고전압 발생회로 및 이를 포함하는 플래시 메모리 장치 document_id A220623070788

반도체 메모리는 위성에서 소비자 전자 기술에 이르기까지 마이크로프로세서를 기반으로 하는 디지털 로직 설계에서 가장 필수적으로 사용되고 있는 소자이다. 따라서 높은 높은 집적도 및 빠른 속도를 위한 반도체 메모리 제조 기술의 진보는, 다른 디지털 로직 계열의 성능 기준을 확립하는 데 도움이 된다. 반도체 메모리 장치는 크게 휘발성 반도체 메모리 장치와 불휘발성 메모리 장치로 나뉘어진다. 휘발성 반도체 메모리 장치는 전원이 인가되는 동안 데이터가 저장되고 읽혀지며, 전원이 차단될 때 데이터는 소실된다. 반면, MROM(MASK ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM) 등과 같은 불휘발성 메모리 장치는, 전원이 차단되어도 데이터를 저장할 수 있다. 불휘발성 메모리의 데이터 저장 상태는 사용되는 제조 기술에 따라 영구적이거나 재프로그램 가능하다. 불휘발성 메모리 장치 중 MROM, PROM 및 EPROM은 시스템 자체적으로 소거 및 쓰기가 자유롭지 않아서 일반 사용자들이 기억 내용을 새롭게 하기가 용이하지 않다. 이에 반해, EEPROM은 전기적으로 소거 및 쓰기가 가능하기 때문에, 계속적인 갱신이 필요한 시스템 프로그래밍(system programming)이나 보조 기억 장치로의 응용이 확대되고 있다. 특히 플래시 EEPROM(이하, 플래시 메모리라 칭함)은 기존의 EEPROM에 비해 집적도가 높아 대용량 보조 기억 장치로의 응용에 매우 유리하다. 플래시 메모리는 셀과 비트 라인의 연결 상태에 따라 NOR형과 NAND형으로 구분된다. NOR형 플래시 메모리는 1개의 비트 라인에 2개 이상의 셀 트랜지스터가 병렬로 연결된 형태를 갖는다. NOR형 플래시 메모리는 채널 핫 일렉트론(channel hot electron) 방식을 사용하여 데이터를 저장하고, F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 방식을 사용하여 데이터를 소거한다. NAND형 플래시 메모리는 1개의 비트 라인에 2개 이상의 셀 트랜지스터가 직렬로 연결된 형태를 갖는다. NAND형 플래시 메모리는 F-N 터널링 방식을 사용하여 데이터를 저장 및 소거한다. 일반적으로, NOR형 플래시 메모리는 전류 소모가 크기 때문에 고집적화에는 불리하지만, 고속화에 용이하게 대처할 수 있는 장점이 있다. 최근 들어서는 NOR형 플래시 메모리의 고집적화를 위해 멀티 레벨 셀(Multi level cell; 이하, MLC라 칭함) 방식이 채택되고 있다. 예를 들어, 플래시 메모리에 싱글-비트 데이터가 저장되는 경우, 단위 셀에 저장되는 데이터는 데이터 '1' 및 데이터 '0'에 각각 대응하는 2개의 문턱 전압 분포들에 의해서 표현될 수 있다. 반면에, NOR형 플래시 메모리에 멀티-비트 데이터가 저장되는 경우, 단위 셀에 저장되는 데이터는 데이터 '11', 데이터 '10', 데이터 '00', 및 데이터 '01'에 각각 대응하는 4개의 문턱 전압 분포들에 의해서 표현될 수 있다. 각 셀에 저장되는 데이터의 비트 수가 증가할수록, 각 데이터를 프로그램, 소거, 및 독출하는데 필요한 전압의 레벨은 더욱 다양해 진다. 따라서, 플래시 메모리에 저장된 데이터를 보다 정확하게 프로그램, 소거, 및 독출하기 위해서는 각 데이터를 프로그램, 소거, 및 독출하는데 필요한 각각의 전압을 정확하게 발생하는 것이 필요하다. 또한, 발생된 각각의 전압 레벨이 변동되지 않고 일정한 레벨을 유지할 수 있도록 하는 기술 또한 필요하다. 또한 플래시 메모리에 실제 인가되는 전압의 레벨을 조정할 필요가 있을 경우, 퓨즈 컷팅이나 메탈 옵션 등의 추가적인 작업을 거치지 않고 전압의 레벨을 조정할 수 있는 기술이 필요하다.