JP2773597B2 - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光装置及びそ
の製造方法に関し、より詳しくは、高輝度且つ純粋な緑
色発光が得られる半導体発光装置及びその製造方法に関
する。
の製造方法に関し、より詳しくは、高輝度且つ純粋な緑
色発光が得られる半導体発光装置及びその製造方法に関
する。
【0002】
【発明の背景技術】発光ダイオード等の半導体発光装置
は、通常、半導体基板上に更に複数の半導体層を積層し
てpn接合を有する多層半導体基板を作製し、これを素
子化することにより得られる。このうち緑色発光する半
導体発光装置としては、n型GaP単結晶基板上にn型
及びp型GaP層を各々一層以上順次形成し、これを素
子化したものが実用化されている。
は、通常、半導体基板上に更に複数の半導体層を積層し
てpn接合を有する多層半導体基板を作製し、これを素
子化することにより得られる。このうち緑色発光する半
導体発光装置としては、n型GaP単結晶基板上にn型
及びp型GaP層を各々一層以上順次形成し、これを素
子化したものが実用化されている。
【0003】しかし、GaPは間接遷移型のバンド構造
を持っているので、pn接合を形成してもそのままでは
発光効率が十分でなく、輝度が極めて小さい発光装置し
か得られない。そのため、発光中心として働く等電子ト
ラップのドーピングが発光効率の向上に有効な手段とし
て用いられ、例えば窒素(N)をpn接合近傍のGaP
層に添加してPサイトと置換させることにより、発光効
率が高められている。このように窒素ドープされたGa
P系発光装置からは、ピーク波長が567nm前後の黄
緑色の発光が得られる。
を持っているので、pn接合を形成してもそのままでは
発光効率が十分でなく、輝度が極めて小さい発光装置し
か得られない。そのため、発光中心として働く等電子ト
ラップのドーピングが発光効率の向上に有効な手段とし
て用いられ、例えば窒素(N)をpn接合近傍のGaP
層に添加してPサイトと置換させることにより、発光効
率が高められている。このように窒素ドープされたGa
P系発光装置からは、ピーク波長が567nm前後の黄
緑色の発光が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】GaPを用いた半導体
発光装置に関しては、その研究の歴史も古く、GaP系
の半導体発光装置の発光効率も材料的な限界まで高めら
れてきている。しかし、GaPは上述したように本質的
に間接遷移型のバンド構造を持っているため、十分な発
光効率が得られないという問題があった。また、窒素ド
ープされたGaP系発光装置は、発光効率の向上は達成
できたが、窒素の準位がGaPのバンドギャップ中にあ
るため、発光波長が長波長化して黄緑色となり、純粋な
緑色発光が得られないという問題があった。
発光装置に関しては、その研究の歴史も古く、GaP系
の半導体発光装置の発光効率も材料的な限界まで高めら
れてきている。しかし、GaPは上述したように本質的
に間接遷移型のバンド構造を持っているため、十分な発
光効率が得られないという問題があった。また、窒素ド
ープされたGaP系発光装置は、発光効率の向上は達成
できたが、窒素の準位がGaPのバンドギャップ中にあ
るため、発光波長が長波長化して黄緑色となり、純粋な
緑色発光が得られないという問題があった。
【0005】そこで本発明は、高輝度で且つ純粋な緑色
発光が得られる半導体発光装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
発光が得られる半導体発光装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、周期律表第III族及び第V族からなる
化合物半導体単結晶基板上に、(AlxGa1−x)y
In1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表され
る混晶型化合物半導体に5×1019atoms/cm
3以上2.5×1020atoms/cm3以下の濃度
の窒素をドープしてなるエピタキシャル層を形成した。
前記有機アルミニウム化合物は、例えばトリメチルアル
ミニウム(TMAl)である。そして、窒素をドープし
てなるエピタキシャル層が、2.30eV以上をバンド
ギャップを有し、且つ間接遷移領域もしくはそれにちか
い混晶組成の混晶型化合物半導体からなる活性層であれ
ば、高輝度且つ純粋な緑色を発光する活性層として使用
できる。
成するために、周期律表第III族及び第V族からなる
化合物半導体単結晶基板上に、(AlxGa1−x)y
In1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表され
る混晶型化合物半導体に5×1019atoms/cm
3以上2.5×1020atoms/cm3以下の濃度
の窒素をドープしてなるエピタキシャル層を形成した。
前記有機アルミニウム化合物は、例えばトリメチルアル
ミニウム(TMAl)である。そして、窒素をドープし
てなるエピタキシャル層が、2.30eV以上をバンド
ギャップを有し、且つ間接遷移領域もしくはそれにちか
い混晶組成の混晶型化合物半導体からなる活性層であれ
ば、高輝度且つ純粋な緑色を発光する活性層として使用
できる。
【0007】
【作用】本発明者らは、(AlxGa1−X)yIn
1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表される混
晶型化合物半導体に、有機アルミニウム化合物の導入量
を制御すると、有機金属気相成長法(MOVPE法)に
より効率よく窒素をドープできることを見出した。そし
て、バンドギャップが2.30eV以上で且つ間接遷移
領域もしくはそれにちかい混晶組成の(AlxGa
1−x)yIn1−yPに5×1019atoms/c
m3以上2.5×1020atoms/cm3以下の濃
度の窒素をドープしてなるエピタキシャル層を形成する
ことにより、波長が555nmの純粋な緑色発光を得ら
れることを見出した。すなわち本発明者らの実験による
と、窒素は(AlxGa1−x)yIn1−yP中でも
有効な等電子トラップとして働くことが見出された。窒
素を仲介した発光では、(AlxGa1−x)yIn
1−yPのバンド端発光よりも長波長化するが、バンド
ギャップが2.30eV以上であれば、発光波長が純緑
色領域にとどまる。しかも、その発光効率は、従来のG
aP系発光装置と比較しても極めて高く、十分高い輝度
が得られるものである。
1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表される混
晶型化合物半導体に、有機アルミニウム化合物の導入量
を制御すると、有機金属気相成長法(MOVPE法)に
より効率よく窒素をドープできることを見出した。そし
て、バンドギャップが2.30eV以上で且つ間接遷移
領域もしくはそれにちかい混晶組成の(AlxGa
1−x)yIn1−yPに5×1019atoms/c
m3以上2.5×1020atoms/cm3以下の濃
度の窒素をドープしてなるエピタキシャル層を形成する
ことにより、波長が555nmの純粋な緑色発光を得ら
れることを見出した。すなわち本発明者らの実験による
と、窒素は(AlxGa1−x)yIn1−yP中でも
有効な等電子トラップとして働くことが見出された。窒
素を仲介した発光では、(AlxGa1−x)yIn
1−yPのバンド端発光よりも長波長化するが、バンド
ギャップが2.30eV以上であれば、発光波長が純緑
色領域にとどまる。しかも、その発光効率は、従来のG
aP系発光装置と比較しても極めて高く、十分高い輝度
が得られるものである。
【0008】また、NH3を原料に用いて窒素ドープを
行う場合には、有機アルミニウム化合物の存在が窒素の
効率的なドーピングに寄与するものと考えられ、窒素の
ドープ量を高くすることが可能となっている。
行う場合には、有機アルミニウム化合物の存在が窒素の
効率的なドーピングに寄与するものと考えられ、窒素の
ドープ量を高くすることが可能となっている。
【0009】
【実施例】以下、本発明の半導体発光装置及びその製造
方法の実施例について詳細に説明する。本実施例では、
(AlxGa1-x)yIn1-yPのうち、最も単純なy=1
の場合、すなわちAlxGa1-xPをGaP基板上に成長
する場合を例にとって説明する。
方法の実施例について詳細に説明する。本実施例では、
(AlxGa1-x)yIn1-yPのうち、最も単純なy=1
の場合、すなわちAlxGa1-xPをGaP基板上に成長
する場合を例にとって説明する。
【0010】なお、AlxGa1-xP層をGaP基板上に
成長する方法は、MOVPE法を用いた。また、Al、
Ga及びPの原料としては、それぞれトリメチルアルミ
ニウム(TMAl)、トリメチルガリウム(TMGa)
及びホスフィン(PH3)を用い、窒素の供給源として
は、最も高純度のものが得られるNH3を用いた。さら
に、n型及びp型ドーパント源としてはそれぞれセレン
化水素(H2Se)及びジメチル亜鉛(DMZn)を用
いた。
成長する方法は、MOVPE法を用いた。また、Al、
Ga及びPの原料としては、それぞれトリメチルアルミ
ニウム(TMAl)、トリメチルガリウム(TMGa)
及びホスフィン(PH3)を用い、窒素の供給源として
は、最も高純度のものが得られるNH3を用いた。さら
に、n型及びp型ドーパント源としてはそれぞれセレン
化水素(H2Se)及びジメチル亜鉛(DMZn)を用
いた。
【0011】図1は、本発明の一実施例の半導体発光装
置の概略断面図である。この発光装置は、n型GaP基
板5上に、MOVPE法により、n型AlGaP層4、
Nドープn型AlGaP層3、Nドープp型AlGaP
層2、p型AlGaP層1を順次成長したものである。
置の概略断面図である。この発光装置は、n型GaP基
板5上に、MOVPE法により、n型AlGaP層4、
Nドープn型AlGaP層3、Nドープp型AlGaP
層2、p型AlGaP層1を順次成長したものである。
【0012】MOVPE法で成長させる場合、例えば図
2に示すような構成の成長装置を用いる。すなわち、各
種のIII族有機金属元素の有機物の蒸気と気相のV族元
素の水素化物及びアンモニアとを、成長層の組成に応じ
て分圧及び流量を選択して得た混合ガスを反応管20に
供給し、反応管20内に配置したn型GaP基板5上に
所望の成長層を順次形成する。
2に示すような構成の成長装置を用いる。すなわち、各
種のIII族有機金属元素の有機物の蒸気と気相のV族元
素の水素化物及びアンモニアとを、成長層の組成に応じ
て分圧及び流量を選択して得た混合ガスを反応管20に
供給し、反応管20内に配置したn型GaP基板5上に
所望の成長層を順次形成する。
【0013】具体的には、50Torrの減圧下でバレ
ル型のMOVPE成長装置により、直径50mm、結晶
方位(100)のn型GaP基板5上に、V族元素とII
I族元素との供給量比(V/III比)が100となるよう
に混合したガスを成長層の原料ガスとして用い、成長温
度850℃、成長速度約4μm/時の成長条件でn型A
lGaP層4を成長させる。続いて、上記の成長条件で
NH3を流してNドープn型AlGaP層3を成長させ
る。次に、Nドープp型AlGaP層2、さらにp型A
lGaP層1を成長させる。なお、その上にさらに酸化
防止用のp型GaP層を成長させてもよい。このように
して、図1に示す構造が得られ、これを素子化すること
により発光ダイオード等の発光装置が得られる。
ル型のMOVPE成長装置により、直径50mm、結晶
方位(100)のn型GaP基板5上に、V族元素とII
I族元素との供給量比(V/III比)が100となるよう
に混合したガスを成長層の原料ガスとして用い、成長温
度850℃、成長速度約4μm/時の成長条件でn型A
lGaP層4を成長させる。続いて、上記の成長条件で
NH3を流してNドープn型AlGaP層3を成長させ
る。次に、Nドープp型AlGaP層2、さらにp型A
lGaP層1を成長させる。なお、その上にさらに酸化
防止用のp型GaP層を成長させてもよい。このように
して、図1に示す構造が得られ、これを素子化すること
により発光ダイオード等の発光装置が得られる。
【0014】次に、窒素のドーピング特性について検討
を行った。すなわち、NドープAlGaP層の成長の際
に、混合ガス中のNH3の割合を種々の割合にし、他の
成長条件を一定にした場合に、AlGaP層への窒素の
ドープ量がどのように変化するかを調べた。
を行った。すなわち、NドープAlGaP層の成長の際
に、混合ガス中のNH3の割合を種々の割合にし、他の
成長条件を一定にした場合に、AlGaP層への窒素の
ドープ量がどのように変化するかを調べた。
【0015】図3は、NH3の濃度とAlGaP層中の
窒素濃度の関係を示す。図から分るように両者は極めて
高い相関を示す。従って、AlGaP層への窒素のドー
プ量はNH3の濃度により制御することが可能であるこ
とが理解できる。また、NH3濃度が各成長条件に対応
する臨界濃度以下の場合には、単結晶を保ったままで窒
素ドーピングが可能であることが分った。臨界濃度以上
では、ウルツ鉱構造のAlNが形成されてエピタキシャ
ル層が多結晶化する。
窒素濃度の関係を示す。図から分るように両者は極めて
高い相関を示す。従って、AlGaP層への窒素のドー
プ量はNH3の濃度により制御することが可能であるこ
とが理解できる。また、NH3濃度が各成長条件に対応
する臨界濃度以下の場合には、単結晶を保ったままで窒
素ドーピングが可能であることが分った。臨界濃度以上
では、ウルツ鉱構造のAlNが形成されてエピタキシャ
ル層が多結晶化する。
【0016】次に、AlGaP層の成長を種々の条件下
で行い、AlGaP層中の窒素濃度がどのように変化す
るかを調べた。図4はその結果を示す。図において、各
記号で表された測定点の成長条件はそれぞれ次頁の表1
に示す通りである。
で行い、AlGaP層中の窒素濃度がどのように変化す
るかを調べた。図4はその結果を示す。図において、各
記号で表された測定点の成長条件はそれぞれ次頁の表1
に示す通りである。
【0017】図4において、他の条件が同一のものを比
較した場合、同一量のNH3を流した場合においては、
混晶AlxGa1-xPの混晶比xが大きいほどAlGaP
層中の窒素濃度が高くなり、効率的な窒素ドープが行わ
れることが分る。つまり、NH3を原料に用いた場合
は、NH3とTMAlの間でアダクト(TMAl:N
H3)が形成されてそのAl−N間の化学結合がAlG
aPにNをドープする際に重要な役割を果していると考
えられる。実際、MOVPE法においてTMAlを介在
させないで成長させたGaPにNをドープすることは非
常に困難であった。
較した場合、同一量のNH3を流した場合においては、
混晶AlxGa1-xPの混晶比xが大きいほどAlGaP
層中の窒素濃度が高くなり、効率的な窒素ドープが行わ
れることが分る。つまり、NH3を原料に用いた場合
は、NH3とTMAlの間でアダクト(TMAl:N
H3)が形成されてそのAl−N間の化学結合がAlG
aPにNをドープする際に重要な役割を果していると考
えられる。実際、MOVPE法においてTMAlを介在
させないで成長させたGaPにNをドープすることは非
常に困難であった。
【0018】その他、効率的な窒素ドープを行う条件と
して、成長温度が高いほど、またV/III比が小さいほ
ど良いことも図4より分る。
して、成長温度が高いほど、またV/III比が小さいほ
ど良いことも図4より分る。
【0019】
【表1】
【0020】表2は、AlGaP層に窒素をドープした
本実施例の発光装置とGaP系の従来の発光装置の諸特
性を比較しものである。
本実施例の発光装置とGaP系の従来の発光装置の諸特
性を比較しものである。
【0021】
【表2】
【0022】表2から分るように、発光波長は窒素をド
ープしないGaP系発光装置と同じ発光波長555nm
の純緑色発光が得られ、輝度の指標となる外部量子効率
や視感効率は窒素をドープしないGaP系発光装置より
も大幅に向上し、窒素をドープしたGaP系発光装置と
比べてもそれほど遜色のない値が得られる。
ープしないGaP系発光装置と同じ発光波長555nm
の純緑色発光が得られ、輝度の指標となる外部量子効率
や視感効率は窒素をドープしないGaP系発光装置より
も大幅に向上し、窒素をドープしたGaP系発光装置と
比べてもそれほど遜色のない値が得られる。
【0023】本実施例ではAlxGa1-xPをGaP基板
上に成長する場合を例にとって説明したが、GaAs基
板上に格子整合する(AlxGa1-x)yIn1-yPを成長
させてもよい。また、上記実施例においては窒素の供給
源としてNH3を用いたが、他の窒素化合物として、例
えばトリメチルアミン、ジメチルヒドラジン等を用いて
もよい。さらに、エピタキシャル成長法としてMOVP
E法を用いたが、その他CBE法(ガス分子線エピタキ
シャル法)等を用いても可能と考えられる。
上に成長する場合を例にとって説明したが、GaAs基
板上に格子整合する(AlxGa1-x)yIn1-yPを成長
させてもよい。また、上記実施例においては窒素の供給
源としてNH3を用いたが、他の窒素化合物として、例
えばトリメチルアミン、ジメチルヒドラジン等を用いて
もよい。さらに、エピタキシャル成長法としてMOVP
E法を用いたが、その他CBE法(ガス分子線エピタキ
シャル法)等を用いても可能と考えられる。
【0024】また、Al、Ga及びPの原料としては、
それぞれトリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメ
チルガリウム(TMGa)及びホスフィン(PH3)を
用い、n型及びp型ドーパントとしてはそれぞれセレン
化水素(H2Se)及びジメチル亜鉛(DMZn)を用
いたが、これら以外の原料を用いることも可能であるこ
とは言うまでもない。
それぞれトリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメ
チルガリウム(TMGa)及びホスフィン(PH3)を
用い、n型及びp型ドーパントとしてはそれぞれセレン
化水素(H2Se)及びジメチル亜鉛(DMZn)を用
いたが、これら以外の原料を用いることも可能であるこ
とは言うまでもない。
【0025】本実施例では、AlGaPのホモ接合の場
合について説明したが、Nドープn型及びp型AlGa
P層2、3に隣接するn型及びp型AlGaP層1、4
の混晶比を調節することによって、ヘテロ接合を利用し
たキャリアの閉じ込め効果を持たせることも可能であ
る。
合について説明したが、Nドープn型及びp型AlGa
P層2、3に隣接するn型及びp型AlGaP層1、4
の混晶比を調節することによって、ヘテロ接合を利用し
たキャリアの閉じ込め効果を持たせることも可能であ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
輝度で且つ純粋な緑色発光が得られる半導体発光装置を
得ることができる。
輝度で且つ純粋な緑色発光が得られる半導体発光装置を
得ることができる。
【図1】本発明の一実施例の半導体発光装置を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図2】MOVPE法で用いる成長装置の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図3】活性層の成長時に流すガス中のNH3濃度と活
性層中の窒素濃度との関係を示す図である。
性層中の窒素濃度との関係を示す図である。
【図4】活性層の成長条件を種々変更した場合の活性層
中の窒素濃度を示す図である。
中の窒素濃度を示す図である。
1 p型AlGaP 2 Nドープp型AlGaP層 3 Nドープn型AlGaP層 4 n型AlGaP層 5 n型GaP基板 20 反応管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中卓夫 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越 半導体株式会社 半導体磯部研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−46685(JP,A) 特開 昭58−4987(JP,A) 特開 昭63−205921(JP,A) 特開 昭63−128775(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00
Claims (5)
- 【請求項1】 周期律表第III族及び第V族からなる
化合物半導体単結晶基板上に、(AlxGa1−X)y
In1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表され
る混晶型化合物半導体に5×10 19 atoms/cm
3 以上2.5×10 20 atoms/cm 3 以下の濃度
の窒素をドープしてなるエピタキシャル層を形成したこ
とを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項2】 前記窒素をドープしてなるエピタキシャ
ル層は、2.30eV以上のバンドギャップを有し、且
つ間接遷移領域もしくはそれに近い混晶組成を有する前
記混晶型化合物半導体からなる活性層である、請求項1
に記載の半導体発光装置。 - 【請求項3】 周期律表第III族及び第V族からなる
化合物半導体単結晶基板上に、(AlxGa1−X)y
In1−yP(但し0<x≦1、0<y≦1)で表され
る混晶型化合物半導体に窒素をドープしてなるエピタキ
シャル層を、有機アルミニウム化合物の導入量で窒素ド
ープの効率を制御しながら有機金属気相成長法(MOV
PE法)により形成することを特徴とする半導体発光装
置の製造方法。 - 【請求項4】 前記有機アルミニウム化合物がトリメチ
ルアルミニウム(TMAl)である請求項3に記載の半
導体発光装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記窒素をドープしてなるエピタキシャ
ル層は、2.30eV以上のバンドギャップを有し、且
つ間接遷移領域もしくはそれに近い混晶組成を有する前
記混晶型化合物半導体からなる活性層である、請求項3
又は請求項4に記載の半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (4)
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JP9073693A JP2773597B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
EP94104630A EP0617470A3 (en) | 1993-03-25 | 1994-03-23 | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same. |
US08/216,278 US5442201A (en) | 1993-03-25 | 1994-03-23 | Semiconductor light emitting device with nitrogen doping |
US08/402,487 US5597761A (en) | 1993-03-25 | 1995-03-10 | Semiconductor light emitting device and methods of manufacturing it |
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US4101920A (en) * | 1975-01-29 | 1978-07-18 | Sony Corporation | Green light emitting diode |
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JPS584987A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-12 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
JPS586184A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-13 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JPS584988A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-12 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JPS5846685A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-18 | Fujitsu Ltd | 高輝度黄緑色発光ダイオ−ド |
JPS5861684A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光半導体装置 |
JPS63128775A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 発光素子 |
JPS63205921A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Toshiba Corp | 光半導体素子の製造方法 |
US5115286A (en) * | 1988-08-26 | 1992-05-19 | Hewlett-Packard Company | Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same |
JPH0712094B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1995-02-08 | 信越半導体株式会社 | 発光半導体素子用エピタキシャルウェーハの製造方法 |
US5008718A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-16 | Fletcher Robert M | Light-emitting diode with an electrically conductive window |
US5173751A (en) * | 1991-01-21 | 1992-12-22 | Pioneer Electronic Corporation | Semiconductor light emitting device |
JPH04278522A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-05 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | SiドープGaInPキャップ層を有する半導体材料 |
US5164798A (en) * | 1991-07-05 | 1992-11-17 | Hewlett-Packard Company | Diffusion control of P-N junction location in multilayer heterostructure light emitting devices |
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- 1993-03-25 JP JP9073693A patent/JP2773597B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-23 US US08/216,278 patent/US5442201A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-23 EP EP94104630A patent/EP0617470A3/en not_active Ceased
-
1995
- 1995-03-10 US US08/402,487 patent/US5597761A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JPH06283760A (ja) | 1994-10-07 |
US5442201A (en) | 1995-08-15 |
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EP0617470A2 (en) | 1994-09-28 |
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