Wat is GIDL (gate-induced drain leakage)?

Verschijnsel waarbij door het sterke elektrische veld in het gebied waar gate en drain overlappen een band-naar-band-tunnelstroom loopt, waardoor de lekstroom in uit-toestand toeneemt. Een probleem bij onder meer de gegevensretentie van DRAM.

Japanse benaming: GIDL(ゲート誘起ドレインリーク)

“GIDL (gate-induced drain leakage)” komt voor in 3 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. MOSFET, DRAM.

Vakgebied: MOSFET

Nu oefenen: vragen over GIDL (gate-induced drain leakage)

Welk verschijnsel is het waarbij door een sterk elektrisch veld op de overlap van gate en drain een band-naar-band-tunnelstroom loopt en de lekstroom in de uit-toestand toeneemt?

  1. ADIBL
  2. BNBTI
  3. CGIDL (gate-induced drain leakage)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. GIDL (gate-induced drain leakage)

Ook als de transistor uit is, wordt de band bij een grote spanning tussen gate en drain nabij de gaterand van de drain sterk gebogen en loopt er stroom door band-naar-band-tunneling. Dit is GIDL, en kenmerkend is dat het toeneemt naarmate de gatespanning negatiever wordt. Het is een probleem bij elementen waarvan de lek extreem klein moet zijn, zoals de celtransistor van DRAM, en wordt onderdrukt via het ontwerp van concentratie en veld aan de drainrand. DIBL is verlaging van de drempel door de drainspanning en NBTI is degradatie van de pMOS.

Welke combinatie van hoofdcomponenten van de lekstroom die in de uit-toestand van een MOSFET loopt is juist?

  1. ASubthreshold-lek, gatelek en junctielek
  2. BAlleen fotostroom
  3. CEr loopt helemaal geen lekstroom
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Subthreshold-lek, gatelek en junctielek

Ook in de uit-toestand van een MOSFET lopen het subthreshold-lek dat onder de drempel stroomt, het gatelek door de gate-isolator en het junctielek (inclusief GIDL) door de source- en drainovergangen. Hoewel het per element onder een nA blijft, loopt het bij enkele miljarden elementen in standby op tot enkele W. Als tegenmaatregelen worden High-k-films, multi-Vth, power gating (voeding van ongebruikte blokken uitschakelen) en regeling van de substraatvoorspanning gecombineerd.

“GIDL (gate-induced drain leakage)” in de toelichting

Vragen met “GIDL (gate-induced drain leakage)” (3)

  1. Welk verschijnsel is het waarbij door een sterk elektrisch veld op de overlap van gate en drain een band-naar-band-tunnelstroom loopt en de lekstroom in de uit-toestand toeneemt?
  2. Welke combinatie van hoofdcomponenten van de lekstroom die in de uit-toestand van een MOSFET loopt is juist?
  3. Welke lekpaden bepalen vooral de gegevensbewaartijd van DRAM-cellen?

Verwante termen

Via DIBL NBTI Numerieke apertuur (NA) Power gating CMOS Doorschietstroom (shoot-through-stroom) Drempelspanning (threshold voltage) Flatbandspanning Inversielaag

Naar de woordenlijst