JPH08139341A - ショットキ−バリアダイオ−ド - Google Patents
ショットキ−バリアダイオ−ドInfo
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- JPH08139341A JPH08139341A JP6278035A JP27803594A JPH08139341A JP H08139341 A JPH08139341 A JP H08139341A JP 6278035 A JP6278035 A JP 6278035A JP 27803594 A JP27803594 A JP 27803594A JP H08139341 A JPH08139341 A JP H08139341A
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- JP
- Japan
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- layer
- insulating layer
- electric field
- edge
- anode electrode
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
- H10D62/104—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices having particular shapes of the bodies at or near reverse-biased junctions, e.g. having bevels or moats
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/111—Field plates
- H10D64/117—Recessed field plates, e.g. trench field plates or buried field plates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
- H10D8/60—Schottky-barrier diodes
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁層の端縁に生じる電界集中を緩和させて逆
耐電圧を向上させたショットキーバリアダイオードを提
供する。 【構成】n+ 層1およびn- 層2よりなる化合物半導体
基板のn- 層2がメサ型に形成され、メサ型の裾野部2
a、傾斜部2bおよび頂上周辺部2cのうち、少なくと
も裾野部2aおよび傾斜部2bに絶縁層3が形成され、
この絶縁層3とn- 層2上にアノード電極4が形成さ
れ、およびカソード電極5がn+ 層1に形成されて、絶
縁層3の端縁aに生じる集中電界を、傾斜部2bのアノ
ード電極4に形成される電界により打ち消し逆耐電圧を
向上させるようにしたショットキーバリアダイオード。
耐電圧を向上させたショットキーバリアダイオードを提
供する。 【構成】n+ 層1およびn- 層2よりなる化合物半導体
基板のn- 層2がメサ型に形成され、メサ型の裾野部2
a、傾斜部2bおよび頂上周辺部2cのうち、少なくと
も裾野部2aおよび傾斜部2bに絶縁層3が形成され、
この絶縁層3とn- 層2上にアノード電極4が形成さ
れ、およびカソード電極5がn+ 層1に形成されて、絶
縁層3の端縁aに生じる集中電界を、傾斜部2bのアノ
ード電極4に形成される電界により打ち消し逆耐電圧を
向上させるようにしたショットキーバリアダイオード。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体基板の形
状をメサ型に形成して、このメサ型の傾斜部に形成され
ているアノ−ド電極の電界により、絶縁層の端縁に生じ
る集中電界のフリンジング成分を打ち消し逆耐電圧を向
上させたショットキ−バリアダイオ−ドに関する。
状をメサ型に形成して、このメサ型の傾斜部に形成され
ているアノ−ド電極の電界により、絶縁層の端縁に生じ
る集中電界のフリンジング成分を打ち消し逆耐電圧を向
上させたショットキ−バリアダイオ−ドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のショットキ−バリアダイオ−ド
は、図5に示すように、GaAs基板のn+ 層11aに
カソ−ド電極12が形成され、GaAs基板のn- 層1
1bにアノ−ド電極13が形成された構造よりなる。し
かしながら、この従来構造のショットキ−バリアダイオ
−ドは、逆バイアス電圧が印加されると、電界のフリン
ジング効果により、アノ−ド電極13の端縁14で電界
の集中が起こり、低い逆バイアス電圧でブレイクダウン
が生じている。したがって、この電界集中を緩和するた
めに、従来の改良技術では、図6に示すように、GaA
s基板のn- 層11bとアノ−ド電極13の間の周辺部
に、窒化膜などの絶縁層15を介在させて、逆耐電圧を
向上させている。
は、図5に示すように、GaAs基板のn+ 層11aに
カソ−ド電極12が形成され、GaAs基板のn- 層1
1bにアノ−ド電極13が形成された構造よりなる。し
かしながら、この従来構造のショットキ−バリアダイオ
−ドは、逆バイアス電圧が印加されると、電界のフリン
ジング効果により、アノ−ド電極13の端縁14で電界
の集中が起こり、低い逆バイアス電圧でブレイクダウン
が生じている。したがって、この電界集中を緩和するた
めに、従来の改良技術では、図6に示すように、GaA
s基板のn- 層11bとアノ−ド電極13の間の周辺部
に、窒化膜などの絶縁層15を介在させて、逆耐電圧を
向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
6に示す従来の改良されたショットキ−バリアダイオ−
ドは、図5に示す従来の改良前のショットキ−バリアダ
イオ−ドに比べて、逆耐電圧は幾分向上しているが、絶
縁層15の端縁16において、電界集中のフリンジング
成分を十分に抑圧することができず、逆耐電圧も不十分
であった。
6に示す従来の改良されたショットキ−バリアダイオ−
ドは、図5に示す従来の改良前のショットキ−バリアダ
イオ−ドに比べて、逆耐電圧は幾分向上しているが、絶
縁層15の端縁16において、電界集中のフリンジング
成分を十分に抑圧することができず、逆耐電圧も不十分
であった。
【0004】したがって、本発明は、絶縁層の端縁に生
じる電界集中を緩和させて逆耐電圧を向上させたショッ
トキ−バリアダイオ−ドを提供することを目的とする。
じる電界集中を緩和させて逆耐電圧を向上させたショッ
トキ−バリアダイオ−ドを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題に対する解
決手段は以下の通りである。n+ 層およびn- 層よりな
る化合物半導体基板のn- 層がメサ型に形成され、メサ
型の裾野部、傾斜部および頂上周辺部のうち、少なくと
も裾野部および傾斜部に絶縁層が形成され、アノ−ド電
極がn- 層と絶縁層上に形成され、およびカソ−ド電極
がn+ 層に形成されて、絶縁層の端縁に生じる集中電界
を、傾斜部のアノ−ド電極に形成される電界により打ち
消し逆耐電圧を向上させるようにしたショットキ−バリ
アダイオ−ド。
決手段は以下の通りである。n+ 層およびn- 層よりな
る化合物半導体基板のn- 層がメサ型に形成され、メサ
型の裾野部、傾斜部および頂上周辺部のうち、少なくと
も裾野部および傾斜部に絶縁層が形成され、アノ−ド電
極がn- 層と絶縁層上に形成され、およびカソ−ド電極
がn+ 層に形成されて、絶縁層の端縁に生じる集中電界
を、傾斜部のアノ−ド電極に形成される電界により打ち
消し逆耐電圧を向上させるようにしたショットキ−バリ
アダイオ−ド。
【0006】
【作用】本発明は、化合物半導体基板のn- 層をメサ型
に形成し、メサ型の裾野部、傾斜部および頂上周辺部の
うち、少なくとも裾野部および傾斜部に絶縁層を形成
し、この絶縁層とn- 層上にアノ−ド電極を形成してい
るので、絶縁層の端縁に生じる集中電界が、傾斜部のア
ノ−ド電極に形成される電界により打ち消され逆耐電圧
が向上する。
に形成し、メサ型の裾野部、傾斜部および頂上周辺部の
うち、少なくとも裾野部および傾斜部に絶縁層を形成
し、この絶縁層とn- 層上にアノ−ド電極を形成してい
るので、絶縁層の端縁に生じる集中電界が、傾斜部のア
ノ−ド電極に形成される電界により打ち消され逆耐電圧
が向上する。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1は本発明の第1実施例を示すもので
ある。同図において、1はGaAs基板のn+ 層、2は
GaAs基板のn- 層である。このGaAs基板のn-
層2は、メサ型に形成されている。そして、メサ型の裾
野部2a、傾斜部2bおよび頂上周辺部2cには、窒化
膜などの絶縁層3が形成されている。傾斜部2bの傾斜
角度θは、10゜〜90゜に形成される。そして、メサ
型のGaAs基板のn- 層2の頂上中央部および絶縁層
3上には、アノ−ド電極4が形成されている。また、G
aAs基板のn+ 層1下面には、カソ−ド電極5が形成
されている 本実施例の構造は、以上のようなものであるが、つぎ
に、本実施例の製造方法について説明する。GaAs基
板に形成されているn- 層2をウエットエチングで、メ
サ型に形成する。その後、メサ型のGaAs基板のn-
層2上に、窒化膜などの絶縁層3を形成し、GaAs基
板のn- 層2の中央部の絶縁層3をウエットエッチング
で除去して開口する。そして、アノ−ド電極4およびカ
ソ−ド電極5を蒸着などにより形成する。
して説明する。図1は本発明の第1実施例を示すもので
ある。同図において、1はGaAs基板のn+ 層、2は
GaAs基板のn- 層である。このGaAs基板のn-
層2は、メサ型に形成されている。そして、メサ型の裾
野部2a、傾斜部2bおよび頂上周辺部2cには、窒化
膜などの絶縁層3が形成されている。傾斜部2bの傾斜
角度θは、10゜〜90゜に形成される。そして、メサ
型のGaAs基板のn- 層2の頂上中央部および絶縁層
3上には、アノ−ド電極4が形成されている。また、G
aAs基板のn+ 層1下面には、カソ−ド電極5が形成
されている 本実施例の構造は、以上のようなものであるが、つぎ
に、本実施例の製造方法について説明する。GaAs基
板に形成されているn- 層2をウエットエチングで、メ
サ型に形成する。その後、メサ型のGaAs基板のn-
層2上に、窒化膜などの絶縁層3を形成し、GaAs基
板のn- 層2の中央部の絶縁層3をウエットエッチング
で除去して開口する。そして、アノ−ド電極4およびカ
ソ−ド電極5を蒸着などにより形成する。
【0008】つぎに、本実施例において絶縁層3の端縁
aに生じる集中電界のフリンジング成分抑圧のメカニズ
ムについて、図2を参照して説明する。逆バイアス電圧
が印加された場合、絶縁層3の端縁aにおける電界方向
は、アノ−ド電極4に垂直となるので、ベクトルAのよ
うになる。このベクトルAで表される電界を、その垂直
成分A1と水平成分A2に分解する。この水平成分A2
が、端縁aにおける集中電界のフリンジング成分であ
る。一方、アノ−ド電極4の傾斜点bにおける電界方向
は、アノ−ド電極4に垂直となるので、ベクトルBのよ
うになる。このベクトルBで表される電界を、その垂直
成分B1と水平成分B2に分解する。すると、端縁aに
おける電界の水平成分(フリンジング成分)A2と傾斜
点bにおける電界の水平成分B2とは、方向が反対とな
っている。したがって、端縁aにおける電界の水平成分
(フリンジング成分)A2は、メサ型の傾斜点bに形成
される電界で打ち消されて抑圧されることになり、端縁
aにおける逆耐電圧が向上することになる。
aに生じる集中電界のフリンジング成分抑圧のメカニズ
ムについて、図2を参照して説明する。逆バイアス電圧
が印加された場合、絶縁層3の端縁aにおける電界方向
は、アノ−ド電極4に垂直となるので、ベクトルAのよ
うになる。このベクトルAで表される電界を、その垂直
成分A1と水平成分A2に分解する。この水平成分A2
が、端縁aにおける集中電界のフリンジング成分であ
る。一方、アノ−ド電極4の傾斜点bにおける電界方向
は、アノ−ド電極4に垂直となるので、ベクトルBのよ
うになる。このベクトルBで表される電界を、その垂直
成分B1と水平成分B2に分解する。すると、端縁aに
おける電界の水平成分(フリンジング成分)A2と傾斜
点bにおける電界の水平成分B2とは、方向が反対とな
っている。したがって、端縁aにおける電界の水平成分
(フリンジング成分)A2は、メサ型の傾斜点bに形成
される電界で打ち消されて抑圧されることになり、端縁
aにおける逆耐電圧が向上することになる。
【0009】つぎに、図3を参照して第2実施例につい
て説明する。この第2実施例におけるメサ型の形状は、
図1に示す第1実施例とほぼ同様である。したがって、
第1実施例と相当部分には第1実施例と同一番号を付す
ことにする。第2実施例が第1実施例と相違するところ
は、主として絶縁層3aの形状である。この形状の異な
る絶縁層3aは、第1実施例において説明した絶縁層の
エッチング時間を変えることにより形成される。特に、
メサ型の頂上と絶縁層3aの端縁が平坦に形成されてい
るが、この平坦構造は、スピオングラス(SOG)等の
レジストを用いてRIE(リアクチフ゛・イオン・エッチンク゛ )によ
り、メサ型頂上の絶縁層を除去して形成することもでき
る。この第2実施例においては、絶縁層3aがメサ型の
傾斜部2bと裾野部2aとに形成され、アノ−ド電極4
aがメサ型の頂上部と絶縁層3a上とに形成されてい
る。
て説明する。この第2実施例におけるメサ型の形状は、
図1に示す第1実施例とほぼ同様である。したがって、
第1実施例と相当部分には第1実施例と同一番号を付す
ことにする。第2実施例が第1実施例と相違するところ
は、主として絶縁層3aの形状である。この形状の異な
る絶縁層3aは、第1実施例において説明した絶縁層の
エッチング時間を変えることにより形成される。特に、
メサ型の頂上と絶縁層3aの端縁が平坦に形成されてい
るが、この平坦構造は、スピオングラス(SOG)等の
レジストを用いてRIE(リアクチフ゛・イオン・エッチンク゛ )によ
り、メサ型頂上の絶縁層を除去して形成することもでき
る。この第2実施例においては、絶縁層3aがメサ型の
傾斜部2bと裾野部2aとに形成され、アノ−ド電極4
aがメサ型の頂上部と絶縁層3a上とに形成されてい
る。
【0010】この第2実施例において、電界集中は第1
実施例と同様に、絶縁層3aの端縁aに生じるが、メサ
型の傾斜部2bの絶縁層3a上に形成されたアノ−ド電
極4aからの電界が、端縁aにおける集中電界に作用し
て、図2に説明したメカニズムと同様に、集中電界のフ
リンジング成分が抑圧され、逆耐電圧が向上することに
なる。
実施例と同様に、絶縁層3aの端縁aに生じるが、メサ
型の傾斜部2bの絶縁層3a上に形成されたアノ−ド電
極4aからの電界が、端縁aにおける集中電界に作用し
て、図2に説明したメカニズムと同様に、集中電界のフ
リンジング成分が抑圧され、逆耐電圧が向上することに
なる。
【0011】つぎに、図4を参照して第3実施例につい
て説明する。この第3実施例におけるメサ型の形状は、
図1に示す第1実施例とほぼ同様である。したがって、
第1実施例と相当部分には第1実施例と同一番号を付す
ことにする。第3実施例が第1実施例と相違するところ
は、主として絶縁層3bの形状である。この形状の異な
る絶縁層3bは、第1実施例において説明した絶縁層の
エッチング時間を変えることにより形成される。
て説明する。この第3実施例におけるメサ型の形状は、
図1に示す第1実施例とほぼ同様である。したがって、
第1実施例と相当部分には第1実施例と同一番号を付す
ことにする。第3実施例が第1実施例と相違するところ
は、主として絶縁層3bの形状である。この形状の異な
る絶縁層3bは、第1実施例において説明した絶縁層の
エッチング時間を変えることにより形成される。
【0012】この第3実施例においては、絶縁層3bが
メサ型の傾斜部2bの下部と裾野部2aとに形成され、
アノ−ド電極4bがメサ型の頂上部と傾斜部2bの上部
および絶縁層3b上に形成されている。
メサ型の傾斜部2bの下部と裾野部2aとに形成され、
アノ−ド電極4bがメサ型の頂上部と傾斜部2bの上部
および絶縁層3b上に形成されている。
【0013】この第3実施例において、電界集中は第1
実施例と同様に、絶縁層3bの端縁aに生じるが、メサ
型傾斜部2bのGaAs基板のn- 層2の上部に直接形
成されたアノ−ド電極4bからの電界が、端縁aにおけ
る集中電界に作用して、図2に説明したメカニズムと同
様に、集中電界のフリンジング成分が抑圧され、逆耐電
圧が向上することになる。
実施例と同様に、絶縁層3bの端縁aに生じるが、メサ
型傾斜部2bのGaAs基板のn- 層2の上部に直接形
成されたアノ−ド電極4bからの電界が、端縁aにおけ
る集中電界に作用して、図2に説明したメカニズムと同
様に、集中電界のフリンジング成分が抑圧され、逆耐電
圧が向上することになる。
【0014】以下に、具体的実施例を掲げる。GaAs
基板の条件を下記のように選び、実施例および従来例図
面に示す絶縁層およびアノ−ド電極の形状において、逆
耐電圧を計測した結果を以下に示す。参考のために、従
来例も掲げる。なお、逆耐電圧は、リ−ク電流が0.5
mAのときの値である。
基板の条件を下記のように選び、実施例および従来例図
面に示す絶縁層およびアノ−ド電極の形状において、逆
耐電圧を計測した結果を以下に示す。参考のために、従
来例も掲げる。なお、逆耐電圧は、リ−ク電流が0.5
mAのときの値である。
【0015】 GaAs基板の条件 アノ−ド電極面積 : 0.4×0.4mm2 メサ深さ(傾斜部の基板高さ): 0.3〜1.5μm GaAs基板厚さ : 200μm n- 層の厚さ : 9.7μm n- 層のキャリア濃度 : 2.26×1015cm-3 実例 : 逆耐電圧 図6に示す従来例 : 88.2V 図1に示す第1実施例 : 95.7V 図3に示す第2実施例 : 101.0V 図4に示す第3実施例 : 106.4V なお、図1に示す第1実施例においては、交差幅xが3
μm以下のとき、効果が大きい。
μm以下のとき、効果が大きい。
【0016】
【発明の効果】本発明は、化合物半導体基板のn- 層を
メサ型に形成し、メサ型の裾野部、傾斜部および頂上周
辺部のうち、少なくとも裾野部および傾斜部に絶縁層を
形成し、この絶縁層とn- 層上にアノード電極を形成し
ているので、絶縁層の端縁に生じる集中電界が、傾斜部
のアノード電極に形成される電界により打ち消され逆耐
電圧が向上する。
メサ型に形成し、メサ型の裾野部、傾斜部および頂上周
辺部のうち、少なくとも裾野部および傾斜部に絶縁層を
形成し、この絶縁層とn- 層上にアノード電極を形成し
ているので、絶縁層の端縁に生じる集中電界が、傾斜部
のアノード電極に形成される電界により打ち消され逆耐
電圧が向上する。
【0017】また、逆耐電圧が向上することにより、信
頼性が向上する。従来と同様の逆耐電圧が要求された場
合には、n- 層のキャリア濃度を上げたり、若しくはn
- 層の厚さを薄くすることによって、順方向特性を改善
することができる。
頼性が向上する。従来と同様の逆耐電圧が要求された場
合には、n- 層のキャリア濃度を上げたり、若しくはn
- 層の厚さを薄くすることによって、順方向特性を改善
することができる。
【0018】これらの効果により、アノード面積を小さ
くすることができ、チップの縮小化が可能である。この
チップの縮小化に伴い、一枚のウエハで取得できるチッ
プの個数も増加して、コスト低減を図ることができる。
くすることができ、チップの縮小化が可能である。この
チップの縮小化に伴い、一枚のウエハで取得できるチッ
プの個数も増加して、コスト低減を図ることができる。
【図1】 第1実施例の形態図
【図2】 電界集中を抑圧するメカニズムの説明図
【図3】 第2実施例の形態図
【図4】 第3実施例の形態図
【図5】 従来例の形態図
【図6】 他の従来例の形態図
1 GaAs基板n+ 層 2 GaAs基板n- 層 2a 裾野部 2b 傾斜部 2c 頂上周辺部 3、3a、3b 絶縁層 4、4a、4b アノード電極 a 端縁 b 傾斜点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末吉 正昭 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (1)
- 【請求項1】n+ 層およびn- 層よりなる化合物半導体
基板のn- 層がメサ型に形成され、メサ型の裾野部、傾
斜部および頂上周辺部のうち、少なくとも裾野部および
傾斜部に絶縁層が形成され、この絶縁層とn- 層上にア
ノ−ド電極が形成され、およびカソ−ド電極がn+ 層に
形成されて、絶縁層の端縁に生じる集中電界を、傾斜部
のアノ−ド電極に形成される電界により打ち消し逆耐電
圧を向上させるようにしたショットキ−バリアダイオ−
ド。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278035A JPH08139341A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | ショットキ−バリアダイオ−ド |
| EP95117710A EP0712167A3 (en) | 1994-11-11 | 1995-11-09 | Schottky barrier diode |
| FI955395A FI955395A7 (fi) | 1994-11-11 | 1995-11-09 | Shottky-kynnysjännitediodi |
| KR1019950040795A KR100212203B1 (ko) | 1994-11-11 | 1995-11-10 | 쇼트키 장벽 다이오드 |
| US08/777,570 US5686753A (en) | 1994-11-11 | 1996-12-31 | Schottky barrier diode having a mesa structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278035A JPH08139341A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | ショットキ−バリアダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139341A true JPH08139341A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17591746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6278035A Pending JPH08139341A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | ショットキ−バリアダイオ−ド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0712167A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08139341A (ja) |
| KR (1) | KR100212203B1 (ja) |
| FI (1) | FI955395A7 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009194225A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ショットキバリアダイオード、及びショットキバリアダイオードを作製する方法 |
| JP2014241436A (ja) * | 2007-03-26 | 2014-12-25 | 住友電気工業株式会社 | ショットキーバリアダイオードおよびその製造方法 |
| KR20150040632A (ko) * | 2013-10-07 | 2015-04-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 소자 |
| JP2016162785A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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