JP2000345333A - Al膜の作成方法とその装置 - Google Patents
Al膜の作成方法とその装置Info
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- JP2000345333A JP2000345333A JP11113107A JP11310799A JP2000345333A JP 2000345333 A JP2000345333 A JP 2000345333A JP 11113107 A JP11113107 A JP 11113107A JP 11310799 A JP11310799 A JP 11310799A JP 2000345333 A JP2000345333 A JP 2000345333A
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- substrate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Al膜の作成方法とその装置に関し、特にヒ
ロックのないAl膜を成膜するのに使用するAl膜の作
成方法とその装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 真空チャンバ内に設けられ複数のAlタ
ーゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲットに対し
て対向配置した複数の基板にAl膜を成膜するAl膜の
作成方法において、Alターゲットへのスパッタ電源と
基板へのバイアス電源とをパルスで行い、間欠的なスパ
ッタでAl膜の成膜を行うことを特徴とし、具体的に
は、スパッタ電源とバイアス電源とをパルスで行う際、
ONはスパッタ電源とバイアス電源とを同時に行い、O
FFはスパッタ電源に僅かな時間差をもってバイアス電
源をOFFにすることである。
ロックのないAl膜を成膜するのに使用するAl膜の作
成方法とその装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 真空チャンバ内に設けられ複数のAlタ
ーゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲットに対し
て対向配置した複数の基板にAl膜を成膜するAl膜の
作成方法において、Alターゲットへのスパッタ電源と
基板へのバイアス電源とをパルスで行い、間欠的なスパ
ッタでAl膜の成膜を行うことを特徴とし、具体的に
は、スパッタ電源とバイアス電源とをパルスで行う際、
ONはスパッタ電源とバイアス電源とを同時に行い、O
FFはスパッタ電源に僅かな時間差をもってバイアス電
源をOFFにすることである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Al膜の作成方法
とその装置に関し、特にヒロックのないAl膜を成膜す
るのに使用するAl膜の作成方法とその装置に関する。
とその装置に関し、特にヒロックのないAl膜を成膜す
るのに使用するAl膜の作成方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、Al膜をスパッタにより成膜する
場合は、成膜速度、膜厚分布等が重要な要素である。そ
のため、スパッタ装置は、スパッタガスの流量・圧力、
ターゲット側の入射電力、基板側の電圧等の成膜条件を
制御して行われる。この際、使用される装置としては、
真空チャンバ内に設けられAlターゲットと、Alター
ゲットへ電力を供給するスパッタ電源と、Alターゲッ
トに対して固定した状態で対向配置され基板ホルダー
と、基板へのバイアス電源とからなる装置が使用され
る。
場合は、成膜速度、膜厚分布等が重要な要素である。そ
のため、スパッタ装置は、スパッタガスの流量・圧力、
ターゲット側の入射電力、基板側の電圧等の成膜条件を
制御して行われる。この際、使用される装置としては、
真空チャンバ内に設けられAlターゲットと、Alター
ゲットへ電力を供給するスパッタ電源と、Alターゲッ
トに対して固定した状態で対向配置され基板ホルダー
と、基板へのバイアス電源とからなる装置が使用され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の装置では、基板が固定されているために、スパッ
タされたAlの粒子は連続して基板に入射して一度に成
膜することとなり、膜に強い応力が発生することとな
る。また、基板はAlターゲットに対して対向配置して
いるために、同一方向よりスパッタされたAlの粒子が
入射して、膜のダメージを受けやすい。従って、Al中
に不純物が混入したり、ヒロックが発生する等、緻密で
良質の膜を得ることができないという問題点があった。
従来の装置では、基板が固定されているために、スパッ
タされたAlの粒子は連続して基板に入射して一度に成
膜することとなり、膜に強い応力が発生することとな
る。また、基板はAlターゲットに対して対向配置して
いるために、同一方向よりスパッタされたAlの粒子が
入射して、膜のダメージを受けやすい。従って、Al中
に不純物が混入したり、ヒロックが発生する等、緻密で
良質の膜を得ることができないという問題点があった。
【0004】さらに、近年需要の多い大型の基板に対し
ては、上記装置では、特にヒロックが発生し易いという
欠点があった。
ては、上記装置では、特にヒロックが発生し易いという
欠点があった。
【0005】そこで、本発明は、上記の問題を解決する
ためになされたもので、大型の基板であってもヒロック
の発生しない緻密で良質なAl膜を成膜することのでき
るAl膜の作成方法とその装置を提供することを目的と
する。
ためになされたもので、大型の基板であってもヒロック
の発生しない緻密で良質なAl膜を成膜することのでき
るAl膜の作成方法とその装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は請求項1で、真空チャンバ内に設けられ複
数のAlターゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲ
ットに対して対向配置した複数の基板にAl膜を成膜す
るAl膜の作成方法において、Alターゲットへのスパ
ッタ電源と基板へのバイアス電源とをパルスで行い、間
欠的なスパッタでAl膜の成膜を行うことを特徴とす
る。
め、本発明は請求項1で、真空チャンバ内に設けられ複
数のAlターゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲ
ットに対して対向配置した複数の基板にAl膜を成膜す
るAl膜の作成方法において、Alターゲットへのスパ
ッタ電源と基板へのバイアス電源とをパルスで行い、間
欠的なスパッタでAl膜の成膜を行うことを特徴とす
る。
【0007】また、スパッタ電源とバイアス電源とをパ
ルスで行う際、ONはスパッタ電源とバイアス電源とを
同時に行い、OFFはスパッタ電源に僅かな時間差をも
ってバイアス電源をOFFにすることである。
ルスで行う際、ONはスパッタ電源とバイアス電源とを
同時に行い、OFFはスパッタ電源に僅かな時間差をも
ってバイアス電源をOFFにすることである。
【0008】さらに、Al膜を成膜する際、基板を回転
駆動して基板に対して180度角内のランダムな方向よ
りスパッタされたAl粒子を入射してAl膜を積層状態
で成膜することである。
駆動して基板に対して180度角内のランダムな方向よ
りスパッタされたAl粒子を入射してAl膜を積層状態
で成膜することである。
【0009】装置としては、請求項4で、真空チャンバ
内に設けられ複数のAlターゲットと、該真空チャンバ
内でAlターゲットに対して対向配置され、且つ複数の
基板ホルダーに設けられた基板とからなるAl膜の作成
装置において、Alターゲットが真空チャンバ側壁の縦
方向に沿って複数設けられ、且つ基板ホルダーがAlタ
ーゲットに対応して縦方向に複数設けられ、しかも、基
板ホルダーは回転駆動すべく構成され、且つ、各Alタ
ーゲットにはそれぞれ位相の制御されたスパッタ電源が
接続され、各基板にはバイアス電源が接続されているこ
とを特徴とする。
内に設けられ複数のAlターゲットと、該真空チャンバ
内でAlターゲットに対して対向配置され、且つ複数の
基板ホルダーに設けられた基板とからなるAl膜の作成
装置において、Alターゲットが真空チャンバ側壁の縦
方向に沿って複数設けられ、且つ基板ホルダーがAlタ
ーゲットに対応して縦方向に複数設けられ、しかも、基
板ホルダーは回転駆動すべく構成され、且つ、各Alタ
ーゲットにはそれぞれ位相の制御されたスパッタ電源が
接続され、各基板にはバイアス電源が接続されているこ
とを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のAl膜の作成方法、真空チャンバ内に
設けられ複数のAlターゲットに接続されたスパッタ電
源よりターゲットに印加する電力と、該真空チャンバ内
でAlターゲットに対して対向配置した複数の基板に接
続されたバイアス電源より基板に印加する電力とをパル
スで行なうことにより、間欠的なスパッタが行われるこ
ととなり、スパッタされたAlの粒子が間欠的に基板に
付着してAl膜の成膜を行うことが可能となる。
設けられ複数のAlターゲットに接続されたスパッタ電
源よりターゲットに印加する電力と、該真空チャンバ内
でAlターゲットに対して対向配置した複数の基板に接
続されたバイアス電源より基板に印加する電力とをパル
スで行なうことにより、間欠的なスパッタが行われるこ
ととなり、スパッタされたAlの粒子が間欠的に基板に
付着してAl膜の成膜を行うことが可能となる。
【0011】また、スパッタ電源とバイアス電源とをパ
ルスで行う際、ONはスパッタ電源とバイアス電源とを
同時に行い、スパッタされたAlの粒子を基板表面に入
射させ、OFFはスパッタ電源に僅かな時間差をもって
バイアス電源をOFFにすることで、入射したAl粒子
のマイグレーションを少なくして安定させて、次のスパ
ッタ時にAlの粒子をその上に積層状態で成膜する。
ルスで行う際、ONはスパッタ電源とバイアス電源とを
同時に行い、スパッタされたAlの粒子を基板表面に入
射させ、OFFはスパッタ電源に僅かな時間差をもって
バイアス電源をOFFにすることで、入射したAl粒子
のマイグレーションを少なくして安定させて、次のスパ
ッタ時にAlの粒子をその上に積層状態で成膜する。
【0012】さらに、Al膜を成膜する際、基板を回転
駆動することで、基板はターゲットに対して180度角
内のあらゆる方向よりランダムにスパッタされたAl粒
子の入射を受けることとなり、大型の基板であっても均
一な膜厚を得ることが可能となる。
駆動することで、基板はターゲットに対して180度角
内のあらゆる方向よりランダムにスパッタされたAl粒
子の入射を受けることとなり、大型の基板であっても均
一な膜厚を得ることが可能となる。
【0013】装置としては、真空チャンバ側壁の縦方向
に沿って複数設けられ複数のAlターゲットそれぞれに
位相の制御されたスパッタ電源が接続されているため
に、常に同一の状態でスパッタが行われることとなり、
また、真空チャンバ内を回転駆動する基板ホルダーもA
lターゲットに対応して縦方向に複数設けられているた
めにそれぞれのターゲットに対応して同一条件でスパッ
タ粒子を入射することができ、各基板にはバイアス電源
が接続されているために、同一の状態で電力を印加する
ことができ、同質のAl膜を基板上に成膜することがで
きる。
に沿って複数設けられ複数のAlターゲットそれぞれに
位相の制御されたスパッタ電源が接続されているため
に、常に同一の状態でスパッタが行われることとなり、
また、真空チャンバ内を回転駆動する基板ホルダーもA
lターゲットに対応して縦方向に複数設けられているた
めにそれぞれのターゲットに対応して同一条件でスパッ
タ粒子を入射することができ、各基板にはバイアス電源
が接続されているために、同一の状態で電力を印加する
ことができ、同質のAl膜を基板上に成膜することがで
きる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本成膜方法の実施
の形態に適用されるAl膜の作成装置の要部を示す概略
構成図である。
実施の形態について説明する。図1は本成膜方法の実施
の形態に適用されるAl膜の作成装置の要部を示す概略
構成図である。
【0015】真空チャンバ17には、この真空チャンバ
17内を所定の真空度とする真空ポンプ(図示せず)が
設置されている。この真空チャンバ17側壁には、スパ
ッタユニット10…10が、上下方向に複数個設置され
ている。このスパッタユニット10には、真空チャンバ
17内方にそのスパッタ面を向けた状態で設置されてい
るAlターゲット2が設けられている。さらに、このA
lターゲット2にはそれぞれスパッタ電源3がパルスユ
ニット4を介して接続されている。また、真空チャンバ
17内には、薄膜を形成すべきガラス基板1…1がその
薄膜形成面をAlターゲット2に対向させた状態で基板
ホルダ12に保持されている。この基板ホルダ12は、
モータ(図示せず)によって真空チャンバ17内を回転
駆動する回転テーブル(図示せず)上に上下方向で設置
されている。基板ホルダー12には基板1を加熱すべく
バイアス電源5がパルスユニット4を介して接続されて
いる。
17内を所定の真空度とする真空ポンプ(図示せず)が
設置されている。この真空チャンバ17側壁には、スパ
ッタユニット10…10が、上下方向に複数個設置され
ている。このスパッタユニット10には、真空チャンバ
17内方にそのスパッタ面を向けた状態で設置されてい
るAlターゲット2が設けられている。さらに、このA
lターゲット2にはそれぞれスパッタ電源3がパルスユ
ニット4を介して接続されている。また、真空チャンバ
17内には、薄膜を形成すべきガラス基板1…1がその
薄膜形成面をAlターゲット2に対向させた状態で基板
ホルダ12に保持されている。この基板ホルダ12は、
モータ(図示せず)によって真空チャンバ17内を回転
駆動する回転テーブル(図示せず)上に上下方向で設置
されている。基板ホルダー12には基板1を加熱すべく
バイアス電源5がパルスユニット4を介して接続されて
いる。
【0016】次に、以上の構成のAl膜の形成装置を用
いて、ガラス基板1表面にAl膜を形成する方法を説明
する。
いて、ガラス基板1表面にAl膜を形成する方法を説明
する。
【0017】まず、真空チャンバ17内を真空ポンプに
より所定の真空度とした後、真空チャンバ17の搬入口
(図示せず)より、薄膜を形成すべき基板1…1を搬入
し、基板ホルダ12に装着する。
より所定の真空度とした後、真空チャンバ17の搬入口
(図示せず)より、薄膜を形成すべき基板1…1を搬入
し、基板ホルダ12に装着する。
【0018】次に、ガス導入管を介してArを導入する
とともに、図2に示すように、Alターゲット2にスパ
ッタ電源3より印加する電力と、基板1にバイアス電源
5より印加する電力とをパルスで行う。この際、ONは
スパッタ電源とバイアス電源との電力の印加を同時に行
い、スパッタされたAlの粒子を加熱された基板1表面
に入射させる。OFFはスパッタ電源に僅かな時間差を
もってバイアス電源をOFFにすることで、入射したA
l粒子のマイグレーションが十分に行えることとなる。
とともに、図2に示すように、Alターゲット2にスパ
ッタ電源3より印加する電力と、基板1にバイアス電源
5より印加する電力とをパルスで行う。この際、ONは
スパッタ電源とバイアス電源との電力の印加を同時に行
い、スパッタされたAlの粒子を加熱された基板1表面
に入射させる。OFFはスパッタ電源に僅かな時間差を
もってバイアス電源をOFFにすることで、入射したA
l粒子のマイグレーションが十分に行えることとなる。
【0019】さらに、基板1は基板ホルダ12の回転駆
動により真空チャンバ17内を回転駆動し、Alターゲ
ット2に対して180°の角度の間でランダムにAl粒
子の入射を受けることとなる。しかも、基板1は回転し
ているために、図4に示すように、第1層のAl膜(2
0Å〜200Å位)がAlターゲット2近傍で成膜した
後、加熱され、マイグレーション(膜が落ちつく過
程)、再度回転移動してAlターゲット2近傍に来た時
点で第1層と同じ膜厚の第2層のAl膜が成膜される。
この工程(成膜−加熱−マイグレーション)を繰り返す
(100〜10回転)ことで、積層状態のAl膜(20
00Å)を作成することができる。尚、Al膜の第1回
の膜厚は、上記に限定するものでなく、3000Åな
ら、第1回のAl膜の膜厚を20Å〜200Å位で、1
50〜15回転することで作成することも可能である
し、さらに、各回毎の膜厚を変更することも可能であ
る。
動により真空チャンバ17内を回転駆動し、Alターゲ
ット2に対して180°の角度の間でランダムにAl粒
子の入射を受けることとなる。しかも、基板1は回転し
ているために、図4に示すように、第1層のAl膜(2
0Å〜200Å位)がAlターゲット2近傍で成膜した
後、加熱され、マイグレーション(膜が落ちつく過
程)、再度回転移動してAlターゲット2近傍に来た時
点で第1層と同じ膜厚の第2層のAl膜が成膜される。
この工程(成膜−加熱−マイグレーション)を繰り返す
(100〜10回転)ことで、積層状態のAl膜(20
00Å)を作成することができる。尚、Al膜の第1回
の膜厚は、上記に限定するものでなく、3000Åな
ら、第1回のAl膜の膜厚を20Å〜200Å位で、1
50〜15回転することで作成することも可能である
し、さらに、各回毎の膜厚を変更することも可能であ
る。
【0020】これにより、Al粒子の衝撃が少なく膜ダ
メージの少なく、Al膜の応力を緩和することができる
ので、図3(ロ)に示すようなヒロックのない良質の膜
を得ることができる。即ち、図3はAlのX線回折パタ
ーンを示し、(ロ)は(イ)に比しAl(111)の強
度に対してAl(200)(220)も配向が強くなっ
ており、このことによりAl膜の成膜時のAl粒子の基
板1への入射方向がランダムであることと、成膜工程が
成膜−加熱−マイグレーションを繰り返すした多層膜で
あることを示す。(イ)のように、Al(111)のみ
が強く配向することは、ヒロックが発生している膜であ
ので、(ロ)は、ヒロックの発生してない膜質であるこ
とを示す。従って、大型の基板1であっても均一な膜が
成膜することが容易にできることとなる。
メージの少なく、Al膜の応力を緩和することができる
ので、図3(ロ)に示すようなヒロックのない良質の膜
を得ることができる。即ち、図3はAlのX線回折パタ
ーンを示し、(ロ)は(イ)に比しAl(111)の強
度に対してAl(200)(220)も配向が強くなっ
ており、このことによりAl膜の成膜時のAl粒子の基
板1への入射方向がランダムであることと、成膜工程が
成膜−加熱−マイグレーションを繰り返すした多層膜で
あることを示す。(イ)のように、Al(111)のみ
が強く配向することは、ヒロックが発生している膜であ
ので、(ロ)は、ヒロックの発生してない膜質であるこ
とを示す。従って、大型の基板1であっても均一な膜が
成膜することが容易にできることとなる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のAl膜の
作成方法は、Alターゲットに接続されたスパッタ電源
よりターゲットに印加する電力と、基板に接続されたバ
イアス電源より基板に印加する電力とをパルスで行なう
ことにより、間欠的なスパッタが行われることとなり、
スパッタされたAlの粒子が間欠的に基板に付着して膜
ダメージの少なく、応力の緩和され、ヒロックのない良
質の膜を得ることができるという大きな利点を得た。
作成方法は、Alターゲットに接続されたスパッタ電源
よりターゲットに印加する電力と、基板に接続されたバ
イアス電源より基板に印加する電力とをパルスで行なう
ことにより、間欠的なスパッタが行われることとなり、
スパッタされたAlの粒子が間欠的に基板に付着して膜
ダメージの少なく、応力の緩和され、ヒロックのない良
質の膜を得ることができるという大きな利点を得た。
【0022】また、OFFはスパッタ電源に僅かな時間
差をもってバイアス電源をOFFにすることで、入射し
たAl粒子のマイグレーションが十分に行えることで安
定した膜を作成することができる。
差をもってバイアス電源をOFFにすることで、入射し
たAl粒子のマイグレーションが十分に行えることで安
定した膜を作成することができる。
【0023】さらに、Al膜を成膜する際、基板を回転
駆動することで、基板はターゲットに対して180度角
度内でランダムにスパッタされたAl粒子の入射を受け
ることとなり、大型の基板に対しても均一な膜厚を得る
ことが可能となる。従って、、大型の基板であっても量
産することが可能となる。
駆動することで、基板はターゲットに対して180度角
度内でランダムにスパッタされたAl粒子の入射を受け
ることとなり、大型の基板に対しても均一な膜厚を得る
ことが可能となる。従って、、大型の基板であっても量
産することが可能となる。
【図1】本発明のAl膜の作成装置を示す概略構成図。
【図2】スパッタ電源とバイアス電源とをパルスで行う
状態を示す波形図。
状態を示す波形図。
【図3】Al膜のX線回折パターン図を示し、(イ)は
ヒロックのある従来の膜、(ロ)は本発明によるヒロッ
クのない状態を示す。
ヒロックのある従来の膜、(ロ)は本発明によるヒロッ
クのない状態を示す。
【図4】積層状態の膜厚を示す概略図。
1…基板 2…ターゲット 17…真空チャンバ 粉体 板状体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA03 BB02 CA05 CA13 DC03 DC16 DC35 EA00 4M104 BB02 DD37 HH03 5F103 AA08 BB38 BB42 BB56 DD28 NN10 RR06
Claims (4)
- 【請求項1】 真空チャンバ内に設けられ複数のAlタ
ーゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲットに対し
て対向配置した複数の基板にAl膜を成膜するAl膜の
作成方法において、Alターゲットへのスパッタ電源と
基板へのバイアス電源とをパルスで行い、間欠的なスパ
ッタでAl膜の成膜を行うことを特徴とするAl膜の作
成方法。 - 【請求項2】 スパッタ電源とバイアス電源とをパルス
で行う際、ONはスパッタ電源とバイアス電源とを同時
に行い、OFFはスパッタ電源に僅かな時間差をもって
バイアス電源をOFFにする請求項1記載のAl膜の作
成方法。 - 【請求項3】 Al膜を成膜する際、基板を回転駆動し
て基板に対して180度角内のランダムな方向よりスパ
ッタされたAl粒子を入射してAl膜を積層状態で成膜
する請求項1又は2記載のAl膜の作成方法。 - 【請求項4】 真空チャンバ内に設けられ複数のAlタ
ーゲットと、該真空チャンバ内でAlターゲットに対し
て対向配置され、且つ複数の基板ホルダーに設けられた
基板とからなるAl膜の作成装置において、Alターゲ
ットが真空チャンバ側壁の縦方向に沿って複数設けら
れ、且つ基板ホルダーがAlターゲットに対応して縦方
向に複数設けられ、しかも、基板ホルダーは回転駆動す
べく構成され、且つ、各Alターゲットにはそれぞれ位
相の制御されたスパッタ電源が接続され、各基板にはバ
イアス電源が接続されていることを特徴とするAl膜の
作成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11113107A JP2000345333A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-21 | Al膜の作成方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-96054 | 1999-04-02 | ||
JP9605499 | 1999-04-02 | ||
JP11113107A JP2000345333A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-21 | Al膜の作成方法とその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000345333A true JP2000345333A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=26437299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11113107A Pending JP2000345333A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-21 | Al膜の作成方法とその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000345333A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008243872A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 半導体基板、半導体素子、発光素子及び電子素子 |
US20090183984A1 (en) * | 2006-01-31 | 2009-07-23 | Takashi Sakuma | Seed Film Forming Method, Plasma-Assisted Film Forming System and Storage Medium |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113107A patent/JP2000345333A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090183984A1 (en) * | 2006-01-31 | 2009-07-23 | Takashi Sakuma | Seed Film Forming Method, Plasma-Assisted Film Forming System and Storage Medium |
JP2008243872A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 半導体基板、半導体素子、発光素子及び電子素子 |
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