JPH02235347A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造方法Info
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- JPH02235347A JPH02235347A JP1056641A JP5664189A JPH02235347A JP H02235347 A JPH02235347 A JP H02235347A JP 1056641 A JP1056641 A JP 1056641A JP 5664189 A JP5664189 A JP 5664189A JP H02235347 A JPH02235347 A JP H02235347A
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- compound semiconductor
- semiconductor layer
- forming
- layer
- electrode
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、H EMT (lligh Electro
n MobilityTransistor )におけ
る半導体装置及びその製造方法に関するものである。
n MobilityTransistor )におけ
る半導体装置及びその製造方法に関するものである。
第4図(a) 〜(d)は従来のHEMTの製造方法を
示す断面図である. まず、同図(a)に示すように半絶縁GaAs基板41
上にアンドーブGaAs膜42、n−AIGaAs膜4
3、n−GaAs膜47を順次MBE法又はMOCVD
法により形成する。
示す断面図である. まず、同図(a)に示すように半絶縁GaAs基板41
上にアンドーブGaAs膜42、n−AIGaAs膜4
3、n−GaAs膜47を順次MBE法又はMOCVD
法により形成する。
次に、通常のホトレジスト技術を用いてバターニングを
行ないエンチングにより所定の深さまでn−Gafi.
s膜47をエッチングし、ゲートにあたる溝を形成する
(同図(b)). そして、この溝の部分をレジストで覆い蒸着等によりオ
ーミック電極(AuGe/N i/Au)48を形成す
る。その後、リフトオフ法によりレジストを除去する(
同図(C))。
行ないエンチングにより所定の深さまでn−Gafi.
s膜47をエッチングし、ゲートにあたる溝を形成する
(同図(b)). そして、この溝の部分をレジストで覆い蒸着等によりオ
ーミック電極(AuGe/N i/Au)48を形成す
る。その後、リフトオフ法によりレジストを除去する(
同図(C))。
次に、n−GaAs層47とオーミック電極48のコン
タクトをとるためにアニールを行なう。
タクトをとるためにアニールを行なう。
その後、オーミソク電極48部分をレジストで覆いゲー
ト部分にショットキー電極(Al)45を形成する(同
図(d))。
ト部分にショットキー電極(Al)45を形成する(同
図(d))。
従来のHEMTは上記のように構成されていたので、電
極48.45におけるオーミック電極とショットキー電
極とをそれぞれ形成しなければならないという欠点があ
った. また、HEMTにおけるゲート長は、レジストのパター
ニング技術によるところが大きく微細化が゜難しいとい
う欠点があった。
極48.45におけるオーミック電極とショットキー電
極とをそれぞれ形成しなければならないという欠点があ
った. また、HEMTにおけるゲート長は、レジストのパター
ニング技術によるところが大きく微細化が゜難しいとい
う欠点があった。
さらに、第4図では省略したが、HEMT内部のシリー
ズ抵抗を下げるためチャネルサイド(電極48の下層部
)にイオン注入する必要があり、製造工程が複雑になる
という欠点があった。
ズ抵抗を下げるためチャネルサイド(電極48の下層部
)にイオン注入する必要があり、製造工程が複雑になる
という欠点があった。
本発明は上記のような欠点を解消するためになされたも
ので、製造工程を簡略化し微細なゲートを精度良く形成
することができる半導体装置及びその製造方法を得るこ
とを目的としている。
ので、製造工程を簡略化し微細なゲートを精度良く形成
することができる半導体装置及びその製造方法を得るこ
とを目的としている。
本発明に係る第1の請求項にあたる半導体装置は、主面
上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と、この半絶
縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導体層と、
この第1の化合物半導体層の上層に形成された第2の化
合物半導体層と、逆メサ状の凸部上面を含む第2の化合
物半導体層の上層に形成された第3の化合物半導体層と
、この第3の化合物半導体層の上層に形成され断面が前
記逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する第4
の化合物半導体層と、この第4の化合物半導体層を除く
第3の化合物半導体層の上層に形成された第5の化合物
半導体層と、この第5の化合物半導体層と第4の化合物
半導体層との上層に形成された電極とを備えている. また、この半導体装置の製造方法は、半絶縁性基板に逆
メサ状の凸部を形成する工程と、この半絶縁性基板上に
第1の化合物半導体層を形成すると共に逆メサ状の凸部
上面に一部の第3の化合物半導体層を形成する工程と、
第1の化合物半導体層の上層に第2の化合物半導体層を
形成すると共に一部の第3の化合物半導体層の上層に第
4の化合物半導体層を形成する工程と、第2の化合物半
導体層の上層に第3の化合物半導体層を形成すると共に
断面が逆メサ状の凸部上面を底辺とした三角形を成す第
3及び第4の化合物半導体層からなる積層膜を形成する
工程と、第3の化合物半導体層の上層に第5の化合物半
導体層を形成する工程と、逆メサ状の凸部上面に形成さ
れた第3の化合物半導体層をエソチングして下層の第4
の化合物半導体層を露出する工程と、この露出した第4
の化合物半導体層と第4の化合物半導体層との上層に電
極を形成する工程とを有している。
上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と、この半絶
縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導体層と、
この第1の化合物半導体層の上層に形成された第2の化
合物半導体層と、逆メサ状の凸部上面を含む第2の化合
物半導体層の上層に形成された第3の化合物半導体層と
、この第3の化合物半導体層の上層に形成され断面が前
記逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する第4
の化合物半導体層と、この第4の化合物半導体層を除く
第3の化合物半導体層の上層に形成された第5の化合物
半導体層と、この第5の化合物半導体層と第4の化合物
半導体層との上層に形成された電極とを備えている. また、この半導体装置の製造方法は、半絶縁性基板に逆
メサ状の凸部を形成する工程と、この半絶縁性基板上に
第1の化合物半導体層を形成すると共に逆メサ状の凸部
上面に一部の第3の化合物半導体層を形成する工程と、
第1の化合物半導体層の上層に第2の化合物半導体層を
形成すると共に一部の第3の化合物半導体層の上層に第
4の化合物半導体層を形成する工程と、第2の化合物半
導体層の上層に第3の化合物半導体層を形成すると共に
断面が逆メサ状の凸部上面を底辺とした三角形を成す第
3及び第4の化合物半導体層からなる積層膜を形成する
工程と、第3の化合物半導体層の上層に第5の化合物半
導体層を形成する工程と、逆メサ状の凸部上面に形成さ
れた第3の化合物半導体層をエソチングして下層の第4
の化合物半導体層を露出する工程と、この露出した第4
の化合物半導体層と第4の化合物半導体層との上層に電
極を形成する工程とを有している。
また、本発明に係る第3の請求項にあたる半導体装置は
、主面上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と、こ
の半絶縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導体
層と、この第1の化合物半導体層の上層に形成された第
2の化合物半導体層と、逆メサ状の凸部上面に断面が台
形に形成された第3の化合物半導体層と、第2の化合物
半導体層の上層に形成された第5の化合物半導体層と、
この第3の化合物半導体層の上層に形成されその断面が
逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する第4の
化合物半導体層と、この第4の化合物半導体層を除く第
5の化合物半導体層の上層に形成された第6の化合物半
導体層と、この第6の化合物半導体層と第4の化合物半
導体層との上層に形成された電極とを備えている. また、この半導体装置の製造方法は、半絶縁性基板に逆
メサ状の凸部を形成する工程と、この半絶縁性基板上に
第1の化合物半導体層を形成すると共に逆メサ状の凸部
上面に第3の化合物半導体層を形成する工程と、第1の
化合物半導体層の上層に第2の化合物半導体層を形成す
ると共に第3の化合物半導体層の上層に第4ガ化合物半
導体層を形成する工程と、第2の化合物半導体層の上層
に第5の化合物半導体層を形成する工程と共に断面が逆
メサ状の凸部上面を底辺とした三角形を成す第3,第4
及び第5の化合物半導体層からなる積層膜を形成する工
程と、第5の化合物半導体層の上層に第6の化合物半導
体層を形成する工程と、逆メサ状の凸部上面に形成され
た第5の化合物半導体層のみをエッチングして下層の第
4の化合物半導体層を露出する工程と、この露出した第
4の化合物半導体層と第6の化合物半導体層との上層に
電極を形成する工程とを有している。
、主面上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と、こ
の半絶縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導体
層と、この第1の化合物半導体層の上層に形成された第
2の化合物半導体層と、逆メサ状の凸部上面に断面が台
形に形成された第3の化合物半導体層と、第2の化合物
半導体層の上層に形成された第5の化合物半導体層と、
この第3の化合物半導体層の上層に形成されその断面が
逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する第4の
化合物半導体層と、この第4の化合物半導体層を除く第
5の化合物半導体層の上層に形成された第6の化合物半
導体層と、この第6の化合物半導体層と第4の化合物半
導体層との上層に形成された電極とを備えている. また、この半導体装置の製造方法は、半絶縁性基板に逆
メサ状の凸部を形成する工程と、この半絶縁性基板上に
第1の化合物半導体層を形成すると共に逆メサ状の凸部
上面に第3の化合物半導体層を形成する工程と、第1の
化合物半導体層の上層に第2の化合物半導体層を形成す
ると共に第3の化合物半導体層の上層に第4ガ化合物半
導体層を形成する工程と、第2の化合物半導体層の上層
に第5の化合物半導体層を形成する工程と共に断面が逆
メサ状の凸部上面を底辺とした三角形を成す第3,第4
及び第5の化合物半導体層からなる積層膜を形成する工
程と、第5の化合物半導体層の上層に第6の化合物半導
体層を形成する工程と、逆メサ状の凸部上面に形成され
た第5の化合物半導体層のみをエッチングして下層の第
4の化合物半導体層を露出する工程と、この露出した第
4の化合物半導体層と第6の化合物半導体層との上層に
電極を形成する工程とを有している。
逆メサ状の凸部上面に形成した積層膜を用いてコンタク
ト層及びゲート電極を形成する。
ト層及びゲート電極を形成する。
また、チャンネルサイドを不純物層濃度の高い領域で形
成する。
成する。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明に係る第1の実施例を示
すHEMTの製造方法を示す断面図である。
すHEMTの製造方法を示す断面図である。
以下、図に従って説明する。
まず、同図(a)に示すように、半絶縁GaAS基板l
上に通常のホトレジスト技術を用いて(011)方向に
ストライプを形成する。そして、所定の深さだけエッチ
ングし、逆メサ部1aを形成する。
上に通常のホトレジスト技術を用いて(011)方向に
ストライプを形成する。そして、所定の深さだけエッチ
ングし、逆メサ部1aを形成する。
次に、同図(b)に示すように、MOCVD法を用いて
第1の化合物半導体層にあたるアンドーブGaAs層2
a 、第2の化合物半導体層にあたるn−AlGaA
s層3及び第3の化合物半導体層にあたるアントーブG
aAs層2bを順次成長する。ここで、逆メサ部1a上
には後述するような断面が三角形を有する積層膜が形成
される。なお、逆メサ部la上のn AjiGaAs
層3は第4の化合物半導体層にあたる。
第1の化合物半導体層にあたるアンドーブGaAs層2
a 、第2の化合物半導体層にあたるn−AlGaA
s層3及び第3の化合物半導体層にあたるアントーブG
aAs層2bを順次成長する。ここで、逆メサ部1a上
には後述するような断面が三角形を有する積層膜が形成
される。なお、逆メサ部la上のn AjiGaAs
層3は第4の化合物半導体層にあたる。
次に、第5の化合物半導体層にあたるn−GaInAs
層4を成長する(同図(C))。このととき、逆メサ部
la上のアンドープGaAs層2aの高さと半絶縁性G
aAs基板l上のアンドープGaAs層2bの高さを同
じにする必要がある.次に、アンモニア系のエッチング
液で断面が三角形に形成された逆メサ部la上のアンド
ープGaAs層2bを除去する(同図(d))。
層4を成長する(同図(C))。このととき、逆メサ部
la上のアンドープGaAs層2aの高さと半絶縁性G
aAs基板l上のアンドープGaAs層2bの高さを同
じにする必要がある.次に、アンモニア系のエッチング
液で断面が三角形に形成された逆メサ部la上のアンド
ープGaAs層2bを除去する(同図(d))。
次に、アルミニウム(,l)電掻5を基板全面に蒸着す
る(同図(e))。このとき、n−A7!GaAs層3
(第4の化合物半導体N)上のアルミニウム電極5はシ
ョソトキー電極(ゲート電極)となる。一方、n−Ga
InAs4上のアルミニウム電極5はオーミソク電極と
なりソース電極及びドレイン電極となる。また、ゲート
ソース及びドレイン間の電極の分離は、逆メサ状に形
成されたn−Ga InAs層4によってアルミニウム
電極5を所望の厚さにすることにより行なわれる。
る(同図(e))。このとき、n−A7!GaAs層3
(第4の化合物半導体N)上のアルミニウム電極5はシ
ョソトキー電極(ゲート電極)となる。一方、n−Ga
InAs4上のアルミニウム電極5はオーミソク電極と
なりソース電極及びドレイン電極となる。また、ゲート
ソース及びドレイン間の電極の分離は、逆メサ状に形
成されたn−Ga InAs層4によってアルミニウム
電極5を所望の厚さにすることにより行なわれる。
次に、第3図は第1図(C)における逆メサ部1a上の
選択成長部分を示す断面図である。ここで、形状が三角
形である選択成長の底辺の角度θは約54゜となる。従
って、逆メサ部1aの幅mと高さdとを決定することに
より、一意的に長さl (ゲート長)が決定する。例え
ば、幅m=1.0μm、高さa=0.54μmとすると
長さz=0.2 μmとなり、精度良くゲートを形成す
ることが可能となる。
選択成長部分を示す断面図である。ここで、形状が三角
形である選択成長の底辺の角度θは約54゜となる。従
って、逆メサ部1aの幅mと高さdとを決定することに
より、一意的に長さl (ゲート長)が決定する。例え
ば、幅m=1.0μm、高さa=0.54μmとすると
長さz=0.2 μmとなり、精度良くゲートを形成す
ることが可能となる。
また、第2図は本発明に係る第2の実施例を示す断面図
である。ここでは、第1図(d)に対応した電極形成前
の断面図を示している。
である。ここでは、第1図(d)に対応した電極形成前
の断面図を示している。
図において、lは半絶縁GaAs基板、2aは第1の化
合物半導体層にあたるアンドープGaAS層、2bは第
3の化合物半導体層にあたるアンドーブGaAs層、3
aは第2の化合物半導体層にあたるn−AIGaAs層
、3bは第4の化合物半導体層にあたるn−A/GaA
s層、4は第6の化合物半導体層にあたるn−1nGa
As層、6は第5の化合物半導体層にあたるn−GaA
s層である。
合物半導体層にあたるアンドープGaAS層、2bは第
3の化合物半導体層にあたるアンドーブGaAs層、3
aは第2の化合物半導体層にあたるn−AIGaAs層
、3bは第4の化合物半導体層にあたるn−A/GaA
s層、4は第6の化合物半導体層にあたるn−1nGa
As層、6は第5の化合物半導体層にあたるn−GaA
s層である。
第1の実施例との違いは、第3の化合物半導体層にあた
るアンドープGaAs層2を第5の化合物半導体層にあ
たるn−GaAs層6にすることにより、HEMTのシ
リーズ抵抗を下げたことである。これにより、従来のよ
うにイオン注入等により低抵抗化を行なう必要がない。
るアンドープGaAs層2を第5の化合物半導体層にあ
たるn−GaAs層6にすることにより、HEMTのシ
リーズ抵抗を下げたことである。これにより、従来のよ
うにイオン注入等により低抵抗化を行なう必要がない。
このように本実施例における半導体装置及びその製造方
法は、逆メサ基板による選択成長を用いてコンタクト層
及びゲート電極を形成したので、製造工程が簡略化され
、微細なゲートが得ることができる。
法は、逆メサ基板による選択成長を用いてコンタクト層
及びゲート電極を形成したので、製造工程が簡略化され
、微細なゲートが得ることができる。
また、アンドープGaAs層2をn−GaAs層6にす
ることによりシリーズ抵抗を低減することができる。
ることによりシリーズ抵抗を低減することができる。
以上説明したように本発明は、逆メサ状の凸部上面に断
面が三角形を形成する積層膜を用いてゲート電極を形成
することができるので、オーミック電極(ソース,ドレ
イン)とショットキー電極(ゲート)とを同時に形成す
ることができる。
面が三角形を形成する積層膜を用いてゲート電極を形成
することができるので、オーミック電極(ソース,ドレ
イン)とショットキー電極(ゲート)とを同時に形成す
ることができる。
また、ゲート長は逆メサ伏の凸部上面の幅により、一意
的に決定することができるので、微細なゲートを形成す
ることができる。
的に決定することができるので、微細なゲートを形成す
ることができる。
さらに、チャンネルサイド(第5の化合物半導体層)を
不純物濃度の高い領域にすることにより、シリーズ抵抗
を低減することができるなど優れた効果を有する。
不純物濃度の高い領域にすることにより、シリーズ抵抗
を低減することができるなど優れた効果を有する。
第1図(a)〜(e)は本発明に係る第1の実施例を示
すHEMTの製造方法を示す断面図、第2図は本発明に
係る第2の実施例を示す断面図、第3図は第1図(C)
における逆メサ部la上の選択成長部分を示す断面図、
第4図(a)〜(d)は従来のHEMTの製造方法を示
す断面図である.1・・・半絶縁GaAs基板、1a・
・・逆メサ部、’la,’lb−=アンドープGaAS
層、3 ・−−n−Aj!GaAs層、4・・−n−I
nGaAs層、5・・・アルミニウム電極、6・・n−
GaAs層。 第 図 (゛旬2) 5; アルミシウム盾不を (くのl) n − In GaAs/9’ 一一一一一m 一一 第 図 C”tf)r)
すHEMTの製造方法を示す断面図、第2図は本発明に
係る第2の実施例を示す断面図、第3図は第1図(C)
における逆メサ部la上の選択成長部分を示す断面図、
第4図(a)〜(d)は従来のHEMTの製造方法を示
す断面図である.1・・・半絶縁GaAs基板、1a・
・・逆メサ部、’la,’lb−=アンドープGaAS
層、3 ・−−n−Aj!GaAs層、4・・−n−I
nGaAs層、5・・・アルミニウム電極、6・・n−
GaAs層。 第 図 (゛旬2) 5; アルミシウム盾不を (くのl) n − In GaAs/9’ 一一一一一m 一一 第 図 C”tf)r)
Claims (4)
- (1)主面上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と
、 この半絶縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導
体層と、 この第1の化合物半導体層の上層に形成された第2の化
合物半導体層と、 前記逆メサ状の凸部上面を含む前記第2の化合物半導体
層の上層に形成された第3の化合物半導体層と、 この第3の化合物半導体層の上層に形成され、断面が前
記逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する第4
の化合物半導体層と、 この第4の化合物半導体層を除く前記第3の化合物半導
体層の上層に形成された第5の化合物半導体層と、 この第5の化合物半導体層と前記第4の化合物半導体層
との上層に形成された電極とを備えたことを特徴とする
半導体装置。 - (2)半絶縁性基板に逆メサ状の凸部を形成する工程と
、 この半絶縁性基板上に第1の化合物半導体層を形成する
と共に前記逆メサ状の凸部上面に一部の第3の化合物半
導体層を形成する工程と、 前記第1の化合物半導体層の上層に第2の化合物半導体
層を形成すると共に前記一部の第3の化合物半導体層の
上層に第4の化合物半導体層を形成する工程と、 前記第2の化合物半導体層の上層に第3の化合物半導体
層を形成すると共に、断面が前記逆メサ状の凸部上面を
底辺とした三角形を成す前記第3及び第4の化合物半導
体層からなる積層膜を形成する工程と、 前記第3の化合物半導体層の上層に第5の化合物半導体
層を形成する工程と、 前記逆メサ状の凸部上面に形成された前記第3の化合物
半導体層をエッチングして下層の前記第4の化合物半導
体層を露出する工程と、 この露出した前記第4の化合物半導体層と前記第4の化
合物半導体層との上層に電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (3)主面上に逆メサ状の凸部を有する半絶縁性基板と
、 この半絶縁性基板の主面上に形成した第1の化合物半導
体層と、 この第1の化合物半導体層の上層に形成された第2の化
合物半導体層と、 前記逆メサ状の凸部上面に断面が台形状形成された第3
の化合物半導体層と、 前記第2の化合物半導体層の上層に形成された第5の化
合物半導体層と、 この第3の化合物半導体層の上層に形成され、その断面
が前記逆メサ状の凸部上面を底辺とした台形を形成する
第4の化合物半導体層と、 この第4の化合物半導体層を除く前記第5の化合物半導
体層の上層に形成された第6の化合物半導体層と、 この第6の化合物半導体層と前記第4の化合物半導体層
との上層に形成された電極とを備えたことを特徴とする
半導体装置。 - (4)半絶縁性基板に逆メサ状の凸部を形成する工程と
、 この半絶縁性基板上に第1の化合物半導体層を形成する
と共に前記逆メサ状の凸部上面に第3の化合物半導体層
を形成する工程と、 前記第1の化合物半導体層の上層に、第2の化合物半導
体層を形成すると共に前記第3の化合物半導体層の上層
に第4の化合物半導体層を形成する工程と、 前記第2の化合物半導体層の上層に第5の化合物半導体
層を形成する工程と共に、断面が前記逆メサ状の凸部上
面を底辺とした三角形を成す前記第3、第4及び第5の
化合物半導体層からなる積層膜を形成する工程と、 前記第5の化合物半導体層の上層に第6の化合物半導体
層を形成する工程と、 前記逆メサ状の凸部上面に形成された前記第5の化合物
半導体層のみをエッチングして下層の前記第4の化合物
半導体層を露出する工程と、この露出した前記第4の化
合物半導体層と前記第6の化合物半導体層との上層に電
極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056641A JPH02235347A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056641A JPH02235347A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235347A true JPH02235347A (ja) | 1990-09-18 |
Family
ID=13032966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1056641A Pending JPH02235347A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02235347A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08148672A (ja) * | 1994-11-17 | 1996-06-07 | Nec Corp | へテロ接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP1056641A patent/JPH02235347A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08148672A (ja) * | 1994-11-17 | 1996-06-07 | Nec Corp | へテロ接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
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