KR100222575B1 - Dummy cell driving circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불휘발성 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 데이터 판독시 메모리 셀의 기준이 되는 더미 셀의 문턱전압을 재조정할 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로에 관한 것으로서, 본 발명은 프로그램 또는 소거 상태에 따라 소정의 셀 전류가 흐르거나 차단되는 메모리 셀과, 소정의 기준전류를 흘려주기 위해 불휘발성 셀 트랜지스터로 구비된 더미 셀과, 상기 셀 어레이에 전기적으로 연결된 데이터 라인과 상기 불휘발성 셀 트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결된 더미 데이터 라인으로 각각 상기 셀 전류 및 상기 기준전류를 공급하는 감지증폭회로를 구비한 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로에 있어서, 외부로부터 인가되는 제 1 신호에 응답하여, 상기 더미 셀의 불휘발성 셀 트랜지스터의 제어게이트 단자로 소정레벨의 제 1 전압을 공급하는 제 1 전압공급부와; 외부로부터 인가되는 제 2 신호및 제 3 신호를 입력받아, 상기 제 2 신호에 응답하여 상기 불휘발성 셀 트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결된 상기 더미 데이터 라인으로 소정레벨의 제 2 전압을 공급하고 상기 제 3 신호에 응답하여 상기 더미 데이터 라인을 접지전압으로 디스챠지시키는 제 2 전압공급부로 이루어졌다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device capable of readjusting a threshold voltage of a dummy cell which is a reference of a memory cell when reading data. The present invention relates to a memory cell in which a predetermined cell current flows or is blocked according to a program or erase state, a dummy cell provided as a nonvolatile cell transistor for flowing a predetermined reference current, a data line electrically connected to the cell array; A dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device having a sense amplifier circuit for supplying the cell current and the reference current to a dummy data line electrically connected to a drain terminal of the nonvolatile cell transistor, respectively. In response to a first signal, a nonvolatile cell of the dummy cell A first voltage supply unit supplying a first voltage having a predetermined level to a control gate terminal of the transistor; In response to the second and third signals applied from the outside, a second voltage of a predetermined level is supplied to the dummy data line electrically connected to the drain terminal of the nonvolatile cell transistor in response to the second signal. The second voltage supply unit discharges the dummy data line to the ground voltage in response to three signals.
Description
본 발명은 불휘발성 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 데이터 판독시 메모리 셀의 기준이 되는 더미 셀의 문턱전압을 재조정할 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device capable of readjusting a threshold voltage of a dummy cell which is a reference of a memory cell when reading data.
도 1에는 종래기술에 따른 센스앰프회로를 구비한 불휘발성 반도체 메모리 장치의 구성을 보여주는 블록도가 도시되어 있다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device having a sense amplifier circuit according to the prior art.
도 1에 도시된 불휘발성 반도체 메모리 장치는 셀 어레이(100), 로우 디코더(110), 칼럼 디코더(120), 칼럼 게이트부(130), 더미 셀(200), 그리고 감지증폭회로(300)로 구성되어 있다. 상기 셀 어레이(100)는 데이터를 저장하기 위한 영역으로 복수개의 워드라인들(W/L0 - W/L2), 복수개의 비트라인들(B/L0 - B/L2), 그리고 상기 각 워드라인과 상기 각 비트라인이 교차되는 것에 각각 형성된 복수개의 메모리 셀들(MC0 - MC40)로 이루어졌다. 상기 로우 디코더(110)는 상기 셀 어레이(100)의 소정 워드라인을 선택하기 위한 것이며, 상기 칼럼 디코더(120)는 상기 칼럼 게이트부(130)를 통해 상기 셀 어레이(100)의 소정 비트라인을 선택하기 위한 것이다. 그리고, 상기 감지증폭회로(300)는 제 1 기준전류발생부(310), 제 2 기준전류발생부(320), 그리고 비교부(330)로 구성되어 있다. 상기 셀 어레이(100) 내의 선택된 메모리 셀(MC20)의 상태를 판독하기 위해서는 상기 메모리 셀(MC20)의 드레인 단자에 연결된 비트라인(B/L1)에 대응되는 데이터 라인(D/L)을 통해 소정의 셀 전류(ICELL)를 흘려준다. 그리고, 상기 선택된 메모리 셀(MC20)의 기준이 되는 셀(200, MSC100)(이하, 더미 셀)로 더미 데이터 라인(DD/L)을 통해 소정의 기준전류[여기서, 상기 기준전류의 양은 상기 선택된 메모리 셀(MC20)이 온 셀(on cell)일 때와 오프 셀(off cell)일 때 상기 메모리 셀(MC20)을 통해 빠져나가는 전류양의 절반]를 흘려주게 된다. 이로써, 상기 선택된 메모리 셀(MC20)과 대응되는 더미 셀(MSC100)을 통해 각각 빠져나가는 전류의 양을 감지하여 상기 선택된 메모리 셀(MC20)이 온 셀 또는 오프 셀인가를 판별하여 이에 대응되는 데이터를 출력하게 된다.The nonvolatile semiconductor memory device illustrated in FIG. 1 includes a cell array 100, a row decoder 110, a column decoder 120, a column gate part 130, a dummy cell 200, and a sense amplifier 300. Consists of. The cell array 100 is an area for storing data and includes a plurality of word lines W / L0 to W / L2, a plurality of bit lines B / L0 to B / L2, and the respective word lines. A plurality of memory cells MC0 to MC40 respectively formed at intersections of the bit lines are formed. The row decoder 110 is for selecting a predetermined word line of the cell array 100, and the column decoder 120 selects a predetermined bit line of the cell array 100 through the column gate part 130. It is to choose. In addition, the sensing amplifier circuit 300 includes a first reference current generator 310, a second reference current generator 320, and a comparator 330. In order to read the state of the selected memory cell MC20 in the cell array 100, a predetermined data line D / L corresponds to a bit line B / L1 connected to the drain terminal of the memory cell MC20. Flows the cell current (ICELL). In addition, a predetermined reference current (herein, the amount of the reference current is selected from the selected memory cell MC20) through the dummy data line DD / L to the cells 200 and MSC100 (hereinafter, referred to as a dummy cell). When the memory cell MC20 is on cell and off cell, half of the current flowing out through the memory cell MC20 flows. Accordingly, the amount of current flowing out through the dummy cell MSC100 corresponding to the selected memory cell MC20 is sensed to determine whether the selected memory cell MC20 is an on cell or an off cell. Will print.
그리고, 상기 제 1 기준전류발생부(310)는 상기 메모리 셀(MC20)로 일정한 셀 전류(ICELL)를 흘려주기 위한 것이고, 상기 제 2 기준전류발생부(320)는 상기 더미 셀(MSC100)로 일정한 기준전류(IREF)를 흘려주기 위한 것이다. 상기 비교부(330)는 상기 선택된 메모리 셀(MC20)과 상기 더미 셀(MC100)을 통해 빠져나간 전류의 양을 감지하여 이에 대응되는 셀 데이터를 출력한다. 즉, 상기 제 1 기준전류발생부(310)는 외부로부터 인가되는 센스앰프 인에이블 신호에 응답하여 상기 셀 전류(ICELL)를 공급하며, 복수개의 NMOS 트랜지스터들(MSN50, MSN55, MSN60)과 복수개의 PMOS 트랜지스터들(MSP50, MSP55)로 이루어졌다. 그리고, 상기 제 2 기준전류발생부(320)는 상기 센스앰프 인에이블 신호에 응답하여 상기 기준전류(IREF)를 공급하며, 복수개의 NMOS 트랜지스터들(MSN0, MSN5, MSN10)과 복수개의 PMOS 트랜지스터들(MSP0, MSP5)로 이루어졌다. 상기 제 2 기준전류발생부(320)는 전달 트랜지스터로 동작하는 상기 NMOS 트랜지스터(MSN10)를 통해 상기 PMOS 트랜지스터(MSP5)로부터 공급되는 약 +1 - +2볼트의 전압이 상기 더미 데이터 라인(DD/L)으로 전달된다. 상기 더미 데이터 라인(DD/L)의 전압은 상기 기준전류(IREF)에 의해 약간의 변화가 발생할 수 있다. 그리고, 이의 변화는 상기 PMOS 트랜지스터(MSP0)와 상기 NMOS 트랜지스터(MSN5)에 의해 더미바이어스라인(DBIAS)을 통해 증폭되며, 이로인해 더미센싱라인(DS0)에서는 큰 변화가 나타내어진다. 이러한 현상을 네거티브 피드백(negative feedbak)이라 부른다.The first reference current generator 310 is for flowing a constant cell current ICELL to the memory cell MC20, and the second reference current generator 320 is connected to the dummy cell MSC100. This is to give a constant reference current (IREF). The comparator 330 detects the amount of current drawn out through the selected memory cell MC20 and the dummy cell MC100 and outputs cell data corresponding thereto. That is, the first reference current generator 310 is a sense amplifier enable signal applied from the outside The cell current ICELL is supplied in response to the cell current, and is composed of a plurality of NMOS transistors MSN50, MSN55, and MSN60 and a plurality of PMOS transistors MSP50 and MSP55. In addition, the second reference current generator 320 may enable the sense amplifier enable signal. The reference current IREF is supplied in response to the reference current IREF, and is composed of a plurality of NMOS transistors MSN0, MSN5, MSN10 and a plurality of PMOS transistors MSP0, MSP5. The second reference current generating unit 320 has a voltage of about +1-+2 volts supplied from the PMOS transistor MSP5 through the NMOS transistor MSN10 which operates as a transfer transistor. L). The voltage of the dummy data line DD / L may change slightly due to the reference current IREF. The change is amplified by the PMOS transistor MSP0 and the NMOS transistor MSN5 through the dummy bias line DBIAS, and thus a large change is shown in the dummy sensing line DS0. This phenomenon is called negative feedbak.
상기 센스앰프 인에이블 신호가 로우 레벨(low level)로 천이될 경우, 상기 트랜지스터들(MSP0, MSN5)이 인에이블되어 상기 더미바이어스라인(DBIAS)에 일정전압을 유지시켜 주게 된다. 일반적으로 상기 더미 셀(MSC100)로 공급되는 상기 기준전류(IREF)의 양은 "온" 상태시 메모리 셀을 통해 빠져나가는 전류의 절반이 되도록 설정함으로써, 상기 비교부(330)의 일 입력단자에 연결된 더미센싱라인(DS0)의 전압을 항상 일정하게 유지시켜주게 된다. 그리고, 상기 셀 어레이(100) 내의 임의의 메모리 셀을 선택하기 위해서, 상기 로우 디코더(110)를 통해 메모리 셀들의 제어 게이트 전극들이 공통연결된 워드라인들 중 선택된 워드라인(W/L1)으로 전원전압(예를들면, 5볼트)을 인가한다. 그리고, 상기 칼럼 디코더(120)는 칼럼 게이트부(130)를 통해 상기 선택된 메모리 셀(MC20)의 드레인 단자가 연결되어 있는 비트리인(B/L1)을 선택함으로써 하나의 메모리 셀(MC20)이 선택된다. 이러한 상태에서, 상기 제 1 기준전류발생부(310)의 전달 트랜지스터인 NMOS 트랜지스터(MSN60)를 통해 PMOS 트랜지스터(MSP55)로부터 공급되는 약 +1 - +2볼트의 전압이 상기 선택된 비트라인(B/L1)에 대응되는 데이터 라인(D/L)으로 인가된다.The sense amplifier enable signal When the transistor transitions to a low level, the transistors MSP0 and MSN5 are enabled to maintain a constant voltage on the dummy bias line DBIAS. In general, the amount of the reference current IREF supplied to the dummy cell MSC100 is set to be half of the current flowing out through the memory cell in the “on” state, thereby being connected to one input terminal of the comparator 330. The voltage of the dummy sensing line DS0 is kept constant at all times. In addition, in order to select an arbitrary memory cell in the cell array 100, a power supply voltage is provided through the row decoder 110 to a selected word line W / L1 among word lines in which control gate electrodes of the memory cells are commonly connected. (For example, 5 volts). The column decoder 120 selects one memory cell MC20 by selecting a bit line B / L1 to which the drain terminal of the selected memory cell MC20 is connected through the column gate unit 130. do. In this state, a voltage of about +1-+2 volts supplied from the PMOS transistor MSP55 through the NMOS transistor MSN60 which is a transfer transistor of the first reference current generator 310 is selected from the selected bit line B /. It is applied to the data line D / L corresponding to L1).
상기 제 1 기준전류발생부(310)는 선택된 상기 메모리 셀(MC20)이 "온" 셀인 경우, 상기 셀 전류(ICELL)가 존재하게 되어 즉, 선택된 상기 메모리 셀(MC20)을 통해 빠져나가는 전류가 생기게 된다. 이로인해, 상기 비교부(330)의 일 입력단자에 연결된 센싱라인(SO)의 전압이 타 입력단자에 연결된 더미센싱라인(DS0)의 전압에 비해 상대적으로 낮은 전압으로 챠지된다. 반면, 선택된 상기 메모리 셀(MC20)이 "오프" 셀인 경우에는 상기 메모리 셀(MC20)을 통해 빠져나가는 전류 즉, 상기 셀 전류(ICELL)가 미미하여 상기 센싱라인(SO)의 전압이 상기 더미센싱라인(DSO)의 전압에 비해 상대적으로 높은 전압으로 챠지된다. 따라서, 상기 비교부(330)는 상기 제 1 기준전류발생부(310)와 상기 제 2 기준전류발생부(320)에 의해 생성된 상기 센싱라인(S0)과 상기 더미센싱라인(DS0)의 전압차를 입력으로하여 이를 증폭한다. 여기서, 알아두어야 할 사항은 상기 셀 어레이(100) 구성에 대한 정상적인 독출동작이 가능하기 위해서는 상기 제 2 기준전류발생부(320)의 기준전류(IREF)는 제조공정 및 온도 등의 변화에 대해서 메모리 셀의 "온" 상태와 "오프" 상태를 항상 절반의 형태를 유지시켜야 한다는 사실이다.When the selected memory cell MC20 is an "on" cell, the first reference current generator 310 has the cell current ICELL, that is, a current exiting through the selected memory cell MC20 is present. Will be created. Thus, the voltage of the sensing line SO connected to one input terminal of the comparator 330 is charged at a voltage relatively lower than the voltage of the dummy sensing line DS0 connected to the other input terminal. On the other hand, when the selected memory cell MC20 is an "off" cell, the current flowing out through the memory cell MC20, that is, the cell current ICELL is insignificant, so that the voltage of the sensing line SO becomes the dummy sensing line. It is charged with a voltage that is relatively high compared to the voltage of (DSO). Therefore, the comparison unit 330 is the voltage of the sensing line (S0) and the dummy sensing line (DS0) generated by the first reference current generator 310 and the second reference current generator 320. Amplify it by taking the difference as input. Here, it should be noted that the reference current IREF of the second reference current generator 320 is a memory for a change in manufacturing process and temperature in order to enable a normal read operation of the cell array 100. The fact is that the "on" and "off" states of the cell should always be half-shaped.
그리고, 통상적인 NOR형 플래쉬 메모리 장치에 있어서, 상기 제 2 기준전류발생부(320)로부터 공급되는 기준전류(IREF)가 빠지는 경로인 더미 셀(또는 기준 셀)로 사용되는 MOS 트랜지스터(MSC100)는 주로 셀 어레이(100) 내의 메모리 셀과 동일한 타입의 형태를 사용한다. 왜냐하면, 상기 더미 셀(MSC100)을 상기 셀 어레이(100) 내의 메모리 셀(MC)과 동일한 구조로 사용함으로써 제조 공정에서 상기 더미 셀(MSC100)은 상기 메모리 셀(MC)의 프로세스 변화에 대해 같은 변화를 가질 수 있고, 아울러 온도 변화시에도 상기 메모리 셀과 같은 변화를 가질 수 있기 때문이다.In the conventional NOR flash memory device, the MOS transistor MSC100 used as a dummy cell (or reference cell), which is a path through which the reference current IREF supplied from the second reference current generator 320 exits, Mainly, the same type as the memory cells in the cell array 100 is used. Because the dummy cell MSC100 has the same structure as the memory cell MC in the cell array 100, the dummy cell MSC100 changes in the same manner with respect to the process change of the memory cell MC in a manufacturing process. It is because it may have the same change as the memory cell even when the temperature changes.
그러나, 상술한 종래의 불휘발성 반도체 메모리 장치에 의하면, 통상적으로 제 2 기준전류발생부(320)로부터 공급되는 기준전류(IREF)가 빠져나가는 더미 셀(dummy cell)은 상기한 이유로 인해 반도체 제조 공정에서 결정된 문턱전압(Vth, Threshold voltage)을 가지게 된다. 따라서, 상기 더미 셀이 반도체 제조 공정에 의해 원하는 문턱전압으로 설정되지 않았을 경우, 상기 더미 셀의 문턱전압을 원하는 전압레벨로 재조정할 수 없는 문제점이 생겼다. 아울러, 이러한 문제점으로 인해 데이터 독출 동작시 온 셀을 오프 셀로 또는 오프 셀을 온 셀로 잘못된 데이터를 판독하는 문제점도 생겼다.However, according to the above-described conventional nonvolatile semiconductor memory device, a dummy cell through which the reference current IREF, which is supplied from the second reference current generating unit 320, exits is typically used for the semiconductor manufacturing process. It has a threshold voltage determined at Vth. Therefore, when the dummy cell is not set to the desired threshold voltage by the semiconductor manufacturing process, there is a problem that the threshold voltage of the dummy cell cannot be readjusted to the desired voltage level. In addition, this problem also causes a problem that incorrect data is read from the on-cell to the off-cell or off-cell to the on-cell during a data read operation.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 데이터 판독시 메모리 셀의 기준이 되는 더미 셀의 문턱전압을 재조정할 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device capable of readjusting the threshold voltage of a dummy cell, which is a reference of a memory cell, when data is read. have.
도 1은 종래기술에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 구성을 보여주는 블록도;1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the prior art;
도 2는 NOR형 메모리 셀의 구조를 보여주는 단면도;2 is a cross-sectional view showing the structure of a NOR type memory cell;
도 3은 각 동작모드시 인가되는 전압을 보여주는 도표;3 is a diagram showing a voltage applied in each operation mode;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로의 구성을 보여주는 블록도;4 is a block diagram showing a configuration of a dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 동작 타이밍도;5 is an operation timing diagram according to the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 셀 어레이 110 : 로우 디코더100: cell array 110: row decoder
120 : 칼럼 디코더 130 : 칼럼 게이트부120: column decoder 130: column gate portion
200 : 더미 셀 300 : 감지증폭회로200: dummy cell 300: detection amplifier circuit
410 : 제 1 전압공급부 420 : 제 2 전압공급부410: first voltage supply unit 420: second voltage supply unit
상술한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 프로그램 또는 소거 상태에 따라 소정의 셀 전류가 흐르거나 차단되는 메모리 셀과, 소정의 기준전류를 흘려주기 위해 불휘발성 셀 트랜지스터로 구비된 더미 셀과, 상기 셀 어레이에 전기적으로 연결된 데이터 라인과 상기 불휘발성 셀 트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결된 더미 데이터 라인으로 각각 상기 셀 전류 및 상기 기준전류를 공급하는 감지증폭회로를 구비한 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로에 있어서, 외부로부터 인가되는 제 1 신호에 응답하여, 상기 더미 셀의 불휘발성 셀 트랜지스터의 제어게이트 단자로 소정레벨의 제 1 전압을 공급하는 제 1 전압공급부와; 외부로부터 인가되는 제 2 신호및 제 3 신호를 입력받아, 상기 제 2 신호에 응답하여 상기 불휘발성 셀 트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결된 상기 더미 데이터 라인으로 소정레벨의 제 2 전압을 공급하고 상기 제 3 신호에 응답하여 상기 더미 데이터 라인을 접지전압으로 디스챠지시키는 제 2 전압공급부를 포함한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, the memory cell is provided with a non-volatile cell transistor for flowing a predetermined reference current or a memory cell in which a predetermined cell current flows or is blocked according to a program or erase state. And a sense amplifier circuit for supplying the cell current and the reference current to the dummy cell, the data line electrically connected to the cell array, and the dummy data line electrically connected to the drain terminal of the nonvolatile cell transistor. 11. A dummy cell driving circuit of a semiconductor memory device, comprising: a first voltage supply unit for supplying a first voltage having a predetermined level to a control gate terminal of a nonvolatile cell transistor of the dummy cell in response to a first signal applied from the outside; In response to the second and third signals applied from the outside, a second voltage of a predetermined level is supplied to the dummy data line electrically connected to the drain terminal of the nonvolatile cell transistor in response to the second signal. And a second voltage supply unit configured to discharge the dummy data line to the ground voltage in response to three signals.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 전압은 약 0볼트 - 3볼트 범위의 전압으로 인가되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the first voltage is applied to a voltage in the range of about 0 volts to 3 volts.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 전압은 약 6볼트 - 7볼트 범위의 전압으로 인가되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the second voltage is applied at a voltage in the range of about 6 volts to 7 volts.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 전압공급부는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터들과 제 3 내지 제 4 MOS 트랜지스터들로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the first voltage supply unit is configured of first and second MOS transistors and third to fourth MOS transistors.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터들은 각각 n채널 도전형의 MOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the first and second MOS transistors are characterized in that each consisting of an n-channel conductive MOS transistor.
이 실시예에 있어서, 상기 제 3 내지 제 4 MOS 트랜지스터들은 각각 p채널 도전형의 MOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the third to fourth MOS transistors are characterized in that each consisting of a p-channel conductive MOS transistor.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 전압공급부는 제 5 내지 제 7 MOS 트랜지스터들과 제 8 내지 제 10 MOS 트랜지스터들로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the second voltage supply is characterized by consisting of fifth to seventh MOS transistors and eighth to tenth MOS transistors.
이 실시예에 있어서, 상기 제 5 내지 제 7 MOS 트랜지스터들은 각각 n채널 도전형의 MOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the fifth to seventh MOS transistors are each composed of an n-channel conductive MOS transistor.
이 실시예에 있어서, 상기 제 8 내지 제 10 MOS 트랜지스터들은 각각 p채널 도전형의 MOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the eighth to tenth MOS transistors are configured as p-channel conductive MOS transistors, respectively.
이와같은 회로에 의해서, 반도체 제조 공정 또는 기타 원인으로 인해 더미 셀이 원하지 않는 문턱전압으로 설정되더라도 본 발명에 따른 더미 셀 구동회로를 통해 더미 셀의 문턱전압을 원하는 레벨로 재조정함으로써 독출 동작시 마진확보 및 오동작을 방지할 수 있다.By such a circuit, even when the dummy cell is set to an unwanted threshold voltage due to a semiconductor manufacturing process or other causes, the margin is secured during read operation by readjusting the threshold voltage of the dummy cell to a desired level through the dummy cell driving circuit according to the present invention. And malfunction can be prevented.
이하 본 발명의 실시예에 따른 참조도면 도 2 내지 5에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, reference will be made in detail with reference to FIGS. 2 to 5 according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5에 있어서, 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대해서 동일한 참조번호를 병기한다.2 to 5, the same reference numerals are given to the components having the same functions as the components shown in FIG.
도 2에는 일반적으로 사용되는 불휘발성 메모리 셀의 구조를 보여는 단면도가 도시되어 있다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a nonvolatile memory cell that is generally used.
도 2에 도시된 NOR형 플래쉬 메모리 셀은 P형 반도체기판(1)상에 채널 영역(2)을 사이에 두고 N형의 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 채널 영역(2) 상부에 게이트절연막(5), 부유게이트(6, floating gate), ONO막(7), 그리고 제어게이트(8, control gate)가 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 게이트절연막(5)은 약 100Å 이하의 얇은 절연막(또는 산화막)으로 형성된다. 통상적인 NOR형 플래쉬 메모리의 동작에 의하면, 상기 플래쉬 메모리 셀은 상기 드레인 영역(4)과 인접한 채널영역(2)에서 상기 부유게이트(6)로 전자들이 주입되는 핫 일렉트론 인젝션(hot electron injection) 방식에 의해 프로그램된다. 일반적인 상기 인젝션 방법은 상기 소오스 영역(3)과 P형 반도체기판 영역(1)을 접지하고, 상기 제어게이트(8)에는 높은 고전압(예를들면, +12볼트)을 인가하고, 상기의 드레인 영역(4)에는 핫 일렉트론 인젝션을 발생시키기 위해 적당한 양의 전압(예를들면, 6 - 7볼트)을 인가함으로써 이루어진다. 상기 프로그램 방법으로 음의 전하가 상기 부유게이트(6)에 충분하게 축적되며, 상기 부유게이트(6)의 (-)전위는 일련의 독출동작이 수행되는 동안, 상기 메모리 셀의 문턱전압을 높이는 역할을 한다.In the NOR-type flash memory cell shown in FIG. 2, an N-type source region 3 and a drain region 4 are formed on a P-type semiconductor substrate 1 with a channel region 2 interposed therebetween. A gate insulating film 5, a floating gate 6, an ONO film 7, and a control gate 8 are sequentially formed on the channel region 2. Here, the gate insulating film 5 is formed of a thin insulating film (or oxide film) of about 100 GPa or less. According to the operation of a typical NOR type flash memory, the flash memory cell is a hot electron injection method in which electrons are injected into the floating gate 6 in the channel region 2 adjacent to the drain region 4. Is programmed by. In general, the injection method grounds the source region 3 and the P-type semiconductor substrate region 1, applies a high high voltage (eg, +12 volts) to the control gate 8, and the drain region. (4) is achieved by applying an appropriate amount of voltage (e.g., 6-7 volts) to generate hot electron injection. A negative charge is sufficiently accumulated in the floating gate 6 by the programming method, and the negative potential of the floating gate 6 increases the threshold voltage of the memory cell during a series of read operations. Do it.
주로, 독출 동작은 메모리 셀의 상기 드레인 영역(4)에 1 - 2볼트를 인가하고, 상기 제어게이트(8)에는 일정한 전압 또는 전원전압(VCC)을 인가하고, 상기 소오스 영역(3)에는 0볼트를 인가함으로써 이루어진다. 상기한 바와같은 독출동작이 수행되면, 상기 프로그램 동작에 의해 문턱전압이 높아진 메모리 셀은 드레인 영역(4)로부터 소오스 영역(3)로 전류가 주입되는 것을 방지하게 되며, 이때 상기 메모리 셀은 "오프"되었다고 한다. 또한, NOR형 플래쉬 메모리의 동작에 의하면, 소오스 영역(3)에서 제어게이트(8)로의 F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling)이 발생함으로써, 플래쉬 메모리 셀은 소거된다. 일반적인 상기 터널링 방법은 높은 고전압(예를들면, +12볼트)을 상기 소오스 영역(3)에 인가하고, 상기 제어게이트(8)와 상기 반도체기판(1)에는 0볼트를 인가함으로써 이루어진다. 이때, 상기 드레인 영역(4)은 소거의 효과를 극대화시키기 위해 고임피던스 상태(예를들면, 플로팅 상태)로 되어 있다.Mainly, a read operation applies 1-2 volts to the drain region 4 of the memory cell, applies a constant voltage or a power supply voltage VCC to the control gate 8, and zeros to the source region 3. By applying a bolt. When the read operation is performed as described above, the memory cell whose threshold voltage is increased by the program operation prevents current from being injected from the drain region 4 to the source region 3, wherein the memory cell is " off " "It is said. Further, according to the operation of the NOR type flash memory, F-N tunneling (Fowler-Nordheim tunneling) to the control gate 8 occurs in the source region 3, the flash memory cell is erased. The general tunneling method is achieved by applying a high high voltage (eg, +12 volts) to the source region 3 and applying 0 volts to the control gate 8 and the semiconductor substrate 1. At this time, the drain region 4 is in a high impedance state (for example, a floating state) in order to maximize the effect of erasing.
상기한 바와같은 소거 방법에 의해 상기 제어게이트(8)와 상기 소오스 영역(3) 사이에는 강한 전계(electric field)가 형성되게 되고, 이로인해 상기 F-N 터널링이 발생하여 상기 부유게이트(6) 내의 음의 전하를 상기 소오스 영역(3)으로 방출시킨다. 통상적으로 상기 F-N 터널링은 6-7MV/cm의 전계가 게이트절연막(5) 사이에 인가되었을 때 발생하게 되는데, 상기 부유게이트(6)와 상기 소오스 영역(3) 사이에는 100Å 이하의 얇은 게이트절연막(5)이 형성되어 있기 때문에 상기 F-N 터널링이 가능하다. 상기 소거 방법으로 음의 전하가 상기 부유게이트(6)로부터 상기 소오스 영역(3)으로 방전되어, 일련의 독출 동작이 수행되는 동안, 상기 메모리 셀의 문턱전압을 낮추는 역할을 한다. 일반적인 플래쉬 메모리 셀 어레이 구성에 있어서, 각각의 소오스 영역(3)은 메모리의 고집적화를 위해 공통 연결된다. 이로인해, 상기 소거방법에 의해서는 복수개의 셀들이 동시에 소거되게 되며, 소거단위는 각각의 소오스 영역(3)이 연결된 영역에 따라 결정하게 된다.As described above, a strong electric field is formed between the control gate 8 and the source region 3 by the erasing method, which causes the FN tunneling to occur to generate negative sound in the floating gate 6. Charges are released into the source region (3). Typically, the FN tunneling occurs when an electric field of 6-7 MV / cm is applied between the gate insulating film 5, and a thin gate insulating film having a thickness of 100 μm or less between the floating gate 6 and the source region 3. 5) is formed so that the FN tunneling is possible. In the erase method, negative charge is discharged from the floating gate 6 to the source region 3 to lower the threshold voltage of the memory cell during a series of read operations. In a typical flash memory cell array configuration, each source region 3 is commonly connected for high integration of the memory. As a result, a plurality of cells are simultaneously erased by the erase method, and an erase unit is determined according to an area to which each source region 3 is connected.
일련의 독출 동작이 발생하는 동안, 상기 소거동작에 의해 문턱전압이 낮아진 메모리 셀은 상기 제어게이트(8)에 일정전압 또는 전원전압(VCC)을 인가하게 되면, 상기 드레인 영역(4)으로부터 상기 소오스 영역(3)으로 전류경로가 형성되는데, 이때 메모리 셀은 "온"되었다고 한다. 하지만, NOR형 플래쉬 메모리의 구성에 있어서, 상기의 소거동작에 의해 복수개의 메모리 셀은 모두 양의 문턱전압을 가져야 한다. 만약, 음의 문턱전압을 가진 메모리 셀이 존재하는 경우에는 상기 메모리 셀의 제어게이트(8)에 접지전위를 가지는 선택되지 않은 상태에서도 누설전류(leakage current)가 발생하게 되어 선택된 메모리 셀이 "오프" 상태에서 "온" 상태로 판독되는 오동작이 발생할 수 있다. 따라서, 이의 문제점을 해결하기 위해 사용되는 방법에는 이 분야에서 잘 알려진 자기 수렴법(self-convergence)이 사용되고 있다.During a series of read operations, a memory cell whose threshold voltage is lowered by the erase operation is applied to the control gate 8 when a constant voltage or a power supply voltage VCC is applied to the control gate 8. A current path is formed in region 3, where the memory cell is said to be "on". However, in the configuration of the NOR-type flash memory, the plurality of memory cells must all have a positive threshold voltage by the erase operation. If there is a memory cell having a negative threshold voltage, a leakage current occurs even in a non-selected state having a ground potential at the control gate 8 of the memory cell. Malfunctions that are read from the "state" to the "on" state may occur. Therefore, self-convergence, which is well known in the art, is used for the method used to solve the problem.
상기 자기수렴법은, 일반적으로, 소거동작을 수행한 후 터널링 전류에 의한 약한 프로그램 상태(soft proramming)에 상당하는 바이어스(예를들면, 0 - 3볼트)를 메모리 셀의 상기 제어게이트(8)에 인가한다. 그리고, 상기 메모리 셀의 상기 드레인 영역(4)에는 핫 일렉트론 인젝션을 발생시키기 위해 적당한 양의 전압(예를들면, 6 - 7볼트)을 인가한다. 이로써, 음의 문턱전압을 갖는 비선택된 메모리 셀이 양의 문턱전압을 갖는 메모리 셀로 바뀌게 된다. 상기의 방법을 통해서 자기 수렴을 할 수 있는 이유는 다음과 같다. 지나치게 소거시킨 메모리 셀의 게이트 단자에 프로그램 모드의 전압을 인가한 경우에 터널링 막(여기서, 상기 터널링 막이란 게이트절연막을 의미한다.)에 전계가 발생한다. 그리고, 프로그램이 진행되면 부유게이트(6)에 축적되는 전자들에 의해 상기 터널링 막에 생긴 전계가 완화되어 더 이상의 프로그램이 진행되지 않는 일종의 자기제한(self-limit) 기능이 작용하기 때문이다. 또한, 상기 반도체기판(1)으로부터 상기 부유게이트(6)로의 터널링 주입이 상기 부유게이트(6)로부터 상기 반도체기판(1)으로의 터널링에 비해 불균일성이 적기 때문이다. 도 3에는 각 동작모드별 메모리 셀의 각 단자로 인가되는 전압들을 보여주는 도표가 도시되어 있다.The self-convergence method generally includes a bias (e.g., 0-3 volts) corresponding to a soft proramming due to a tunneling current after performing an erase operation. To apply. An appropriate amount of voltage (e.g., 6-7 volts) is applied to the drain region 4 of the memory cell to generate hot electron injection. As a result, an unselected memory cell having a negative threshold voltage is changed into a memory cell having a positive threshold voltage. Reasons for self convergence through the above method are as follows. When a program mode voltage is applied to a gate terminal of an over erased memory cell, an electric field is generated in the tunneling film (where the tunneling film means a gate insulating film). This is because, when the program proceeds, the electric field generated in the tunneling film is relaxed by electrons accumulated in the floating gate 6, so that a kind of self-limit function is performed in which no further program is performed. This is because tunneling injection from the semiconductor substrate 1 to the floating gate 6 has less nonuniformity than tunneling from the floating gate 6 to the semiconductor substrate 1. 3 is a diagram showing voltages applied to respective terminals of memory cells in each operation mode.
도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로는 더미 셀의 문턱전압을 원하는 전압레벨로 자유롭게 조절할 수 있도록 구현된 것이다. 즉, 데이터 판독시 메모리 셀의 기준이 되는 더미 셀(dummy cell)은 반도체 제조 공정에서 상기 메모리 셀과 동일한 형태의 셀로 구성되기 때문에 이의 문턱전압이 반도체 제조 공정에서 결정된다. 따라서, 상기 더미 셀의 문턱전압이 원하는 레벨로 설정되지 않았을 경우 종래에는 이를 재조정하기 위한 회로가 없음으로 인해 독출 동작시 오동작하는 문제점이 발생하였다. 그러나, 본 발명에 따른 더미 셀 구동회로에 의하면, 반도체 제조 공정시 상기 더미 셀이 원하는 문턱전압으로 설정되지 않았을지라도 본 발명에 따른 더미 셀 구동회로를 통해 상기 더미 셀의 문턱전압을 재조정할 수 있게 되었다. 이로써, 독출 동작시 발생하였던 오동작을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 독출동작시 마진을 확보할 수 있다.The dummy cell driving circuit of the nonvolatile semiconductor memory device according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is implemented to freely adjust the threshold voltage of the dummy cell to a desired voltage level. That is, since a dummy cell serving as a reference of the memory cell when data is read is composed of cells of the same type as the memory cell in the semiconductor manufacturing process, the threshold voltage thereof is determined in the semiconductor manufacturing process. Therefore, when the threshold voltage of the dummy cell is not set to a desired level, there is a problem in that a malfunction occurs during a read operation because there is no circuit for readjusting the conventionally. However, according to the dummy cell driving circuit according to the present invention, even if the dummy cell is not set to the desired threshold voltage in the semiconductor manufacturing process, it is possible to readjust the threshold voltage of the dummy cell through the dummy cell driving circuit according to the present invention. It became. As a result, not only a malfunction occurring during the read operation can be prevented, but also a margin can be secured during the read operation.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로의 구성을 보여주는 블록도가 도시되어 있다.4 is a block diagram illustrating a configuration of a dummy cell driving circuit of a nonvolatile semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 더미 셀 구동회로는 메모리 셀(100)의 기준이 되는 더미 셀(200)의 문턱전압을 원하는 레벨로 재조정할 수 있도록 하기 위한 것으로써, 상기 더미 셀 구동회로(400)는 제 1 전압공급부(410)와 제 2 전압공급부(420)로 이루어졌다. 먼저, 상기 메모리 셀(100)은 프로그램 또는 소거 상태에 따라 소정의 셀 전류(ICELL)를 흘려주게 된다. 즉, 상기 메모리 셀(100)이 프로그램된 상태(오프 셀 상태)일 경우 상기 메모리 셀(100)을 통해 흐르는 셀 전류(ICELL)는 미미하며, 소거된 상태(온 셀 상태)일 경우 상기 메모리 셀(100)을 통해 흐르는 상기 셀 전류(ICELL)가 존재하게 된다. 그리고, 상기 더미 셀(200)은 상기 메모리 셀(100)을 통해 흐르는 셀 전류(ICELL)의 기준이 되는 기준전류(IREF)를 흘려주기 위한 것이며, 상기 더미 셀(200)은 부유게이트를 가지는 불휘발성 셀 트랜지스터(MSC100)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 메모리 셀(100)과 상기 더미 셀(MSC100)로 각각 소정의 셀 전류(ICELL)와 기준전류(IREF)를 흘려주기 위해 제 1 기준전류발생부(310)와 제 2 기준전류발생부(320)로부터 각각 데이터 라인(D/L)과 더미 데이터 라인(DD/L)을 통해 공급된다. 상기 제 1 전압공급부(410)는 외부로부터 인가되는 제 1 제어신호()에 응답하여 상기 더미 셀(200)의 불휘발성 셀 트랜지스터(MSC100)의 제어게이트 단자로 소정레벨의 전압(VPP1)을 공급하기 위한 것이다.Referring to FIG. 4, the dummy cell driving circuit of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is to adjust the threshold voltage of the dummy cell 200 as a reference of the memory cell 100 to a desired level. The dummy cell driving circuit 400 includes a first voltage supply part 410 and a second voltage supply part 420. First, the memory cell 100 flows a predetermined cell current ICELL according to a program or erase state. That is, when the memory cell 100 is in a programmed state (off cell state), the cell current ICELL flowing through the memory cell 100 is insignificant, and when the memory cell 100 is in an erased state (on cell state), The cell current ICELL flowing through 100 is present. In addition, the dummy cell 200 is for flowing a reference current IREF, which is a reference for the cell current ICELL flowing through the memory cell 100, and the dummy cell 200 has a floating gate. It consists of the volatile cell transistor MSC100. Here, the first reference current generator 310 and the second reference current generator 310 to flow a predetermined cell current ICELL and a reference current IREF to the memory cell 100 and the dummy cell MSC100, respectively. The data is supplied from the data line D / L and the dummy data line DD / L from the 320. The first voltage supply unit 410 is a first control signal (applied from the outside) In order to supply the voltage VPP1 having a predetermined level to the control gate terminal of the nonvolatile cell transistor MSC100 of the dummy cell 200.
여기서, 상기 전압(VPP1)은 원하는 문턱전압으로 상기 트랜지스터(MSC100)를 재조정하기 위한 동작모드시 0 - 3볼트 정도로 인가되며, 상기 동작모드가 완료된 후에는 전원전압(VCC) 또는 일정전압으로 인가된다. 상기 제 1 전압공급부(410)는 복수개의 NMOS 트랜지스터들(MSN200, MSN205)과 복수개의 PMOS 트랜지스터들(MSP200, MSP205)로 이루어졌다. 그리고, 상기 제 2 전압공급부(420)는 외부로부터 인가되는 제 2 제어신호() 및 제 3 제어신호를 입력받아 동작한다. 즉, 상기 제 2 제어신호()에 응답하여 상기 불휘발성 셀 트랜지스터(MSC100)의 드레인 단자에 전기적으로 연결된 상기 더미 데이터 라인(DD/L)으로 소정레벨의 전압(VPP2)을 공급한다. 그리고, 상기 제 3 제어신호에 응답하여 상기 더미 데이터 라인(DD/L)을 접지전압(VSS)으로 디스챠지시킨다. 상기 전압(VPP2)은 원하는 문턱전압으로 상기 트랜지스터(MSC100)를 재조정하기 위한 동작모드시 6 - 9볼트 정도로 인가되며, 상기 동작모드가 완료된 후에는 전원전압(VCC) 또는 일정전압으로 인가된다. 상기 제 2 전압공급부(420)는 복수개의 NMOS 트랜지스터들(MSN210, MSN215, MSN220)과 복수개의 PMOS 트랜지스터들(MSP210, MSP215, MSP220)로 이루어졌다.Here, the voltage VPP1 is applied at about 0 to 3 volts in an operation mode for re-adjusting the transistor MSC100 to a desired threshold voltage, and is applied to a power supply voltage VCC or a constant voltage after the operation mode is completed. . The first voltage supply unit 410 includes a plurality of NMOS transistors MSN200 and MSN205 and a plurality of PMOS transistors MSP200 and MSP205. In addition, the second voltage supply unit 420 may receive a second control signal ( ) And the third control signal It operates by inputting. That is, the second control signal ( A voltage VPP2 of a predetermined level is supplied to the dummy data line DD / L electrically connected to the drain terminal of the nonvolatile cell transistor MSC100. And the third control signal. In response, the dummy data line DD / L is discharged to the ground voltage VSS. The voltage VPP2 is applied at about 6-9 volts in an operation mode for re-adjusting the transistor MSC100 to a desired threshold voltage, and is applied at a power supply voltage VCC or a constant voltage after the operation mode is completed. The second voltage supply unit 420 includes a plurality of NMOS transistors MSN210, MSN215, and MSN220 and a plurality of PMOS transistors MSP210, MSP215, and MSP220.
도 5에는 본 발명에 따른 동작 타이밍도가 도시되어 있다. 도 4 내지 도 5를 참조하면서, 본 발명에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.5 is an operation timing diagram according to the present invention. 4 to 5, the operation according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 더미 셀 구동회로는 더미 셀을 원하는 문턱전압으로 재조정하기 위한 동작모드로 진입되면, 센스앰프 인에이블 신호가 로우 레벨(low level)에서 하이 레벨(high level)로 천이된다. 이로써, 제 2 기준전류발생부(320)의 전달 트랜지스터인 NMOS 트랜지스터(MSN10)의 게이트 단자에 연결된 더미바이어스라인(DBIAS)이 로우 레벨로 천이된다. 따라서, 상기 전달 트랜지스터가 디세이블되었기 때문에 더미센싱라인(DS0)으로부터 더미 데이터 라인(DD/L)을 전기적으로 차단시켜준다. 이러한 상태에서, 제 1 전압공급부(410, 이하, 제어게이트 전압공급부로 칭함)로 로우 레벨의 제어신호가 인가되며, 상기 제어신호에 의해 제 1 전압(VPP1)이 상기 더미 셀(MSC100)의 제어게이트단자로 인가된다. 이때, 상기 제 1 전압(VPP1)은, 일반적으로, 전원전압(VCC) 또는 일정한 전압을 유지하다가 상기 더미 셀(MSC100)을 원하는 문턱전압으로 재조정하 위한 동작모드로 진입하면, 상기 제 1 전압(VPP1)은 자기수렴(self-convergence)을 하기 위한 소정의 전압레벨로 인가된다. 상기 소정의 전압레벨은 약 0볼트 - 3볼트의 전압으로 공급된다.When the dummy cell driving circuit according to the present invention enters an operation mode for re-adjusting the dummy cell to a desired threshold voltage, a sense amplifier enable signal Transitions from a low level to a high level. As a result, the dummy bias line DBIAS connected to the gate terminal of the NMOS transistor MSN10 which is the transfer transistor of the second reference current generator 320 transitions to a low level. Therefore, since the transfer transistor is disabled, the dummy data line DD / L is electrically disconnected from the dummy sensing line DS0. In this state, the low level control signal to the first voltage supply unit 410 (hereinafter referred to as a control gate voltage supply unit). Is applied, and the control signal The first voltage VPP1 is applied to the control gate terminal of the dummy cell MSC100. In this case, the first voltage VPP1 generally maintains the power supply voltage VCC or a constant voltage and then enters an operation mode for re-adjusting the dummy cell MSC100 to a desired threshold voltage. VPP1) is applied at a predetermined voltage level for self-convergence. The predetermined voltage level is supplied at a voltage of about 0 volts to 3 volts.
그리고, 상기 제 2 전압공급부(420, 이하 드레인 전압공급부로 칭함)는 상기 더미 셀(MSC100)을 원하는 문턱전압으로 재조정하 위한 동작모드로 진입하게되면, 제어신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이된다. 이에 의해, 상기 드레인 전압공급부(420)의 전달 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(MSP220)를 통해 상기 더미 셀(MSC100)의 드레인 단자인 더미 데이터 라인(DD/L)에 제 2 전압(VPP2)이 인가된다. 이때 상기 제 2 전압(VPP2)의 전압레벨은 약 6볼트 - 9볼트의 전압으로 공급된다. 상기한 바와같이 상기 더미 셀(MSC100)의 제어게이트 단자와 드레인 단자로 약한 프로그램 모드시 요구되는 전압이 인가되면, 상기 더미 셀(MSC100)의 터널링 막(게이트절연막)에 전계가 발생된다. 이로써, 약한 프로그램이 이루어지며, 상기 더미 셀(MSC100)의 문턱전압이 상승하게 된다. 또한, 프로그램이 계속해서 진행되면 상기 더미 셀(MSC100)의 부유게이트로 인젝션된 전자들에 의해 상기 터널링 막의 전계가 완화되어 일종의 자기제한(self-limit) 기능이 작용하게 되어 상기 더미 셀(MSC100)의 문턱전압의 상승이 멈추게 된다.When the second voltage supply unit 420 (hereinafter referred to as a drain voltage supply unit) enters an operation mode for re-adjusting the dummy cell MSC100 to a desired threshold voltage, a control signal Transitions from the low level to the high level. Accordingly, the second voltage VPP2 is applied to the dummy data line DD / L which is the drain terminal of the dummy cell MSC100 through the PMOS transistor MSP220 which is the transfer transistor of the drain voltage supply unit 420. At this time, the voltage level of the second voltage VPP2 is supplied at a voltage of about 6 volts to 9 volts. As described above, when a voltage required in a weak program mode is applied to the control gate terminal and the drain terminal of the dummy cell MSC100, an electric field is generated in the tunneling film (gate insulating film) of the dummy cell MSC100. As a result, a weak program is performed, and the threshold voltage of the dummy cell MSC100 is increased. In addition, if the program continues, the electric field of the tunneling layer is relaxed by electrons injected into the floating gate of the dummy cell MSC100, and a kind of self-limiting function is acted on the dummy cell MSC100. The increase of the threshold voltage is stopped.
즉, 상기 더미 셀(MSC100)에 인가되는 제 1 전압(VPP1, 제어게이트전압)에 의해 상기 더미 셀(MSC100)의 문턱전압을 조정할 수 있다. 상기 제 1 전압(VPP1)을 상승시키면 상기 더미 셀(MSC100)의 문턱전압은 높은 전압레벨에서 수렴하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 더미 셀 구동회로(400)에 의해 상기 더미 셀(MSC100)은 원하는 특정 문턱전압으로 조정될 수 있다. 이후, 상기 더미 셀(MSC100)이 원하는 문턱전압으로 재조정되면, 하이 레벨의 제어신호 DIS2가 상기 드레인 전압공급부(420)로 인가되며, 이로인해 NMOS 트랜지스터(MSN220)를 활성화시켜 상기 더미 셀(MSC100)의 드레인 단자를 접지전압(VSS)으로 방전하는 역할을 한다.That is, the threshold voltage of the dummy cell MSC100 may be adjusted by the first voltage VPP1 (control gate voltage) applied to the dummy cell MSC100. When the first voltage VPP1 is raised, the threshold voltage of the dummy cell MSC100 converges at a high voltage level. Therefore, the dummy cell MSC100 may be adjusted to a desired specific threshold voltage by the dummy cell driving circuit 400 according to the present invention. Thereafter, when the dummy cell MSC100 is readjusted to a desired threshold voltage, a high level control signal DIS2 is applied to the drain voltage supply unit 420, thereby activating an NMOS transistor MSN220 to thereby activate the dummy cell MSC100. Discharges the drain terminal to the ground voltage VSS.
상기한 바와같이, 본 발명은 전기적으로 프로그램 및 소거 동작이 가능한 불휘발성 반도체 메모리 장치, 특히 플래쉬 메모리 장치에 있어서, 데이터 판독시 메모리 셀의 기준이 되는 더미 셀을 메모리 셀과 동일한 형태의 구조로 사용하고자 할 경우 더미 셀의 문턱전압을 재조정할 수 있게 되었다. 이로써, 독출동작시 마진확보 및 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있게되었다.As described above, in the present invention, a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically programming and erasing operations, particularly a flash memory device, uses a dummy cell, which is a reference of a memory cell, when the data is read in the same structure as that of the memory cell. If desired, the threshold voltage of the dummy cell can be readjusted. As a result, it is possible to prevent margins and malfunctions from occurring during the read operation.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1019960078028A KR100222575B1 (en) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Dummy cell driving circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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