JP3454471B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
り,特に内部に形成された回路内容の解析が困難とされ
た半導体装置に関するものである。
や,設計製造上のノウハウにかかる回路が形成されたI
Cについては,部外者による解析を防止しなければなら
ない。従来,機密事項を外部に流出させないために,I
Cの表面に形成されている保護膜(パッシベーション
膜)が剥がされた際に生じる容量変動によって,ICの
動作を停止させ,解析を困難とする手段がとられてい
た。
に保護膜は透明であるため,外部からマイクロ・スコー
プ等を用いてIC内部の回路を確認することは比較的容
易であった。IC内部にレイアウトされている複数の機
能ブロックが判別されてしまった場合,イオンビーム装
置等を用いて,容量変動を発生させることなく保護膜を
ピンポイントで剥離させ,プロービングによって回路動
作を解析することも可能であった。
されたものであり,その目的は,内部に形成された回路
内容の解析が不可能な半導体装置を提供することにあ
る。
に,機能ブロックから出力される出力機能信号または機
能ブロックに入力される入力機能信号が伝送される機能
信号伝送経路と,少なくとも一部が,機能信号伝送経路
が形成される層よりも上位層に形成され,機能ブロック
を活性化する活性化信号が伝送される活性化信号伝送経
路と,機能信号伝送経路の少なくとも一部を覆う不透明
の被覆膜とを備えたことを特徴とする半導体装置が提供
される。かかる構成によれば,機能信号伝送経路が不透
明の被覆膜によって覆われているため,機能信号伝送経
路の位置の特定が困難となり,結果的に入力機能信号ま
たは出力機能信号の測定を防止することが可能となる。
特に,機能信号伝送経路が形成される層よりも上位層に
活性化信号伝送経路の全てが形成され,機能信号伝送経
路の全てを覆うように被覆膜が形成されることが好まし
い。
なくとも一部を覆うように形成することが好ましい。か
かる構成によれば,入力機能信号または出力機能信号を
測定するために機能信号伝送経路を露出させようとして
被覆膜を除去した場合,これに覆われている活性化信号
伝送経路が併せて除去される可能性が高まる。活性化信
号伝送経路が除去されると活性化信号が機能ブロックに
入力されないため,機能ブロックが動作不能に陥り,機
能ブロックの解析が不可能となる。この場合,活性化信
号伝送経路の全部を被覆膜によって覆うことは,機能ブ
ロックの解析を困難とする上でより効果的である。
も一部(好ましくは全部)を覆うことによって,機能ブ
ロックの解析がより一層困難となる。
少なくとも一部(好ましくは全部)を覆うようにしても
よい。かかる構成によれば,活性化信号伝送経路を除去
しなければ,機能信号伝送経路が露出しないことにな
る。したがって,入力機能信号または出力機能信号を測
定しようとしても,活性化信号が機能ブロックに入力さ
れないため,機能ブロックが動作不能状態に陥り,機能
ブロックの解析が不可能となる。
部を被覆膜が形成される層に形成することが好ましい。
さらに,活性化信号伝送経路の少なくとも一部を被覆膜
の近傍に形成することによって,被覆膜を除去しようと
した場合,活性化信号伝送経路も併せて除去される可能
性が高まる。活性化信号伝送経路が除去されると活性化
信号が機能ブロックに入力されないため,機能ブロック
が動作不能に陥り,機能ブロックの解析が不可能とな
る。
る電源に抵抗素子を介して接続するようにしてもよい。
ここで,所定の電圧として,機能ブロックをディスエー
ブル状態とする電圧を選択することによって,活性化信
号伝送経路が切断された場合,機能ブロックは確実に動
作不能となり,機能ブロックの解析が不可能となる。
所定の伝送経路が切断されることによって起動し,1ま
たは2以上のデータ格納手段に格納されているデータを
消去または書き換えるプログラムを格納するプログラム
格納手段を備えたことを特徴とする半導体装置が提供さ
れる。半導体装置の内部を露出させようとしたときに切
断されやすい位置に所定の伝送経路を形成することが好
ましい。所定の伝送経路が切断されると,半導体装置の
動作に関わるデータが消去またはダミーデータに書き換
えられるため,半導体装置の機能を解析することが困難
となる。
所定の伝送経路が切断されることによって動作し,第1
電源電位と第2電源電位を短絡させる短絡手段を備えた
ことを特徴とする半導体装置が提供される。かかる構成
によれば,所定の伝送経路が切断されたときに,短絡手
段によって第1電源電位と第2電源電位が短絡するた
め,電源ラインが焼き付くなどして,半導体装置は復帰
不可能な動作不能状態となる。したがって,半導体装置
の機能解析が極めて困難となる。さらに,所定の伝送経
路として活性化信号伝送経路を適用することによって機
能ブロックが動作不能に陥ると同時に機能ブロックの周
辺回路が故障モードに陥ることになるため,半導体装置
のより確実な機能解析防止が実現する。
本発明にかかる半導体装置の好適な実施の形態について
詳細に説明する。なお,以下の説明および添付された図
面において,略同一の機能および構成を有する構成要素
については,同一符号を付することによって重複説明を
省略する。
の形態にかかる半導体装置1を図1,図2を用いて説明
する。図1は,半導体装置1の平面図であり,図2は,
図1のA−A’断面図である。
導体層3,絶縁層5,活性化信号伝送経路としての第1
層第1メタル配線11,活性化信号伝送経路としての第
1層第2メタル配線12,機能信号伝送経路としての第
1層第3メタル配線13,絶縁層7,不透明の被覆膜と
しての第2層第1メタル15,活性化信号伝送経路とし
ての第2層第2メタル配線16,および保護膜9を備え
るものである。なお,機能ブロック2は,例えば,半導
体装置1の動作プログラムが格納されるメモリである。
子を構成するために必要なウェル,アクティブ領域,ゲ
ート領域等から成る。半導体層3は,絶縁層5によって
第1層第1メタル配線11,第1層第2メタル配線1
2,および第1層第3メタル配線13と絶縁されてい
る。そして,第1層第1メタル配線11,第1層第2メ
タル配線12,および第1層第3メタル配線13は,絶
縁層7によって,第2層第1メタル15,第2層第2メ
タル配線16と絶縁されている。
ホール21を介して第2層第2メタル配線16に電気的
に接続され,第2層第2メタル配線16は,第2スルー
ホール22を介して第1層第2メタル配線12に接続さ
れている。また,第1層第2メタル配線12は,機能ブ
ロック2に接続されている。
ク2にダイレクトに接続されている。
接続される機能ブロック2をイネーブルまたはディスエ
ーブルとする,イネーブル(活性化)信号である。ただ
し,この信号Saから機能ブロック2の動作または機能
を特定することはできない。信号Saは,図1,図2に
示すように,第1層第1メタル配線11,第1スルーホ
ール21,第2層第2メタル配線16,第2スルーホー
ル22,および第1層第2メタル配線12を経由して機
能ブロック2に入力される。
信号Sbは,第1層第3メタル配線13を経由して機能
ブロック2に入力される信号あるいは機能ブロック2か
ら出力される信号であって,機能ブロック2の動作およ
び機能を特定することが可能な信号である。
ル配線11,第1層第2メタル配線12,第1層第3メ
タル配線13,および第2層第2メタル配線16と絶縁
されており,少なくとも機能ブロック2,第1層第1メ
タル配線11,第1層第2メタル配線12,および第1
層第3メタル配線13を覆い隠すように広範囲にわたり
形成されている。そして,第2層第1メタル15と第2
層第2メタル配線16は,絶縁破壊が生じない最小限の
距離をおいて形成されている。また,第2層第2メタル
配線16は,第1層第3メタル配線13と,絶縁破壊が
生じない最小限の距離をおいて形成されている。
を保護するために機能する。
にかかる半導体装置1によれば,次に説明するように,
半導体装置1に形成されている機能ブロック2を解析す
ることが不可能となる。
Sbを測定することが必要となる。信号Sbを例えばプ
ローブ針によって測定するには,第1層第3メタル配線
13を露出させなければならない。第1の実施の形態に
かかる半導体装置1において,第1層第3メタル配線1
3は,広い面積を占める第2層第1メタル15および保
護膜9に覆い隠されているため,これら第2層第1メタ
ル15および保護膜9を剥離(除去)しなければ第1層
第3メタル配線13は露出されない。
配線16は,接近して形成されているため,第2層第1
メタル15が例えば薬品によって剥離されると,第2層
第2メタル配線16も併せて剥離する。上述のように,
第2層第2メタル配線16は,機能ブロック2をイネー
ブル/ディスエーブルとする信号Saが伝送される経路
であるため,この第2層第2メタル配線16が剥離する
ことによって,機能ブロック2は,ディスエーブル状態
となり,結果的に機能ブロック2の解析が不可能とな
る。
第3メタル配線13は,接近して形成されているため,
第2層第1メタル15の剥離によって第2層第2メタル
配線16が剥離された場合,さらに第1層第3メタル配
線13が剥離することもあり得る。この第1層第3メタ
ル配線13は,機能ブロック2の動作/機能を特定する
ことが可能な信号Sbの伝送経路である。第1層第3メ
タル配線13の剥離によって,信号Sbの測定が困難と
なり,機能ブロック2についての十分な解析が不可能と
なる。
装置1は,広範囲にわたり不透明の第2層第1メタル1
5によって覆われているため,第1層第3メタル配線1
3を露出させることを目的として,位置を特定して第2
層第1メタル15を剥離させることも極めて困難であ
る。
なる第2層第2メタル配線16が1ヶ所のみ記載されて
いるが,第2層第2メタル配線16を半導体装置1の全
域に多数個設けることが好ましい。かかる構成によれ
ば,半導体装置1に備えられた機能ブロック2を解析す
るために第2層第1メタル15を剥離させた際,機能ブ
ロック2がディスエーブルとなる可能性が高まり,機能
ブロック2の解析がより困難となる。
かかる半導体装置31を図3に示す。この半導体装置3
1は,第1の実施の形態にかかる半導体装置1に対し
て,抵抗素子33が追加された構成を有するものであ
る。
配線12に接続されており,抵抗素子33の他端は,電
源レベルまたはグランドレベルに接続されている。つま
り,抵抗素子33は,機能ブロック2のイネーブル端子
に接続された,いわゆるプルアップ抵抗またはプルダウ
ン抵抗となる。そして,機能ブロック2のイネーブル端
子がアクティブ−H(例えば,電源レベル)であれば,
抵抗素子33は,グランドレベルに接続されるプルダウ
ン抵抗とされ,機能ブロック2のイネーブル端子がアク
ティブ−L(例えば,グランドレベル)であれば,抵抗
素子33は,電源レベルに接続されるプルアップ抵抗と
される。
にかかる半導体装置31によれば,第1の実施の形態に
かかる半導体装置1と同様の効果が得られるとともに,
次の更なる効果が得られることになる。
において,第2層第1メタル15が剥離されると第2層
第2メタル配線16が剥離し,信号Saが機能ブロック
2に供給されなくなる。そして,信号Saが供給される
はずの機能ブロック2のイネーブル端子は,フローティ
ング状態とはならず,抵抗素子33によって電源電位ま
たはグランド電位に固定されることになる。したがっ
て,機能ブロック2は,確実にディスエーブル状態とさ
れ,機能ブロック2の動作/機能解析がより困難とな
る。
の形態にかかる半導体装置41について図4,図5を用
いて説明する。図4は,半導体装置41の平面図であ
り,図5は,図4のB−B’断面図である。
2,半導体層3,絶縁層56,機能信号伝送経路として
の第1層メタル配線51,絶縁層57,活性化信号伝送
経路としての第2層メタル配線52,絶縁層58,不透
明の被覆膜としての第3層メタル53,および保護膜5
5を備えるものである。
って半導体層3と絶縁され,絶縁層57によって第2層
メタル配線52と絶縁されている。第2層メタル配線5
2は,絶縁層58によって第3層メタル53と絶縁され
ている。
配線52は,機能ブロック42にダイレクトに接続され
ている。また,図4に示すように,第2層メタル配線5
2は,第1層メタル配線51を平面から見て完全に覆い
隠すように形成されている。
ルまたはディスエーブルとする,いわゆるイネーブル信
号である。ただし,この信号Saからは,機能ブロック
42の動作および機能を特定することはできない。信号
Saは,第2層メタル配線52を経由して機能ブロック
42に入力される。
して機能ブロック42に入力される信号あるいは機能ブ
ロック42から出力される信号であって,機能ブロック
42の動作および機能を特定することが可能な信号であ
る。
ック42,第1層メタル配線51,および第2層メタル
配線52を覆い隠すように広範囲にわたり形成されてい
る。
41を保護するために機能する。
にかかる半導体装置41によれば,次に説明するよう
に,半導体装置41に形成されている機能ブロック42
を解析することが不可能となる。
ためには,信号Sbを測定することが必要となる。信号
Sbを例えばプローブ針によって測定するには,第1層
メタル配線51を露出させなければならない。第3の実
施の形態にかかる半導体装置41において,第1層メタ
ル配線51は,広い面積を占める第3層メタル53およ
び保護膜55,さらには第2層メタル配線52に覆い隠
されているため,これら第3層メタル53,保護膜5
5,および第2層メタル配線52を剥離しなければ第1
層メタル配線51は露出されない。
って剥離させた場合,第2層メタル配線52も併せて剥
離されることもあり得る。上述のように,第2層メタル
配線52は,機能ブロック42をイネーブルとする信号
Saの伝送経路であるため,この第2層メタル配線52
が剥離することによって,機能ブロック42は,ディス
エーブル状態となり,結果的に機能ブロック42の解析
が不可能となる。
く第3層メタル53を剥離することに成功した場合であ
っても,測定対象の信号Sbの伝送経路である第1層メ
タル配線51を露出させるためには,結局,第2層メタ
ル配線52を剥離させなければならない。したがって,
機能ブロック42は,ディスエーブル状態となり,機能
ブロック42の動作/機能について解析が不可能とな
る。第2層メタル配線52を完全に切断しないよう部分
的に剥離させたとしても,第1層メタル配線51上にプ
ローブ針を接触させるために十分な面積を確保すること
は困難である。また,プローブ針が第2層メタル配線5
2に接触してしまい,第1層メタル配線51と第2層メ
タル配線52がショートする可能性も高い。
た場合,第1層メタル配線51も併せて剥離することに
なる。この第1層メタル配線51は,機能ブロック42
の動作/機能を特定することが可能な信号Sbの伝送経
路であるため,第1層メタル配線51の剥離によって信
号Sbの測定が困難となり,機能ブロック42について
の十分な解析が不可能となる。
置41は,広範囲にわたり不透明の第3層メタル53で
覆われているため,第1層メタル配線51を露出させる
ことを目的として,位置を特定して第2層メタル配線5
2を剥離させることも極めて困難である。
かかる半導体装置61を図6に示す。この半導体装置6
1は,コントロール回路62,プログラム格納手段とし
てのメモリ63,短絡手段としてのスイッチ64,メタ
ル配線65,および抵抗素子66を有するものである。
するために必要とされる測定ポイントを露出しようとす
ると必ず剥離されるように形成されており,第3の実施
の形態にかかる半導体装置41に備えられた第2層メタ
ル配線52,あるいは,第3層メタル53に相当するも
のである。そして,メタル配線65は,所定の回路(図
示せず。)からコントロール回路62に対して電源電位
またはグランド電位の信号を伝送するものである。
接続されており,他端は,電源レベルまたはグランドレ
ベルに接続されている。
等の不揮発性記憶装置であり,自らが格納しているデー
タまたはその他のメモリ(図示せず。)が格納している
データを消去するためのプログラム(以下,「データ消
去プログラム」という。)を格納している。
ら成り,電源レベルとグランドレベルとの間に備えられ
ている。
びスイッチ64を次のように制御する。例えば,コント
ロール回路62は,メタル配線65が接続されている入
力端子が電源電位からグランド電位に変化したときに,
メモリ63に格納されているデータ消去プログラムを起
動する。これによって,メモリ63およびその他のメモ
リに格納されているデータは,全て消去されることにな
り,第4の実施の形態にかかる半導体装置61は,動作
不能に陥る。さらにこのとき,コントロール回路62
は,オープン状態にあるスイッチ64を動作させ,電源
レベルとグランドレベルをショートさせる。これによっ
て第4の実施の形態にかかる半導体装置61は,動作不
能となるとともに復帰不可能な致命的なダメージが与え
られる。なお,メタル配線65が接続されている入力端
子がグランド電位から電源電位に変化した場合に,メモ
リ63に格納されているデータ消去プログラムを起動さ
せるとともにスイッチ64を動作させるように,コント
ロール回路62を構成することも可能である。
置61の動作を具体的に説明する。ここでは,メタル配
線65は,所定の回路(図示せず。)からコントロール
回路62に対してグランド電位の信号を伝送するように
構成されており,抵抗素子66は,メタル配線65と電
源レベルとの間に設けられている場合に即して説明す
る。
半導体装置61は,内部の所定の測定ポイントを露出し
ようとすると,メタル配線65が剥離するように構成さ
れている。メタル配線65は,剥離されることによっ
て,グランド電位の信号が伝送されなくなる。したがっ
て,メタル配線65が接続されているコントロール回路
62の入力端子は,抵抗素子66によってグランド電位
から電源電位に変化することになる。この電位変化にと
もなって,コントロール回路62は,メモリ63に格納
されているデータ消去プログラムを起動させ,メモリ6
3およびその他のメモリに格納されている全データを消
去する。さらに,コントロール回路62は,スイッチ6
4を動作させ,電源レベルとグランドレベルをショート
させる。
かかる半導体装置61によれば,この半導体装置61を
解析するために,内部を露出させた場合,動作に関わる
データが消去され,さらに,電源レベルとグランドレベ
ルがショート状態となる。したがって,第4の実施の形
態にかかる半導体装置61は,復帰不可能な動作不能に
陥り,その結果として機能解析が不可能となる。
適な実施の形態について説明したが,本発明はかかる実
施の形態に限定されない。当業者であれば,特許請求の
範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変
更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,そ
れらについても当然に本発明の技術的範囲に属するもの
と了解される。
導体装置1,31に備えられた第2層第1メタル15
は,主に第1層第1メタル配線11および第1層第2メ
タル配線12を覆い隠す役割を果たすものであり,この
役割に注目すれば,不透明な金属以外の材料を用いるこ
とも可能である。同様に,第3の実施の形態にかかる半
導体装置41に備えられた第3層メタル53を不透明な
金属以外の材料に置き換えることも可能である。
置1および第2の実施の形態にかかる半導体装置31
は,信号Saが第1層第1メタル配線11,第2層第2
メタル配線16,および第1層第2メタル配線12を経
由するように構成されていたが,信号Saの伝送経路を
第2層第2メタル配線16のみで構成するようにしても
よい。
装置1,第2の実施の形態にかかる半導体装置31,お
よび第3の実施の形態にかかる半導体装置41におい
て,信号Saの伝送経路と信号Sbの伝送経路との間に
は絶縁層が一層のみ介在するいわゆる2層構造が採用さ
れているが,本発明はこれに限定されず,信号Saの伝
送経路を,信号Sbの伝送経路から複数層上の半導体装
置の表面に近い層に形成することも可能である。
置1および第2の実施の形態にかかる半導体装置31に
おいて,第2層第1メタル15は,信号Saが伝送され
る第2層第2メタル配線16と同じ層に形成されている
が,第2層よりもさらに表面に近い層に形成したメタル
配線によって第2層第2メタル配線16を覆い隠すよう
にしてもよい。
は,メモリ63に格納されているデータ消去プログラム
によってメモリ63またはその他のメモリが格納してい
るデータを消去するように構成されているが,その他,
正規のデータをダミーデータに書き換え,故意に不良動
作を起こさせるように構成することも可能である。
は,メモリ63に格納されているデータ消去プログラム
によって自らを動作不能状態とする機能と,スイッチ6
4によって電源レベルとグランドレベルをショートさせ
動作不能状態とする機能とを兼ね備えるものであるが,
本発明はこれに限らず,いずれか一方の機能を備えるだ
けでも半導体装置の機能解析が困難となる。
装置61における特徴的な構成要素,すなわちコントロ
ール回路62,メモリ63,スイッチ64,メタル配線
65,および抵抗素子66を,第1,2,3の実施の形
態にかかる半導体装置1,31,41に対して追加形成
することも可能である。かかる構成によれば,第4の実
施の形態にかかる半導体装置61が有する「自らを動作
不能状態とする機能」が第1,2,3の実施の形態にか
かる半導体装置1,31,41に付加されるため,半導
体装置の機能解析防止に関してより高い効果が得られ
る。
内部に形成された回路の解析が不可能となり,例えば,
設計上,製造上の機密が保たれる。
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
の構成を示すブロック図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 機能ブロックから出力される出力機能信
号または前記機能ブロックに入力される入力機能信号が
伝送される機能信号伝送経路と,前記機能信号伝送経路の少なくとも一部を覆う不透明の
被覆膜と, 少なくとも一部が,前記機能信号伝送経路が形成される
層よりも上位層であって前記被覆膜と同じ層に当該被覆
膜と電気的に絶縁された状態で形成され,前記機能ブロ
ックを活性化する活性化信号が伝送され,所定の電圧を
出力する電源に抵抗素子を介して接続される活性化信号
伝送経路と,を備えたことを特徴とする,半導体装置。 - 【請求項2】 機能ブロックから出力される出力機能信
号または前記機能ブロックに入力される入力機能信号が
伝送される機能信号伝送経路と, 少なくとも一部が,前記機能信号伝送経路が形成される
層よりも上位層に形成され,前記機能ブロックを活性化
する活性化信号が伝送される活性化信号伝送経路と, 前記機能信号伝送経路の少なくとも一部を覆う不透明の
被覆膜と, 内部に形成された所定の伝送経路が切断されることによ
って起動するプログラムであって,1または2以上のデ
ータ格納手段に格納されているデータを消去または書き
換えるプログラムを格納するプログラム格納手段と,を
備えたことを特徴とする,半導体装置。 - 【請求項3】 機能ブロックから出力される出力機能信
号または前記機能ブロックに入力される入力機能信号が
伝送される機能信号伝送経路と,前記機能信号伝送経路の少なくとも一部を覆う不透明の
被覆膜と, 少なくとも一部が,前記機能信号伝送経路が形成される
層よりも上位層であって前記被覆膜と同じ層に当該被覆
膜と電気的に絶縁された状態で形成され,前記機能ブロ
ックを活性化する活性化信号が伝送される活性化信号伝
送経路と, 内部に形成された所定の伝送経路が切断されることによ
って動作し,第1電源電位と第2電源電位を短絡させる
短絡手段と,を備えたことを特徴とする,半導体装置。 - 【請求項4】 前記活性化信号伝送経路は,所定の電圧
を出力する電源に抵抗素子を介して接続されることを特
徴とする,請求項2または3に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 内部に形成された所定の伝送経路が切断
されることによって起動し,1または2以上のデータ格
納手段に格納されているデータを消去または書き換える
プログラムを格納するプログラム格納手段を備えたこと
を特徴とする,請求項1または3に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記所定の伝送経路は,前記活性化信号
伝送経路であることを特徴とする,請求項2または5に
記載の半導体装置。 - 【請求項7】 内部に形成された所定の伝送経路が切断
されることによって動作し,第1電源電位と第2電源電
位を短絡させる短絡手段を備えたことを特徴とする,請
求項1または2に記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記所定の伝送経路は,前記活性化信号
伝送経路であることを特徴とする,請求項3または7に
記載の半導体装置。 - 【請求項9】 前記被覆膜は,前記活性化信号伝送経路
の少なくとも一部を覆うことを特徴とする,請求項1,
2,3,4,5,6,7,または8に記載の半導体装
置。 - 【請求項10】 前記被覆膜は,前記機能ブロックの少
なくとも一部を覆うことを特徴とする,請求項1,2,
3,4,5,6,7,8,または9に記載の半導体装
置。 - 【請求項11】 前記活性化信号伝送経路は,前記機能
信号伝送経路の少なくとも一部を覆うことを特徴とす
る,請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,また
は10に記載の半導体装置。 - 【請求項12】 前記活性化信号伝送経路の少なくとも
一部は,前記被覆膜が形成される層に形成されることを
特徴とする,請求項1,2,3,4,5,6,7,8,
9,10,または11に記載の半導体装置。 - 【請求項13】 前記活性化信号伝送経路の少なくとも
一部は,前記被覆膜の近傍に形成されることを特徴とす
る,請求項12に記載の半導体装置。
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