Results presented in this letter demonstrate that the effective channel mobility of lateral, inversion-mode 4H-SiC MOSFETs is increased significantly after passivation of SiC/SiO/sub 2/ interface states near the conduction band edge by high temperature anneals in nitric oxide. Hi-lo capacitance-voltage (C-V) and ac conductance measurements indicate that, at 0.1 eV below the conduction band edge, the interface trap density decreases from approximately 2/spl times/10/sup 13/ to 2/spl times/10/sup 12/ eV/sup -1/ cm/sup -2/ following anneals in nitric oxide at 1175/spl deg/C for 2 h. The effective channel mobility for MOSFETs fabricated with either wet or dry oxides increases by an order of magnitude to approximately 30-35 cm/sup 2//V-s following the passivation anneals.

Results of capacitance–voltage measurements are reported for metal–oxide–semiconductor capacitors fabricated using the 4H polytype of silicon carbide doped with either nitrogen (n) or aluminum (p). Annealing in nitric oxide after a standard oxidation/reoxidation process results in a slight increase in the defect state density in the lower portion of the band gap for p-SiC and a significant decrease in the density of states in the upper half of the gap for n-SiC. Theoretical calculations provide an explanation for these results in terms of N passivating C and C clusters at the oxide–semiconductor interface.

Over the last two decades, lattice Boltzmann methods have become an increasingly popular tool to compute the flow in complex geometries such as porous media. In addition to single phase simulations allowing, for example, a precise quantification of the permeability of a porous sample, a number of extensions to the lattice Boltzmann method are available which allow to study multiphase and multicomponent flows on a pore scale level. In this article, we give an extensive overview on a number of these diffuse interface models and discuss their advantages and disadvantages. Furthermore, we shortly report on multiphase flows containing solid particles, as well as implementation details and optimization issues.

Proton irradiation is used to probe the physics of 4H-silicon carbide (SiC) Schottky barrier diodes (SBDs) and negative channel metal oxide semiconductor (nMOS) capacitors for the first time. Both 4H-SiC SBD diodes and SiC MOS structures show excellent radiation tolerance under high-energy, high-dose proton exposure. Unlike for SiC JBS diodes, which show a strong increase in series resistance after proton irradiation, these SiC SBDs show very little forward bias I--V degradation after exposure to 63.3 MeV protons up to a fluence of 5/spl times/10/sup 13/ p/cm/sup 2/. An improvement in reverse leakage current after irradiation is also observed, which could be due to a proton annealing effect. The small but observable increase in blocking voltage for these SiC SBDs is attributed to a negative surface charge increase, consistent with earlier gamma results. The resultant Q/sub eff/ change of 4H-SiC nMOS capacitors under proton irradiation was used to quantify the radiation induced changes to the blocking voltage in the SBD diodes in MEDICI simulations, and showed a good agreement with the experimental data. Characterization of these capacitors also suggests that 4H-SiC MOS structures are radiation hard.

The effects of proton irradiation on the static ( dc) and dynamic (switching) performance of high-voltage 4H-SiC Junction Barrier Schottky (JBS) diodes are investigated for the first time. In contrast to that observed on a high-voltage Si p - i - n diode control device, these SiC JBS devices show an increase (degradation) in series resistance (R/sub S/), a decrease (improvement) of reverse leakage current, and increase (improvement) in blocking voltage after high-fluence proton exposure. Measured breakdown voltages of post-irradiated SiC diodes increase on average by about 200 V after irradiation. Dynamic reverse recovery transient measurements show good agreement between the various dc observations regarding differences between high-power SiC and Si diodes, and show that SiC JBS diodes are very effective in minimizing switching losses for high-power applications, even under high levels of radiation exposure.

The radiation response of SiO2 gate oxides grown on 4H-SiC to NO passivation is presented for the first time. The effects of gamma radiation on Qeff are similar for n-4H-SiC MOS capacitors both with and without NO passivation, but are different in sign (negative) compared to SiO2 on Si. The variation in Dit with total dose, however, is different for the passivated versus the unpassivated samples. Comparisons between Si SOI and 4H-SiC suggest that properly passivated SiC MOSFETs should have good radiation tolerance.

We present the first investigation of low energy (1.75 MeV) proton irradiation in SiGe HBT's and discuss proton energy effects in SiGe HBT technology. The results show that after 1.75 MeV 1 /spl times/ 10/sup 14/ p/cm/sup 2/, a semi-insulating substrate is obtained and the peak quality factor of the monolithic inductors is improved by about 18% at 1.6 GHz. Although large current gain degradation for the SiGe HBT's was observed in the RF bias region after 1 /spl times/ 10/sup 14/ p/cm/sup 2/, the degradation in peak f/sub T/ is only about 11%. Proton energy studies from 1.75 MeV to 200 MeV in SiGe HBT's suggest that the conventional damage factor can be used to estimate energy-dependent proton-induced radiation damage in this technology.

4H-SiC vertical depletion-mode trench JFETs were fabricated, packaged, and then irradiated with either 6.8 Mrad gamma from a 60Co source, a 9x1011 cm-2 dose of 4 MeV protons, or a 5x1013 cm-2 dose of 63 MeV protons. 4H-SiC Schottky diodes were also fabricated, packaged and exposed to the same irradiations. The trench VJFETs have a nominal blocking voltage of 600 V and a forward current rating of 2 A prior to irradiation. On-state and blocking I-V characteristics were measured after irradiation and compared to the pre-irradiation performance. Devices irradiated with 4 MeV proton and gamma radiation showed a slight increase in on resistance and a decrease in leakage current in blocking mode. Devices irradiated with 63 MeV protons, however, showed a dramatic decrease in forward current. DLTS measurements were performed, and the results of these measurements will be discussed as well.

The effects of 63 MeV proton irradiation on 90 nm strained silicon CMOS on insulator is examined for the first time. The devices show no observable degradation in DC performance up to an equivalent total dose of 600 krad(Si). The performance of the strained pFETs is identical to unstrained pFETs and demonstrates the immunity of strain to displacement damage. There is no significant enhancement observed in back channel leakage for the maximum dose. Passive exposure to 2 Mrad(Si) using 4 MeV protons doesn't induce any significant performance degradation