MOS管的GIDL效應(yīng)是指在柵極電壓較高的情況下，絕緣層下的溝道區(qū)域會發(fā)生漏電現(xiàn)象的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由于高電場導致絕緣層中的電子發(fā)生穿隧效應(yīng)，從而形成漏電流。
GIDL效應(yīng)會導致器件的功耗增加、性能下降，并可能引起電流漂移現(xiàn)象。針對GIDL效應(yīng)的影響和問題，研究人員提出了一些解決方案，包括使用高介電常數(shù)的材料來減小電場強度、優(yōu)化溝道結(jié)構(gòu)和引入電場屏蔽層等方法。此外，還有其他一些方法可以應(yīng)對GIDL效應(yīng)，例如采用低功耗工藝、優(yōu)化柵極結(jié)構(gòu)和控制柵極電壓等。
GIDL(gate-induced drain leakage) 是指柵誘導漏極泄漏電流，對MOSFET的可靠性影響較大。
MOSFET 中引發(fā)靜態(tài)功耗的泄漏電流主要有：源到漏的亞閾泄漏電流，柵泄漏電流，發(fā)生在柵漏交疊區(qū)的柵致漏極泄漏 GIDL 電流，如圖所示。在這些泄漏電流中，在電路中器件處于關(guān)態(tài)或者處于等待狀態(tài)時，GIDL 電流在泄漏電流中占主導地位。
GIDL 隧穿電流
當柵漏交疊區(qū)處柵漏電壓 VDG很大時，交疊區(qū)界面附近硅中電子在價帶和導帶之間發(fā)生帶帶隧穿形成電流，我們把這種電流稱之為 GIDL 隧穿電流。隨著柵氧化層越來越薄，GIDL 隧穿電流急劇增加。
GIDL 產(chǎn)生電流
漏 pn 結(jié)由于反偏，產(chǎn)生率大于復合率，在柵控制下，硅和二氧化硅界面處陷阱充當產(chǎn)生中心而引發(fā)的一種柵誘導的漏極泄漏電流。
柵致漏極泄露電流，gate induced drain leakage (GIDL，/GIDL)
柵致漏極泄露電流是由MOS晶體管漏極結(jié)中的高場效應(yīng)引起的。由于G與D重疊區(qū)域之間存在大電場而發(fā)生隧穿并產(chǎn)生電子-空穴對，其中包含雪崩隧穿和BTBT隧穿。由于電子被掃入阱中，空穴積累在漏中形成/GIDL。
以NMOS為例，當gate不加壓或加負壓，drain端加高電壓, 使得gate和drain的交疊區(qū)域出現(xiàn)了一個從drain指向gate的強電場，靠近gate oxide 附近出現(xiàn)強耗盡區(qū)，形成電勢變化非常陡的類p+-n+結(jié)—橫向和縱向的圖；（一定是gate與drain要有重疊嗎？要有交疊，這也是GIDL管的來源),引起了耗盡區(qū)電子空穴分離，載流子躍遷，電子流向drain端，空穴被掃入基底，由此形成漏電流。
NMOS 中 GIDL 圖解 （橫向、縱向）
前提條件:
1) 亞閾值區(qū)
2）Drain和gate有交疊，GIDL產(chǎn)生處有pn結(jié)
3）強漏電場
Impact in MOS：亞域區(qū)漏電流，增大靜態(tài)功耗
Mitigation in MOS: LDD, 交疊區(qū)輕摻雜，使電勢緩變，躍遷幾率減小，漏電流減小
Impact in NAND：在program時，被inhibit string 發(fā)生HCI效應(yīng), 邊緣WL Vt上浮 （不被inhibit的string, 不存在靜電壓差，這種效應(yīng)應(yīng)該較弱）
Mitigation in MOS: 設(shè)置邊緣dummy WL
Application in NAND：GIDL erase，3D NAND中， Pwell erase 需結(jié)合SEG工藝，工藝復雜，因此越來越多的制造商開始使用GIDL erase，即利用GIDL效應(yīng)產(chǎn)生電子空穴對，將空穴掃入channel中，實現(xiàn)塊擦除。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用，專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信，由我們的銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產(chǎn)品介紹
聯(lián)系號碼：18923864027（同微信）
QQ：709211280