KR20240052400A - Mechanical non-volatile memory device and mechanical memory - Google Patents

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KR20240052400A
KR20240052400A KR1020220132382A KR20220132382A KR20240052400A KR 20240052400 A KR20240052400 A KR 20240052400A KR 1020220132382 A KR1020220132382 A KR 1020220132382A KR 20220132382 A KR20220132382 A KR 20220132382A KR 20240052400 A KR20240052400 A KR 20240052400A
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mechanical
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line
memory
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KR1020220132382A
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윤준보
김태수
이용복
이소영
이승준
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리를 공개한다. 기계식 비휘발성 메모리 장치는 복수개의 비트라인에 연결된 컬럼 디코더; 복수개의 워드라인에 연결된 로우 디코더; 및 상기 복수개의 비트라인과 상기 복수개의 워드라인에 의해 선택되는 복수개의 기계식 메모리 셀;을 포함하고, 상기 복수개의 기계식 메모리 셀은 어드레싱된 메모리 셀에 전기적 신호가 인가되고, 어드레싱되지 않는 메모리 셀들은 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 기계식 비휘발성 메모리 어레이를 신뢰성이 있고 안정적으로 어드레싱 및 구성할 수 있게 된다. 또한, 기계식 메모리의 동작이 안정적으로 제어되어, 정전 구동, 전열 구동, 3전극 및 4전극 등 다양한 기계식 메모리에 범용적으로 적용될 수 있게 된다.The present invention discloses mechanical non-volatile memory devices and mechanical memory. A mechanical non-volatile memory device includes a column decoder connected to a plurality of bit lines; A row decoder connected to a plurality of word lines; and a plurality of mechanical memory cells selected by the plurality of bit lines and the plurality of word lines, wherein an electrical signal is applied to the plurality of mechanical memory cells to addressed memory cells, and the non-addressed memory cells are applied to the plurality of mechanical memory cells. It is characterized in that the electrical state is formed by grounding. According to the present invention, it is possible to address and configure a mechanical non-volatile memory array reliably and stably. In addition, the operation of the mechanical memory is stably controlled, allowing it to be universally applied to various mechanical memories such as electrostatic drive, electrothermal drive, 3-electrode, and 4-electrode.

Description

기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리{MECHANICAL NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND MECHANICAL MEMORY}Mechanical non-volatile memory device and mechanical memory {MECHANICAL NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND MECHANICAL MEMORY}

본 발명은 기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리에 관한 것으로, 특히 어드레싱되지 않는 워드 라인의 게이트 전극들을 플로팅 상태가 아닌 접지 상태로 유지함으로써, 메모리 어레이를 신뢰성이 있고 안정적으로 어드레싱 및 구성할 수 있게 한 기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical non-volatile memory device and a mechanical memory, and in particular, to maintain the gate electrodes of unaddressed word lines in a grounded state rather than a floating state, thereby enabling reliable and stable addressing and configuration of a memory array. Pertains to mechanical non-volatile memory devices and mechanical memory.

일반적으로, FPGA는 설계 가능한 논리 소자와 프로그래밍이 가능한 내부 회로가 포함된 반도체 회로이다.Generally, an FPGA is a semiconductor circuit that contains designable logic elements and programmable internal circuitry.

그런데, FPGA 회로 중 SRAM을 기반으로 재구성 가능한 상호접속부(Reconfigurable Interconnects)는 SRAM의 누설 전류로 인하여 대기전력이 높은 문제점이 있었다.However, among FPGA circuits, reconfigurable interconnects based on SRAM had the problem of high standby power due to leakage current of SRAM.

또한, SRAM 뿐 아니라 통과 트랜지스터(Pass transistor) 및 버퍼 등의 추가적인 구성으로 인하여 집적도가 낮은 한계가 있었다.In addition, there was a limit to low integration due to additional components such as pass transistors and buffers as well as SRAM.

이러한 문제점 및 한계를 극복하기 위하여, 최근에 비휘발성 메모리 중에서 저전력, 낮은 신호 지연 등의 장점을 가진 기계식 비휘발성 메모리가 차세대 메모리 반도체 기술로 주목받고 있다.To overcome these problems and limitations, mechanical non-volatile memory, which has advantages such as low power and low signal delay, has recently attracted attention as a next-generation memory semiconductor technology.

일반적인 기계식 비휘발성 메모리(NEMS)의 동작 원리는 다음과 같다.The operating principle of a general mechanical non-volatile memory (NEMS) is as follows.

도 1은 일반적인 기계식 비휘발성 메모리의 동작 원리를 설명하기 위한 3전극 기계식 비휘발성 메모리의 오프 상태(a) 및 온 상태(b)의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of an off state (a) and an on state (b) of a three-electrode mechanical non-volatile memory to explain the operating principle of a general mechanical non-volatile memory.

도 1(b)에서 보는 바와 같이, 3전극 기계식 비휘발성 메모리의 게이트 전극에 전압을 인가하면, 게이트 전극과 소스 전극 사이에 정전기력(Electrostatic force, FE)이 발생한다. As shown in FIG. 1(b), when a voltage is applied to the gate electrode of a three-electrode mechanical non-volatile memory, electrostatic force (FE) is generated between the gate electrode and the source electrode.

만일, 정전기력이 빔(beam) 형상의 소스 전극의 기계적인 복원력보다 클 경우, 소스 전극의 일측 하부면이 드레인 전극의 상부면과 접촉한다.If the electrostatic force is greater than the mechanical restoring force of the beam-shaped source electrode, one lower surface of the source electrode contacts the upper surface of the drain electrode.

이때, 소스 전극의 일측 하부면과 드레인 전극의 상부면의 접촉면 점착력이 소스 전극의 기계적인 복원력보다 크게 설계될 경우, 비휘발성 소자로서의 동작 구현이 가능하게 된다.At this time, if the contact surface adhesive force between one lower surface of the source electrode and the upper surface of the drain electrode is designed to be greater than the mechanical restoring force of the source electrode, it is possible to implement operation as a non-volatile device.

이와 같은 동작 원리를 가지는 기계식 비휘발성 메모리(NEMS)는 높은 점멸비(on/off ratio), 서브 임계 스윙(Subthreshold Swing), 낮은 접촉 저항으로 인한 신속한 연산 속도, 비휘발성 및 가혹한 외부 환경에서의 안정성 등의 장점을 가진다.Mechanical non-volatile memory (NEMS) with this operating principle has a high on/off ratio, subthreshold swing, fast operation speed due to low contact resistance, non-volatility, and stability in harsh external environments. It has advantages such as:

또한, 대기전력이 거의 '0'에 가깝기 때문에, 대기전력을 약 90 내지 94 % 절감할 수 있고, SRAM 및 버퍼를 사용하지 않고 반도체 제조의 후공정(Back End Of Line, BEOL)에 반도체 제조 공정의 신공법인 모노리틱 3D(Monolithic 3D, M3D) 집적을 사용하기 때문에 집적도를 최대 2배 정도 향상시킬 수 있게 된다.In addition, because standby power is close to '0', standby power can be reduced by about 90 to 94%, and the semiconductor manufacturing process can be completed in the back end of line (BEOL) without using SRAM and buffer. By using Monolithic 3D (M3D) integration, a new technology, the integration can be improved by up to two times.

도 2는 종래의 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식에 따른 복수개의 메모리 셀의 일부 회로도이다.Figure 2 is a partial circuit diagram of a plurality of memory cells according to a conventional mechanical memory array programming method.

도 3은 도 2에 도시된 복수개의 메모리 셀 중 일부의 구성도로서, 복수개의 메모리 셀은 복수개의 로우 라인과 복수개의 칼럼 라인으로 구획된다.FIG. 3 is a configuration diagram of some of the plurality of memory cells shown in FIG. 2, and the plurality of memory cells are divided into a plurality of row lines and a plurality of column lines.

이해의 편의를 위하여 구획된 복수개의 메모리 셀은 소스 전극(S), 게이트 전극(G) 및 드레인 전극(D)의 단면도가 도시되어 있다.For convenience of understanding, a cross-sectional view of the source electrode (S), gate electrode (G), and drain electrode (D) of the plurality of partitioned memory cells is shown.

도 4는 도 3에 도시된 복수개의 메모리 셀 중에서 복수개의 로우 라인 각각에 인가되는 게이트-소스간 전압(VGS)의 변화 대비 드레인-소스간 전류(IDS)의 변화에 대한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the change in drain-source current (I DS ) compared to the change in gate-source voltage (V GS ) applied to each of the plurality of row lines among the plurality of memory cells shown in FIG. 3 .

도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식의 경우, 프로그래밍을 원하는 메모리의 WL(가로 전선)만 접지(Ground)되고, BL(세로 전선)에 입력(Input) 신호가 인가된다.As shown in Figure 2, in the case of the conventional mechanical memory array programming method, only the WL (horizontal wire) of the memory to be programmed is grounded, and an input signal is applied to the BL (vertical wire).

그런데, 이럴 경우 프로그래밍을 하지 않는 메모리의 WL은 전기적으로 불안정한 플로팅(floating) 상태가 된다.However, in this case, the WL of the memory that is not programmed is in an electrically unstable floating state.

그 결과, 프로그래밍하지 않는 메모리의 해당 메모리 셀들은 소스 전극이 플로팅되고, 게이트 전극에는 입력 신호가 가해진다.As a result, the source electrode of the corresponding memory cells of the memory that is not programmed is floated, and an input signal is applied to the gate electrode.

이에 따라, 게이트 전극과 소스 전극의 전압차에 의해 그 동작이 결정되는 기계식 비휘발성 메모리의 특성상, 소스 전극이 플로팅 상태일 경우, 즉, 구성하지 않는 메모리 셀의 소스 전극이 전기적으로 불안정한 상태로 인하여, 의도하지 않은 메모리 셀이 오히려 프로그래밍되는 가능성이 존재한다.Accordingly, due to the characteristics of mechanical non-volatile memory, the operation of which is determined by the voltage difference between the gate electrode and the source electrode, when the source electrode is in a floating state, that is, the source electrode of a memory cell that is not configured is electrically unstable. , there is a possibility that unintended memory cells are actually programmed.

이러한 상태는 결과적으로 메모리 어레이 전체의 동작을 안정적이고 신뢰성 있게 제어할 수 없게 되는 문제점을 초래하게 된다.This condition ultimately results in a problem in which the operation of the entire memory array cannot be controlled stably and reliably.

또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 종래의 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식의 경우, 프로그래밍하고자 하는 메모리 셀에만 소스 전극(S)에는 Vhold+Vselect 전압이 인가되고, 게이트 전극(G)에는 -Vselect 전압이 인가되어 소스 전극(S)과 게이트 전극(G) 사이에 Vhold+2Vselect 전압차가 형성된다.In addition, as shown in FIG. 3, in the case of the conventional mechanical memory array programming method, the V hold +V select voltage is applied to the source electrode (S) only to the memory cells to be programmed, and the -V select voltage is applied to the gate electrode (G). A voltage is applied and a V hold +2V select voltage difference is formed between the source electrode (S) and the gate electrode (G).

그런데, 이럴 경우 도 4에서 보는 바와 같이, 나머지 메모리 셀들은 모두 메모리 동작전압 이하이기 때문에 동작하지 않게 되고, 항상 소스 전극(S)에 Vhold 전압이 인가되어 있기 때문에, 메모리 상태가 그대로 유지된다.However, in this case, as shown in FIG. 4, the remaining memory cells do not operate because they are all below the memory operating voltage, and since the V hold voltage is always applied to the source electrode (S), the memory state is maintained as is.

그 결과, 메모리 소자의 소스 전극(S)에 항상 Vhold 전압을 인가하여야 하며, 전압을 끊으면 메모리의 상태가 모두 초기화된다.As a result, the V hold voltage must always be applied to the source electrode (S) of the memory element, and when the voltage is cut off, all states of the memory are initialized.

이에 따라, 비휘발성 메모리에 부적합한 프로그래밍이 되는 문제점을 초래하게 된다.Accordingly, the problem of inappropriate programming for non-volatile memory arises.

이와 같이, 종래 기술에 따른 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식은 메모리 어레이의 워드 라인, 비트 라인에 전기적으로 안정된 신뢰성이 있는 전압을 인가하지 못함으로 인해, 메모리 어레이를 안정적이고 신뢰성 있게 어드레싱(Addressing) 및 구성(configuration)하지 못하는 한계가 있었다.As such, the mechanical memory array programming method according to the prior art fails to apply an electrically stable and reliable voltage to the word line and bit line of the memory array, making it difficult to address and configure the memory array stably and reliably ( There was a limit to configuration.

한국등록특허 제 10-0945403 호Korean Patent No. 10-0945403

본 발명의 목적은 기계식 비휘발성 메모리 중 어드레싱되는 워드 라인의 게이트 전극만 활성화시키고, 나머지 게이트 전극들은 플로팅 상태가 아닌 접지 상태를 유지하여 기계식 메모리의 동작을 신뢰적으로 제어할 수 있는 기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide a mechanical non-volatile memory that can reliably control the operation of the mechanical memory by activating only the gate electrode of the word line being addressed and maintaining the remaining gate electrodes in a grounded state rather than a floating state. The goal is to provide devices and mechanical memory.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 기계식 비휘발성 메모리 장치는 복수개의 비트라인에 연결된 컬럼 디코더; 복수개의 워드라인에 연결된 로우 디코더; 및 상기 복수개의 비트라인과 상기 복수개의 워드라인에 의해 선택되는 복수개의 기계식 메모리 셀;을 포함하고, 상기 복수개의 기계식 메모리 셀은 어드레싱된 메모리 셀에 전기적 신호가 인가되고, 어드레싱되지 않는 메모리 셀들은 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, a mechanical non-volatile memory device according to a first embodiment of the present invention includes a column decoder connected to a plurality of bit lines; A row decoder connected to a plurality of word lines; and a plurality of mechanical memory cells selected by the plurality of bit lines and the plurality of word lines, wherein an electrical signal is applied to the plurality of mechanical memory cells to addressed memory cells, and the non-addressed memory cells are applied to the plurality of mechanical memory cells. It is characterized in that the electrical state is formed by grounding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 기계식 메모리는 두 쌍의 세로 전선; 상기 두 쌍의 세로 전선과 직교하는 방향으로 배선된 한 쌍의 가로 전선; 상기 한 쌍의 가로 전선과 평행한 방향으로 배선된 전원라인; 상기 전원라인에 연결되어 전원을 공급받는 제1 드레인 전극; 상기 두 쌍의 세로 전선 중 접지라인에 연결되는 제2 드레인 전극; 입력 단자가 상기 두 쌍의 세로 전선 중 제1 및 제2 비트라인 각각과 상기 한 쌍의 가로 전선 중 워드라인에 연결되는 제1 및 제2 AND 게이트; 상기 제1 AND 게이트의 출력 단자가 연결되는 제1 게이트 전극; 상기 제2 AND 게이트의 출력 단자가 연결되는 제2 게이트 전극; 및 상기 제1 및 제2 게이트 전극에 인가되는 입력 신호의 여부에 따라 프로그램 동작 결과 또는 이레이즈 동작 결과를 출력하는 소스 전극;을 포함하고, 상기 워드 라인이 활성화될 경우 상기 입력 신호가 입력되고, 상기 워드 라인이 비활성화될 경우 상기 제1 및 제2 게이트 전극의 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 한다.A mechanical memory according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object includes two pairs of vertical wires; a pair of horizontal wires wired in a direction perpendicular to the two pairs of vertical wires; a power line wired in a direction parallel to the pair of horizontal wires; a first drain electrode connected to the power line and supplied with power; a second drain electrode connected to a ground line among the two pairs of vertical wires; first and second AND gates whose input terminals are connected to first and second bit lines of the two pairs of vertical wires, respectively, and to word lines of the pair of horizontal wires; a first gate electrode to which the output terminal of the first AND gate is connected; a second gate electrode to which the output terminal of the second AND gate is connected; and a source electrode that outputs a program operation result or an erase operation result depending on whether an input signal is applied to the first and second gate electrodes. When the word line is activated, the input signal is input, When the word line is inactivated, the electrical state of the first and second gate electrodes is grounded.

기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in “Specific Details for Carrying Out the Invention” and the accompanying “Drawings.”

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and/or features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the various embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 게시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment disclosed below, but may also be implemented in various different forms. However, each embodiment disclosed in this specification is intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete. It is provided to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by the scope of each claim in the claims.

본 발명에 의할 경우, 기계식 비휘발성 메모리 어레이를 신뢰성이 있고 안정적으로 어드레싱 및 구성할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to address and configure a mechanical non-volatile memory array reliably and stably.

또한, 기계식 메모리의 동작이 안정적으로 제어되어, 정전 구동, 전열 구동, 3전극 및 4전극 등 다양한 기계식 메모리에 범용적으로 적용될 수 있게 된다.In addition, the operation of the mechanical memory is stably controlled, allowing it to be universally applied to various mechanical memories such as electrostatic drive, electrothermal drive, 3-electrode, and 4-electrode.

도 1은 일반적인 기계식 비휘발성 메모리의 동작 원리를 설명하기 위한 3전극 기계식 비휘발성 메모리의 오프 상태(a) 및 온 상태(b)의 사시도이다.
도 2는 종래의 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식에 따른 복수개의 메모리 셀의 일부 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 복수개의 메모리 셀 중 일부의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 복수개의 메모리 셀 중에서 복수개의 로우 라인 각각에 인가되는 게이트-소스간 전압(VGS)의 변화 대비 드레인-소스간 전류(IDS)의 변화에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기계식 비휘발성 메모리 장치의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기계식 메모리의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
Figure 1 is a perspective view of an off state (a) and an on state (b) of a three-electrode mechanical non-volatile memory to explain the operating principle of a general mechanical non-volatile memory.
Figure 2 is a partial circuit diagram of a plurality of memory cells according to a conventional mechanical memory array programming method.
FIG. 3 is a configuration diagram of some of the plurality of memory cells shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a graph showing the change in drain-source current (I DS ) compared to the change in gate-source voltage (V GS ) applied to each of the plurality of row lines among the plurality of memory cells shown in FIG. 3 .
Figure 5 is a configuration diagram for explaining the operation of a mechanical non-volatile memory device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a configuration diagram for explaining the operation of a mechanical memory according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있다.Before explaining the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed as unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor of the present invention should not use the terms and conditions to explain his invention in the best way. The concepts of various terms can be appropriately defined and used.

더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Furthermore, it should be noted that these terms and words should be interpreted with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used with the intention of specifically limiting the content of the present invention.

이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.It should be noted that these terms are defined in consideration of various possibilities of the present invention.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Additionally, in this specification, singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates a different meaning.

또한, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Additionally, it should be noted that even if similarly expressed in plural, it may have a singular meaning.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout this specification, when a component is described as “including” another component, it does not exclude any other component, but rather includes any other component, unless specifically stated to the contrary. It could mean that you can do it.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있다.Furthermore, when a component is described as being “installed within or connected to” another component, this component may be installed in direct connection or contact with the other component.

또한, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있다.In addition, they may be installed at a certain distance, and in the case where they are installed at a certain distance, there may be a third component or means for fixing or connecting the component to another component. .

한편, 상기 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Meanwhile, it should be noted that the description of the third component or means may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when a component is described as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no third component or means is present.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용된다.In addition, in this specification, terms such as "one side", "other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc. refer to one component with respect to another component. It is used to clearly distinguish from elements.

하지만, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.However, it should be noted that the meaning of the corresponding component is not limited by such a term.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 한다.In addition, in this specification, terms related to position such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, etc., if used, should be understood as indicating the relative position of the corresponding component in the corresponding drawing.

또한, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.Additionally, unless the absolute location is specified, these location-related terms should not be understood as referring to the absolute location.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미한다.Moreover, in the specification of the present invention, terms such as “… unit”, “… unit”, “module”, “device”, etc., when used, mean a unit capable of processing one or more functions or operations.

이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.It should be noted that this can be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, connection relationship, etc. of each component constituting the present invention is exaggerated, reduced, or omitted in order to convey the idea of the present invention sufficiently clearly or for convenience of explanation. It may be described, and therefore its proportions or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다. In addition, hereinafter, in describing the present invention, detailed descriptions of configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, for example, known technologies including prior art, may be omitted.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기계식 비휘발성 메모리 장치의 동작을 설명하기 위한 구성도로서, 컬럼 디코더(Column Decoder)(100)와 로우 디코더(Row Decoder)(200), 복수개의 메모리 셀(300), 복수개의 패드(400), 복수개의 스캔 레지스터(Scan Register)(500)를 포함하고, 복수개의 패드(400)는 스캔 인 패드(Scan In pad)(410), 라이트 인에이블 패드(Write Enable Pad)(420), 스캔 아웃 패드(Scan Out pad)(430)를 포함한다.Figure 5 is a configuration diagram for explaining the operation of a mechanical non-volatile memory device according to the first embodiment of the present invention, including a column decoder 100, a row decoder 200, and a plurality of memories. It includes a cell 300, a plurality of pads 400, and a plurality of scan registers 500, and the plurality of pads 400 include a scan in pad 410 and a write enable pad. (Write Enable Pad) 420, and Scan Out pad (Scan Out pad) 430.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기계식 메모리의 동작을 설명하기 위한 구성도로서, 두 쌍의 세로 전선(600), 한 쌍의 가로 전선(700), 제2 전원 라인(800), 기계식 메모리(900), 제1 및 제2 AND 게이트(AND1, AND2), 하나의 트랜지스터(T1)를 포함하고, 기계식 메모리(900)는 제1 및 제2 드레인 전극(910, 920), 제1 및 제2 게이트 전극(930, 940) 및 소스 전극(950)을 포함한다.Figure 6 is a configuration diagram for explaining the operation of a mechanical memory according to a second embodiment of the present invention, including two pairs of vertical wires 600, a pair of horizontal wires 700, a second power line 800, It includes a mechanical memory 900, first and second AND gates (AND1, AND2), and one transistor (T1), and the mechanical memory 900 includes first and second drain electrodes 910 and 920, and a first and second gate electrodes 930 and 940 and a source electrode 950.

도 1 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 기계식 비휘발성 메모리 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다. The operation of the mechanical non-volatile memory device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 5 as follows.

본 발명은 종래 기술에 따른 기계식 메모리 어레이 프로그래밍 방식의 문제점들 및 한계를 극복하기 위하여, 동작하는 메모리 어레이를 신뢰성이 있고 안정적으로 어드레싱(Addressing) 및 구성(Configuration)한다.The present invention reliably and stably addresses and configures an operating memory array in order to overcome the problems and limitations of the mechanical memory array programming method according to the prior art.

즉, 어드레싱하고 있는 메모리 셀에만 전기적 신호를 인가하고(예를 들어, 소스 = Ground, 게이트 = 1 or 0), 어드레싱하지 않는 나머지 메모리 셀들은 동작하지 않도록 각 전극의 전기적 상태를 접지(Ground)로 형성(예를 들어, 소스 = Ground, 게이트 = Ground)한다.In other words, an electrical signal is applied only to the memory cells that are being addressed (e.g., source = Ground, gate = 1 or 0), and the electrical state of each electrode is set to ground so that the remaining memory cells that are not being addressed do not operate. Form (e.g., source = Ground, gate = Ground).

본 발명의 제1 실시예에 따른 기계식 비휘발성 메모리 장치의 하드웨어적 구성과 동작은 다음과 같다. The hardware configuration and operation of the mechanical non-volatile memory device according to the first embodiment of the present invention are as follows.

먼저, 하드웨어적 구성은 컬럼 디코더(100)와 로우 디코더(200), 복수개의 메모리 셀(300), 복수개의 패드(400), 복수개의 스캔 레지스터(500)를 포함하고, 복수개의 패드(400)는 스캔 인 패드(410), 라이트 인에이블 패드(420), 스캔 아웃 패드(430)를 포함한다. First, the hardware configuration includes a column decoder 100, a row decoder 200, a plurality of memory cells 300, a plurality of pads 400, a plurality of scan registers 500, and a plurality of pads 400. includes a scan in pad 410, a write enable pad 420, and a scan out pad 430.

복수개의 스캔 레지스터(500)는 스캔 인 패드(410)와 스캔 아웃 패드(430)를 연결하는 배선 사이에 위치하면서, 컬럼 번호, 데이터 비트, 로우 번호 및 워드 번호가 입력된다.The plurality of scan registers 500 are located between wires connecting the scan in pad 410 and the scan out pad 430, and input column numbers, data bits, row numbers, and word numbers.

본 발명의 제1 실시예의 동작은, 컬럼 디코더(100) 및 로우 디코더(200)를 활용하여 기계식 메모리(900)의 어드레싱 및 구성을 진행한다. The operation of the first embodiment of the present invention uses the column decoder 100 and the row decoder 200 to address and configure the mechanical memory 900.

즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 컬럼 번호(Column Number) 및 로우 번호(Row Number)에 따라 컬럼 디코더(100) 및 로우 디코더(200)가 구성하고자 하는 기계식 메모리 셀을 선택한다.That is, as shown in FIG. 5, the column decoder 100 and the row decoder 200 select the mechanical memory cell to be configured according to the column number and row number.

워드 번호(Word Number)의 입력에 따라 로우 디코더(200)가 셀 내에 워드 라인을 선택하면, 도 5 내 확대도에서 보는 바와 같이, 선택된 워드 라인 내의 10개의 기계식 메모리(900)가 10개의 데이터 비트(data bit) 입력에 따라 구성된다.When the row decoder 200 selects a word line in a cell according to the input of a word number, as shown in the enlarged view in FIG. 5, 10 mechanical memories 900 within the selected word line store 10 data bits. (data bit) It is configured according to input.

또한, 복수개의 스캔 레지스터(500)를 활용하여 스캔 인 패드(410), 라이트 인에이블 패드(420), 스캔 아웃 패드(430) 세 개의 입력만으로 데이터 입력 설정이 가능하다.Additionally, by utilizing a plurality of scan registers 500, data input settings can be made with only three inputs: the scan in pad 410, the write enable pad 420, and the scan out pad 430.

도 1의 (b)에서 보는 바와 같이, 3전극 기계식 비휘발성 메모리의 제1 전극인 게이트 전극에 전압을 인가하면, 게이트 전극과 제2 전극인 소스 전극 사이에 정전기력(Electrostatic force, FE)이 발생하는데, 동작 전압(pull-in voltage) 이상이 인가되면, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 풀-인(pull-in) 현상이 발생한다. As shown in Figure 1 (b), when voltage is applied to the gate electrode, which is the first electrode of the three-electrode mechanical non-volatile memory, electrostatic force (FE) is generated between the gate electrode and the source electrode, which is the second electrode. However, when more than the operating voltage (pull-in voltage) is applied, a pull-in phenomenon occurs, as shown in (b) of FIG. 1.

만일, 정전기력이 캔틸레버(cantilever) 또는 외팔보 구조를 갖는 빔(beam) 형상의 소스 전극의 기계적인 복원력보다 클 경우, 상하로 이동가능한 소스 전극의 일측 하부면이 제3 전극인 드레인 전극의 상부면과 접촉한다.If the electrostatic force is greater than the mechanical restoring force of the beam-shaped source electrode having a cantilever or cantilever structure, the lower surface of one side of the source electrode that can move up and down is the upper surface of the drain electrode, which is the third electrode. Contact.

즉, 소스 전극의 일측 아래에는 드레인 전극이 소정거리 이격되어 소정의 에어갭(airgap)을 사이에 두고 배치되는데, 소스 전극의 일측 하부면은 정전 구동 방식에 의해 드레인 전극의 상부면에 점착될 수 있다.That is, a drain electrode is placed below one side of the source electrode at a predetermined distance apart with a predetermined air gap in between, and the lower surface of one side of the source electrode can be adhered to the upper surface of the drain electrode by an electrostatic driving method. there is.

이때, 소스 전극의 일측 하부면과 드레인 전극의 상부면의 접촉면 점착력이 소스 전극의 기계적인 복원력보다 크게 설계될 경우, 비휘발성 소자로서의 동작 구현이 가능하게 된다.At this time, if the contact surface adhesive force between one lower surface of the source electrode and the upper surface of the drain electrode is designed to be greater than the mechanical restoring force of the source electrode, it is possible to implement operation as a non-volatile device.

즉, 소스 전극과 게이트 전극 사이에 인가된 전압을 제거하여도 도 1의 (b) 와 같이, 소스 전극의 일측 하부면과 드레인 전극의 상부면의 접촉면의 점착 상태를 유지한다. That is, even if the voltage applied between the source electrode and the gate electrode is removed, the adhesive state of the contact surface between one lower surface of the source electrode and the upper surface of the drain electrode is maintained, as shown in FIG. 1 (b).

이와 같이 점착 상태의 유지 현상을 정전 구동 프로그램(Program)이라고 정의할 수 있고, 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작을 달성할 수 있다.In this way, the phenomenon of maintaining the sticky state can be defined as an electrostatic drive program, and the program operation of the non-volatile memory device can be achieved.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 기계식 메모리의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다. Next, the operation of the mechanical memory according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6 as follows.

도 6에서는 이해의 편의를 위하여 제5 비트라인(M5 Bit) 및 제5 접지라인(M5 Gnd)과 제5 비트라인 바(bar)(M5 ) 및 제5 접지라인(M5 Gnd)을 포함하는 두 쌍의 세로 전선(610, 620)과, 제4 워드라인(M4 Word) 및 제4 전원라인(M4 Vdd)을 포함하는 한 쌍의 가로 전선(700) 만을 도시하여, 기계식 비휘발성 메모리 장치 내 기계식 메모리 셀이 1개의 기계식 메모리(900)를 포함하는 것으로 설정하였다.In Figure 6, for convenience of understanding, the fifth bit line (M5 Bit), the fifth ground line (M5 Gnd), and the fifth bit line bar (M5) are shown. ) and two pairs of vertical wires 610, 620 including the fifth ground line (M5 Gnd), and a pair of horizontal wires including the fourth word line (M4 Word) and the fourth power line (M4 Vdd) By showing only 700, it is set that the mechanical memory cell in the mechanical non-volatile memory device includes one mechanical memory 900.

하지만, 실제 기계식 메모리 셀은 비트 라인, 워드 라인, 전원라인 및 접지라인이 복수개 존재하여 복수개의 셀을 형성한다.However, an actual mechanical memory cell has a plurality of bit lines, word lines, power lines, and ground lines to form a plurality of cells.

본 발명의 제2 실시예에 따른 기계식 메모리의 하드웨어적 구성과 동작은 다음과 같다. The hardware configuration and operation of the mechanical memory according to the second embodiment of the present invention are as follows.

먼저, 하드웨어적 구성은 두 쌍의 세로 전선(600), 한 쌍의 가로 전선(700), 제2 전원라인(800), 기계식 메모리(900), 제1 및 제2 AND 게이트(AND1, AND2), 하나의 트랜지스터(T1)를 포함한다. First, the hardware configuration includes two pairs of vertical wires 600, a pair of horizontal wires 700, a second power line 800, a mechanical memory 900, and first and second AND gates (AND1, AND2). , includes one transistor (T1).

기계식 메모리(900)는 제1 및 제2 드레인 전극(910, 920), 제1 및 제2 게이트 전극(930, 940) 및 소스 전극(950)을 포함한다.The mechanical memory 900 includes first and second drain electrodes 910 and 920, first and second gate electrodes 930 and 940, and source electrode 950.

본 실시예에서는 이해의 편의를 위하여 두 쌍의 세로 전선(600)을 제5 비트라인(M5 Bit) 및 제5 접지라인(M5 Gnd)의 한 쌍과 제5 비트라인 바(M5 ) 및 제5 접지라인(M5 Gnd)의 한 쌍으로 예시하고, 한 쌍의 가로 전선(700)을 제4 워드라인(M4 Word) 및 제4 전원라인(M4 Vdd)으로 예시하며, 제1 드레인 연결 라인을 제2 전원라인으로 예시하여 설명한다.In this embodiment, for convenience of understanding, two pairs of vertical wires 600 are connected to a pair of the fifth bit line (M5 Bit) and the fifth ground line (M5 Gnd) and the fifth bit line bar (M5 ) and a fifth ground line (M5 Gnd), a pair of horizontal wires 700 are illustrated as a fourth word line (M4 Word) and a fourth power line (M4 Vdd), and the first drain The connection line will be explained by taking an example as a second power line.

제1 AND 게이트(AND1)는 입력 단자가 제5 비트라인(M5 Bit) 및 제4 워드라인(M4 Word)에 연결되고, 출력 단자가 제1 게이트 전극(930)에 연결된다. The input terminal of the first AND gate AND1 is connected to the fifth bit line (M5 Bit) and the fourth word line (M4 Word), and the output terminal is connected to the first gate electrode 930.

제2 AND 게이트(AND2)는 입력 단자가 제5 비트라인 바(M5 ) 및 제4 워드라인(M4 Word)에 연결되고, 출력 단자가 제2 게이트 전극(940)에 연결된다.The second AND gate (AND2) has an input terminal connected to the fifth bit line bar (M5). ) and the fourth word line (M4 Word), and the output terminal is connected to the second gate electrode 940.

또한, 하나의 트랜지스터(T1)는 중간 전극이 제4 워드라인(M4 Word)에 연결되고, 일측 전극이 기계식 메모리(900)의 소스 전극(950)에 연결되며, 타측 전극이 접지된다.Additionally, the middle electrode of one transistor T1 is connected to the fourth word line (M4 Word), one electrode is connected to the source electrode 950 of the mechanical memory 900, and the other electrode is grounded.

본 발명의 제2 실시예의 동작은, 워드 라인이 활성화될 경우(워드 라인 = 1), 비트 라인과의 AND 연산을 통해 기계식 메모리(900)의 게이트 전극에 신호를 입력하여 프로그래밍하고, 워드 라인이 활성화되지 않을 경우(워드 라인 = 0), 기계식 메모리(900)의 게이트 전극을 항상 접지(Ground) 상태로 만들어, 메모리의 논리값을 그대로 유지한다. The operation of the second embodiment of the present invention is to program by inputting a signal to the gate electrode of the mechanical memory 900 through AND operation with the bit line when the word line is activated (word line = 1), and the word line is When not activated (word line = 0), the gate electrode of the mechanical memory 900 is always grounded and the logic value of the memory is maintained as is.

즉, 도 6에서 보는 바와 같이, 제4 워드라인(M4 Word)이 하이 레벨로 활성화될 경우, 제1 AND 게이트(AND1)를 통해 제5 비트라인(M5 Bit)과의 AND 연산 결과를 기계식 메모리(900)의 제1 게이트 전극(930)에 입력하여 프로그래밍한다.That is, as shown in FIG. 6, when the fourth word line (M4 Word) is activated at a high level, the result of the AND operation with the fifth bit line (M5 Bit) is transmitted to the mechanical memory through the first AND gate (AND1). It is programmed by inputting it into the first gate electrode 930 of 900.

또한, 제2 AND 게이트(AND2)를 통해 제5 비트라인 바(M5 )와의 AND 연산 결과를 기계식 메모리(900)의 제2 게이트 전극(940)에 입력하여 이레이즈한다.In addition, the fifth bit line bar (M5) is formed through the second AND gate (AND2). ) and the result of the AND operation are input to the second gate electrode 940 of the mechanical memory 900 and erased.

이때, 중간 전극이 제4 워드라인(M4 Word)에 연결된 하나의 트랜지스터(T1)가 턴 온되어, 소스 전극(950)을 접지(Ground) 상태로 만들어, 제1 게이트 전극(930) 혹은 제2 게이트 전극(940)과 전압차를 발생시키고, 정전기력을 통해 프로그램 혹은 이레이즈할 수 있다.At this time, one transistor (T1) whose middle electrode is connected to the fourth word line (M4 Word) is turned on, making the source electrode 950 in a ground state, and the first gate electrode 930 or the second A voltage difference is generated with the gate electrode 940, and programming or erasing can be performed through electrostatic force.

반면, 제4 워드라인(M4 Word)이 로우 레벨로 비활성화될 경우, 도 6에서 보는 바와 같이, 제1 AND 게이트(AND1)를 통해 제5 비트라인(M5 Bit)과의 AND 연산 결과인 '0'을 기계식 메모리(900)의 제1 게이트 전극(930)에 입력하여 항상 접지(Ground) 상태로 만든다.On the other hand, when the fourth word line (M4 Word) is deactivated at the low level, as shown in FIG. 6, '0' is the result of the AND operation with the fifth bit line (M5 Bit) through the first AND gate (AND1). ' is input to the first gate electrode 930 of the mechanical memory 900 to always be in a ground state.

또한, 제2 AND 게이트(AND2)를 통해 제5 비트라인 바(M5 )와의 AND 연산 결과인 '0'을 기계식 메모리(900)의 제2 게이트 전극(940)에 입력하여 항상 접지(Ground) 상태로 만든다.In addition, the fifth bit line bar (M5) is formed through the second AND gate (AND2). '0', which is the result of the AND operation with ), is input to the second gate electrode 940 of the mechanical memory 900 to always be in a ground state.

이에 따라, 해당 기계식 메모리(900)의 논리값이 그대로 유지된다. Accordingly, the logical value of the corresponding mechanical memory 900 is maintained as is.

이를 통하여, 본 발명은 기계식 비휘발성 메모리 중 어드레싱되는 워드 라인의 게이트 전극만 활성화시키고, 나머지 게이트 전극들은 플로팅 상태가 아닌 접지 상태를 유지함으로써, 기계식 비휘발성 메모리의 동작 특성을 고려하여 메모리의 동작을 안정적이고 신뢰적으로 제어할 수 있게 된다.Through this, the present invention activates only the gate electrode of the word line being addressed among the mechanical non-volatile memory, and maintains the remaining gate electrodes in a grounded state rather than a floating state, thereby improving the operation of the memory in consideration of the operating characteristics of the mechanical non-volatile memory. It can be controlled stably and reliably.

이와 같이, 본 발명은 기계식 비휘발성 메모리 중 어드레싱되는 워드 라인의 게이트 전극만 활성화시키고, 나머지 게이트 전극들은 플로팅 상태가 아닌 접지 상태를 유지하여 기계식 메모리의 동작을 신뢰적으로 제어할 수 있는 기계식 비휘발성 메모리 장치 및 기계식 메모리를 제공한다.As such, the present invention is a mechanical non-volatile memory that activates only the gate electrode of the addressed word line and maintains the remaining gate electrodes in a grounded state rather than a floating state, thereby reliably controlling the operation of the mechanical memory. Provides memory devices and mechanical memory.

이를 통하여, 본 발명은 기계식 비휘발성 메모리 어레이를 신뢰성이 있고 안정적으로 어드레싱 및 구성할 수 있게 된다. Through this, the present invention enables reliable and stable addressing and configuration of a mechanical non-volatile memory array.

또한, 기계식 메모리의 동작이 안정적으로 제어되어, 정전 구동, 전열 구동, 3전극 및 4전극 등 다양한 기계식 메모리에 범용적으로 적용될 수 있게 된다.In addition, the operation of the mechanical memory is stably controlled, allowing it to be universally applied to various mechanical memories such as electrostatic drive, electrothermal drive, 3-electrode, and 4-electrode.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.Above, various preferred embodiments of the present invention have been described by giving some examples, but the description of the various embodiments described in the "Detailed Contents for Carrying out the Invention" section is merely illustrative and the present invention Those skilled in the art will understand from the above description that the present invention can be implemented with various modifications or equivalent implementations of the present invention.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to make the disclosure of the present invention complete and is commonly used in the technical field to which the present invention pertains. It is provided only to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by each claim in the claims.

100: 컬럼 디코더
200: 로우 디코더
300: 복수개의 메모리 셀
400: 복수개의 패드
500: 복수개의 스캔 레지스터
600: 두 쌍의 세로 전선
700: 한 쌍의 가로 전선
800: 제2 전원 라인
900: 기계식 메모리
100: column decoder
200: Raw decoder
300: a plurality of memory cells
400: plural pads
500: Multiple scan registers
600: Two pairs of vertical wires
700: A pair of horizontal wires
800: second power line
900: mechanical memory

Claims (12)

복수개의 비트라인에 연결된 컬럼 디코더;
복수개의 워드라인에 연결된 로우 디코더; 및
상기 복수개의 비트라인과 상기 복수개의 워드라인에 의해 선택되는 복수개의 기계식 메모리 셀;
을 포함하고,
상기 복수개의 기계식 메모리 셀은 어드레싱된 메모리 셀에 전기적 신호가 인가되고, 어드레싱되지 않는 메모리 셀들은 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 하는
기계식 비휘발성 메모리 장치.
A column decoder connected to a plurality of bit lines;
A row decoder connected to a plurality of word lines; and
a plurality of mechanical memory cells selected by the plurality of bit lines and the plurality of word lines;
Including,
The plurality of mechanical memory cells are characterized in that an electrical signal is applied to the addressed memory cells, and the electrical state of the unaddressed memory cells is ground.
Mechanical non-volatile memory device.
제 1 항에 있어서,
상기 컬럼 디코더에 연결되어 컬럼 번호 및 데이터 비트가 입력되고,
상기 로우 디코더에 연결되어 로우 번호 및 워드 번호가 입력되는 복수개의 스캔 레지스터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
기계식 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
It is connected to the column decoder and a column number and data bit are input,
Characterized in that it further includes a plurality of scan registers connected to the row decoder and receiving row numbers and word numbers.
Mechanical non-volatile memory device.
제 2 항에 있어서,
상기 복수개의 기계식 메모리 셀 각각은,
상기 워드 번호의 입력에 따라 선택된 워드 라인 내에 복수개의 기계식 메모리가 상기 데이터 비트 입력에 따라 구성(configuration)되는 것을 특징으로 하는
기계식 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 2,
Each of the plurality of mechanical memory cells,
Characterized in that a plurality of mechanical memories are configured according to the data bit input within the word line selected according to the input of the word number.
Mechanical non-volatile memory device.
제 3 항에 있어서,
상기 복수개의 기계식 메모리는,
전압이 인가되는 제1 전극;
상하로 이동가능한 일측을 구비하고, 상기 제1 전극의 상부에 빔(beam) 형상으로 이격되어 위치하여, 상기 제1 전극과의 사이에서 정전기력을 발생시키는 제2 전극; 및
상기 제2 전극의 일측 하부에 에어갭을 사이에 두고 배치되어, 상기 정전기력에 의해 상기 제2 전극의 상기 일측 하부면에 상부면이 점착되는 제3 전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는
기계식 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 3,
The plurality of mechanical memories,
a first electrode to which voltage is applied;
a second electrode having one side movable up and down, positioned spaced apart in a beam shape on top of the first electrode, and generating electrostatic force between the second electrode and the first electrode; and
a third electrode disposed on the lower side of the second electrode with an air gap in between, and having its upper surface adhered to the lower surface of the second electrode by the electrostatic force;
Characterized by including
Mechanical non-volatile memory device.
제 4 항에 있어서,
상기 복수개의 기계식 메모리는,
상기 정전기력이 상기 제2 전극의 기계적인 복원력보다 클 경우, 상기 제1 전극에 인가된 전압이 제거되어도 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 상기 점착 상태가 유지되어, 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작이 되는 것을 특징으로 하는
기계식 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 4,
The plurality of mechanical memories,
When the electrostatic force is greater than the mechanical restoring force of the second electrode, the adhesive state of the second electrode and the third electrode is maintained even when the voltage applied to the first electrode is removed, thereby operating the program operation of the non-volatile memory device. Characterized by being
Mechanical non-volatile memory device.
두 쌍의 세로 전선;
상기 두 쌍의 세로 전선과 직교하는 방향으로 배선된 한 쌍의 가로 전선;
상기 한 쌍의 가로 전선과 평행한 방향으로 배선된 전원라인;
상기 전원라인에 연결되어 전원을 공급받는 제1 드레인 전극;
상기 두 쌍의 세로 전선 중 접지라인에 연결되는 제2 드레인 전극;
입력 단자가 상기 두 쌍의 세로 전선 중 제1 및 제2 비트라인 각각과 상기 한 쌍의 가로 전선 중 워드라인에 연결되는 제1 및 제2 AND 게이트;
상기 제1 AND 게이트의 출력 단자가 연결되는 제1 게이트 전극;
상기 제2 AND 게이트의 출력 단자가 연결되는 제2 게이트 전극; 및
상기 제1 및 제2 게이트 전극에 인가되는 입력 신호의 여부에 따라 프로그램 동작 결과 또는 이레이즈 동작 결과를 출력하는 소스 전극;
을 포함하고,
상기 워드 라인이 활성화될 경우 상기 입력 신호가 입력되고, 상기 워드 라인이 비활성화될 경우 상기 제1 및 제2 게이트 전극의 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
Two pairs of longitudinal wires;
a pair of horizontal wires wired in a direction perpendicular to the two pairs of vertical wires;
a power line wired in a direction parallel to the pair of horizontal wires;
a first drain electrode connected to the power line and supplied with power;
a second drain electrode connected to a ground line among the two pairs of vertical wires;
first and second AND gates whose input terminals are connected to first and second bit lines of the two pairs of vertical wires, respectively, and to word lines of the pair of horizontal wires;
a first gate electrode to which the output terminal of the first AND gate is connected;
a second gate electrode to which the output terminal of the second AND gate is connected; and
a source electrode that outputs a program operation result or an erase operation result depending on whether an input signal is applied to the first and second gate electrodes;
Including,
When the word line is activated, the input signal is input, and when the word line is inactivated, the electrical state of the first and second gate electrodes is grounded.
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 소스 전극은,
중간 전극이 상기 워드라인에 연결되어, 상기 워드 라인의 활성화 여부에 따라 턴 온 또는 턴 오프되는 트랜지스터의 일측 전극 및 타측 전극의 도통을 통해 접지 상태가 되는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The source electrode is,
The middle electrode is connected to the word line, and is grounded through conduction of one electrode and the other electrode of the transistor, which is turned on or off depending on whether the word line is activated.
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 비트라인은,
논리값이 상호 반대인 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The first and second bit lines are,
Characterized by the logical values being mutually opposite.
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 두 쌍의 세로 전선은,
상기 제1 비트라인 및 상기 접지라인의 한 쌍; 및
상기 제2 비트라인 및 상기 접지라인의 한 쌍;
을 포함하는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The two pairs of vertical wires are,
a pair of the first bit line and the ground line; and
a pair of the second bit line and the ground line;
Characterized by including
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 한 쌍의 가로 전선은,
상기 워드라인 및 상기 전원라인을 포함하는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The pair of horizontal wires is,
Characterized in that it includes the word line and the power line.
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 게이트 전극은,
상기 워드 라인이 활성화될 때,
상기 제1 AND 게이트의 출력 단자를 통해 상기 워드 라인과 상기 제1 비트라인과의 AND 연산 결과를 입력받고,
상기 제2 AND 게이트의 출력 단자를 통해 상기 워드 라인과 상기 제2 비트라인과의 AND 연산 결과를 입력받아,
상기 소스 전극이 상기 프로그램 동작 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The first and second gate electrodes are,
When the word line is activated,
Receive the result of the AND operation between the word line and the first bit line through the output terminal of the first AND gate,
Receive the result of the AND operation between the word line and the second bit line through the output terminal of the second AND gate,
Characterized in that the source electrode outputs the program operation result.
Mechanical memory.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 게이트 전극은,
상기 워드 라인이 비활성화될 때,
상기 제1 AND 게이트의 출력 단자를 통해 상기 워드 라인과 상기 제1 비트라인과의 AND 연산 결과인 '0'을 입력받고,
상기 제2 AND 게이트의 출력 단자를 통해 상기 워드 라인과 상기 제2 비트라인과의 AND 연산 결과인 '0'을 입력받아,
상기 전기적 상태가 접지로 형성되는 것을 특징으로 하는
기계식 메모리.
According to claim 6,
The first and second gate electrodes are,
When the word line is deactivated,
Receive '0', which is the result of the AND operation between the word line and the first bit line, through the output terminal of the first AND gate,
Receive '0', which is the result of the AND operation between the word line and the second bit line, through the output terminal of the second AND gate,
Characterized in that the electrical state is formed by grounding
Mechanical memory.
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