KR20060076662A - Charge Trap Insulator Memory Device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치는 나노 스케일(Nano scale) 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치에서 유지(retention) 특성을 향상시키고, 다수의 셀 절연층을 사용하여 다수의 차지 트랩 인슐레이터 셀 어레이가 수직 방향으로 적층하여 셀 집적 용량을 높이는 기술을 개시한다. 이를 위해, 상부 워드라인 및 하부 워드라인에 인가되는 전위에 따라 비트 라인을 통해 인가된 데이터가 차지 트랩 인슐레이터에 저장되거나, 상기 차지 트랩 인슐레이터에 저장된 데이터가 상기 비트 라인으로 출력되는 직렬 연결된 다수의 메모리 셀; 제 1 선택신호의 상태에 따라 비트 라인과 상기 다수의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 1 스위칭 소자; 및 제 2 선택신호의 상태에 따라 센싱라인과 복수개의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는데, 차지 트랩 인슐레이터의 극성에 따라 저항이 변하는 P 형 플로우트 채널; P 형 플로우트 채널 양측에 형성된 P 형 드레인 영역 및 P 형 소스 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.The charge trap insulator memory device of the present invention improves retention characteristics in a nano scale charge trap insulator memory device, and a plurality of charge trap insulator cell arrays are stacked in a vertical direction by using a plurality of cell insulating layers. To increase the cell integrated capacity. To this end, a plurality of serially connected memories in which data applied through the bit line is stored in the charge trap insulator or data stored in the charge trap insulator is output to the bit line according to the potential applied to the upper word line and the lower word line. Cell; A first switching element for selectively connecting a bit line and the plurality of memory cells according to a state of a first selection signal; And a second switching element for selectively connecting the sensing line and the plurality of memory cells according to the state of the second selection signal, wherein the P-type float channel varies in resistance according to the polarity of the charge trap insulator; And a P-type drain region and a P-type source region formed on both sides of the P-type float channel.
Description
도 1은 종래기술에 따른 차지 트랩 인슐레이터(Charge trap insulator) 메모리 장치의 메모리 셀의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a memory cell of a charge trap insulator memory device according to the prior art.
도 2a는 워드라인과 평행인 방향으로 절단한 단위 메모리 셀의 단면도이다. 2A is a cross-sectional view of a unit memory cell cut in a direction parallel to a word line.
도 2b는 워드라인과 수직인 방향으로 절단한 단위 메모리 셀의 단면도이다. 2B is a cross-sectional view of the unit memory cell cut in a direction perpendicular to the word line.
도 2c는 도 2b에 도시된 단위 메모리 셀을 회로적으로 정의한 회로도이다.FIG. 2C is a circuit diagram in which a unit memory cell illustrated in FIG. 2B is defined in a circuit.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 하이 레벨 데이터 "1"를 라이트 및 리드하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3A and 3B are diagrams for explaining an operation of writing and reading the high level data " 1 " of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 4는 도 3b에 도시된 데이터 "1"의 리드 동작을 나타낸 상세 개념도이다.4 is a detailed conceptual diagram illustrating a read operation of data "1" shown in FIG. 3B.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 로우 레벨 데이터 "0"를 라이트 및 리드하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 5A and 5B are diagrams for describing an operation of writing and reading the low level data “0” of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 6은 도 5b에 도시된 로우 레벨 데이터 "0"의 리드 동작을 나타낸 상세 개념도이다.FIG. 6 is a detailed conceptual diagram illustrating a read operation of the low level data “0” shown in FIG. 5B.
도 7은 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 단위 메모리 셀 어레이를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a unit memory cell array of a charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 8은 도 7에 도시된 단위 메모리 셀 어레이에서 로우 데이터 "0"의 리드 동작을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a read operation of row data “0” in the unit memory cell array illustrated in FIG. 7.
도 9는 도 7에 도시된 단위 메모리 셀 어레이에서 로우 데이터 "0"의 리드 동작을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 9 is a conceptual diagram for describing a read operation of row data “0” in the unit memory cell array illustrated in FIG. 7.
도 10a 및 도 10b는 도 7에 도시된 메모리 셀 Q1, Qm과 스위칭 소자 N1, N2의 연결 관계를 나타낸 단면도이다. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating a connection relationship between the memory cells Q1 and Qm and the switching elements N1 and N2 shown in FIG. 7.
도 11는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀 어레이 구조를 나타낸 회로도이다. 11 is a circuit diagram illustrating a memory cell array structure of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 라이트 동작을 설명하기 위한 도면이다. 12 is a view for explaining the write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 데이터 "1" 라이트 동작을 나타낸 타이밍도이다. 13 is a timing diagram illustrating a data “1” write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 데이터 "1" 유지 또는 데이터"0" 라이트 동작을 나타낸 타이밍도이다. 14 is a timing diagram illustrating a data " 1 " holding or a data " 0 " write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 동작을 나타낸 타이밍도이다. 15 is a timing diagram illustrating an operation of sensing data stored in a memory cell of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
본 발명은 차지 트랩 인슐레이터(Charge trap insulator) 메모리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 스케일(Nano scale) 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치에서 유지(retention) 특성을 향상시키고, 다수의 셀 절연층을 사용하여 다 수의 차지 트랩 인슐레이터 셀 어레이가 수직 방향으로 적층하여 셀 집적 용량을 높이는 기술이다.The present invention relates to a charge trap insulator memory device, and more particularly, to improve retention characteristics in a nano scale charge trap insulator memory device, and to use a plurality of cell insulating layers. A technology for increasing cell integration capacity by stacking a plurality of charge trap insulator cell arrays in a vertical direction.
도 1은 종래기술에 따른 차지 트랩 인슐레이터(Charge trap insulator) 메모리 장치의 메모리 셀의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a memory cell of a charge trap insulator memory device according to the prior art.
차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀은 P 형 기판(2) 상에 형성된 N 형 드레인 영역(4)과, N 형 소스 영역(6)을 포함하고, 채널 영역 상부에 순차적으로 형성되는 제 1 절연층(8), 차지 트랩 인슐레이터(10), 제 2 절연층(12), 및 워드라인(14)을 포함한다.The memory cell of the charge trap insulator memory device includes an N-
이러한 구성을 갖는 종래의 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀은 차지 트랩 인슐레이터(10)에 저장된 전하(Carge)의 상태에 의해 메모리 셀의 채널 저항이 달라지게 된다. In the memory cell of the conventional charge trap insulator memory device having such a configuration, the channel resistance of the memory cell is changed by the state of the charge (Carge) stored in the
즉, 차지 트랩 인슐레이터(10)에 전자가 저장되어 있으면 채널에 양(+)의 채널 전하를 유도하므로 메모리 셀은 고 저항 채널 상태가 되어 오프 상태가 된다.In other words, if electrons are stored in the
한편, 차지 트랩 인슐레이터(10)에 정공이 저장되어 있으면 채널에 음(-)의 채널 전하를 유도하므로 메모리 셀은 저 저항 채널 상태가 되어 온 상태가 된다.On the other hand, if holes are stored in the
이와 같이 차지 트랩 인슐레이터의 전하 종류를 선택하여 라이트함으로써 비휘발성 메모리 셀로써 동작할 수 있다.In this manner, the charge trap insulator can be selected and written to operate as a nonvolatile memory cell.
그러나, 상기한 종래의 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀은 셀 크기가 작아지면(Scale Down) 유지(Retention) 특성 등에 의해 정상적인 동작 구현이 어려워 지는 문제점이 있다.However, the memory cell of the above-described conventional charge trap insulator memory device has a problem in that it is difficult to implement a normal operation due to retention characteristics, etc., when the cell size decreases.
특히, 나노 스케일 레벨(Nano Scale Level)의 차지 트랩 인슐레이터 구조의 메모리 셀은 유지 특성이 저전압 스트레스에서도 약하게(Weak) 되어 리드 시에 워드라인에 임의의 전압을 인가하는 방법을 적용할 수 없는 문제점이 있다.In particular, the memory cells of the nano-scale level charge trap insulator structure have a weak holding property even at low voltage stress, and thus, a method of applying an arbitrary voltage to the word line at the time of read cannot be applied. have.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 나노 스케일 레벨의 차지 트랩 인슐레이터 구조의 메모리 셀이 저전압에서 동작이 가능하게 하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to enable the memory cell of the nanoscale level charge trap insulator structure to operate at a low voltage.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 다수의 셀 절연층을 사용하여 다수의 차지 트랩 인슐레이터 셀 어레이가 수직 방향으로 적층하여 셀 집적 용량을 높이는 것이다.Another object of the present invention for solving the above problems is to increase the cell integration capacity by stacking a plurality of charge trap insulator cell array in a vertical direction using a plurality of cell insulating layers.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치는 상부 워드라인 및 하부 워드라인에 인가되는 전위에 따라 비트 라인을 통해 인가된 데이터가 차지 트랩 인슐레이터에 저장되거나, 상기 차지 트랩 인슐레이터에 저장된 데이터가 상기 비트 라인으로 출력되는 직렬 연결된 다수의 메모리 셀; 제 1 선택신호의 상태에 따라 비트 라인과 상기 다수의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 1 스위칭 소자; 및 제 2 선택신호의 상태에 따라 센싱라인과 상기 복수개의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는데, 상기 다수의 메모리 셀은 상기 하부 워드라인 상부에 형성된 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층 상부에 형성되어 상기 차지 트랩 인슐레이터의 극성에 따라 저항이 변하는 P 형 플로 우트 채널; 상기 P 형 플로우트 채널 양측에 형성된 P 형 드레인 영역 및 P 형 소스 영역; 상기 P 형 플로우트 채널 상부에 형성된 제 2 절연층; 상기 제 2 절연층 상부에 형성된 상기 차지 트랩 인슐레이터; 및 상기 차지 트랩 인슐레이터 상부 및 상기 상부 워드라인 하부에 형성된 제 3 절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the charge trap insulator memory device of the present invention for achieving the above object, the data applied through the bit line is stored in the charge trap insulator or stored in the charge trap insulator according to the potential applied to the upper word line and the lower word line. A plurality of serially connected memory cells in which data is output to the bit line; A first switching element for selectively connecting a bit line and the plurality of memory cells according to a state of a first selection signal; And a second switching element configured to selectively connect a sensing line and the plurality of memory cells according to a state of a second selection signal, the plurality of memory cells comprising: a first insulating layer formed on the lower word line; A P-type flow channel formed on the first insulating layer and having a resistance changed according to the polarity of the charge trap insulator; A P-type drain region and a P-type source region formed at both sides of the P-type float channel; A second insulating layer formed on the P-type float channel; The charge trap insulator formed on the second insulating layer; And a third insulating layer formed above the charge trap insulator and below the upper word line.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치는 로오 방향으로 배열되고, 서로 평행한 다수의 상부 워드라인 및 다수의 하부 워드라인; 칼럼 방향으로 배열된 다수의 비트 라인; 상기 다수의 비트 라인과 수직 방향으로 배열된 다수의 센싱 라인; 상기 다수의 상부 워드라인 및 상기 다수의 하부 워드라인과 상기 다수의 비트 라인이 교차하는 영역에 배치되는 다수의 메모리 셀 어레이; 및 상기 다수의 비트 라인과 일대일 대응하여 상기 비트 라인에 실린 데이터를 센싱 및 증폭하는 다수의 센스 앰프를 포함하는 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치에 있어서, 상기 다수의 메모리 셀 어레이 각각은 상부 워드라인 및 하부 워드라인에 인가되는 전위에 따라 비트 라인을 통해 인가된 데이터가 차지 트랩 인슐레이터에 저장되거나, 상기 차지 트랩 인슐레이터에 저장된 데이터가 상기 비트 라인으로 출력되는 직렬 연결된 다수의 메모리 셀; 제 1 선택신호의 상태에 따라 비트 라인과 상기 다수의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 1 스위칭 소자; 및 제 2 선택신호의 상태에 따라 센싱라인과 상기 복수개의 메모리 셀을 선택적으로 연결하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는데, 상기 다수의 메모리 셀은 상기 하부 워드라인 상부에 형성된 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층 상부에 형성되어 상기 차지 트랩 인슐레이터의 극성에 따라 저항이 변하는 P 형 플로우트 채널; 상기 P 형 플로우트 채널 양측에 형성된 P 형 드레인 영역 및 P 형 소스 영역; 상기 P 형 플로우트 채널 상부에 형성된 제 2 절연층; 상기 제 2 절연층 상부에 형성된 상기 차지 트랩 인슐레이터; 및 상기 차지 트랩 인슐레이터 상부 및 상기 상부 워드라인 하부에 형성된 제 3 절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the charge trap insulator memory device of the present invention for achieving the above object is arranged in the row direction, a plurality of upper word lines and a plurality of lower word lines parallel to each other; A plurality of bit lines arranged in a column direction; A plurality of sensing lines arranged in a vertical direction with the plurality of bit lines; A plurality of memory cell arrays disposed in an area where the plurality of upper word lines and the plurality of lower word lines and the plurality of bit lines cross each other; And a plurality of sense amplifiers for sensing and amplifying data carried on the bit lines in a one-to-one correspondence with the plurality of bit lines, wherein each of the plurality of memory cell arrays comprises an upper word line and a lower word; A plurality of serially connected memory cells in which data applied through a bit line is stored in a charge trap insulator or data stored in the charge trap insulator is output to the bit line according to a potential applied to a line; A first switching element for selectively connecting a bit line and the plurality of memory cells according to a state of a first selection signal; And a second switching element configured to selectively connect a sensing line and the plurality of memory cells according to a state of a second selection signal, the plurality of memory cells comprising: a first insulating layer formed on the lower word line; A P-type float channel formed on the first insulating layer and having a resistance changed according to a polarity of the charge trap insulator; A P-type drain region and a P-type source region formed at both sides of the P-type float channel; A second insulating layer formed on the P-type float channel; The charge trap insulator formed on the second insulating layer; And a third insulating layer formed above the charge trap insulator and below the upper word line.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 워드라인과 평행인 방향으로 절단한 단위 메모리 셀의 단면도이다. 2A is a cross-sectional view of a unit memory cell cut in a direction parallel to a word line.
먼저, 하부(Bottom) 워드라인(16)이 최하부층에 형성되고, 상부 워드라인(18)이 최상부층에 형성된다. 하부 워드라인(16)과 상부 워드라인은 서로 평행하게 배치된다. First, a
하부 워드라인(10)의 상부에는 제 1 절연층(20), 플로우트 채널(22), 제 2 절연층(24), 차지 트랩 인슐레이터(26), 및 제 3 절연층(28)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 플로우트 채널(22)은 P 형 반도체를 사용하여 형성한다. The first
도 2b는 워드라인과 수직인 방향으로 절단한 단위 메모리 셀의 단면도이다. 2B is a cross-sectional view of the unit memory cell cut in a direction perpendicular to the word line.
먼저, 하부(Bottom) 워드라인(16)이 최하부층에 형성되고, 상부 워드라인(18)이 최상부층에 형성된다. 하부 워드라인(16)과 상부 워드라인은 서로 평행하게 배치된다. First, a
하부 워드라인(10)의 상부에는 제 1 절연층(20), 플로우트 채널(22), 제 2 절연층(24), 차지 트랩 인슐레이터(26), 및 제 3 절연층(28)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 플로우트 채널(22)의 양측에 P 형 드레인(30) 및 P 형 소스(32)가 형성된다.The first
또한, 플로우트 채널(22), P 형 드레인(30) 및 P 형 소스(32)는 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube) 형태가 되거나, 실리콘(Silicon), 게르마늄(Ge), 유기 반도체(Organic Semiconductor) 등 기타 재료로 형성될 수 있다.In addition, the
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 단위 메모리 셀은 차지 트랩 인슐레이터(26)에 저장된 전하의 상태에 따라 메모리 셀의 채널 저항이 변한다. In the unit memory cell of the charge trap insulator memory device according to the present invention formed as described above, the channel resistance of the memory cell changes according to the state of charge stored in the
즉, 차지 트랩 인슐레이터(26)에 전자가 저장되어 있으면, 메모리 셀의 채널에 양(+)의 채널 전하를 유도하므로 메모리 셀은 고 저항 채널 상태로써 오프 상태가 된다.That is, if electrons are stored in the
한편, 차지 트랩 인슐레이터(26)에 정공이 저장되어 있으면 채널에 음(-)의 전하를 유도하므로 메모리 셀은 저 저항 채널 상태로써 온 상태가 된다.On the other hand, if holes are stored in the
이와 같이 차지 트랩 인슐레이터(26)의 전하 종류를 선택하여 라이트 함으로써 비휘발성 메모리 셀로써 동작할 수 있다.In this way, the
이러한 구성을 갖는 본 발명의 단위 메모리 셀은 도 2c에 도시된 심볼과 같이 표현하고자 한다. The unit memory cell of the present invention having such a configuration is intended to be represented as a symbol shown in FIG. 2C.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 하이 레벨 데이터 "1"를 라이트 및 리드하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3A and 3B are diagrams for explaining an operation of writing and reading the high level data " 1 " of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
먼저, 도 3a는 하이 레벨 데이터 "1"의 라이트 동작을 나타낸 개념도이다.First, FIG. 3A is a conceptual diagram illustrating a write operation of high level data "1".
하부 워드라인(16)에 접지전압 GND을 인가하고, 상부 워드라인(18)에 음의 전압 -V을 인가한다. 이때, 드레인 영역(30)과 소스 영역(32)은 접지 전압 GND 상태가 되도록 한다. The ground voltage GND is applied to the
이러한 경우 제 1 절연층(20), 제 2 절연층(24) 및 제 3 절연층(28) 사이의 캐패시터의 전압 분배에 의해 차지 트랩 인슐레이터(26)와 채널 영역(22) 사이에 전압이 가해지면, 차지 트랩 인슐레이터(26)에 양의 전하가 축적되기 위해 전자가 채널 영역(22)으로 방출된다. 따라서, 차지 트랩 인슐레이터(26)는 양의 전하가 축적된 상태가 된다.In this case, a voltage is applied between the
한편, 도 3b는 하이 레벨 데이터 "1"의 리드 동작을 나타낸 개념도이다.3B is a conceptual diagram showing a read operation of the high level data "1".
상부 워드라인(18)에 접지 전압 GND을 인가하고, 하부 워드라인(16)에 양의 전압 +Vread을 인가하면, 채널 영역(22)의 상부(22a)와 하부(22b)에 음의 전하가 유도되어 공핍(Depletion)층이 각각 형성되어 전류 경로를 차단하여 채널 영역(22)은 오프 상태가 된다. When the ground voltage GND is applied to the
도 4는 도 3b에 도시된 데이터 "1"의 리드 동작을 나타낸 상세 개념도이다.4 is a detailed conceptual diagram illustrating a read operation of data "1" shown in FIG. 3B.
차지 트랩 인슐레이터(26)에 저장된 양의 전하에 의해 채널(22)의 상부(22a)에 공핍층이 형성되고, 하부 워드라인(16)에 양의 전압 +Vread을 인가하면 채널(22)의 하부(22b)에도 공핍층이 형성되어 상부와 하부의 공핍층(22a, 22b)에 의해 채널(22)의 전류 경로가 차단되어 고 저항 상태가 되어 오프 상태가 된다.The depletion layer is formed on the
이때, 드레인(30)과 소스(32) 사이에 약간의 전압차를 주면 채널(22)은 오프 되어 있기 때문에 적은 오프 전류가 흐른다.At this time, if a slight voltage difference is applied between the
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 로우 레벨 데이터 "0"를 라이트 및 리드하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 5A and 5B are diagrams for describing an operation of writing and reading the low level data “0” of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
먼저, 도 5a는 로우 레벨 데이터 "0"의 라이트 동작을 나타낸 개념도이다.First, FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating a write operation of low level data "0".
드레인 영역(30), 소스 영역(32), 하부 워드라인(18)에 음의 전압 -V을 인가하고, 상부 워드라인(18)에 접지전압 GND을 인가하면, 채널 영역(22)의 전자가 차지 트랩 인슐레이터(26)로 이동하여 차지 트랩 인슐레이터(26)에 전자가 축적된다.When the negative voltage -V is applied to the
도 5b는 로우 레벨 데이터 "0"의 리드 동작을 나타낸 개념도이다.5B is a conceptual diagram illustrating a read operation of the low level data "0".
하부 워드라인(16) 및 상부 워드라인(18)에 접지 전압 GND을 인가하고, 드레인 영역(30) 및 소스 영역(32) 사이에 약간의 전압차를 주면 채널이 온되어 있으므로 많은 온 전류가 흐른다.If a ground voltage GND is applied to the
도 6은 도 5b에 도시된 로우 레벨 데이터 "0"의 리드 동작을 나타낸 상세 개념도이다.FIG. 6 is a detailed conceptual diagram illustrating a read operation of the low level data “0” shown in FIG. 5B.
하부 워드라인(16)에 양의 전압 +Vread이 인가되어 채널(22)의 하부(22b)에 공핍층이 형성되지만, 채널(22)의 상부에는 공핍층이 형성되지 않아 이 영역을 통해 전류가 흐른다.A positive voltage + Vread is applied to the
이때, 드레인(30)과 소스(32) 사이에 약간의 전압차를 주면 채널(22)이 온 되어 있으므로 많은 온 전류가 흐른다.At this time, when a slight voltage difference is applied between the
이와 같이, 리드 모드에서는 상부 워드라인(18) 및 하부 워드라인(16)을 접지 전압 GND으로 설정하여 차지 트랩 인슐레이터(26)에 전압 스트레스가 가해지지 않아 메모리 셀의 유지 특성이 향상된다.As described above, in the read mode, the
따라서, 본 발명의 나노 스케일 레벨(Nano scale level)의 차지 트랩 인슐레이터 구조의 공핍층 채널 메모리 셀(Depletion Channel Memory Cell)는 저전압 동작이 가능하다.Accordingly, the depletion channel memory cell of the nanoscale level charge trap insulator structure of the present invention is capable of low voltage operation.
도 7은 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 단위 메모리 셀 어레이를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a unit memory cell array of a charge trap insulator memory device according to the present invention.
단위 메모리 셀 어레이는 다수의 메모리 셀 Q1~Qm 및 스위칭 소자 N1, N2를 포함한다. 여기서, 다수의 메모리 셀 Q1~Qm은 직렬 연결되고, 제 1 스위칭 소자 N1는 게이트 단자에 제 1 선택신호 SEL_1가 인가되어 비트라인 BL과 메모리 셀 Q1을 선택적으로 연결하고, 제 2 스위칭 소자 N2는 게이트 단자에 제 2 선택신호 SEL_2가 인가되어 센싱라인 S/L과 메모리 셀 Qm을 선택적으로 연결한다.The unit memory cell array includes a plurality of memory cells Q1 to Qm and switching elements N1 and N2. Here, the plurality of memory cells Q1 to Qm are connected in series, and the first switching device N1 is applied with the first selection signal SEL_1 to the gate terminal to selectively connect the bit line BL and the memory cell Q1, and the second switching device N2 is The second selection signal SEL_2 is applied to the gate terminal to selectively connect the sensing line S / L and the memory cell Qm.
복수개의 메모리 셀 Q1~Qm은 스위칭 소자 N1, N2 사이에 직렬 연결되어 동일한 로우 어드레스 디코더에 의해 구동되는 상부 워드라인 WL_1~WL_m과 하부 워드라인 BWL_1~BWL_m에 의해 선택적으로 스위칭 동작한다. 여기서, 메모리 셀 Q1~Qm 각각의 상세 구성은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다. The plurality of memory cells Q1 to Qm are selectively connected by the upper word lines WL_1 to WL_m and the lower word lines BWL_1 to BWL_m that are connected in series between the switching elements N1 and N2 and driven by the same row address decoder. The detailed configuration of each of the memory cells Q1 to Qm is as shown in FIGS. 2A and 2B.
도 8은 도 7에 도시된 단위 메모리 셀 어레이에서 로우 데이터 "0"의 리드 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서는, 모든 메모리 셀 Q1~Q5에 하이 레벨 데이터 "1"이 저장되어 있는 경우를 예를 들어 설명한다. FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a read operation of row data “0” in the unit memory cell array illustrated in FIG. 7. Here, the case where high level data "1" is stored in all the memory cells Q1-Q5 is demonstrated.
이러한 경우 모든 상부 워드라인 WL_1~WL_5에 접지 전압 GND이 인가되고, 선택된 메모리 셀 Q1의 하부 워드라인 BWL_1에 양의 값을 갖는 리드전압 +Vread이 인 가된다. 그리고, 선택되지 않은 나머지 하부 워드라인 BWL_1에 접지 전압 GND이 인가된다. In this case, the ground voltage GND is applied to all upper word lines WL_1 to WL_5, and a positive read voltage + Vread is applied to the lower word line BWL_1 of the selected memory cell Q1. The ground voltage GND is applied to the remaining unselected lower word line BWL_1.
이때, 선택되지 않은 나머지 메모리 셀 Q2~Q5들은 상부 워드라인 WL_2~WL_5과 하부 워드라인 BWL_2~BWL_5에 접지 전압 GND이 인가된다. 이에 따라, 채널 영역(22)의 상부(22a)에는 차지 트랩 인슐레이터(26)에 저장된 전하에 의해 공핍층이 형성되지만 하부(22b)에는 공핍층이 형성되지 않게 되어 채널이 온 상태가 된다. In this case, the ground voltage GND is applied to the upper word lines WL_2 to WL_5 and the lower word lines BWL_2 to BWL_5 for the remaining unselected memory cells Q2 to Q5. Accordingly, the depletion layer is formed in the
반면에, 선택된 메모리 셀 Q1은 하부 워드라인 BWL_1에 인가되는 리드전압 +Vread에 의해 채널 영역(22)의 하부에 공핍층(22b)이 형성되고, 차지 트랩 인슐레이터(26)에 저장된 전하의 극성에 의해 채널영역(22)의 상부에 공핍층(22b)이 형성된다. 이에 따라, 채널영역(22)에 형성된 공핍층(22a, 22b)에 의해 채널(22)이 오프되어 소스영역(32)에서 드레인영역(30)으로 전류 경로가 차단된다. 따라서, 리드 동작 모드시 선택된 메모리 셀 Q1에 저장된 데이터 "1"을 리드할 수 있게 된다. On the other hand, in the selected memory cell Q1, the depletion layer 22b is formed under the
도 9는 도 7에 도시된 단위 메모리 셀 어레이에서 로우 데이터 "0"의 리드 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서는, 선택된 메모리 셀 Q1에 로우 레벨 데이터 "0"가 저장되어 있고, 나머지 모든 메모리 셀 Q2~Q5에 하이 레벨 데이터 "1"이 저장되어 있는 경우를 예를 들어 설명한다. FIG. 9 is a conceptual diagram for describing a read operation of row data “0” in the unit memory cell array illustrated in FIG. 7. Here, an example will be described in which the low level data "0" is stored in the selected memory cell Q1 and the high level data "1" is stored in all the remaining memory cells Q2 to Q5.
이러한 경우 모든 워드라인 WL_1~WL5에 그라운드 전압 GND이 인가되고, 선택된 메모리 셀 Q1의 하부 워드라인 BWL_1에 양의 값을 갖는 리드전압 +Vread이 인가된다. 그리고, 선택되지 않은 나머지 모든 하부 워드라인 BWL_2~BWL_5에 접지 전압 GND이 인가된다. In this case, the ground voltage GND is applied to all word lines WL_1 to WL5, and a positive read voltage + Vread is applied to the lower word line BWL_1 of the selected memory cell Q1. The ground voltage GND is applied to all remaining unselected lower word lines BWL_2 to BWL_5.
이에 따라, 선택된 메모리 셀 Q1의 하부 워드라인 BWL_1에 양의 값을 갖는 리드전압 +Vread이 인가되어 채널영역(22)의 하부(22b)에는 공핍층이 형성되지만, 차지 트랩 인슐레이터(26)에 저장된 전하의 극성에 의해 채널영역(22)의 상부(22a)에는 공핍층이 형성되지 않기 때문에 온 상태가 된다. 또한, 선택되지 않은 메모리 셀 Q2~Q5에 저장된 전하의 극성에 의해 채널 영역(22)의 상부(22a)에는 공핍층이 형성되지만, 하부 워드라인 BWL_1에 접지 전압 GND이 인가되어 채널 영역(22)의 하부(22b)에는 공핍층이 형성되지 않기 때문에 온 상택가 된다.Accordingly, a positive read voltage + Vread is applied to the lower word line BWL_1 of the selected memory cell Q1 so that a depletion layer is formed at the lower portion 22b of the
이에 따라, 모든 메모리 셀 Q1~Q5의 채널영역(22)이 턴 온 되어 소스영역(32)에서 드레인영역(30)으로 전류가 흐르게 된다. 따라서, 리드 동작 모드 시 선택된 메모리 셀 Q1에 저장된 데이타 "0"을 리드할 수 있게 된다. Accordingly, the
도 10a 및 도 10b는 도 7에 도시된 메모리 셀 Q1, Qm과 스위칭 소자 N1, N2의 연결 관계를 나타낸 단면도이다. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating a connection relationship between the memory cells Q1 and Qm and the switching elements N1 and N2 shown in FIG. 7.
스위칭 소자 N1, N2는 게이트(34) 상부에 형성된 절연층(36), 절연층(36) 상부에 형성된 P 형 채널영역(38), 및 P형 채널영역(38)의 양측에 형성된 N형 드레인 영역(40)과 N형 소스영역(42)을 포함한다. The switching elements N1 and N2 are formed on the insulating
도 10a를 참조하면, 스위칭 소자 N1의 N형 소스영역(42)은 비트라인 BL과 콘택 플러그(contact plug) 통해 연결되고, N형 드레인 영역(22)은 메모리 셀 Q1의 P형 소스 영역(32)과 콘택 플로그 및 연결 라인 CL1을 통해 연결된다. Referring to FIG. 10A, the N-
또한, 도 10b를 참조하면, 스위칭 소자 N2의 N형 소스영역(42)은 비트라인 BL과 콘택 플러그(contact plug) 통해 연결되고, N형 드레인 영역(22)은 메모리 셀 Qm의 P형 소스 영역(32)과 콘택 플로그 및 연결 라인 CL1을 통해 연결된다. 10B, the N-
여기서, 메모리 셀 Q1, Qm과 스위칭 소자 N1, N2를 연결하는 연결라인 CL1은 금속성 도체로 이루어진다. Here, the connection line CL1 connecting the memory cells Q1 and Qm and the switching elements N1 and N2 is made of a metallic conductor.
도 11는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀 어레이 구조를 나타낸 회로도이다. 11 is a circuit diagram illustrating a memory cell array structure of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀 어레이 구조는 도 7에 도시된 다수의 단위 메모리 셀 어레이(44)를 포함하고, 칼럼 방향으로 다수의 비트 라인 BL_1~BL_n에 공통 연결되고, 로오 방향으로 다수의 상부 워드라인 WL_1~WL_m, 하부 워드라인 BWL_1~BWL_m, 제 1 선택신호 SEL_1, 제 2 선택신호 SEL_2 및 센싱 라인 S/L_1~S/L_n에 공통 연결된다. 여기서, 다수의 비트 라인 BL_1~BL_n은 다수의 센스앰프(36)와 일대일 대응하여 접속된다.The memory cell array structure of the charge trap insulator memory device includes a plurality of unit
도 12는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 라이트 동작을 설명하기 위한 도면이다. 12 is a view for explaining the write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention.
본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 라이트 동작 사이클은 두 개의 서브 동작 영역으로 구분할 수 있다. 즉, 첫번째 서브 동작 영역에서는 데이터 "1"을 라이트하고, 두번째 서브 동작 영역에서는 첫번째 서브 동작 영역에서 라이트한 데이터 "1"을 보존하거나 데이터 "0"을 라이트한다. The write operation cycle of the charge trap insulator memory device according to the present invention may be divided into two sub operation regions. That is, data "1" is written in the first sub operation area, and data "1" written in the first sub operation area is stored or data "0" is written in the second sub operation area.
만약, 데이타 "1"을 보존하고자 할 경우 일정 구간 동안 비트 라인 BL에 하이 전압을 인가하면, 첫번째 서브 동작 영역에서 라이트된 데이터 "1"의 값이 메모리 셀에 보존 된다. If a high voltage is applied to the bit line BL for a predetermined period when the data "1" is to be preserved, the value of the data "1" written in the first sub-operation area is stored in the memory cell.
도 13은 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 데이터 "1" 라이트 동작을 나타낸 타이밍도이다. 여기서는, 도 11에 도시된 첫 번째 단위 메모리 셀 어레이(44)의 첫 번째 메모리 셀 Q1이 선택되는 경우를 예를 들어 설명한다. 13 is a timing diagram illustrating a data “1” write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention. Here, an example in which the first memory cell Q1 of the first unit
먼저, t0 구간은 메모리 셀의 프리차지 구간으로, 모든 신호 및 라인이 접지 전압 VSS으로 프리차지 된다.First, the t0 section is a precharge section of the memory cell, and all signals and lines are precharged to the ground voltage VSS.
t1 및 t2 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1 및 제 2 선택신호 SEL_2가 하이 레벨로 천이하여 스위칭 소자 N1, N2가 턴 온 되면, 비트 라인 BL_1과 메모리 셀 Q1의 소스 단자가 연결되고, 센싱라인 S/L과 메모리 셀 Qm의 드레인 단자가 연결된다. 이때, 다수의 상부 워드라인 WL_1~WL_m, 다수의 하부 워드라인 BWL_1~BWL_m, 비트 라인 BL_1, 및 센싱라인 S/L_1은 로우 레벨 상태를 유지한다. When the first select signal SEL_1 and the second select signal SEL_2 transition to a high level in the period t1 and t2 and the switching elements N1 and N2 are turned on, the bit line BL_1 and the source terminal of the memory cell Q1 are connected, and the sensing line S / L and the drain terminal of the memory cell Qm are connected. In this case, the plurality of upper word lines WL_1 to WL_m, the plurality of lower word lines BWL_1 to BWL_m, the bit line BL_1, and the sensing line S / L_1 maintain a low level state.
t3 및 t4 구간에서 선택된 메모리 셀 Q1과 연결된 워드라인 WL_1에 음의 전압 VNEG을 인가하면 도 3a에 도시된 바와 같이 상부 워드라인 WL_1과 채널 영역(22) 사이의 공핍 채널 층에 높은 전압이 걸려 채널 영역(22)으로 전자가 방출되어 데이터 "1"을 라이트 할 수 있다.When a negative voltage VNEG is applied to the word line WL_1 connected to the selected memory cell Q1 in the period t3 and t4, a high voltage is applied to the depletion channel layer between the upper word line WL_1 and the
t5 및 t6 구간에서 상부 워드라인 WL_1이 접지 전압 VSS으로 천이되어 라이트 동작을 완료한다.In the periods t5 and t6, the upper word line WL_1 transitions to the ground voltage VSS to complete the write operation.
t7 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1 및 제 2 선택신호 SEL_2가 로우 레벨로 천이되어 스위칭 소자 N1, N2가 턴 오프 되어 프리차지 구간이 된다.The first selection signal SEL_1 and the second selection signal SEL_2 transition to a low level in a period t7 to turn off the switching elements N1 and N2 to become a precharge period.
도 14는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 데이터 "1" 유지 또는 데이터"0" 라이트 동작을 나타낸 타이밍도이다. 여기서는, 도 11에 도시된 첫 번째 단위 메모리 셀 어레이(44)의 첫 번째 메모리 셀 Q1이 선택되는 경우를 예를 들어 설명한다. 14 is a timing diagram illustrating a data " 1 " holding or a data " 0 " write operation of the charge trap insulator memory device according to the present invention. Here, an example in which the first memory cell Q1 of the first unit
먼저, t0 구간은 메모리 셀의 프리차지 구간으로, 모든 신호 및 라인이 접지 전압 VSS으로 프리차지 된다.First, the t0 section is a precharge section of the memory cell, and all signals and lines are precharged to the ground voltage VSS.
t1 및 t2 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1가 하이 레벨로 천이하면, 제 1 스위칭 소자 N1가 턴 온 되어 비트 라인 BL_1과 선택된 메모리 셀 Q1의 소스 단자가 연결된다. When the first selection signal SEL_1 transitions to a high level in the periods t1 and t2, the first switching device N1 is turned on to connect the bit line BL_1 to the source terminal of the selected memory cell Q1.
이때, 제 2 선택신호 SEL_2가 음의 전압 VNEG이 되어 제 2 스위칭 소자 N2가 턴 오프 되고, 선택된 메모리 셀 Q1이 연결되지 않은 나머지 하부 워드라인 BWL_2~BWL_m이 음의 전압 VNEG이 되어 전류 경로를 형성한다. At this time, the second selection signal SEL_2 becomes the negative voltage VNEG and the second switching element N2 is turned off, and the remaining lower word lines BWL_2 to BWL_m, which are not connected to the selected memory cell Q1, become the negative voltage VNEG to form a current path. do.
이에 따라, 비트라인 BL에 인가된 데이타가 모든 셀 Q1~Qm들에 전달될 수 있게 된다. Accordingly, data applied to the bit line BL can be delivered to all the cells Q1 to Qm.
이때, 다수의 상부 워드라인 WL_1~WL_m, 비트 라인 BL_1, 및 센싱라인 S/L_1은 로우 레벨 상태를 유지한다. In this case, the plurality of upper word lines WL_1 to WL_m, the bit line BL_1, and the sensing line S / L_1 maintain a low level state.
t3 구간에서 선택된 메모리 셀 Q1에 라이트할 데이터가 "0"일 경우 비트라인 BL_1은 음의 전압 VNEG으로 천이하고, 선택된 메모리 셀 Q1에 저장된 데이터 "1"을 유지하고자 할 경우 비트라인 BL_1은 로우 레벨을 유지한다. If the data to be written to the selected memory cell Q1 is "0" in the period t3, the bit line BL_1 transitions to the negative voltage VNEG, and if the data line "1" stored in the selected memory cell Q1 is to be maintained, the bit line BL_1 is low level. Keep it.
이어서, t4 구간에서 선택된 메모리 셀 Q1이 연결된 하부 워드라인 BWL_1이 음의 전압 VNEG로 천이하면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상부 워드라인 WL_1에 의해 선택된 메모리 셀 Q1의 P형 채널 영역(22)에 전자가 쌓이게 된다. 따라서, 하부 워드라인 BWL_1에 음의 전압 VNEG이 인가되어 임계 전압차가 발생하면 차지 트랩 인슐레이터(26)에 채널 전자가 유입된다. 이에 따라, 선택된 메모리 셀 Q1에 데이터 "0"을 라이트할 수 있다. Subsequently, when the lower word line BWL_1, to which the selected memory cell Q1 is connected, transitions to a negative voltage VNEG in a period t4, as shown in FIG. 5A, the P-
한편, 선택된 메모리 셀 Q1에 저장된 데이터 "1"을 그대로 유지하고자 할 경우 비트 라인 BL_1을 접지 전압 VSS으로 유지하여 선택된 메모리 셀 Q1의 상부 워드라인 WL_1과 P형 채널 영역(22)과의 전압차자 발생하지 않기 때문에 데이터 "1"을 보존할 수 있다. On the other hand, when the data "1" stored in the selected memory cell Q1 is to be kept as it is, the bit line BL_1 is maintained at the ground voltage VSS to generate a voltage difference between the upper word line WL_1 and the P-
t5 구간에서 하부 워드라인 BWL_1이 다시 접지 전압 VSS 상태로 천이되고, t6 구간에서 비트 라인 BL_1이 접지 전압 VSS 상태로 천이되어 하이 데이터 "1" 유지 동작 또는 로우 데이터 "0" 라이트 동작이 완료된다.The lower word line BWL_1 transitions back to the ground voltage VSS state in the period t5, and the bit line BL_1 transitions to the ground voltage VSS state in the period t6 to complete the high data “1” sustain operation or the low data “0” write operation.
t7 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1, 제 2 선택신호 SEL_2, 및 선택되지 않은 나머지 하부 워드라인 BWL_2~BWL_m가 로우 레벨로 천이되어 프리차지 구간이된다.In a period t7, the first selection signal SEL_1, the second selection signal SEL_2, and the remaining unselected lower word lines BWL_2 to BWL_m transition to a low level to become a precharge period.
도 15는 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치의 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 동작을 나타낸 타이밍도이다. 여기서는, 도 11에 도시된 첫 번째 단위 메모리 셀 어레이(44)의 첫 번째 메모리 셀 Q1이 선택되는 경우를 예를 들어 설명한다. 15 is a timing diagram illustrating an operation of sensing data stored in a memory cell of the charge trap insulator memory device according to the present invention. Here, an example in which the first memory cell Q1 of the first unit
먼저, t0 구간은 메모리 셀의 프리차지 구간으로, 모든 신호 및 라인이 접지 전압 VSS으로 프리차지 된다.First, the t0 section is a precharge section of the memory cell, and all signals and lines are precharged to the ground voltage VSS.
t1 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1 및 제 2 선택신호 SEL_2가 하이 레벨로 천이하여 스위칭 소자 N1, N2가 턴 온 되면, 비트 라인 BL_1과 선택된 메모리 셀 Q1 의 소스 단자가 연결되고, 센싱라인 S/L과 메모리 셀 Qm의 드레인 단자가 연결된다. 이때, 다수의 상부 워드라인 WL_1~WL_m, 다수의 하부 워드라인 BWL_1~BWL_m, 비트 라인 BL_1, 및 센싱라인 S/L_1은 로우 레벨 상태를 유지한다. When the first selection signal SEL_1 and the second selection signal SEL_2 transition to a high level in the period t1 and the switching elements N1 and N2 are turned on, the bit line BL_1 and the source terminal of the selected memory cell Q1 are connected and the sensing line S / L And the drain terminal of the memory cell Qm are connected. In this case, the plurality of upper word lines WL_1 to WL_m, the plurality of lower word lines BWL_1 to BWL_m, the bit line BL_1, and the sensing line S / L_1 maintain a low level state.
t2 구간에서 선택된 메모리 셀 Q1과 연결된 하부 워드라인 BWL_1이 하이 레벨로 천이하고, 나머지 다수의 하부 워드라인 BWL_2~BWL_m들은 로우 레벨을 유지한다. 이에 따라, 선택된 메모리 셀 Q1을 제외한 다수의 메모리 셀들 Q2~Qm이 모두 턴 온 되어 선택된 메모리 셀 Q1의 소스 단자가 접지 전압 VSS에 접속된다. The lower word line BWL_1 connected to the selected memory cell Q1 transitions to a high level in a period t2, and the remaining plurality of lower word lines BWL_2 to BWL_m maintain a low level. Accordingly, all of the plurality of memory cells Q2 to Qm except the selected memory cell Q1 are turned on so that the source terminal of the selected memory cell Q1 is connected to the ground voltage VSS.
이때, 모든 워드라인들 WL_1~WL_m이 접지 전압 VSS 상태를 유지하여, 선택된 메모리 셀 Q1에 형성된 극성에 따라 비트 라인 BL_1과 센싱라인 S/L 간의 전류의 흐름이 결정된다. At this time, all of the word lines WL_1 to WL_m maintain the ground voltage VSS state, so that the current flows between the bit line BL_1 and the sensing line S / L according to the polarity formed in the selected memory cell Q1.
t3 구간에서 센스 앰프 인에이블 신호 S/A가 하이 레벨이 되어 센스앰프(46)가 동작하여 센싱 전압 VS이 비트 라인 BL_1에 인가될 경우 선택된 메모리 셀 Q1에 저장된 극성의 상태에 따라 비트 라인 BL_1의 전류 흐름이 결정된다. When the sense amplifier enable signal S / A becomes high level in the period t3 and the
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 비트 라인 BL_1에 전류가 인가되지 않을 경우 선택된 메모리 셀 Q1에 데이터 "1"이 저장되어 있음을 알 수 있다. That is, as shown in FIG. 3B, it can be seen that data "1" is stored in the selected memory cell Q1 when no current is applied to the bit line BL_1.
반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 비트라인 BL_1에 일정값 이상의 전류가 흐르면 선택된 메모리 셀 Q1에 데이터 "0"이 저장되어 있음을 알 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when a current of a predetermined value or more flows through the bit line BL_1, it can be seen that data “0” is stored in the selected memory cell Q1.
t4 구간에서 센스앰프 인에이블 신호 S/A가 접지 전압 VSS이 되어 센스앰프(46)의 동작이 중지되면 비트라인 BL_1이 로우 레벨로 천이하여 센싱 동작을 완료한다. When the sense amplifier enable signal S / A becomes the ground voltage VSS in the period t4 and the operation of the
t5 구간에서 선택된 메모리 셀 Q1이 연결된 하부 워드라인 BWL_1이 접지 전압으로 천이한다.In the period t5, the lower word line BWL_1 to which the selected memory cell Q1 is connected transitions to the ground voltage.
t6 구간에서 제 1 선택신호 SEL_1 및 제 2 SEL_2가 로우 레벨로 천이되어 스위칭 소자 N1, N2가 턴 오프 된다. In the period t6, the first selection signals SEL_1 and the second SEL_2 transition to a low level, and the switching elements N1 and N2 are turned off.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 NDRO(Non Destructive Read Out) 방식을 사용하여 리드 동작시 셀의 데이타가 파괴되지 않는다. As described above, the present invention does not destroy the data of the cell during the read operation using the Non Destructive Read Out (NDRO) method.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치는 나노 스케일 레벨의 차지 트랩 인슐레이터를 이용한 메모리 셀 구조에서 스케일 다운(Scale Down) 현상을 극복할 수 있는 효과가 있다.As described above, the charge trap insulator memory device according to the present invention has an effect of overcoming a scale down phenomenon in a memory cell structure using a nano trap level charge trap insulator.
또한, 본 발명에 따른 차지 트랩 인슐레이터 메모리 장치는 다수의 셀 절연층을 이용하여 다수의 차지 트랩 인슐레이터 셀 어레이를 단면 방향으로 적층하여 셀의 집적 용량을 셀 어레이의 적층 수만큼 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, the charge trap insulator memory device according to the present invention has the effect of stacking a plurality of charge trap insulator cell arrays in a cross-sectional direction using a plurality of cell insulating layers to increase the integrated capacity of a cell by the number of stacks of the cell array. .
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
In addition, the preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are claimed in the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (18)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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