本文介紹了五種MOS管在實際應用中存在的漏電流：反偏結泄漏電流、柵極致漏極泄漏電流、柵極直接隧穿電流、亞閾值泄漏電流和隧穿柵極氧化層漏電流。這些漏電流會影響低功耗設備電池的壽命和s&h電路信號保持時間。為了減小漏電流，可以使用高K介電材料替代SiO2作為柵極絕緣體介質層。同時，亞閾值泄漏電流在CMOS技術中較大，可以通過降低閾值電壓來減小其影響。
你不知道的五種MOS管泄漏電流以及產生原因
在實際應用中，MOS管常常存在各種漏電流，這使得它嚴重減少了低功耗設備電池的使用壽命，以及在一些s&h電路中，限製了信號保持時間。而一個理想的MOS管是不應該存在任何電流流入襯底的，特別是當MOS管關斷時，漏-源極之間不應該存在任何電流。
那麽，今天日韩国产成人來了解MOS管以下5種漏電流。
反偏結泄漏電流
：當MOS管關斷時，通過反偏麻豆国产一区從源貨漏極到襯底。
其主要由兩部分組成：
1. 由耗盡區邊緣的擴散和漂移電流產生
2. 由耗盡區中的產生的電子-空穴對形成
在一些重摻雜的PN區，還會攜帶一些間隧穿（BTBT）現象貢獻的泄漏電流。不過源漏麻豆国产一区和阱麻豆国产一区的結反向偏置泄露電流分量，相對於其他三個泄漏分量幾乎可以忽略不計。
柵極致漏極泄漏電流
柵極致漏極泄漏電流一般由MOS管漏極結中的高場效應引起的。由於源極和漏極重疊區域之間存在大電場而發生隧穿（包含雪崩隧穿和BTBT隧穿），產生了 電子-空穴對。由於電子被掃入阱中，空穴積累在樓中形成/GIDL。
柵極與漏極重疊區域下的強電場，會導致深度耗盡區，以及使漏極和阱交界處耗盡層變薄，因而有效形成漏極到阱的電流/GIDL。/GIDL與VGD有關，一般NMOS的/GIDL會比PMOS的大兩個數量級。
柵極直接隧穿電流
柵極泄漏電流是由柵極上的電荷隧穿過柵氧化層進入阱（襯底）中形成。一般柵氧化層厚度在3-4nm，由於在柵氧化物層上施加高電場，電子通過Fowler-Nordheim隧道進入氧化物層的導帶而產生的/G。
隨著晶體管長度和電源電壓的減小，柵極氧化物的厚度也必須減小，以維持對溝道區域的有效柵極控製。不幸的是，由於電子的直接隧穿會導致柵極泄漏呈指數級增加。
目前可以使用高K介電材料（如TiO2和Ta2O5），替代SiO2作為柵極絕緣體介質層。
這種方法可以克服柵極漏電流，並同時對其柵極保持良好的控製。
亞閾值泄漏電流
：指溝道處於弱反型狀態下的源漏電流，是由器件溝道少數載流子的擴散電流引起的。當柵源電壓低於閾值電壓Vth時，器件不會馬上關閉，而是進入了“亞閾值區”而IDS成了VGS的指數函數。
在目前的CMOS技術中，亞閾值泄漏電流ISUB會比其他泄漏電流分量大得多。這主要是因為現代CMOS器件中的VT相對較低。
隧穿柵極氧化層漏電流
在短溝道器件中，薄柵極氧化物會在 SiO2 層上產生高電場。由於高電場作用，低氧化物厚度會導致電子從襯底隧穿到柵極，同時從柵極通過柵極氧化物，隧穿到襯底，進而形成柵極氧化物的隧穿電流。
(a)是一個平帶 MOS 晶體管，即其中不存在電荷。
當柵極端子正偏置時，能帶圖會發生變化，如圖(b)。強烈反轉表麵處的電子隧道進入或穿過 SiO 2層，從而產生柵極電流。
另一方麵，當施加負柵極電壓時，來自 n+ 多晶矽柵極的電子隧道進入或穿過 SiO 2層，從而產生柵極電流，如圖 (c) 所示。
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