KR100365758B1 - 고속 라이트 동작을 위한 반도체 메모리 장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체메모리 장치의 리드(Read)와 라이트(Write) 시에 로우투컬럼지연시간(tRCD : Row to Column Delay)를 서로 다르게 하여 라이드 동작을 빠르게 가져가기 위한 반도체메모리장치 구동방법에 관한 것으로, 본 발명은 라이트레이턴시 및 버스트랭쓰가 충분히 커서 라이트시 마지막 데이터가 상기 tRCD 이후가 되는 모든 반도체 메모리 장치에 적용 가능하다.

Description

고속 라이트 동작을 위한 반도체 메모리 장치의 구동 방법{Method for high speed wrire operating in semiconductor memory device}

본 발명은 반도체 메모리 장치 구동 방법에 관한 것으로, 특히 고속으로 라이트 동작을 구현하기 위하여 프로토콜을 개선한 반도체 메모리 장치 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체메모리 장치의 동작은 크게 리드(Read) 동작과 라이트(Write) 동작으로 구분할 수 있는 바. 도 1은 통상적인 메모리 장치의 코어회로부를 나타내는 구성도로서, 이를 참조하여 각 동작을 살펴본다.

리드 동작은 셀에 저장된 데이터를 출력하는 것이고, 라이트 동작은 셀에 데이터를 저장하는 것이다. 이렇게 데이터를 읽거나 쓸때는 외부로부터 리드 명령이나 라이트 명령을 입력받아서 수행하게 되는데, 라이트를 할 때는 라이트 명령을 입력받고, 몇 클럭 주기가 지난 후에 라이트 데이터를 입력받는 바 이것을 라이트 레이턴시(Write Latency)라고 하고, 리드시에도 역시 리드 명령어를 입력받고 몇 클럭 주기가 지난후에 리드 명령어출력되는 바 이것을 리드 레이턴시 또는 카스(CAS) 레이턴스라 한다.

먼저, 리드 동작을 살펴보면, 외부의 커멘드를 받아들이는 커멘드 디코더에서 리드 명령을 입력받아 리드 명령을 활성화하고, 어드레스 버퍼로부터 외부의 어드레스를 입력받아 프리디코더를 통하여 셀의 워드라인(WL)을 인에이블시키며 상기 프리디코딩된 어드레스를 입력받아 센스앰프활성화신호발생기에서 비트라인(BL, /BL) 센스앰프(SA)를 활성화시키는 센스앰프활성화신호 sae를 발생한다. 워드라인이 인에이블된 상태에서 소정의 전압이 비트라인에 인가되고 인가된 전압이 비트라인 센스앰프(SA)에서 증폭이 되면 컬럼셀선택신호 Yi에 제어받는 컬럼게이트(Y-Gate)를 통하여 입출력라인으로 전달된 후 테이터버스센스앰프, 래치 및 출력버퍼 등 일련의 데이타출력패스를 통해 칩 외부로 출력되게 된다.

이어서, 라이트 동작을 살펴보면, 입력버퍼, 라이트드라이버 등 일련의 데이터입력패스를 통해 입력된 데이터는 입출력라인에 실린 후, 컬럼 셀 선택 신호 Yi에 제어받는 컬럼게이트(Y-Gate)를 통하여 비트라인(BL, /BL)으로 전달되어 활성화되어 있는 워드라인(WL)을 입력받는 셀(CELL)에 저장된다.

상기와 같이 이루어지는 디램(DRAM)의 리드와 라이트 과정은 일반적인 것으로서, 여기서 주지하여야할 것은 컬럼셀선택신호 Yi가 활성화되어야만 컬럼게이트(Y-Gate)를 통하여 리드동작에서는 데이터가 비트라인(BL, /BL)에서 입출력라인으로 실리고, 라이트 동작에서는 데이터가 입출력라인에서 비트라인(BL, /BL)으로 전달된다는 것이다.

상기 컬럼셀선택신호 Yi는 센스앰프(SA)에 의해 비트라인이 충분히 센싱되고 증폭되었을 때 활성화되는 펄스신호로써, 로우 어드레스에 의해 워드라인(WL)과 상기 센스앰프활성화신호(sae)가 인에이블되어 비트라인(BL, /BL)이 충분히 센싱되는 시점을 조절하여 활성화된다.

이때 로우 어드레스가 입력된 후 상기 컬럼셀선택신호 Yi가 활성화될 때까지의 딜레이를 규정한 AC 파라미터가 있는데, 이것을 tRCD(Row to Column Delay)라고 한다. 리드 동작시 tRCD 마진이 충분히 만족되어야지만 셀의 데이터가 비트라인에 실려서 충분히 증폭이 된후에 상기 컬럼셀선택신호에 의해서 데이터 라인으로 전달되는 것이다.

한편, 라이트 시에도 tRCD를 만족시키면서 셀에 데이터가 저장되는 되는데, 상기 컬럼셀선택신호 Yi가 활성화되었을 때 컬럼게이트를 통하여 입출력라인으로부터 비트라인으로 데이터를 전달하게 된다. 그러나 라이트 시에는 로우와 컬럼 어드레스를 지정하는 동작이 진행되어 있는 상태에서 단지 라이트 데이터만 셀의 비트라인으로 전달하므로, 리드 동작할 때만큼의 tRCD가 필요하지 않다.

한편, 종래의 반도체 메모리 장치에서는 리드 동작에 맞추어서 라이트 동작을 수행하였으므로 라이트 시에 불 필요하게 긴 tRCD 타임을 만족시킨 후에 라이트 동작을 수행하였다. 즉, 로우 오퍼레이션(로우 어드레스로부터 비트라인 센싱이 일어나기까지) 이 후 더 빨리 라이트 동작을 수행할 수 있음에도 불구하고 그렇게 하지 못함으로 인해서 시스템 성능 향상에 방해 요소로 작용하였다.

특히 라이트 레이턴시(라이트 명령으로부터 라이트 데이터가 입력될 때까지의 잠복기)가 긴 메모리 장치나 한 번의 라이트 동작에 많은 수의 데이터를 받아들여야하는 요즘의 메모리 장치에서는 더욱 더 시스템 성능 향상에 저해 요소가 되고 있다.

도 2는 종래기술의 메모리 장치에서 사용되는 tRCD의 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.

도 2를 참조하면, 라이트 레이턴시(Write Latency)가 2이고 버스트랭쓰(Burst Langth)가 8이며, 카스 레이턴시(CAS Latency)가 3인 동기식 메모리 장치의 리드와 라이트 타이밍으로서, 로우 액티베이션 커맨드 ACT가 입력된 후부터 tRCD를 거쳐서 라이트 커맨드 WR가 입력되는 것을 볼 수 있다. 또한 마찬가지로 tRCD를 거친 후에 리드 커맨드가 입력된다. 즉 라이트와 리드시에 동일한 tRCD를 거쳐서 동작을 시작한다. 상기 리드 커맨드가 입력되면 로우와 컬럼 어드레스가 지정된 후에 데이터출력패스를 통해 데이터를 출력하게 된다. 또한 라이트 커맨드가 입력되면 데이터입력패스를 통해 데이터를 비트라인으로 전송하게 된다.

이상에서 살펴본 바와같이 종래의 메모리 장치에서는 리드 동작과 라이트 동작시 동일하게 tRCD를 적용하기 때문에, 라이트 동작시에 불 필요하게 긴 tRCD 타임을 만족시킨 후에 라이트 동작을 수행하므로해서 시스템 성능 향상이 저하되었으며, 특히 특히 라이트 레이턴시가 긴 메모리 장치나 한 번의 라이트 동작에 많은 수의 데이터를 받아들여야하는 메모리 장치에서는 더욱더 시스템 성능 향상에 저해 요소가 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 리드(Read)와 라이트(Write) 구동시에 tRCD(Row to Column Delay)를 다르게 하여 종래보다 더욱 빠른 라이트 동작을 가지는 반도체 메모리 장치의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 메모리 장치의 코어회로부를 나타내는 구성도.

도 2는 종래 기술의 메모리 장치에서 사용되는 tRCD의 타이밍을 나타내는 타이밍도.

도 3은 본 발명에 따른 리드와 라이트 시에 tRCD를 따로 사용하는 경우의 타이밍을 나타내는 타이밍도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 메모리 장치의 구동 방법에 있어서, 제1로우투컬럼구동지연시간(tRCDR) 후 리드커맨드를 입력하고 카스레이턴시 후 버스트랭쓰에 해당되는 데이터를 출력하여 리드 구동을 수행하는 단계; 상기 제1로우투컬럼구동지연시간(tRCDR) 보다 적은 제2로우투컬럼구동지연시간(tRCDW) 후 라이트커맨드를 입력하고 라이트레이턴시 후 버스트랭쓰에 해당되는 데이터를 출력하여 라이트 구동을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따라 리드와 라이트 시에 tRCD를 따로 사용하는 경우의 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.

도 3을 참조하면, 라이트 레이턴시(Write Latency)가 2이고 버스트랭쓰(Burst Langth)가 8이며, 카스 레이턴시(CAS Latency)가 3인 동기식 메모리 장치의 리드와 라이트 타이밍이다. 리드 동작시에는 종래와 동일하게 로우 액티베이션 커맨드 ACT가 입력된 후 tRCDR(tRCD for READ)를 거쳐서 리드 커맨드 RD가 입력되고 카스레이턴시 tCL후에 데이터가 출력된다. 이는 종래 리드 구동과 동일하다.

그러나, 주목하여야 할 것은 라이트 동작시에 로우 액티베이션 커맨드 ACT가 입력된 후부터 상기 tRCDR(tRCD for READ) 보다 적은 tRCDW(tRCD for WRITE)를 거쳐서 라이트 커맨드 WR가 입력된다는 것이다. 이어 라이트레이턴시 tWL후 데이터가 입력된다.

이와 같이, 본 발명에서는 로우 액티베이션 커맨드인 ACT가 입력된후 바로 라이트 커맨드(WR)가 입력되고 있다. 이렇게 할 수 있는 이유는 라이트 커맨드 WR가 입력된 후 라이트레이턴시 tWL를 거친 후 버스트랭쓰(Burst Length) BL=8 만큼의 시간 동안 로우 액티베이션이 일어나서 셀의 데이터가 충분히 센싱 및 증폭이 된 상태로 되므로, 컬럼셀선택신호(도 1의 Yi)가 활성화되는 시간과 라이트 데이터가 비트라인에 실리는 시간의 마진을 가져올 수 있기 때문이다.

즉, 로우 액티베이션 커맨드가 입력되자 마자 라이트 커맨드가 입력되어서 버스트랭쓰(Burst Length)가 8인 경우 8번째의 라이트 데이터가 입력되는 시점까지만 컬럼셀선택신호가 활성화되면, tRCD를 감안하지 않은 상태에서도 셀에 라이트할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있는 것이다. tRCDW 값은 tRCDW, tWL 및 BL을 모두 더한 값이 tRCDR과 같거나 크도록 설정하면된다. 다시말해서 tRCDW 값은 마지막 라이트 데이터가 입력되는 시점이 tRCDR과 같거나 그 이후가 되도록 설정하면된다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 리드를 위한 tRCD 타임과 라이트를 위한 tRCD 타임을 다르게 하여 효율적으로 고속 라이트 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 리드와 라이트 시의 tRCD 타임을 다르게 하여 보다 빠른 라이트 동작을 구현할 수 있고, 종래의 라이트 동작 시에 사용되었던 시간을 다른 커맨드를 위하여 사용할 수 있으므로 커맨드 버스의 효율을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 메모리 장치의 구동 방법에 있어서,

   제1로우투컬럼구동지연시간(tRCDR) 후 리드커맨드를 입력하고 카스레이턴시 후 버스트랭쓰에 해당되는 데이터를 출력하여 리드 구동을 수행하는 단계;

   상기 제1로우투컬럼구동지연시간(tRCDR) 보다 적은 제2로우투컬럼구동지연시간(tRCDW) 후 라이트커맨드를 입력하고 라이트레이턴시 후 버스트랭쓰에 해당되는 데이터를 출력하여 라이트 구동을 수행하는 단계

   를 포함하여 이루어진 반도체 메모리 장치의 구동 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2로우투컬럼구동지연시간(tRCDW) 값은,

   상기 제2로우투컬럼구동지연시간(tRCDW)과 상기 라이트레이턴시 및 상기 버스트랭쓰의 값을 더한 값이 상기 제1로우투컬럼구동지연시간(tRCDR) 값과 적어도 동일하도록 설정함을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 구동 방법.