JPH0548303A - 移相器およびそれを用いた発振回路 - Google Patents
移相器およびそれを用いた発振回路Info
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- JPH0548303A JPH0548303A JP3228291A JP22829191A JPH0548303A JP H0548303 A JPH0548303 A JP H0548303A JP 3228291 A JP3228291 A JP 3228291A JP 22829191 A JP22829191 A JP 22829191A JP H0548303 A JPH0548303 A JP H0548303A
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- JP
- Japan
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- phase shifter
- terminal
- input
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- Waveguides (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 動作が不安定になりにくく、ダイナミックレ
ンジが広く、使用可能周波数が高い、移相器を提供する
ことである。 【構成】 移相器10は、たとえばシリコンからなる半
導体基体12を含み、半導体基体の一方主面および他方
主面には、ストリップ線路14およびアース導体16が
それぞれ形成される。半導体基体の一方主面の上方に
は、ストリップ線路14の一端において半導体基体にレ
ーザ光を照射するためのレーザ光照射装置18が設けら
れる。ストリップ線路の他端およびアース導体が、入出
力端として用いられる。
ンジが広く、使用可能周波数が高い、移相器を提供する
ことである。 【構成】 移相器10は、たとえばシリコンからなる半
導体基体12を含み、半導体基体の一方主面および他方
主面には、ストリップ線路14およびアース導体16が
それぞれ形成される。半導体基体の一方主面の上方に
は、ストリップ線路14の一端において半導体基体にレ
ーザ光を照射するためのレーザ光照射装置18が設けら
れる。ストリップ線路の他端およびアース導体が、入出
力端として用いられる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は移相器およびそれを用
いた発振回路に関する。
いた発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この発明の背景となる従来の移相器とし
ては、バリキャップに印加される電圧を変化させて移相
量を変化させるものがあった。
ては、バリキャップに印加される電圧を変化させて移相
量を変化させるものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の移相器では、バリキャップを含む回路とバリキャ
ップに電圧を印加するための電源との電磁的なアイソレ
ーションを配慮しないと、それらが相互に干渉を起こし
て動作が不安定になる。さらに、バリキャップは非直線
性を有するため、ダイナミックレンジに一定の限度があ
り、使用可能周波数も低いという欠点がある。
従来の移相器では、バリキャップを含む回路とバリキャ
ップに電圧を印加するための電源との電磁的なアイソレ
ーションを配慮しないと、それらが相互に干渉を起こし
て動作が不安定になる。さらに、バリキャップは非直線
性を有するため、ダイナミックレンジに一定の限度があ
り、使用可能周波数も低いという欠点がある。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、動
作が不安定になりにくく、ダイナミックレンジが広く、
使用可能周波数が高い、移相器を提供することである。
また、この発明の他の目的は、上述の新規な移相器を用
いた発振回路を提供することである。
作が不安定になりにくく、ダイナミックレンジが広く、
使用可能周波数が高い、移相器を提供することである。
また、この発明の他の目的は、上述の新規な移相器を用
いた発振回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる移相器
は、半導体基体と、半導体基体の一方主面に形成される
ストリップ線路と、半導体基体の他方主面に形成される
アース導体と、ストリップ線路の一端の近傍において半
導体基体に光を照射するための手段とを含み、ストリッ
プ線路の他端とアース導体とが入出力端として用いられ
る、移相器である。
は、半導体基体と、半導体基体の一方主面に形成される
ストリップ線路と、半導体基体の他方主面に形成される
アース導体と、ストリップ線路の一端の近傍において半
導体基体に光を照射するための手段とを含み、ストリッ
プ線路の他端とアース導体とが入出力端として用いられ
る、移相器である。
【0006】この発明にかかる発振回路は、第1の端子
を有する非可逆回路素子と、第1の端子を入力側とした
ときに出力側となる非可逆回路素子の第2の端子にその
入出力端が接続される上述の移相器と、第2の端子を入
力側としたときに出力側となる非可逆回路素子の第3の
端子から第1の端子への帰還ループと、帰還ループに結
合される出力端子とを含み、帰還ループは、直列に接続
される増幅器および静磁波素子を含む、発振回路であ
る。
を有する非可逆回路素子と、第1の端子を入力側とした
ときに出力側となる非可逆回路素子の第2の端子にその
入出力端が接続される上述の移相器と、第2の端子を入
力側としたときに出力側となる非可逆回路素子の第3の
端子から第1の端子への帰還ループと、帰還ループに結
合される出力端子とを含み、帰還ループは、直列に接続
される増幅器および静磁波素子を含む、発振回路であ
る。
【0007】
【作用】移相器において、入出力端にたとえばマイクロ
波を入力した場合、マイクロ波が、入出力端に反射さ
れ、入出力端から出力される。その状態で半導体基体に
光を照射すると、半導体基体中に電子−正孔プラズマが
誘起され、半導体基体の誘電率および導電率が変化し、
反射されるマイクロ波の位相が変わる。
波を入力した場合、マイクロ波が、入出力端に反射さ
れ、入出力端から出力される。その状態で半導体基体に
光を照射すると、半導体基体中に電子−正孔プラズマが
誘起され、半導体基体の誘電率および導電率が変化し、
反射されるマイクロ波の位相が変わる。
【0008】
【発明の効果】この発明によれば、移相器において、バ
リキャップを用いないので、バリキャップを含む回路と
バリキャップに電圧を印加するための電源との電磁的な
アイソレーションを配慮する必要もなく、それらが相互
に干渉を起こして動作が不安定になることもない。しか
も、非直線性を有するバリキャップを用いないので、ダ
イナミックレンジが広くなり、使用可能周波数も高くな
る。
リキャップを用いないので、バリキャップを含む回路と
バリキャップに電圧を印加するための電源との電磁的な
アイソレーションを配慮する必要もなく、それらが相互
に干渉を起こして動作が不安定になることもない。しか
も、非直線性を有するバリキャップを用いないので、ダ
イナミックレンジが広くなり、使用可能周波数も高くな
る。
【0009】さらに、この発明によれば、上述の新規な
移相器を用いた発振回路が得られる。そのため、この発
振回路は、バリキャップを含む従来の移相器を用いた発
振回路と比べて、動作が不安定になりにくく、ダイナミ
ックレンジが広く、使用周波数も高くなる。
移相器を用いた発振回路が得られる。そのため、この発
振回路は、バリキャップを含む従来の移相器を用いた発
振回路と比べて、動作が不安定になりにくく、ダイナミ
ックレンジが広く、使用周波数も高くなる。
【0010】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
る。この移相器10は、厚さがたとえば0.4mmの半
導体基体12を含む。この半導体基体12は、たとえ
ば、抵抗率が約3500Ωcmのシリコンからなる。
る。この移相器10は、厚さがたとえば0.4mmの半
導体基体12を含む。この半導体基体12は、たとえ
ば、抵抗率が約3500Ωcmのシリコンからなる。
【0012】半導体基体12の一方主面には、その一端
部から中央部にわたって、ストリップ線路14が形成さ
れる。このストリップ線路14は、たとえば、その幅w
が1.1mmに、その長さlが15.7mmに形成され
る。
部から中央部にわたって、ストリップ線路14が形成さ
れる。このストリップ線路14は、たとえば、その幅w
が1.1mmに、その長さlが15.7mmに形成され
る。
【0013】また、半導体基体12の他方主面全面に
は、アース導体16が形成される。
は、アース導体16が形成される。
【0014】さらに、半導体基体12の一方主面の上方
には、レーザダイオードを含むレーザ光照射装置18が
配置される。このレーザ光照射装置18は、ストリップ
線路14の一端の近傍において、半導体基体12にレー
ザ光を照射するためのものである。
には、レーザダイオードを含むレーザ光照射装置18が
配置される。このレーザ光照射装置18は、ストリップ
線路14の一端の近傍において、半導体基体12にレー
ザ光を照射するためのものである。
【0015】また、この移相器10では、ストリップ線
路14の他端とアース導体16とが、入出力端20aお
よび20bとして用いられる。
路14の他端とアース導体16とが、入出力端20aお
よび20bとして用いられる。
【0016】この移相器10では、入出力端20aおよ
び20bにマイクロ波を入力した場合、そのマイクロ波
が、反射端20cで反射され、入出力端20aおよび2
0bから出力される。この状態でマイクロ線路14の反
射端20cの近傍において半導体基体12にレーザ光照
射装置18でレーザ光を照射すれば、マイクロ波の反射
量および反射されたマイクロ波の位相が変わる。
び20bにマイクロ波を入力した場合、そのマイクロ波
が、反射端20cで反射され、入出力端20aおよび2
0bから出力される。この状態でマイクロ線路14の反
射端20cの近傍において半導体基体12にレーザ光照
射装置18でレーザ光を照射すれば、マイクロ波の反射
量および反射されたマイクロ波の位相が変わる。
【0017】この移相器10において、入出力端20a
および20bにたとえば2.4GHz〜4.2GHzの
マイクロ波を入力し、レーザ光照射装置18のレーザダ
イオードをたとえば0mA,60mAおよび90mAの
駆動電流Idで駆動して半導体基体12にたとえば波長
830nmのレーザ光を照射した場合の周波数特性を、
図2および図3にそれぞれグラフで示す。図2に示すグ
ラフでは、横軸および縦軸に、周波数およびマイクロ波
の反射量を示し、図3に示すグラフでは、横軸および縦
軸に、周波数および反射されたマイクロ波の位相を示
す。なお、レーザ光の出力は、レーザ光照射装置18の
レーザダイオードを駆動するための駆動電流Idが90
mAのときに約20mWである。
および20bにたとえば2.4GHz〜4.2GHzの
マイクロ波を入力し、レーザ光照射装置18のレーザダ
イオードをたとえば0mA,60mAおよび90mAの
駆動電流Idで駆動して半導体基体12にたとえば波長
830nmのレーザ光を照射した場合の周波数特性を、
図2および図3にそれぞれグラフで示す。図2に示すグ
ラフでは、横軸および縦軸に、周波数およびマイクロ波
の反射量を示し、図3に示すグラフでは、横軸および縦
軸に、周波数および反射されたマイクロ波の位相を示
す。なお、レーザ光の出力は、レーザ光照射装置18の
レーザダイオードを駆動するための駆動電流Idが90
mAのときに約20mWである。
【0018】図2に示す周波数特性から明らかなよう
に、この移相器10では、半導体基体12にレーザ光を
照射すれば、ある周波数f0 を中心にマイクロ波の反射
量が大きく減少する。しかも、その周波数f0 は、半導
体基体12に照射するレーザ光を強めるに従って、低く
なる。さらに、マイクロ波の反射量は、照射するレーザ
光を強めるに従って、減少する。
に、この移相器10では、半導体基体12にレーザ光を
照射すれば、ある周波数f0 を中心にマイクロ波の反射
量が大きく減少する。しかも、その周波数f0 は、半導
体基体12に照射するレーザ光を強めるに従って、低く
なる。さらに、マイクロ波の反射量は、照射するレーザ
光を強めるに従って、減少する。
【0019】また、図3に示す周波数特性から明らかな
ように、この移相器10では、半導体基体12にレーザ
光を照射することによって、反射されたマイクロ波の位
相が−180degないし180degと大きく変わ
る。しかも、反射されたマイクロ波の位相が大きい周波
数帯域は、照射するレーザ光を強めるに従って、広が
る。
ように、この移相器10では、半導体基体12にレーザ
光を照射することによって、反射されたマイクロ波の位
相が−180degないし180degと大きく変わ
る。しかも、反射されたマイクロ波の位相が大きい周波
数帯域は、照射するレーザ光を強めるに従って、広が
る。
【0020】さらに、この移相器10の等価回路を図4
に示す。図4に示す等価回路において、GP1およびGP2
は、半導体基体12の表面部分および他の部分のコンダ
クタンスをそれぞれ示す。すなわち、半導体基体12に
レーザ光を照射すれば半導体基体の導電率が変わるの
で、半導体基体12のコンダクタンス分を考慮した。ま
た、半導体基体12において表面に近いほど導電率が大
きいと考えられるので、半導体基体12の表面部分のコ
ンダクタンスGP1の大きさを他の部分のコンダクタンス
GP2の大きさの3倍と評価した。
に示す。図4に示す等価回路において、GP1およびGP2
は、半導体基体12の表面部分および他の部分のコンダ
クタンスをそれぞれ示す。すなわち、半導体基体12に
レーザ光を照射すれば半導体基体の導電率が変わるの
で、半導体基体12のコンダクタンス分を考慮した。ま
た、半導体基体12において表面に近いほど導電率が大
きいと考えられるので、半導体基体12の表面部分のコ
ンダクタンスGP1の大きさを他の部分のコンダクタンス
GP2の大きさの3倍と評価した。
【0021】そして、図4に示す等価回路において、周
波数とマイクロ波の反射量との関係を表す周波数特性を
計算によって求めた。この場合、半導体基体12にレー
ザ光を照射した場合に半導体基体12のコンダクタンス
が大きくなるので、半導体基体12のコンダクタンスG
P1およびGP2の大きさを3通りに変えて、周波数特性を
求めた。その周波数特性を図5にグラフで示す。
波数とマイクロ波の反射量との関係を表す周波数特性を
計算によって求めた。この場合、半導体基体12にレー
ザ光を照射した場合に半導体基体12のコンダクタンス
が大きくなるので、半導体基体12のコンダクタンスG
P1およびGP2の大きさを3通りに変えて、周波数特性を
求めた。その周波数特性を図5にグラフで示す。
【0022】図5に示す周波数特性からも明らかなよう
に、この移相器10では、半導体基体12にレーザ光を
照射すれば、ある周波数f0 を中心にマイクロ波の反射
量が減少する。しかも、マイクロ波の反射量は、照射す
るレーザ光を強めるに従って、大きく減少する。
に、この移相器10では、半導体基体12にレーザ光を
照射すれば、ある周波数f0 を中心にマイクロ波の反射
量が減少する。しかも、マイクロ波の反射量は、照射す
るレーザ光を強めるに従って、大きく減少する。
【0023】この移相器10は、たとえば発振回路に用
いられる。そこで、次に、図6などを参照して、この移
相器を用いた発振回路について説明する。
いられる。そこで、次に、図6などを参照して、この移
相器を用いた発振回路について説明する。
【0024】図6は図1に示す移相器を用いた発振回路
を示すブロック図である。発振回路30は、非可逆回路
素子としてサーキュレータ32を含む。サーキュレータ
32は、第1の端子32a,第2の端子32bおよび第
3の端子32cを有し、第2の端子32bは、第1の端
子32aを入力側としたときに出力側となり、第3の端
子32cは、第2の端子32bを入力側としたときに出
力側となる。
を示すブロック図である。発振回路30は、非可逆回路
素子としてサーキュレータ32を含む。サーキュレータ
32は、第1の端子32a,第2の端子32bおよび第
3の端子32cを有し、第2の端子32bは、第1の端
子32aを入力側としたときに出力側となり、第3の端
子32cは、第2の端子32bを入力側としたときに出
力側となる。
【0025】サーキュレータ32の第2の端子32bに
は、移相器10の一方の入出力端20aが接続される。
なお、この移相器10の他方の入出力端20bは接地さ
れる。
は、移相器10の一方の入出力端20aが接続される。
なお、この移相器10の他方の入出力端20bは接地さ
れる。
【0026】また、サーキュレータ32の第3の端子3
2cおよび第1の端子32aには、帰還ループ34が接
続される。帰還ループ34は、直列に接続される増幅器
36および静磁波素子38を含む。増幅器36は、その
出力端がサーキュレータ32の第1の端子32aに接続
される。この増幅器36の入力端には、静磁波素子38
の一方の入出力端が接続される。この静磁波素子38の
他方の入出力端は、カップラー40を介して、サーキュ
レータ32の第3の端子32cに接続される。なお、増
幅器36,静磁波素子38およびカップラー40は、そ
れらの並ぶ順序が変更されてもよい。特に、静磁波素子
38は、逆向きに接続されてもよい。
2cおよび第1の端子32aには、帰還ループ34が接
続される。帰還ループ34は、直列に接続される増幅器
36および静磁波素子38を含む。増幅器36は、その
出力端がサーキュレータ32の第1の端子32aに接続
される。この増幅器36の入力端には、静磁波素子38
の一方の入出力端が接続される。この静磁波素子38の
他方の入出力端は、カップラー40を介して、サーキュ
レータ32の第3の端子32cに接続される。なお、増
幅器36,静磁波素子38およびカップラー40は、そ
れらの並ぶ順序が変更されてもよい。特に、静磁波素子
38は、逆向きに接続されてもよい。
【0027】さらに、出力端子42が、カップラー40
を介して、帰還ループ34に接続される。
を介して、帰還ループ34に接続される。
【0028】この発振回路30では、発振信号が、増幅
器36,サーキュレータ32,位相器10,サーキュレ
ータ32,カップラー40,静磁波素子38,増幅器3
6の順に循環して流れ、カップラー40で帰還ループ3
4に接続された出力端子42から出力される。
器36,サーキュレータ32,位相器10,サーキュレ
ータ32,カップラー40,静磁波素子38,増幅器3
6の順に循環して流れ、カップラー40で帰還ループ3
4に接続された出力端子42から出力される。
【0029】この発振回路30では、移相器10の半導
体基体12に照射するレーザ光の強さを変えることによ
って、その発振周波数を変えることができる。たとえ
ば、この発振回路30では、発振周波数が、レーザ光を
照射しないときにたとえば4000MHzである場合
に、ある一定のレベルのレーザ光を照射したときにたと
えば4006MHzと変わる。
体基体12に照射するレーザ光の強さを変えることによ
って、その発振周波数を変えることができる。たとえ
ば、この発振回路30では、発振周波数が、レーザ光を
照射しないときにたとえば4000MHzである場合
に、ある一定のレベルのレーザ光を照射したときにたと
えば4006MHzと変わる。
【0030】また、この発振回路30では、位相器10
の半導体基体12に照射するレーザ光に振幅変調をかけ
ることによって、発振周波数にFM変調をかけることが
できる。たとえば、この発振回路30では、照射される
レーザ光に1MHzという高い周波数の振幅変調をかけ
ても、その周波数に追随して発振周波数にFM変調をか
けることができる。
の半導体基体12に照射するレーザ光に振幅変調をかけ
ることによって、発振周波数にFM変調をかけることが
できる。たとえば、この発振回路30では、照射される
レーザ光に1MHzという高い周波数の振幅変調をかけ
ても、その周波数に追随して発振周波数にFM変調をか
けることができる。
【0031】上述の実施例では、半導体基体の材料とし
てシリコンが用いられているが、その材料としては、た
とえばGa−Asなどの他の半導体が用いられてもよ
い。半導体基体の材料としてGa−Asを用いる場合に
は、照射されるレーザ光にさらに高い周波数の振幅変調
をかけても、その周波数に追随して発振周波数にFM変
調をかけることができる。なお、そのように追随できる
周波数の限界は、半導体基体の材料の時定数による。
てシリコンが用いられているが、その材料としては、た
とえばGa−Asなどの他の半導体が用いられてもよ
い。半導体基体の材料としてGa−Asを用いる場合に
は、照射されるレーザ光にさらに高い周波数の振幅変調
をかけても、その周波数に追随して発振周波数にFM変
調をかけることができる。なお、そのように追随できる
周波数の限界は、半導体基体の材料の時定数による。
【図1】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1に示す移相器の周波数特性を示すグラフで
あり、横軸に周波数を示し、縦軸に反射量を示す。
あり、横軸に周波数を示し、縦軸に反射量を示す。
【図3】図1に示す移相器の周波数特性を示すグラフで
あり、横軸に周波数を示し、縦軸に位相を示す。
あり、横軸に周波数を示し、縦軸に位相を示す。
【図4】図1に示す移相器の等価回路図である。
【図5】図4に示す等価回路において計算による周波数
特性を示すグラフであり、横軸に周波数を示し、縦軸に
反射量を示す。
特性を示すグラフであり、横軸に周波数を示し、縦軸に
反射量を示す。
【図6】図1に示す移相器を用いた発振回路を示すブロ
ック図である。
ック図である。
10 移相器 12 半導体基体 14 ストリップ線路 16 アース導体 18 レーザ光照射装置 20a,20b 入出力端子 20c 反射端 30 発振回路 32 サーキュレータ 32a 第1の端子 32b 第2の端子 32c 第3の端子 34 帰還ループ 36 増幅器 38 静磁波素子 40 カップラー 42 出力端子
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基体、 前記半導体基体の一方主面に形成されるストリップ線
路、 前記半導体基体の他方主面に形成されるアース導体、お
よび前記ストリップ線路の一端の近傍において前記半導
体基体に光を照射するための手段を含み、 前記ストリップ線路の他端と前記アース導体とが入出力
端として用いられる、移相器。 - 【請求項2】 第1の端子を有する非可逆回路素子、 前記第1の端子を入力側としたときに出力側となる前記
非可逆回路素子の第2の端子にその入出力端が接続され
る請求項1の移相器、 前記第2の端子を入力側としたときに出力側となる前記
非可逆回路素子の第3の端子から前記第1の端子への帰
還ループ、および前記帰還ループに結合される出力端子
を含み、 前記帰還ループは、直列に接続される増幅器および静磁
波素子を含む、発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228291A JP2944007B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 移相器およびそれを用いた発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228291A JP2944007B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 移相器およびそれを用いた発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548303A true JPH0548303A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2944007B2 JP2944007B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=16874169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228291A Expired - Fee Related JP2944007B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 移相器およびそれを用いた発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2944007B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091591A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | デバイス装置及びデバイス装置の作製方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149603U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | ||
| JPH01233807A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Yokogawa Electric Corp | 静磁波遅延線型発振器 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP3228291A patent/JP2944007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149603U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | ||
| JPH01233807A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Yokogawa Electric Corp | 静磁波遅延線型発振器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091591A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | デバイス装置及びデバイス装置の作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2944007B2 (ja) | 1999-08-30 |
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