래쉬 시킬 수 있다.The refresh manager 110 may be configured to perform a normal refresh operation when a victim memory address is not received. When the refresh manager 110 performs a normal refresh operation, the refresh manager 110 may sequentially refresh a plurality of memory cell rows of the memory cell array 130 .

본 명세서에서 억세스가 집중되는 메모리 셀 로우를 공격 메모리 셀 로우라고 칭하고, 공격 메모리 셀 로우에 인접하여 희생자가 되는 메모리 셀 로우는 희생 메모리 셀 로우라고 칭한다. 본 명세서에서 희생자가 아닌 메모리 셀 로우는 정상 메모리 셀 로우라고 칭한다.In this specification, a memory cell row to which access is concentrated is referred to as an attack memory cell row, and a memory cell row adjacent to the attack memory cell row to become a victim is referred to as a victim memory cell row. Non-victim memory cell rows are referred to herein as normal memory cell rows.

도 1에서는 리프래쉬 매니저(110)가 메모리 컨트롤러(200)의 리프래쉬 커맨드에 대응하여 로우 해머링 리프래쉬 동작 및 노말 리프래쉬 동작을 수행하는 실시예를 도시하고 있으나, 이는 일 실시예이고, 메모리 장치(100) 내부에서 주기적으로 리프래쉬를 수행하는 셀프 리프래쉬의 경우에도 적용될 수 있다.1 shows an embodiment in which the refresh manager 110 performs a row hammering refresh operation and a normal refresh operation in response to a refresh command of the memory controller 200, but this is an exemplary embodiment, and the memory device (100) can also be applied to the case of self-refresh that periodically performs internal refresh.

모니터링 셀 어레이(120)는 메모리 셀 로우들을 모니터링하여 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 탐지할 수 있다. 모니터링 셀 어레이(120)는 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 탐지하여, 비트 데이터를 생성할 수 있다. The monitoring cell array 120 may monitor memory cell rows to detect whether they are victim memory cell rows. The monitoring cell array 120 may generate bit data by detecting a victim memory cell row among memory cell rows.

모니터링 셀 어레이(120)는 복수의 모니터링 셀들을 포함할 수 있고, 복수의 모니터링 셀들은 복수의 메모리 셀 로우들과 일대일로 연결될 수 있다. 각각의 모니터링 셀은 비트 데이터를 생성할 수 있다. The monitoring cell array 120 may include a plurality of monitoring cells, and the plurality of monitoring cells may be connected to a plurality of memory cell rows one-to-one. Each monitoring cell may generate bit data.

일 실시예에서, 메모리 장치(100)는 비트 데이터 디코더를 더 포함할 수 있고, 모니터링 셀 어레이(120)의 복수의 모니터링 셀들에서 생성된 복수의 비트 데이터들은 비트 데이터 디코더로 출력될 수 있다. 비트 데이터 디코더는 모니터링 셀 어레이(120)로부터 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 어드레스를 생성하여 출력하도록 구성될 수 있다. 희생 메모리 어드레스는 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우에 해당하는 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함할 수 있다. 비트 데이터 디코더에서 출력된 희생 메모리 어드레스는 리프래쉬 매니저(110)에 수신될 수 있다.In one embodiment, the memory device 100 may further include a bit data decoder, and a plurality of bit data generated by a plurality of monitoring cells of the monitoring cell array 120 may be output to the bit data decoder. The bit data decoder may be configured to generate and output a victim memory address based on the bit data received from the monitoring cell array 120 . The victim memory address may include address information of a memory cell row corresponding to a victim memory cell row among memory cell rows. The victim memory address output from the bit data decoder may be received by the refresh manager 110 .

메모리 셀 어레이(130)는 복수의 메모리 셀 로우들을 포함할 수 있다. 메모리 셀 로우들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 복수의 메모리 셀들 각각은 복수의 워드라인들 및 복수의 비트라인들이 교차하는 지점에 위치할 수 있다. 복수의 메모리 셀들은 복수의 워드라인들 및 복수의 비트라인들과 연결된다. 복수의 메모리 셀들 각각은 매트릭스 형태로 제공될 수 있다. The memory cell array 130 may include a plurality of memory cell rows. Each of the memory cell rows may include a plurality of memory cells. Each of the plurality of memory cells may be located at a point where a plurality of word lines and a plurality of bit lines intersect. A plurality of memory cells are connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines. Each of the plurality of memory cells may be provided in a matrix form.

본 명세서에서, 메모리 셀 로우는 복수의 메모리 셀들 중 하나의 로우에 포함되는 메모리 셀들을 의미할 수 있다. 복수의 워드라인들은 메모리 셀 어레이(130)의 복수의 메모리 셀 로우들과 각각 연결될 수 있다. In this specification, a memory cell row may refer to memory cells included in one row among a plurality of memory cells. A plurality of word lines may be respectively connected to a plurality of memory cell rows of the memory cell array 130 .

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 이하, 도 1과 중복되는 내용은 생략한다. 2 is a block diagram illustrating a memory device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Hereinafter, overlapping content with FIG. 1 will be omitted.

도 2를 참조하면, 메모리 장치(100)는 리프래쉬 매니저(110), 리프래쉬 래치(111), 프리차지 비트라인 디코더(112), 모니터링 셀 어레이(120), 비트 데이터 디코더(121) 메모리 셀 어레이(130), 제어 로직(140), 어드레스 버퍼(150), 로우 디코더(151), 칼럼 디코더(152), 및 입출력 회로(160)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the memory device 100 includes a refresh manager 110, a refresh latch 111, a precharge bit line decoder 112, a monitoring cell array 120, and a bit data decoder 121 memory cells. It may include an array 130 , a control logic 140 , an address buffer 150 , a row decoder 151 , a column decoder 152 , and an input/output circuit 160 .

메모리 장치(100)는 DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Ramdom Access Memory), LPDDR(Low Power Double Data Rate) SDRAM, GDDR (Graphics Double Data Rate) SDRAM, RDRAM (Rambus Dynamic Ramdom Access Memory) 등과 같은 동적 랜덤 억세스 메모리(DRAM)일 수 있다. The memory device 100 includes a dynamic random access memory such as DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR (Low Power Double Data Rate) SDRAM, GDDR (Graphics Double Data Rate) SDRAM, RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory), and the like. It may be access memory (DRAM).

제어 로직(140)은 메모리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 로직(140)은 커맨드 디코더(141), 및 모드 레지스터(143)를 포함할 수 있다. 제어 로직(140)은 메모리 컨트롤러(도 1, 200)로부터의 커맨드/어드레스(CA)에 따라, 기록 동작 또는 독출 동작 등과 같은 노말 메모리 동작과 리프래쉬 동작을 수행하도록 제어 신호들을 생성할 수 있다. The control logic 140 may control overall operations of the memory device 100 . The control logic 140 may include a command decoder 141 and a mode register 143 . The control logic 140 may generate control signals to perform a normal memory operation such as a write operation or a read operation and a refresh operation according to a command/address CA from the memory controller ( FIG. 1 200 ).

제어 로직(140)은 메모리 컨트롤러(도 1, 200)로부터의 리프래쉬 커맨드에 따라 메모리 셀 어레이(130)에 대한 리프래쉬 동작을 위한 제어 신호들을 생성할 수 있다. 또한, 제어 로직(140)은 제어 로직(140)은 셀프 리프래쉬 모드에서 메모리 셀 어레이(130)에 대한 리프래쉬 동작을 위한 제어 신호들을 생성할 수 있다. The control logic 140 may generate control signals for a refresh operation on the memory cell array 130 according to a refresh command from the memory controller ( 200 of FIG. 1 ). Also, the control logic 140 may generate control signals for a refresh operation of the memory cell array 130 in the self-refresh mode.

커맨드 디코더(141)는 커맨드/어드레스(CA) 중 커맨드에 기초하여 제어 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 커맨드 디코더(141)은 커맨드/어드레스(CA) 중 리프래쉬 커맨드에 기초하여 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)를 리프래쉬 매니저(110)에 출력하도록 구성될 수 있다. 일 예시에서, 커맨드가 리프래쉬 커맨드인 경우, 커맨드 디코더(141)는 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)를 리프래쉬 매니저(110)에 출력할 수 있다.The command decoder 141 may be configured to generate control signals based on a command among command/address CAs. In an embodiment, the command decoder 141 may be configured to output the refresh enable signal EN_REF to the refresh manager 110 based on a refresh command among commands/addresses CA. In one example, when the command is a refresh command, the command decoder 141 may output a refresh enable signal EN_REF to the refresh manager 110 .

일 실시예에서, 커맨드 디코더(141)은 커맨드/어드레스(CA) 중 액티브 커맨드 또는 억세스 커맨드에 기초하여 메모리 셀 로우들에 대한 억세스를 수행하기 위한 신호들을 리프래쉬 매니저(110)에 출력하도록 구성될 수 있다. 일 예시에서, 커맨드가 액티브 커맨드인 경우, 커맨드 디코더(141)는 억세스 신호를 리프래쉬 매니저(110)에 출력할 수 있다.In one embodiment, the command decoder 141 is configured to output signals for accessing memory cell rows to the refresh manager 110 based on an active command or an access command among command/address CAs. can In one example, when the command is an active command, the command decoder 141 may output an access signal to the refresh manager 110 .

모드 레지스터(143)는 메모리 장치(100)의 동작 환경을 설정하기 위한 정보를 저장하는 다수의 레지스터들을 포함할 수 있다.The mode register 143 may include a plurality of registers that store information for setting an operating environment of the memory device 100 .

제어 로직(140)은 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행하기 위한 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)를 생성하도록 구성될 수 있다. 제어 로직(140)에서 생성된 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)는 리프래쉬 매니저(110)로 출력될 수 있다. 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)는 주기적으로 생성될 수 있고, 주기적으로 생성되는 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)에 기초하여 리프래쉬 매니저(110)는 로우 해머링 리프래쉬 동작 또는 노말 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다.The control logic 140 may be configured to generate a refresh enable signal EN_REF for performing a row hammering refresh operation. The refresh enable signal EN_REF generated by the control logic 140 may be output to the refresh manager 110 . The refresh enable signal EN_REF may be generated periodically, and based on the periodically generated refresh enable signal EN_REF, the refresh manager 110 performs a row hammering refresh operation or a normal refresh operation. can do.

리프래쉬 매니저(110)는 제어 로직(140)으로부터 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)를 수신할 수 있다. 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)가 수신된 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 메모리 셀 어레이(130)에서 리프래쉬가 수행될 메모리 셀 로우를 선택하기 위한 리프래쉬 어드레스(REF_ADDR)를 생성할 수 있다. 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)가 수신된 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 프리차지 신호(PCH_REF)를 생성하여 프리차지 비트라인 디코더(112)로 출력할 수 있다. The refresh manager 110 may receive the refresh enable signal EN_REF from the control logic 140 . When the refresh enable signal EN_REF is received, the refresh manager 110 may generate a refresh address REF_ADDR for selecting a memory cell row to be refreshed in the memory cell array 130 . . When the refresh enable signal EN_REF is received, the refresh manager 110 may generate a precharge signal PCH_REF and output it to the precharge bit line decoder 112 .

리프래쉬 래치(111)는 후술하는 바와 같이, 비트 데이터 디코더(121)로에서 생성된 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 수신하여 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 리프래쉬 래치(111)에 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)이 저장된 경우, 리프래쉬 래치(111)는 저장된 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 리프래쉬 매니저(110)로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 리프래쉬 래치(111)에 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)이 저장되지 않은 경우, 리프래쉬 래치(111)는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 리프래쉬 매니저(110)로 출력하지 않을 수 있다. As will be described later, the refresh latch 111 may receive and store the victim memory address VT_ADDR generated by the bit data decoder 121 . In one embodiment, when the victim memory address VT_ADDR is stored in the refresh latch 111, the refresh latch 111 may output the stored victim memory address VT_ADDR to the refresh manager 110. In one embodiment, when the victim memory address VT_ADDR is not stored in the refresh latch 111, the refresh latch 111 may not output the victim memory address VT_ADDR to the refresh manager 110. .

리프래쉬 매니저(110)는 리프래쉬 래치(111)로부터 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 수신할 수 있다. 리프래쉬 래치(111)로부터 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 수신된 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 리프래쉬 래치(111)로부터 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 수신되지 않은 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 노말 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. The refresh manager 110 may receive the victim memory address VT_ADDR from the refresh latch 111 . When the victim memory address VT_ADDR is received from the refresh latch 111, the refresh manager 110 may perform a row hammering refresh operation. When the victim memory address VT_ADDR is not received from the refresh latch 111, the refresh manager 110 may perform a normal refresh operation.

일 예시에서, 리프래쉬 매니저(110)는 수신된 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)에 따라 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 로우 해머링 리프래쉬 동작은 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 리프래쉬 매니저(110)에 수신된 경우 수행될 수 있다. 로우 해머링 리프래쉬 동작이 수행되는 경우, 리프래쉬 매니저(110)에서 출력되는 리프래쉬 어드레스(REF_ADDR)는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 포함할 수 있다.In one example, the refresh manager 110 may perform a row hammering refresh operation according to the received refresh enable signal EN_REF. The row hammering refresh operation may be performed when the refresh manager 110 receives the victim memory address VT_ADDR. When the row hammering refresh operation is performed, the refresh address REF_ADDR output from the refresh manager 110 may include the victim memory address VT_ADDR.

다른 예시에서, 리프래쉬 매니저(110)는 수신된 리프래쉬 인에이블 신호(EN_REF)에 따라 노말 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 노말 리프래쉬 동작은 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 리프래쉬 매니저(110)에 수신되지 않는 경우 수행될 수 있다. 노말 리프래쉬 동작이 수행되는 경우, 리프래쉬 매니저(110)는 내부에 포함된 카운터(CNT)의 카운팅 동작에 따라 그 값이 증가하는 리프래쉬 어드레스(REF_ADDR)를 순차적으로 생성할 수 있다. In another example, the refresh manager 110 may perform a normal refresh operation according to the received refresh enable signal EN_REF. A normal refresh operation may be performed when the refresh manager 110 does not receive the victim memory address VT_ADDR. When a normal refresh operation is performed, the refresh manager 110 may sequentially generate refresh addresses REF_ADDR whose value increases according to the counting operation of the counter CNT included therein.

프리차지 비트라인 디코더(112)는 리프래쉬 매니저(110)로부터 프리차지 신호(PCH_REF)를 수신하도록 구성될 수 있다. 프리차지 비트라인 디코더(112)는 모니터링 셀 어레이(120)의 프리차지 비트라인에 활성화 전압을 인가할 수 있다.The precharge bit line decoder 112 may be configured to receive the precharge signal PCH_REF from the refresh manager 110 . The precharge bit line decoder 112 may apply an activation voltage to the precharge bit line of the monitoring cell array 120 .

도 2의 실시예에서는, 리프래쉬가 수행될 로우를 지시하는 리프래쉬 어드레스(REF_ADDR)가 메모리 장치(100) 내에서 생성되는 것으로 설명되었으나, 또 다른 실시예에서는 리프래쉬 매니저(110)가 메모리 컨트롤러(도 1, 200)에 포함되어 리프래쉬 어드레스(REF_ADDR)는 메모리 컨트롤러(도 1, 200)로부터 직접 제공될 수 있다.In the embodiment of FIG. 2 , it has been described that the refresh address REF_ADDR indicating a row to be refreshed is generated in the memory device 100, but in another embodiment, the refresh manager 110 is a memory controller The refresh address REF_ADDR included in (FIG. 1, 200) may be directly provided from the memory controller (FIG. 1, 200).

모니터링 셀 어레이(120)는 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 탐지하여, 비트 데이터를 생성하고, 생성된 비트 데이터를 비트 데이터 디코더로 출력하도록 구성될 수 있다. 모니터링 셀 어레이(120)는 복수의 모니터링 셀들을 포함할 수 있다. 복수의 모니터링 셀들은 메모리 셀 어레이의 복수의 메모리 셀 로우들에 일대일로 대응될 수 있다.The monitoring cell array 120 may be configured to detect a victim memory cell row among memory cell rows, generate bit data, and output the generated bit data to a bit data decoder. The monitoring cell array 120 may include a plurality of monitoring cells. The plurality of monitoring cells may correspond one-to-one to the plurality of memory cell rows of the memory cell array.

일 실시예에서, 모니터링 셀 어레이(120)는 메모리 셀 어레이(130)의 복수의 워드라인들을 공유하면서 인접하게 배치될 수 있다. 다시 말해, 모니터링 셀 어레이(120)의 모니터링 셀들은 메모리 셀 어레이(130)의 외각의 더미 메모리 셀들을 활용한 것일 수 있다. 모니터링 셀들은 그와 대응되는 메모리 셀 로우들과 각각 동일한 워드라인을 공유할 수 있다. In one embodiment, the monitoring cell array 120 may be disposed adjacent to each other while sharing a plurality of word lines of the memory cell array 130 . In other words, the monitoring cells of the monitoring cell array 120 may utilize dummy memory cells outside the memory cell array 130 . Monitoring cells may share the same word line as corresponding memory cell rows.

다른 실시예에서, 모니터링 셀 어레이(120)는 메모리 셀 어레이(130)에 이격하여 배치될 수 있다. 다시 말해, 모니터링 셀 어레이(120)의 모니터링 셀들은 별도로 구비되어 메모리 셀 어레이(130)와 이격 배치될 수 있다. 모니터링 셀들은 그와 대응되는 메모리 셀 로우들과 동일한 워드라인을 공유할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 별도의 서브 워드라인들을 통해 메모리 셀 로우들과 연결될 수도 있다.In another embodiment, the monitoring cell array 120 may be spaced apart from the memory cell array 130 . In other words, the monitoring cells of the monitoring cell array 120 may be provided separately and spaced apart from the memory cell array 130 . The monitoring cells may share the same word line as the corresponding memory cell rows, but are not limited thereto, and may be connected to the memory cell rows through separate sub word lines.

모니터링 셀들 각각은 연결된 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우인지 판단하도록 구성될 수 있다. 모니터링 셀은 희생 메모리 셀 로우를 탐지하여 비트 데이터를 생성할 수 있다. 비트 데이터는 하이 비트 및 로우 비트를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 모니터링 셀에 연결된 메모리 셀 로우가 희생자라고 판단되는 경우, 모니터링 셀은 하이 비트를 생성할 수 있다. 일 예시에서, 모니터링 셀에 연결된 메모리 셀 로우가 희생자가 아니라고 판단되는 경우, 모니터링 셀은 로우 비트를 생성할 수 있다. Each of the monitoring cells may be configured to determine whether a connected memory cell row is a victim memory cell row. The monitoring cell may generate bit data by detecting the victim memory cell row. Bit data may include a high bit and a low bit. In one example, when it is determined that a row of memory cells connected to the monitoring cell is a victim, the monitoring cell may generate a high bit. In one example, if it is determined that a row of memory cells connected to the monitoring cell is not a victim, the monitoring cell may generate a row bit.

본 명세서에서 하이 비트를 생성하는 것은 1의 신호를 생성하는 것을 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 로우 비트를 생성하는 것은 0의 신호를 생성하는 것을 지칭할 수 있고, 이에 제한되지 않으며, 신호를 발생시키지 않는 것을 의미할 수도 있다.Generating a high bit herein may refer to generating a signal of 1. Generating a low bit in this specification may refer to generating a signal of 0, is not limited thereto, and may also mean not generating a signal.

비트 데이터 디코더(121)는 모니터링 셀 어레이(120)에서 수신된 비트 데이터에 기반하여 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 출력하도록 구성될 수 있다. 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)는 희생 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스 정보를 포함할 수 있다. 비트 데이터 디코더(121)는 희생 메모리 셀 로우로 판단된 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스 정보를 포함하는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 출력할 수 있다. The bit data decoder 121 may be configured to output the victim memory address VT_ADDR based on bit data received from the monitoring cell array 120 . The victim memory address VT_ADDR may include address information about victim memory cell rows. The bit data decoder 121 may output a victim memory address VT_ADDR including address information about memory cell rows determined to be victim memory cell rows.

일 예시에서, 특정 메모리 셀 로우들에 연결된 모니터링 셀로부터 하이 비트가 수신된 경우, 비트 데이터 디코더(121)는 해당 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스를 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)로 출력할 수 있다. 일 예시에서, 모든 메모리 셀 로우들에 연결된 모니터링 셀로부터 로우 비트가 수신된 경우, 비트 데이터 디코더(121)는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 출력하지 않을 수 있다. In one example, when a high bit is received from a monitoring cell connected to specific memory cell rows, the bit data decoder 121 may output addresses of the corresponding memory cell rows as the victim memory address VT_ADDR. In one example, when low bits are received from monitoring cells connected to all memory cell rows, the bit data decoder 121 may not output the victim memory address VT_ADDR.

메모리 셀 어레이(130)는 복수의 메모리 셀 로우들을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 셀 로우를 구성하는 메모리 셀들은 동일한 워드라인을 공유할 수 있다. 복수의 메모리 셀 로우들은 그에 대응되는 모니터링 셀들과 일대일로 연결될 수 있다. 따라서, 각각의 모니터링 셀은 그에 대응되는 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단하여 비트 데이터를 생성할 수 있다.The memory cell array 130 may include a plurality of memory cell rows. Memory cells constituting each memory cell row may share the same word line. A plurality of memory cell rows may be connected one-to-one with corresponding monitoring cells. Accordingly, each monitoring cell may generate bit data by determining whether a corresponding memory cell row is a victim memory cell row.

어드레스 버퍼(150)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 제공되는 커맨드/어드레스(CA) 중 어드레스를 수신할 수 있다. 어드레스 버퍼(150)에 수신되는 어드레스는 메모리 셀 어레이(130)의 로우를 지시하기 위한 로우 어드레스(ROW_ADDR)와 칼럼을 지시하기 위한 칼럼 어드레스(COL_ADDR)를 포함할 수 있다. 로우 어드레스(ROW_ADDR)는 로우 디코더(151)로 제공될 수 있으며, 칼럼 어드레스(COL_ADDR)는 칼럼 디코더(152)로 제공될 수 있다. The address buffer 150 may receive an address among command/address CAs provided from the memory controller 200 . The address received by the address buffer 150 may include a row address ROW_ADDR indicating a row of the memory cell array 130 and a column address COL_ADDR indicating a column. The row address ROW_ADDR may be provided to the row decoder 151 and the column address COL_ADDR may be provided to the column decoder 152 .

로우 디코더(151)는 어드레스 버퍼(150)로부터 로우 어드레스(ROW_ADDR)를 수신할 수 있다. 로우 디코더(151)는 수신된 로우 어드레스(ROW_ADDR)에 기반하여, 복수의 워드라인들 중 하나(또는 복수)의 워드라인, 예를 들어, 복수의 메모리 셀 로우들 중 하나(또는 복수)의 메모리 셀 로우를 선택하기 위한 워드라인 제어 신호(PXI)를 생성할 수 있다. The row decoder 151 may receive the row address ROW_ADDR from the address buffer 150 . The row decoder 151 outputs one (or a plurality of) word lines among a plurality of word lines, for example, one (or a plurality of) memory cells among a plurality of memory cell rows, based on the received row address ROW_ADDR. A word line control signal PXI for selecting a cell row may be generated.

로우 디코더(151)는 로우 어드레스(ROW_ADDR)에 기반하여 워드라인을 선택하고, 선택된 워드라인에 대응되는 메모리 셀 로우를 턴-온 하는 전압(이하, 활성화 전압이라 칭한다)을 인가하여, 메모리 셀 로우를 활성화할 수 있다. 선택된 워드라인이 활성화된 후에, 선택된 행의 메모리 셀들의 데이터 비트들에 대한 액세스가 허용될 수 있다.The row decoder 151 selects a word line based on the row address ROW_ADDR, applies a voltage (hereinafter referred to as an activation voltage) to turn on a memory cell row corresponding to the selected word line, and can be activated. After the selected word line is activated, access to data bits of the memory cells of the selected row may be allowed.

로우 디코더(151)는 로우 어드레스(ROW_ADDR)를 기반으로 선택된 메모리 셀 로우를 턴-오프 하는 전압을 인가하여, 선택된 메모리 셀 로우를 비활성화할 수 있다. 선택된 메모리 셀 로우가 비활성화된 후에, 다른 메모리 셀 로우에 대한 활성화가 허용될 수 있다.The row decoder 151 may deactivate the selected memory cell row by applying a voltage to turn off the selected memory cell row based on the row address ROW_ADDR. After the selected memory cell row is deactivated, other memory cell rows may be allowed to be activated.

칼럼 디코더(152)는 어드레스 버퍼(150)로부터 칼럼 어드레스(COL_ADDR)를 수신할 수 있다. 칼럼 디코더(152)는 수신된 칼럼 어드레스(COL_ADDR)에 기반하여, 메모리 셀 어레이(130)의 복수의 비트라인들 중 하나의 비트라인을 선택할 수 있다. The column decoder 152 may receive the column address COL_ADDR from the address buffer 150 . The column decoder 152 may select one bit line from among a plurality of bit lines of the memory cell array 130 based on the received column address COL_ADDR.

칼럼 디코더(152)는 감지 증폭기 및 쓰기 드라이버를 더 포함할 수 있다. 감지 증폭기 및 쓰기 드라이버는 비트라인에 연결되어 독출 동작 및 기입 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.The column decoder 152 may further include a sense amplifier and a write driver. The sense amplifier and the write driver may be connected to the bit line to perform a read operation and a write operation.

메모리 셀 어레이(130)에 기입 동작이 수행되는 경우, 칼럼 디코더(152)는 수신된 칼럼 어드레스(COL_ADDR)를 기반으로 선택된 비트라인에 연결된 쓰기 드라이버에 전압을 인가하여 비트라인에 연결된 활성화된 메모리 셀들을 차지시킬 수 있다. When a write operation is performed on the memory cell array 130, the column decoder 152 applies a voltage to a write driver connected to a selected bit line based on the received column address COL_ADDR to activate the memory cell connected to the bit line. can occupy them.

메모리 셀 어레이(130)에 독출 동작이 수행되는 경우, 칼럼 디코더(152)는 비트라인에 연결된 감지 증폭기에 의해 메모리 셀들에 저장된 데이터를 독출할 수 있다.When a read operation is performed on the memory cell array 130, the column decoder 152 may read data stored in the memory cells by means of a sense amplifier connected to the bit line.

입출력 회로(160)는 외부 장치(예를 들어, 메모리 컨트롤러(200))와 데이터(DATA)를 주고받을 수 있다. 입출력 회로(160)는 외부 장치로부터 수신된 데이터(DATA)를 감지 증폭기 및 쓰기 드라이버로 제공하거나 또는 감지 증폭기 및 쓰기 드라이버로부터 수신된 데이터(DATA)를 외부 장치로 제공할 수 있다.The input/output circuit 160 may exchange data DATA with an external device (eg, the memory controller 200). The input/output circuit 160 may provide data DATA received from an external device to a sense amplifier and a write driver, or may provide data DATA received from a sense amplifier and a write driver to an external device.

본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이(130), 모니터링 셀 어레이(120) 및 비트 데이터 디코더(121)의 동작 및 구조는 이하의 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.Operations and structures of the memory cell array 130, the monitoring cell array 120, and the bit data decoder 121 according to an embodiment of the present disclosure will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 below.

도 3은 도 2의 메모리 장치에서 메모리 셀 어레이의 일 실시예를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3의 제1 서브 어레이(130-1), 제1 서브 메모리 셀 어레이, 및 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a memory cell array in the memory device of FIG. 2 . 4 is a diagram illustrating the first sub-array 130-1, the first sub-memory cell array, and the first sub-bit data decoder 121-1 of FIG. 3 .

본 개시의 기술적 사상을 좀 더 명확하게 설명하기 위해, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 개시에 따른 메모리 장치(100)의 메모리 셀 어레이(130), 모니터링 셀 어레이(120) 및 비트 데이터 디코더(121)의 구조 및 동작이 설명된다. 이하에서, 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위해, 본 개시의 실시예를 설명하는데 불필요한 구성 요소들(예를 들어, 비트라인들, 메모리 셀들 등)은 도면들에서 생략된다. 그러나 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 도면들에서 각 서브 어레이에 포함된 워드라인들의 개수는 증가/감소될 수 있다.To more clearly describe the technical idea of the present disclosure, the memory cell array 130, the monitoring cell array 120, and the bit data decoder of the memory device 100 according to the present disclosure are provided with reference to FIGS. 3 and 4 121) is described. Hereinafter, for brevity of the drawings and convenience of description, components unnecessary for describing the exemplary embodiments of the present disclosure (eg, bit lines, memory cells, etc.) are omitted from the drawings. However, the scope of the present disclosure is not limited thereto. Also, in the drawings below, the number of word lines included in each sub array may be increased/decreased.

이하에서, 워드라인 제어 신호(PXI)는 메모리 셀 어레이(130)에 포함된 복수의 워드라인들 중 적어도 하나를 선택하여 제어하기 위한 신호일 수 있다. 워드라인 제어 신호(PXI)는 로우 디코더(151)에 의해 생성될 수 있거나 또는 로우 디코더(151)의 디코딩 결과를 기반으로 워드라인 제어 신호를 생성하도록 구성된 별도의 신호 생성기를 통해 생성될 수 있다. Hereinafter, the word line control signal PXI may be a signal for selecting and controlling at least one of a plurality of word lines included in the memory cell array 130 . The word line control signal PXI may be generated by the row decoder 151 or may be generated by a separate signal generator configured to generate a word line control signal based on a decoding result of the row decoder 151 .

도 3을 참조하면, 메모리 셀 어레이(130)는 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)및 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the memory cell array 130 includes a plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m and a plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ... . , swdm).

복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)각각은 복수의 워드라인들(WL11, WL12, ... , WLmn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 어레이(130-1)는 워드라인들(WL11~WL1n)을 포함할 수 있고, 제2 서브 어레이(130-2)는 워드라인들(WL21~WL2n)을 포함할 수 있고, 제m 서브 어레이(130-m)는 워드라인들(WLm1~WLmn)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, WLxy의 참조 기호는 제x 서브 어레이에 포함된 y번째 행의 워드라인을 지칭할 수 있다. 즉, WL11, WL21, WLn1의 워드라인들 각각은 서로 다른 서브 어레이에 포함되나 동일한 제1 행에 위치한 워드라인들일 수 있다. 일 실시예에서, 동일한 행에 위치한 워드라인들은 동일한 타이밍에 구동되거나 또는 활성화될 수 있다. 즉, WL11, WL21, WLn1의 워드라인들 각각은 제1 행에 대응하는 제1 워드라인(WLx1)으로 지칭되거나 또는 제1 행에 대응하는 제1 워드라인(WLx1)을 공유하는 것으로 이해될 것이다.Each of the plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may include a plurality of word lines WL11, WL12, ..., WLmn. For example, the first subarray 130-1 may include word lines WL11 to WL1n, and the second subarray 130-2 may include word lines WL21 to WL2n. , and the m-th sub-array 130-m may include word lines WLm1 to WLmn. In one embodiment, a reference symbol of WLxy may refer to a word line of a y-th row included in an x-th sub-array. That is, each of the word lines of WL11, WL21, and WLn1 may be word lines included in different sub-arrays but located in the same first row. In one embodiment, word lines located in the same row may be driven or activated at the same timing. That is, it will be understood that each of the word lines WL11, WL21, and WLn1 is referred to as a first word line WLx1 corresponding to the first row or shares the first word line WLx1 corresponding to the first row. .

복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)및 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)은 서로 교번하여 배열될 수 있다. 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)각각은 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)과 일대일 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 어레이(130-1)는 그에 대응하는 제1 서브 워드라인 드라이버(swd1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제m 서브 어레이(130-m)은 그에 대응하는 제m 서브 워드라인 드라이버(swdm)과 전기적으로 연결될 수 있다.The plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m and the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm may be alternately arranged. Each of the plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may correspond one-to-one with the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm. For example, the first sub array 130-1 may be electrically connected to a corresponding first sub word line driver swd1. For example, the m-th sub-array 130-m may be electrically connected to the corresponding m-th sub-word line driver swdm.

제1 서브 워드라인 드라이버(swd1)는 제1 서브 어레이(130-1)의 워드라인들(WL11~WL1n)과 연결되고, 워드라인 제어 신호(PXI)에 응답하여 그것들을 제어하도록 구성될 수 있다. 제2 서브 워드라인 드라이버(swd2)는 제2 서브 어레이(130-2)의 워드라인들(WL21~WL2n)과 연결되고, 워드라인 제어 신호(PXI)에 응답하여 그것들을 제어하도록 구성될 수 있다. 제m 서브 워드라인 드라이버(swdm)는 제m 서브 어레이(130-m)의 워드라인들(WLm1~WLmn)과 연결되고, 워드라인 제어 신호(PXI)에 응답하여 그것들을 제어할 수 있다. The first sub-word line driver swd1 is connected to the word lines WL11 to WL1n of the first sub-array 130-1 and may be configured to control them in response to the word line control signal PXI. . The second sub word line driver swd2 may be connected to the word lines WL21 to WL2n of the second sub array 130-2 and control them in response to the word line control signal PXI. . The m-th sub-word line driver swdm is connected to the word lines WLm1 to WLmn of the m-th sub-array 130-m and controls them in response to the word line control signal PXI.

예를 들어, 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)는 워드라인 구동 회로들을 포함할 수 있다. 워드라인 구동 회로는 워드라인 제어 신호(PXI)에 응답하여 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)에 연결된 워드라인들 제어할 수 있다. For example, the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm may include word line driving circuits. The word line driving circuit may control word lines connected to the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm in response to the word line control signal PXI.

일 실시예에서, 제3 워드라인들(WL13~WLm3)이 선택된 워드라인인 것으로 가정한다. 이 경우, 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)의 워드라인 구동 회로는 워드라인 제어 신호(PXI)에 응답하여, 제3 워드라인들(WL13~WLm3)로 고전압(HIGH)을 제공할 수 있고, 제3 워드라인들을 제외한 선택되지 않은 워드라인들로는 저전압(LOW)을 제공할 수 있다. In one embodiment, it is assumed that the third word lines WL13 to WLm3 are selected word lines. In this case, the word line driving circuits of the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm supply high voltage to the third word lines WL13 to WLm3 in response to the word line control signal PXI. (HIGH) may be provided, and a low voltage (LOW) may be provided to unselected word lines excluding the third word lines.

일 실시예에서, 고전압(HIGH)은 선택된 워드라인으로 제공되는 선택 전압을 가리키고, 저전압(LOW)은 비선택 워드라인들로 제공되는 비선택 전압일 수 있다. 선택 전압에 의해 메모리 셀들의 선택 트랜지스터가 턴-온되고, 비선택 전압에 의해 선택 트랜지스터가 턴-오프될 수 있다.In an embodiment, the high voltage HIGH may indicate a selected voltage provided to a selected word line, and the low voltage LOW may be a non-selected voltage provided to unselected word lines. The selection transistors of the memory cells may be turned on by the selection voltage, and the selection transistors may be turned off by the non-selection voltage.

일 실시예에서, 모니터링 셀 어레이(120)는 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)을 포함할 수 있다. 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)에 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)이 직접 연결될 수 있다. 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)과 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)은 동일한 워드라인들을 공유할 수 있다. 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)은 프리차지 비트라인을 공유할 수 있다. 프리차지 비트라인은 프리차지 제어 신호(PCH)를 통해 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)에 포함된 캐패시터들을 차지시킬 수 있다.In one embodiment, the monitoring cell array 120 may include a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m. The plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m are directly connected to the plurality of sub-arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m. can The plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m and the plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m have the same word. lines can be shared. A plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m may share a precharge bit line. The precharge bit line may charge capacitors included in the plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m through the precharge control signal (PCH).

일 실시예에서, 각각의 서브 모니터링 셀 어레이는 그에 대응하는 서브 어레이의 일 측면에 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 모니터링 셀 어레이(120)의 모니터링 셀들은 메모리 셀 어레이(130)의 외각의 더미 메모리 셀들을 활용한 것일 수 있다.In one embodiment, each sub-monitoring cell array may be disposed adjacent to one side of a corresponding sub-array. In one embodiment, the monitoring cells of the monitoring cell array 120 may utilize dummy memory cells outside the memory cell array 130 .

예를 들어, 제1 서브 어레이(130-1)와 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)가 제1 내지 제n 워드라인들(WL11~WL1n)을 공유하면서 인접하게 배치될 수 있다. 제2 서브 어레이(130-2)와 제2 서브 모니터링 셀 어레이(120-2)가 제1 내지 제n 워드라인들(WL21~WL2n)을 공유하면서 인접하게 배치될 수 있다. 제m 서브 어레이(130-m)와 제m 서브 모니터링 셀 어레이(120-m)가 제1 내지 제n 워드라인들(WLm1~WLmn)을 공유하면서 인접하게 배치될 수 있다.For example, the first sub-array 130-1 and the first sub-monitoring cell array 120-1 may be disposed adjacent to each other while sharing the first to n-th word lines WL11 to WL1n. The second sub-array 130-2 and the second sub-monitoring cell array 120-2 may be disposed adjacent to each other while sharing the first to nth word lines WL21 to WL2n. The mth sub-array 130-m and the mth sub-monitoring cell array 120-m may be disposed adjacent to each other while sharing the first to nth word lines WLm1 to WLmn.

서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m) 각각은 복수의 모니터링 셀들을 포함할 수 있다. 각각의 모니터링 셀은 희생 메모리 셀 로우를 판별하여 비트 데이터를 생성하여 출력할 수 있다. Each of the sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m may include a plurality of monitoring cells. Each monitoring cell may determine a victim memory cell row to generate and output bit data.

복수의 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)이 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)과 직접 연결될 수 있다. 복수의 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)을 구성하는 복수의 모니터링 셀들로부터 비트 데이터를 수신할 수 있다. 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 생성하여 출력할 수 있다. 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 모니터링 셀들 중 희생 메모리 셀 로우와 워드라인을 공유하는 모니터링 셀로부터 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함하는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 생성할 수 있다.A plurality of sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m are connected to a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m can be directly connected. A plurality of sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m use a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m Bit data may be received from a plurality of constituting monitoring cells. The sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m may generate and output a victim memory address VT_ADDR based on the received bit data. The sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m generate a victim memory cell row based on bit data received from a monitoring cell sharing a word line with the victim memory cell row among the monitoring cells. A victim memory address VT_ADDR including address information of VT may be generated.

제1 내지 제m 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)은 서로 동일한 구조를 갖고 동일한 워드라인 제어 신호를 통해 동시에 동작할 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제m 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)과 제1 내지 제m 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)도 서로 동일한 구조를 갖고 동일한 동작을 동시에 수행할 수 있다. 이하, 도 4를 참조하여, 제1 서브 어레이(130-1), 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1) 및 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)의 구조 및 동작에 대하여 대표적으로 설명한다. The first to mth sub-arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may have the same structure and simultaneously operate through the same word line control signal. Similarly, the first to mth sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m and the first to mth bit data decoders 121-1, 121-2, ... , 121-m) can also have the same structure and simultaneously perform the same operation. Hereinafter, with reference to FIG. 4, structures and operations of the first sub-array 130-1, the first sub-monitoring cell array 120-1, and the first sub-bit data decoder 121-1 are representatively described. do.

도 4를 참조하면, 제1 서브 어레이(130-1), 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)가 워드라인들을 공유하면서 인접하게 배치될 수 있다. 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)가 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)와 연결될 수 있다. 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)는 제1 서브 어레이(130-1)와 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1) 사이에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4 , a first sub-array 130-1 and a first sub-monitoring cell array 120-1 may be disposed adjacent to each other while sharing word lines. The first sub-bit data decoder 121-1 may be connected to the first sub-monitoring cell array 120-1. The first sub-monitoring cell array 120-1 may be disposed between the first sub-array 130-1 and the first sub-bit data decoder 121-1.

제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)는 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)을 포함할 수 있다. 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 메모리 셀 로우들(MCLR1, MCLR2, … , MCLRn)과 일대일 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 모니터링 셀(Mnt_cell1)은 제1 메모리 셀 로우(MCLR1)와 제1 워드라인(WL11)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)은 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)와 제2 워드라인을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제n 모니터링 셀(Mnt_celln)은 제n 메모리 셀 로우(MCLRn)와 제n 워드라인을 공유할 수 있다.The first sub-monitoring cell array 120-1 may include a plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln. The plurality of monitoring cells Mnt_cell1 , Mnt_cell2 , ... , Mnt_celln may have a one-to-one correspondence with the memory cell rows MCLR1 , MCLR2 , ... , MCLRn. For example, the first monitoring cell Mnt_cell1 may share the first memory cell row MCLR1 and the first word line WL11. For example, the second monitoring cell Mnt_cell2 may share the second word line with the second memory cell row MCLR2. For example, the nth monitoring cell Mnt_celln may share an nth word line with the nth memory cell row MCLRn.

모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln) 각각은 트랜지스터, 캐패시터(TC1, TC2, … , TCn) 및 비트 데이터 생성기(ADC)를 포함할 수 있다. 각각의 모니터링 셀에서 트랜지스터의 게이트 단자는 워드라인과 연결될 수 있고, 트랜지스터의 제1 소스/드레인 단자는 캐패시터와 연결될 수 있다. 트랜지스터의 제2 소스/드레인 단자는 프리차지 비트라인과 연결될 수 있다. 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)을 구성하는 트랜지스터, 캐패시터(TC1, TC2, … , TCn) 및 프리차지 비트라인(PBL)의 연결 구조는 메모리 셀과 실질적으로 동일할 수 있다. Each of the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln may include transistors, capacitors TC1, TC2, ..., TCn, and a bit data generator ADC. In each monitoring cell, a gate terminal of a transistor may be connected to a word line, and a first source/drain terminal of a transistor may be connected to a capacitor. A second source/drain terminal of the transistor may be connected to the precharge bit line. A connection structure of the transistors, capacitors TC1 , TC2 , ... , TCn constituting the monitoring cells Mnt_cell1 , Mnt_cell2 , ... , Mnt_celln and the precharge bit line PBL may be substantially the same as that of the memory cell.

제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)를 구성하는 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 프리차지 비트라인(PBL)을 공유할 수 있다. 프리차지 비트라인(PBL)은 초기 상태에서 캐패시터들(TC1, TC2, … , TCn)의 전압을 인가하기 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 프리차지 비트라인(PBL)은 리프래쉬 동작을 수행하는 과정에서 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)에 대한 리프래쉬 동작을 수행하기 위한 것일 수 있다. 일 실시예에서, 프리차지 비트라인(PBL)은 메모리 셀 어레이(130)를 구성하는 비트라인과 실질적으로 동일하여 구별되지 않을 수 있다. A plurality of monitoring cells (Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln) constituting the first sub-monitoring cell array 120-1 may share the precharge bit line (PBL). The precharge bit line PBL may be for applying voltages to the capacitors TC1, TC2, ..., TCn in an initial state, but may not be limited thereto. For example, the precharge bit line PBL may be for performing a refresh operation on a plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln in the process of performing the refresh operation. In one embodiment, the precharge bit line PBL is substantially the same as the bit line constituting the memory cell array 130 and may not be distinguished.

비트 데이터 생성기(ADC)는 트랜지스터의 제1 소스/드레인 단자와 연결될 수 있다. 비트 데이터 생성기(ADC)는 모니터링 셀의 캐패시터에 인가되는 전압에 기초하여 하이 비트 또는 로우 비트를 생성하여 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)로 출력할 수 있다. The bit data generator ADC may be connected to the first source/drain terminal of the transistor. The bit data generator ADC generates a high bit or a low bit based on the voltage applied to the capacitor of the monitoring cell and outputs the generated high bit or low bit to the first sub-bit data decoder 121-1.

복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 그에 대응하는 복수의 메모리 셀 로우들(MCLR1, MCLR2, … , MCLRn)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 모니터링 셀(Mnt_cell1)은 제1 워드라인(WL11)과 연결될 수 있고, 이에 따라, 제1 모니터링 셀(Mnt_cell1)은 제1 메모리 셀 로우(MCLR1)와 제1 워드라인(WL11)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)은 제2 워드라인(WL12)과 연결될 수 있고, 이에 따라, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)은 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)와 제2 워드라인(WL12)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제n 모니터링 셀(Mnt_celln)은 제n 워드라인(WL1n)과 연결될 수 있고, 이에 따라, 제n 모니터링 셀(Mnt_celln)은 제n 메모리 셀 로우(MCLRn)와 제n 워드라인(WL1n)을 공유할 수 있다.The plurality of monitoring cells Mnt_cell1 , Mnt_cell2 , ... , Mnt_celln may be connected to a plurality of corresponding memory cell rows MCLR1 , MCLR2 , ... , MCLRn. For example, the first monitoring cell Mnt_cell1 may be connected to the first word line WL11. Accordingly, the first monitoring cell Mnt_cell1 may be connected to the first memory cell row MCLR1 and the first word line WL11. ) can be shared. For example, the second monitoring cell Mnt_cell2 may be connected to the second word line WL12. Accordingly, the second monitoring cell Mnt_cell2 may be connected to the second memory cell row MCLR2 and the second word line WL12. ) can be shared. For example, the n th monitoring cell Mnt_celln may be connected to the n th word line WL1n. Accordingly, the n th monitoring cell Mnt_celln may be connected to the n th memory cell row MCLRn and the n th word line WL1n. ) can be shared.

각각의 모니터링 셀은 워드라인을 공유하는 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 모니터링 셀(Mnt_cell1)은 제1 메모리 셀 로우(MCLR1)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)은 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제n 모니터링 셀(Mnt_celln)은 제n 메모리 셀 로우(MCLRn)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다.Each monitoring cell may determine whether a memory cell row sharing a word line is a victim memory cell row. For example, the first monitoring cell Mnt_cell1 may determine whether the first memory cell row MCLR1 is a victim memory cell row. For example, the second monitoring cell Mnt_cell2 may determine whether the second memory cell row MCLR2 is a victim memory cell row. For example, the nth monitoring cell Mnt_celln may determine whether the nth memory cell row MCLRn is a victim memory cell row.

모니터링 셀이 그에 대응하는 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우로 판단한 경우, 모니터링 셀로부터 하이 비트가 출력될 수 있다. 모니터링 셀에 의해 희생 메모리 셀 로우로 판단되지 않는 경우, 모니터링 셀로부터 로우 비트가 출력될 수 있다.When the monitoring cell determines that the corresponding memory cell row is a victim memory cell row, a high bit may be output from the monitoring cell. When the victim memory cell is not determined to be low by the monitoring cell, a low bit may be output from the monitoring cell.

일 실시예에서, 각각의 모니터링 셀에서 캐패시터에 인가되는 전압이 문턱 전압 이하로 하강하는 경우, 비트 데이터 생성기(ADC)는 하이 비트를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 모니터링 셀에서 캐패시터에 인가되는 전압이 문턱 전압 이상인 경우, 비트 데이터 생성기(ADC)는 로우 비트를 출력할 수 있다. 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)의 비트 데이터 생성기들(ADC)에서 출력된 비트 데이터들은 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)로 수신될 수 있다.In one embodiment, when a voltage applied to a capacitor in each monitoring cell drops below a threshold voltage, the bit data generator ADC may output a high bit. In one embodiment, when a voltage applied to a capacitor in each monitoring cell is equal to or greater than a threshold voltage, the bit data generator ADC may output a low bit. Bit data output from the bit data generators ADC of the plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln may be received by the first sub-bit data decoder 121-1.

본 명세서에서, 초기 전압은 리프래쉬 동작에 의해 메모리 셀들 또는 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)의 캐패시터들(TC1, TC2, … , TCn)에 인가되는 초기 상태의 전압을 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 문턱 전압은 모니터링 셀이 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 전압을 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 손실 전압은 메모리 셀의 캐패시터에 데이터가 손상되는 기준 전압을 지칭할 수 있다. In this specification, the initial voltage may refer to a voltage in an initial state applied to capacitors TC1, TC2, ..., TCn of memory cells or monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln by a refresh operation. . In this specification, a threshold voltage may refer to a voltage that is a reference for determining whether a monitoring cell is a victim memory cell row. In this specification, the loss voltage may refer to a reference voltage at which data is damaged in a capacitor of a memory cell.

일 실시예에서, 문턱 전압은 손실 전압보다 크고 초기 전압보다 작을 수 있다. 예를 들어, 손실 전압은 초기 전압의 0.2배 이하의 전압일 수 있고, 문턱 전압은 초기 전압의 0.4배 내지 0.6배일 수 있다. In one embodiment, the threshold voltage may be greater than the loss voltage and less than the initial voltage. For example, the loss voltage may be 0.2 times or less of the initial voltage, and the threshold voltage may be 0.4 to 0.6 times of the initial voltage.

제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)는 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)에서 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스(희생 메모리 어드레스(VT_ADDR))를 생성하여 출력할 수 있다. The first sub-bit data decoder 121-1 generates addresses (victim memory address VT_ADDR) for victim memory cell rows based on the bit data received from the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln, can be printed out.

일 실시예에서, 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)는 하이 비트를 생성하는 모니터링 셀에 대응하는 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 모니터링 셀들이 모두 로우 비트를 생성하는 경우, 비트 데이터 디코더로부터 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 출력되지 않거나, 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)에 어드레스 정보가 포함되지 않을 수 있다. 복수의 모니터링 셀들이 모두 로우 비트를 생성하는 경우, 리프래쉬 매니저는 노말 리프래쉬 동작을 수행하여 복수의 메모리 셀 로우들을 순차적으로 리프래쉬할 수 있다.In one embodiment, the victim memory address VT_ADDR may include address information of a memory cell row corresponding to a monitoring cell generating a high bit. In another embodiment, when all of the plurality of monitoring cells generate low bits, the victim memory address VT_ADDR may not be output from the bit data decoder, or address information may not be included in the victim memory address VT_ADDR. When all of the plurality of monitoring cells generate low bits, the refresh manager may sequentially refresh the plurality of memory cell rows by performing a normal refresh operation.

메모리 셀 로우들 중 일부 메모리 셀 로우들(이하, 공격 메모리 셀 로우라 칭한다)에 대하여 억세스가 집중되는 경우, 공격 메모리 셀 로우 주변에 배치되는 메모리 셀 로우(이하, 희생 메모리 셀 로우라 칭한다)들의 캐패시터에 인가되는 전압이 영향을 받을 수 있다. 즉, 로우 해머링에 의해 희생 메모리 셀 로우들에 저장된 데이터들이 손상될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에서 모니터링 셀이 희생 메모리 셀 로우를 판단하는 동작을 구체적으로 설명한다.When access is concentrated on some of the memory cell rows (hereinafter referred to as attack memory cell rows), memory cell rows disposed around the attack memory cell rows (hereinafter referred to as victim memory cell rows) The voltage applied to the capacitor may be affected. That is, data stored in victim memory cell rows may be damaged by row hammering. Hereinafter, an operation of determining a victim memory cell row by a monitoring cell according to an exemplary embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 .

도 5는 도 4에서 각각의 모니터링 셀이 희생 메모리 셀 로우를 판단하는 동작을 나타낸 순서도이다. 도 6은 도 5의 순서도에 따라 모니터링 셀들 중 제2 모니터링 셀에서 희생 메모리 셀 로우를 판단하는 동작을 대표적으로 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 1, 도 2 및 도 4와 함께 모니터링 셀의 동작을 구체적으로 설명한다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of each monitoring cell determining a victim memory cell row in FIG. 4 . FIG. 6 is a diagram representatively illustrating an operation of determining a victim memory cell row in a second monitoring cell among monitoring cells according to the flowchart of FIG. 5 . Hereinafter, the operation of the monitoring cell will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2 and 4.

도 1, 도 2, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, S110 단계에서, 메모리 장치(도 1, 100)는 프리차지 커맨드에 기초하여 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)의 캐패시터들(TC1, TC2, … , TCn)을 프리차지시킬 수 있다. 메모리 장치(도 1, 100)는 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)의 캐패시터들(TC1, TC2, … , TCn)을 프리차지시킴으로써 초기 상태로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)에 연결된 워드라인들(WL11, WL12, … , WL1n)에 활성화 전압을 인가하여 모니터링 셀들의 트랜지스터를 턴-온하고, 프리차지 비트라인(PBL)을 통해 캐패시터들(TC1, TC2, … , TCn)에 활성화 전압을 인가하여 초기 상태로 설정될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, 4, 5, and 6 , in step S110, the memory device (FIG. 1, 100) monitors a plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln based on the precharge command. Capacitors TC1, TC2, ..., TCn of may be precharged. The memory device (FIG. 1, 100) may be set to an initial state by precharging the capacitors TC1, TC2, ..., TCn of the plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln. In one embodiment, the transistors of the monitoring cells are turned on by applying an activation voltage to the word lines (WL11, WL12, ..., WL1n) connected to the monitoring cells (Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln), and the precharge bit line is turned on. The initial state may be set by applying an activation voltage to the capacitors TC1, TC2, ..., TCn through (PBL).

예를 들어, S110 단계에서, 제0 시간(t0)에서 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 초기상태로 설정될 수 있다. 메모리 장치(도 1, 100)는 제0 시간(t0)에 프리차지 커맨드를 수신할 수 있다. 메모리 장치(도 1, 100)는 수신된 프리차지 커맨드에 기초하여 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)의 캐패시터들(TC1, TC2, …, TCn)를 프리차지시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 모니터링 셀들, 예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 캐패시터(TC2)에 초기 전압(Vdd)이 인가 될 수 있다.For example, in step S110, the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln may be set to an initial state at time 0 t0. The memory device ( 100 in FIG. 1 ) may receive a precharge command at time zero (t0). The memory device (100 in FIG. 1 ) may precharge the capacitors TC1 , TC2 , ... , TCn of the plurality of monitoring cells Mnt_cell1 , Mnt_cell2 , ... , Mnt_celln based on the received precharge command. Accordingly, the initial voltage Vdd may be applied to the capacitor TC2 of the plurality of monitoring cells, for example, the second monitoring cell Mnt_cell2.

S120 단계에서, 메모리 장치(100)는 액티브 커맨드 및 로우 어드레스를 수신할 수 있다. 메모리 장치(100)는 수신된 액티브 커맨드 및 로우 어드레스에 기초하여 메모리 셀 어레이(130)에 저장된 데이터에 대한 독출 및 기입 동작을 수행할 수 있다. In step S120, the memory device 100 may receive an active command and a row address. The memory device 100 may perform read and write operations on data stored in the memory cell array 130 based on the received active command and row address.

로우 디코더는 수신된 로우 어드레스에 기초하여 메모리 셀 로우들(MCLR1, MCLR2, … , MCLRn)에 대한 워드라인 제어 신호를 생성할 수 있다. 액티브 커맨드가 수신된 경우, 로우 어드레스에 대응하는 워드라인들에 전압이 인가되어 메모리 셀 로우들에 데이터의 독출 또는 기입 동작이 수행될 수 있다. The row decoder may generate word line control signals for the memory cell rows MCLR1 , MCLR2 , ... , MCLRn based on the received row address. When an active command is received, a voltage may be applied to word lines corresponding to row addresses to perform a read or write operation of data in memory cell rows.

메모리 셀 로우에 연결된 워드라인에 억세스가 집중되어 반복적으로 수행되는 경우, 전압이 인가되는 워드라인에 인접한 모니터링 셀 로우들이 공격받을 수 있다. 예를 들어, 억세스가 집중되는 메모리 셀 로우들에 대한 로우 해머링에 의해, 인접한 메모리 셀 로우들의 메모리 셀들 중 차지된 상태의 캐패시터가 방전되어 캐패시터에 인가되는 전압이 하강할 수 있다. When access is concentrated and repeatedly performed on word lines connected to memory cell rows, monitoring cell rows adjacent to word lines to which voltages are applied may be attacked. For example, due to row hammering of memory cell rows to which access is concentrated, capacitors in a charged state among memory cells of adjacent memory cell rows are discharged, and a voltage applied to the capacitor may drop.

도 6을 다시 참조하면, S120 단계에서, 제1 시간(t1)에서 제1 워드라인에 대한 억세스 커맨드가 수신될 수 있다. 제1 시간(t1)에 억세스 커맨드에 기초하여 제1 워드라인에 활성화 전압이 인가될 수 있고, 제1 워드라인에 인접한 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 캐패시터(TC2)에 인가된 전압이 하강할 수 있다. 제2 시간(t2) 및 제3 시간(t3)에서 제1 워드라인에 대한 억세스 커맨드가 수신될 수 있다. 제1 내지 제3 시간(t1~t3)에서 제1 워드라인에 억세스가 집중되어 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 캐패시터(TC2)에 인가되는 전압이 문턱 전압 이하로 하강할 수 있다. Referring back to FIG. 6 , in step S120 , an access command for a first word line may be received at a first time t1 . At the first time t1, an activation voltage may be applied to the first word line based on the access command, and the voltage applied to the capacitor TC2 of the second monitoring cell Mnt_cell2 adjacent to the first word line may fall. can An access command for the first word line may be received at the second time t2 and the third time t3 . During the first to third times t1 to t3, access is concentrated on the first word line, and the voltage applied to the capacitor TC2 of the second monitoring cell Mnt_cell2 may drop below the threshold voltage.

S130 단계에서, 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 각각은 캐패시터들(TC1, TC2, …, TCn)에 인가되는 전압(Vmc2)이 문턱 전압(Vth) 이상인지 또는 문턱 전압(Vth) 이하인지 여부를 판단할 수 있다. In step S130, the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln determine whether the voltage Vmc2 applied to the capacitors TC1, TC2, ..., TCn is equal to or greater than the threshold voltage Vth or the threshold voltage Vth. It can be judged whether or not it is below.

S140 단계에서, 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 각각은 캐패시터들(TC1, TC2, …, TCn)에 인가되는 전압(Vmc2)이 문턱 전압(Vth) 이하면 하이 비트를 생성하여 비트 데이터 디코더(도 2, 121)로 출력할 수 있다.In step S140, each of the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln generates a high bit when the voltage Vmc2 applied to the capacitors TC1, TC2, ..., TCn is less than or equal to the threshold voltage Vth, and the bit It can be output to the data decoder (FIG. 2, 121).

S141 단계에서, 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 각각은 캐패시터들(TC1, TC2, …, TCn)에 인가되는 전압(Vmc2)이 문턱 전압(Vth) 이상이면 로우 비트를 생성하여 비트 데이터 디코더(도 2, 121)로 출력할 수 있다.In step S141, each of the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln generates a low bit when the voltage Vmc2 applied to the capacitors TC1, TC2, ..., TCn is greater than or equal to the threshold voltage Vth. It can be output to the data decoder (FIG. 2, 121).

일 실시예에서, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 캐패시터(TC2)에 인가되는 전압(Vmc2)이 문턱 전압(Vth) 이상인 경우, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 비트 데이터 생성기(ADC)는 로우 비트를 생성하여 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 캐패시터(TC2)에 인가되는 전압(Vmc2)이 문턱 전압(Vth) 이하로 하강하는 경우, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)의 비트 데이터 생성기(ADC)는 하이 비트를 생성하여 출력할 수 있다.In an embodiment, when the voltage Vmc2 applied to the capacitor TC2 of the second monitoring cell Mnt_cell2 is equal to or greater than the threshold voltage Vth, the bit data generator ADC of the second monitoring cell Mnt_cell2 generates a low bit can be generated and output. In an embodiment, when the voltage Vmc2 applied to the capacitor TC2 of the second monitoring cell Mnt_cell2 drops below the threshold voltage Vth, the bit data generator ADC of the second monitoring cell Mnt_cell2 can generate and output a high bit.

비트 데이터 생성기에서 하이 비트가 출력되는 경우, 모니터링 셀은 그에 대응하는 메모리 셀 로우를 희생 메모리 셀 로우로 판단할 수 있다. 비트 데이터 생성기에서 로우 비트가 출력되는 경우, 모니터링 셀은 메모리 셀 로우를 정상적인 메모리 셀 로우로 판단할 수 있다. 비트 데이터 디코더(도 2, 121)는 모니터링 셀에서 출력된 비트 데이터를 수신할 수 있다. When a high bit is output from the bit data generator, the monitoring cell may determine a memory cell row corresponding thereto as a victim memory cell row. When a low bit is output from the bit data generator, the monitoring cell may determine the memory cell row as a normal memory cell row. The bit data decoder (FIG. 2, 121) may receive bit data output from the monitoring cell.

S150 단계에서, 비트 데이터 디코더(도 2, 121)는 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스 정보를 포함하는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 출력할 수 있다. 희생 메모리 어드레스는 하이 비트가 수신된 모니터링 셀들에 대응되는 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스 정보를 포함할 수 있다. In operation S150 , the bit data decoder ( FIG. 2 , 121 ) may output a victim memory address VT_ADDR including address information about victim memory cell rows based on the received bit data. The victim memory address may include address information about memory cell rows corresponding to monitoring cells in which high bits are received.

예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)로부터 하이 비트가 수신된 경우, 제1서브 비트 데이터 디코더(121-1)에서 출력되는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)는 제2 워드라인(WL12, WL22, …, WLm2)에 대한 어드레스 정보를 포함할 수 있다. For example, when a high bit is received from the second monitoring cell Mnt_cell2, the victim memory address VT_ADDR output from the first sub-bit data decoder 121-1 corresponds to the second word lines WL12, WL22, . . . , WLm2) may include address information.

리프래쉬 래치(도 2, 111)는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 수신하여 저장할 수 있다. 리프래쉬 래치(도 2, 111)는 저장된 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 리프래쉬 매니저(도 2, 110)로 출력할 수 있다. The refresh latch ( 111 in FIG. 2 ) may receive and store the victim memory address VT_ADDR. The refresh latch (111 in FIG. 2) may output the stored victim memory address (VT_ADDR) to the refresh manager (110 in FIG. 2).

일 실시예에서, 리프래쉬 매니저(도 2, 110)로 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 수신되는 경우, 리프래쉬 매니저(도 2, 110)는 리프래쉬 커맨드에 기초하여 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 로우 해머링 리프래쉬 동작은 희생 메모리 어드레스에 대응되는 메모리 셀 로우들에 대해 리프래쉬를 수행하는 것을 포함할 수 있다.In one embodiment, when the victim memory address VT_ADDR is received by the refresh manager 110 of FIG. 2 , the refresh manager 110 of FIG. 2 performs a row hammering refresh operation based on the refresh command. can The row hammering refresh operation may include performing refresh on memory cell rows corresponding to the victim memory address.

예를 들어, 제4 시간(t4)에 리프래쉬 매니저(도2, 110)로 리프래쉬 커맨드가 수신될 수 있다. 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)에 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)에 대한 어드레스 정보가 포함된 경우, 제4 시간(t4)에서 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)에 대한 리프래쉬가 수행될 수 있다. 동시에, 제4 시간(t4)에서 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)도 리프래쉬하여 커패시터(TC2)에 인가되는 전압(Vmc2)을 초기 전압(Vdd) 상태로 설정할 수 있다. 이후, 제5 시간(t5)에서부터 S110~S150 단계들이 다시 수행될 수 있다.For example, a refresh command may be received by the refresh manager ( 110 in FIG. 2 ) at the fourth time t4 . When address information on the second memory cell row MCLR2 is included in the victim memory address VT_ADDR, the second memory cell row MCLR2 may be refreshed at a fourth time t4. At the same time, the second monitoring cell Mnt_cell2 may also be refreshed at the fourth time t4 to set the voltage Vmc2 applied to the capacitor TC2 to the initial voltage Vdd. Thereafter, steps S110 to S150 may be performed again from the fifth time t5.

일 실시예에서, 리프래쉬 래치(도 2, 111)에 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)가 저장되어있지 않은 경우, 리프래쉬 매니저(도2, 110)는 노말 리프래쉬 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)에 어드레스 정보가 존재하지 않는 경우, 리프래쉬 매니저(도 2, 110)는 메모리 셀 로우들을 순차적으로 리프래쉬할 수 있다.In one embodiment, when the victim memory address VT_ADDR is not stored in the refresh latch 111 of FIG. 2 , the refresh manager 110 of FIG. 2 may perform a normal refresh operation. In other words, when address information does not exist in the victim memory address VT_ADDR, the refresh manager ( 110 in FIG. 2 ) may sequentially refresh memory cell rows.

본 개시의 일 실시예는, 희생 메모리 셀 로우들이 손상되기 전에 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행하여 희생 메모리 셀 로우들에 저장된 데이터의 손실을 방지할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a row hammering refresh operation may be performed before the victim memory cell rows are damaged to prevent loss of data stored in the victim memory cell rows.

본 개시의 일 실시예에서, 모니터링 셀 어레이는 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 직접 판단하므로, 공격 메모리 셀 로우의 인접한 메모리 셀 로우들 모두에 대해 리프래쉬 동작을 수행하는 경우보다 로우 해머링 리프래쉬 동작을 수행하는 과정에서 전력 소모가 감소될 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, since the monitoring cell array directly determines whether the row is a victim memory cell row, it is possible to perform a row hammering refresh operation rather than performing a refresh operation on all memory cell rows adjacent to an attack memory cell row. Power consumption may be reduced during the process.

본 개시의 일 실시예에서, 메모리 장치는 로우 해머링을 방지하기 위해 메모리 셀 로우들에 대한 억세스를 저장하기 위한 레지스터를 필요로 하지 않으므로, 메모리 장치가 차지하는 크기를 감소시킬 수 있다..In one embodiment of the present disclosure, a memory device does not require a register for storing access to memory cell rows to prevent row hammering, and thus a size occupied by the memory device may be reduced.

도 7 및 도 8은 본 개시의 메모리 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 7은 도 2의 메모리 장치에서 메모리 셀 어레이의 일 실시예를 보여주는 도면이다. 도 8는 도 7의 제1 서브 어레이, 제1 서브 메모리 셀 어레이, 및 제1 서브 비트 데이터 디코더를 나타낸 도면이다. 이하, 도 1, 도 2, 도 7, 및 도 8을 참조하여 본 개시의 메모리 장치(100)의 일 실시예에 대해 설명한다. 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4와 중복되는 내용은 생략하고 차이점에 대하여 구체적으로 설명한다.7 and 8 are diagrams for explaining another embodiment of a memory device of the present disclosure. FIG. 7 is a diagram showing an example of a memory cell array in the memory device of FIG. 2 . FIG. 8 is a diagram illustrating the first sub-array, the first sub-memory cell array, and the first sub-bit data decoder of FIG. 7 . Hereinafter, an embodiment of the memory device 100 of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1, 2, 7, and 8 . Content overlapping with FIGS. 1, 2, 3, and 4 will be omitted and differences will be described in detail.

도 7을 참조하면, 메모리 셀 어레이(130)는 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)및 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the memory cell array 130 includes a plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m and a plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ... . , swdm).

복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)각각은 복수의 워드라인들(WL11, WL12, ... , WLmn)을 포함할 수 있다.Each of the plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may include a plurality of word lines WL11, WL12, ..., WLmn.

복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)및 복수의 서브 워드라인 드라이버들(swd1, swd2, ... , swdm)은 서로 교번하여 배열될 수 있다. 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m) 각각은 복수의 서브 워드라인 드라이버들과 일대일 대응될 수 있다. The plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m and the plurality of sub word line drivers swd1, swd2, ..., swdm may be alternately arranged. Each of the plurality of sub arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may correspond one-to-one with a plurality of sub word line drivers.

일 실시예에서, 모니터링 셀 어레이(120)는 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)을포함할 수 있다. 각각의 서브 모니터링 셀 어레이는 그에 대응하는 서브 워드라인 드라이버에 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)는 제1 서브 워드라인 드라이버에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 모니터링 셀 어레이(120-2)는 제2 서브 워드라인 드라이버에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제m 서브 모니터링 셀 어레이(120-m)는 제m 서브 워드라인 드라이버에 연결될 수 있다. 각각의 서브 워드라인 드라이버는 서브 모니터링 셀 어레이와 서브 어레이 사이에 배치될 수 있다. In one embodiment, the monitoring cell array 120 may include a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m. Each sub-monitoring cell array may be disposed adjacent to a corresponding sub-word line driver. For example, the first sub-monitoring cell array 120-1 may be connected to a first sub word line driver. For example, the second sub-monitoring cell array 120-2 may be connected to a second sub word line driver. For example, the mth sub-monitoring cell array 120-m may be connected to the mth sub word line driver. Each sub word line driver may be disposed between the sub monitoring cell array and the sub array.

일 실시예에서, 복수의 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)과 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)은 워드라인들을 공유할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)은 별도의 서브 워드라인들을 통해 메모리 셀 로우들과 연결될 수도 있다.In one embodiment, a plurality of sub arrays (130-1, 130-2, ..., 130-m) and a plurality of sub-monitoring cell arrays (120-1, 120-2, ..., 120-m) m) may share word lines. In another embodiment, the plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m may be connected to memory cell rows through separate sub word lines.

복수의 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)이 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)과 직접 연결될 수 있다. 각각의 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 복수의 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)을 구성하는 복수의 모니터링 셀들로부터 비트 데이터를 수신할 수 있다. 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 생성하여 출력할 수 있다. 서브 비트 데이터 디코더들(121-1, 121-2, ... , 121-m)은 모니터링 셀들 중 희생 메모리 셀 로우와 워드라인을 공유하는 모니터링 셀로부터 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함하는 희생 메모리 어드레스(VT_ADDR)를 생성할 수 있다. A plurality of sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m are connected to a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m can be directly connected. Each of the sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m includes a plurality of sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m. Bit data may be received from a plurality of constituting monitoring cells. The sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m may generate and output a victim memory address VT_ADDR based on the received bit data. The sub-bit data decoders 121-1, 121-2, ..., 121-m generate a victim memory cell row based on bit data received from a monitoring cell sharing a word line with the victim memory cell row among the monitoring cells. A victim memory address VT_ADDR including address information of VT may be generated.

제1 내지 제m 서브 어레이들(130-1, 130-2, ... , 130-m)은 서로 동일한 구조를 갖고 동일한 워드라인 제어 신호를 통해 동시에 동작할 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제m 서브 모니터링 셀 어레이들(120-1, 120-2, ... , 120-m)과 제1 내지 제m 비트 데이터 디코더들도 서로 동일한 구조를 갖고 동일한 동작을 동시에 수행할 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여, 제1 서브 어레이(130-1), 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1) 및 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)의 구조 및 동작에 대하여 대표적으로 설명한다. The first to mth sub-arrays 130-1, 130-2, ..., 130-m may have the same structure and simultaneously operate through the same word line control signal. Similarly, the first to mth sub-monitoring cell arrays 120-1, 120-2, ..., 120-m and the first to mth bit data decoders have the same structure and simultaneously perform the same operation. can do. Hereinafter, the structures and operations of the first sub-array 130-1, the first sub-monitoring cell array 120-1, and the first sub-bit data decoder 121-1 are representatively described with reference to FIG. 8. do.

도 8을 참조하면, 제1 서브 어레이(130-1), 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1) 사이에 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)가 배치될 수 있다. 제1 서브 워드라인 드라이버에 수신된 워드라인 제어신호에 의해 제1 서브 어레이(130-1)의 메모리 셀 로우와 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)의 모니터링 셀에 연결되는 워드라인에 활성화 전압이 인가될 수 있다. Referring to FIG. 8 , a first sub-bit data decoder 121-1 may be disposed between the first sub-array 130-1 and the first sub-monitoring cell array 120-1. Word lines connected to memory cell rows of the first sub-array 130-1 and monitoring cells of the first sub-monitoring cell array 120-1 are activated by the word line control signal received by the first sub-word line driver A voltage may be applied.

제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)는 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)을 포함할 수 있다. 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 메모리 셀 로우들(MCLR1, MCLR2, … , MCLRn)과 일대일 대응될 수 있다. The first sub-monitoring cell array 120-1 may include a plurality of monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln. The plurality of monitoring cells Mnt_cell1 , Mnt_cell2 , ... , Mnt_celln may have a one-to-one correspondence with the memory cell rows MCLR1 , MCLR2 , ... , MCLRn.

제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)를 구성하는 복수의 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)은 프리차지 비트라인(PBL)을 공유할 수 있다. 프리차지 비트라인(PBL)은 초기 상태에서 캐패시터의 전압을 인가하기 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 리프래쉬 동작을 수행하는 과정에서 복수의 모니터링 셀들에 대한 리프래쉬 동작을 수행하기 위한 것일 수 있다. A plurality of monitoring cells (Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln) constituting the first sub-monitoring cell array 120-1 may share the precharge bit line (PBL). The precharge bit line PBL may be for applying a capacitor voltage in an initial state, but may not be limited thereto. For example, it may be for performing a refresh operation on a plurality of monitoring cells in the process of performing a refresh operation.

각각의 모니터링 셀은 워드라인을 공유하는 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 모니터링 셀(Mnt_cell1)은 제1 메모리 셀 로우(MCLR1)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제2 모니터링 셀(Mnt_cell2)은 제2 메모리 셀 로우(MCLR2)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제n 모니터링 셀(Mnt_celln)은 제n 메모리 셀 로우(MCLRn)가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 판단할 수 있다.Each monitoring cell may determine whether a memory cell row sharing a word line is a victim memory cell row. For example, the first monitoring cell Mnt_cell1 may determine whether the first memory cell row MCLR1 is a victim memory cell row. For example, the second monitoring cell Mnt_cell2 may determine whether the second memory cell row MCLR2 is a victim memory cell row. For example, the nth monitoring cell Mnt_celln may determine whether the nth memory cell row MCLRn is a victim memory cell row.

모니터링 셀이 그에 대응하는 메모리 셀 로우가 희생 메모리 셀 로우로 판단한 경우, 모니터링 셀로부터 하이 비트가 출력될 수 있다. 모니터링 셀에 의해 희생 메모리 셀 로우로 판단되지 않는 경우, 모니터링 셀로부터 로우 비트가 출력될 수 있다.When the monitoring cell determines that the corresponding memory cell row is a victim memory cell row, a high bit may be output from the monitoring cell. When the victim memory cell is not determined to be low by the monitoring cell, a low bit may be output from the monitoring cell.

제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)가 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 서브 모니터링 셀 어레이(120-1)는 제1 서브 워드라인 드라이버와 제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1) 사이에 배치될 수 있다. The first sub-bit data decoder 121-1 may be disposed adjacent to the first sub-monitoring cell array 120-1. The first sub-monitoring cell array 120-1 may be disposed between the first sub-word line driver and the first sub-bit data decoder 121-1.

제1 서브 비트 데이터 디코더(121-1)는 모니터링 셀들(Mnt_cell1, Mnt_cell2, … , Mnt_celln)에서 수신된 비트 데이터에 기초하여 희생 메모리 셀 로우들에 대한 어드레스(희생 메모리 어드레스(VT_ADDR))를 생성하여 출력할 수 있다. The first sub-bit data decoder 121-1 generates addresses (victim memory address VT_ADDR) for victim memory cell rows based on the bit data received from the monitoring cells Mnt_cell1, Mnt_cell2, ..., Mnt_celln, can be printed out.

상술된 내용은 본 개시를 실시하기 위한 구체적인 실시예들이다. 본 개시는 상술된 실시예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 개시는 실시예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 상술된 실시예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The foregoing are specific embodiments for carrying out the present disclosure. The present disclosure will include not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply or easily changed in design. In addition, the present disclosure will also include techniques that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the above-described embodiments and should be defined by not only the claims to be described later but also those equivalent to the claims of the present invention.

100: 메모리 장치,
200: 메모리 컨트롤러
110: 리프래쉬 매니저
120: 모니터링 셀 어레이
130: 메모리 셀 어레이
100: memory device,
200: memory controller
110: Refresh manager
120: monitoring cell array
130: memory cell array

Claims (10)

복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
상기 복수의 메모리 셀 로우들 중 희생 메모리 셀 로우를 판단하여 비트 데이터를 생성하도록 구성된 모니터링 셀 어레이;
상기 비트 데이터를 수신하여 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를포함하는 희생 메모리 어드레스를 생성하도록 구성된 비트 데이터 디코더; 및
상기 희생 메모리 어드레스를 기반으로 상기 희생 메모리 셀 로우에 대해 리프래쉬 동작을 수행하도록 구성된 리프래쉬 매니저를 포함하는 메모리 장치.
a memory cell array including a plurality of memory cell rows;
a monitoring cell array configured to generate bit data by determining a victim memory cell row among the plurality of memory cell rows;
a bit data decoder configured to receive the bit data and generate a victim memory address including address information of the victim memory cell row; and
and a refresh manager configured to perform a refresh operation on the victim memory cell row based on the victim memory address.
제1 항에 있어서,
상기 모니터링 셀 어레이는 상기 복수의 메모리 셀 로우들과 일대일로 대응되는 복수의 모니터링 셀들을 포함하고,
상기 복수의 모니터링 셀들 각각은 그에 대응되는 모니터링 셀 로우와 워드라인을 공유하며,
상기 복수의 모니터링 셀들 각각은 상기 워드라인을 공유하는 상기 모니터링셀 로우가 희생 메모리 셀 로우인지 여부를 탐지하여 상기 비트 데이터를 생성하도록 구성된 메모리 장치.
According to claim 1,
the monitoring cell array includes a plurality of monitoring cells corresponding to the plurality of memory cell rows in a one-to-one correspondence;
Each of the plurality of monitoring cells shares a corresponding monitoring cell row and word line;
wherein each of the plurality of monitoring cells detects whether the monitoring cell row sharing the word line is a victim memory cell row to generate the bit data.
제2 항에 있어서,
상기 모니터링 셀은 상기 비트 데이터를 생성하도록 구성된 비트 데이터 생성기를 포함하고,
상기 비트 데이터 생성기는 상기 모니터링 셀과 상기 워드라인을 공유하는 상기 메모리 셀 로우를 희생 메모리 셀 로우로 판단하면 제1 비트를 생성하고, 정상 메모리 셀 로우로 판단하면 제2 비트를 생성하도록 구성되며,
상기 희생 메모리 어드레스는 상기 제1 비트를 생성하는 상기 모니터링 셀에대응하는 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함하는 메모리 장치.
According to claim 2,
the monitoring cell comprises a bit data generator configured to generate the bit data;
The bit data generator is configured to generate a first bit when it is determined that the memory cell row sharing the word line with the monitoring cell is a victim memory cell row, and to generate a second bit when it is determined that the memory cell row is normal;
The victim memory address includes address information of the victim memory cell row corresponding to the monitoring cell generating the first bit.
제3 항에 있어서,
상기 리프래쉬 매니저는 상기 복수의 모니터링 셀들 전부가 상기 제2 비트를 생성하면 상기 복수의 메모리 셀 로우들에 대하여 순차적으로 리프래쉬를 수행하도록 구성된 메모리 장치.
According to claim 3,
The refresh manager is configured to sequentially refresh the plurality of memory cell rows when all of the plurality of monitoring cells generate the second bit.
제4 항에 있어서,
상기 리프래쉬 매니저는 카운터를 더 포함하고,
상기 리프래쉬 매니저는 상기 카운터의 카운팅 동작에 따라 값이 증가하는 리프래쉬 어드레스를 생성하도록 구성된 메모리 장치.
According to claim 4,
The refresh manager further includes a counter,
The refresh manager is configured to generate a refresh address whose value increases according to a counting operation of the counter.
제2 항에 있어서,
상기 모니터링 셀들 각각은 트랜지스터, 캐패시터, 프리차지 비트라인 및 비트 데이터 생성기를 포함하고,
상기 트랜지스터의 게이트 단자는 상기 워드라인과 연결되고,
상기 트랜지스터의 제1 소스/드레인 단자는 캐패시터와 연결되며,
상기 트랜지스터의 제2 소스/드레인 단자는 프리차지 비트라인과 연결되고,
상기 비트 데이터 생성기는 상기 트랜지스터의 상기 제1 소스/드레인 단자와 연결되는 메모리 장치.
According to claim 2,
Each of the monitoring cells includes a transistor, a capacitor, a precharge bit line and a bit data generator;
A gate terminal of the transistor is connected to the word line,
A first source/drain terminal of the transistor is connected to a capacitor,
A second source/drain terminal of the transistor is connected to a precharge bit line;
The bit data generator is connected to the first source/drain terminal of the transistor.
제6 항에 있어서,
상기 비트 데이터 생성기는 상기 캐패시터에 인가되는 전압을 측정하여, 상기 전압이 문턱 전압보다 크면 제2 비트를 생성하고 상기 전압이 상기 문턱 전압 이하로 하강하면 제1 비트를 생성하도록 구성되며,
상기 희생 메모리 어드레스는 상기 제1 비트를 생성하는 상기 모니터링 셀에대응하는 상기 희생 메모리 셀 로우의 어드레스 정보를 포함하는 메모리 장치.
According to claim 6,
The bit data generator measures a voltage applied to the capacitor, generates a second bit when the voltage is greater than a threshold voltage, and generates a first bit when the voltage drops below the threshold voltage,
The victim memory address includes address information of the victim memory cell row corresponding to the monitoring cell generating the first bit.
제7 항에 있어서,
상기 리프래쉬 매니저는 상기 복수의 모니터링 셀들 전부가 상기 제2 비트를 생성하면 상기 복수의 메모리 셀 로우들에 대하여 순차적으로 리프래쉬를 수행하도록 구성된 메모리 장치.
According to claim 7,
The refresh manager is configured to sequentially refresh the plurality of memory cell rows when all of the plurality of monitoring cells generate the second bit.
제1 항에 있어서,
상기 메모리 셀 어레이와 상기 모니터링 셀 어레이는 인접하게 배치되고,
상기 메모리 셀 어레이와 상기 모니터링 셀 어레이는 복수의 워드라인들을 공유하는 메모리 장치.
According to claim 1,
The memory cell array and the monitoring cell array are disposed adjacent to each other,
The memory cell array and the monitoring cell array share a plurality of word lines.
복수의 메모리 셀 로우들을 포함하는 메모리 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 복수의 메모리 셀 로우들과 워드라인을 공유하는 복수의 모니터링 셀들의 캐패시터를 프리차지하여 상기 캐패시터에 인가되는 전압을 초기 전압으로 설정하는 단계;
상기 복수의 모니터링 셀들의 상기 캐패시터에 인가되는 상기 전압을 문턱 전압과 비교하여 비트 데이터를 생성하는 단계;
상기 비트 데이터를 기반으로 희생 메모리 어드레스를 생성하는 단계; 및
상기 희생 메모리 어드레스에 대응하는 희생 메모리 셀 로우에 대해 리프래쉬 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
A method of operating a memory device including a plurality of memory cell rows,
precharging capacitors of a plurality of monitoring cells sharing a word line with the plurality of memory cell rows to set a voltage applied to the capacitors as an initial voltage;
generating bit data by comparing the voltage applied to the capacitors of the plurality of monitoring cells with a threshold voltage;
generating a victim memory address based on the bit data; and
and performing a refresh operation on a victim memory cell row corresponding to the victim memory address.
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