JPH02143463A - 薄膜トランジスター - Google Patents
薄膜トランジスターInfo
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- JPH02143463A JPH02143463A JP63297098A JP29709888A JPH02143463A JP H02143463 A JPH02143463 A JP H02143463A JP 63297098 A JP63297098 A JP 63297098A JP 29709888 A JP29709888 A JP 29709888A JP H02143463 A JPH02143463 A JP H02143463A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は等倍光センサー、アクティブマトリックス型液
晶表示装置(LCD)等の駆動回路として有用な薄膜ト
ランジスター(TPT)に関する。
晶表示装置(LCD)等の駆動回路として有用な薄膜ト
ランジスター(TPT)に関する。
等倍光センサー、LCD等の駆動用として使用されるT
PTは一般に第1図(図中1は絶縁基板、2はソース領
域2a、ドレイン領域2b及びチャンネル領域2cに区
分けされたSi半導体活性層、3はゲート絶縁層、4は
ゲート電極、5は層間絶縁膜、6は金属電極配線)に示
すような構造を有している。このようなTPTにおいて
は活性層(但しチャンネル領域)が薄いほど(通常50
0Å以下)TPT特性は向上する。即ちON電流の増大
、OFF電流の低減(又は0N10FF電流比の増大)
、しきい値電圧の低下(Ovに近づく)等の利点がある
。しかし活性層を薄くすると、1)ソース、ドレイン各
領域のシート抵抗の増大、2)金属電極配線とソース、
ドレイン各領域間のコンタクト抵抗の急激な増大、3)
コンタクトホールの形成が困難(コンタクトホールはエ
ツチングにより形成されるが、この時、下層のソース、
ドレイン両領域も若干オーバーエツチングされてシート
抵抗が更に増大する。前記両領域はもともと薄いので、
若干のオーバーエツチングでも消滅することがある。)
等の問題が生じる。
PTは一般に第1図(図中1は絶縁基板、2はソース領
域2a、ドレイン領域2b及びチャンネル領域2cに区
分けされたSi半導体活性層、3はゲート絶縁層、4は
ゲート電極、5は層間絶縁膜、6は金属電極配線)に示
すような構造を有している。このようなTPTにおいて
は活性層(但しチャンネル領域)が薄いほど(通常50
0Å以下)TPT特性は向上する。即ちON電流の増大
、OFF電流の低減(又は0N10FF電流比の増大)
、しきい値電圧の低下(Ovに近づく)等の利点がある
。しかし活性層を薄くすると、1)ソース、ドレイン各
領域のシート抵抗の増大、2)金属電極配線とソース、
ドレイン各領域間のコンタクト抵抗の急激な増大、3)
コンタクトホールの形成が困難(コンタクトホールはエ
ツチングにより形成されるが、この時、下層のソース、
ドレイン両領域も若干オーバーエツチングされてシート
抵抗が更に増大する。前記両領域はもともと薄いので、
若干のオーバーエツチングでも消滅することがある。)
等の問題が生じる。
そこで近年、こうした問題を解決するために、窒化シリ
コン膜をマスクに用いてチャンネル領域を選択的に熱酸
化することによりソース、ドレイン両領域の厚さをチャ
ンネル領域よりも厚くする方法が提案されている。
コン膜をマスクに用いてチャンネル領域を選択的に熱酸
化することによりソース、ドレイン両領域の厚さをチャ
ンネル領域よりも厚くする方法が提案されている。
(例えば、特開昭6l−48976)。しかしこの方法
は窒化シリコン膜の堆積後、フォトリソグラフィーエツ
チングによるパターニング工程を必要とする。10’〜
10s個のTPTから構成されるデバイスを作製する場
合、フォトリソグラフィーエツチング工程を増やすこと
は製品の歩留りを確実に低下させる。
は窒化シリコン膜の堆積後、フォトリソグラフィーエツ
チングによるパターニング工程を必要とする。10’〜
10s個のTPTから構成されるデバイスを作製する場
合、フォトリソグラフィーエツチング工程を増やすこと
は製品の歩留りを確実に低下させる。
本発明の目的はフォトリソグラフィーエツチング工程を
伴なわない比較的簡便なプロセスでソース、ドレイン両
領域の厚さをチャンネル領域よりも厚くすることにより
、活性層の薄膜化によるON電流の増大、 OFF電流
の低減、しきい値電圧の低下等を達成すると共に、ソー
ス、ドレイン各領域のシート抵抗及び金属電極配線との
コンタクト抵抗を低下せしめ、且つコンタクトホールの
形成を容易にしたTPTを提供することである。
伴なわない比較的簡便なプロセスでソース、ドレイン両
領域の厚さをチャンネル領域よりも厚くすることにより
、活性層の薄膜化によるON電流の増大、 OFF電流
の低減、しきい値電圧の低下等を達成すると共に、ソー
ス、ドレイン各領域のシート抵抗及び金属電極配線との
コンタクト抵抗を低下せしめ、且つコンタクトホールの
形成を容易にしたTPTを提供することである。
本発明のTPTは第2図に示すように、基本的には絶縁
基板1上にソース領域、ドレイン領域及びチャンネル領
域に区分けされたSi半導体活性層を有する薄膜トラン
ジスターにおいて、チャンネル領域2C上にSin2層
7を設けてソース、ドレイン両領域2a 、 2b上に
選択的にSi半導体を堆積させることにより、前記面領
域2a 、 2bの厚さをチャンネル領域2Cよりも厚
くしたことを特徴とするものである。なお本発明で云う
Si半導体とはpoly−8i又は単結晶Siのことで
ある6 本発明においてソース及び1−レイン両領域に選択的に
Si半導体を堆積させるには原理的にはチャンネル領域
上にSiO□層を形成した後、減圧又は常圧CVD法を
適用すればよい。これを第3図で説明すると、まず絶縁
基板1上に予め形成したSi半導体膜2′を熱酸化して
SiO□膜を形成し、ついでフォトリソグラフィーエツ
チングによりバターニングを行なってチャンネル領域相
当部分上にSiO□膜7を形成する(第3図(a))。
基板1上にソース領域、ドレイン領域及びチャンネル領
域に区分けされたSi半導体活性層を有する薄膜トラン
ジスターにおいて、チャンネル領域2C上にSin2層
7を設けてソース、ドレイン両領域2a 、 2b上に
選択的にSi半導体を堆積させることにより、前記面領
域2a 、 2bの厚さをチャンネル領域2Cよりも厚
くしたことを特徴とするものである。なお本発明で云う
Si半導体とはpoly−8i又は単結晶Siのことで
ある6 本発明においてソース及び1−レイン両領域に選択的に
Si半導体を堆積させるには原理的にはチャンネル領域
上にSiO□層を形成した後、減圧又は常圧CVD法を
適用すればよい。これを第3図で説明すると、まず絶縁
基板1上に予め形成したSi半導体膜2′を熱酸化して
SiO□膜を形成し、ついでフォトリソグラフィーエツ
チングによりバターニングを行なってチャンネル領域相
当部分上にSiO□膜7を形成する(第3図(a))。
次にこの基板上に減圧又は常圧CvD条件下(例えば減
圧CvDの場合は圧力0.1〜0.4Torr、温度8
00〜1100℃)に原料ガスとしてSiO2CQ 2
又はSiH4を流すと、Si半導体膜2′の露出部分に
Si半導体が選択的に堆積する(SiO□膜7上には堆
積しない)(第3図(b))。
圧CvDの場合は圧力0.1〜0.4Torr、温度8
00〜1100℃)に原料ガスとしてSiO2CQ 2
又はSiH4を流すと、Si半導体膜2′の露出部分に
Si半導体が選択的に堆積する(SiO□膜7上には堆
積しない)(第3図(b))。
この方法はSiO□層の形成にフォトリソグラフィーエ
ツチング工程を用いているが、実際には後述するように
ゲート電極及びゲート絶縁層と共に完全なセルファライ
ン技術で形成されるので、新たなフォトリソグラフィー
エツチング工程は不要である。なお活性層のSi半導体
をpoli −Siにするか或いは単結晶Siにするか
は一般には基板表面の清浄条件によって決定できる。例
えば基板表面(研磨したもの)を空気中で洗浄すればp
oli−3ilが得られ。
ツチング工程を用いているが、実際には後述するように
ゲート電極及びゲート絶縁層と共に完全なセルファライ
ン技術で形成されるので、新たなフォトリソグラフィー
エツチング工程は不要である。なお活性層のSi半導体
をpoli −Siにするか或いは単結晶Siにするか
は一般には基板表面の清浄条件によって決定できる。例
えば基板表面(研磨したもの)を空気中で洗浄すればp
oli−3ilが得られ。
また真空中で洗浄すれば単結晶Si層が得られる。また
いったんpoli−5i薄層を形成した後、レーザー光
等で熱処理して単結晶Siの核を作り、その上にCVD
法で単結晶Siを成長させ。
いったんpoli−5i薄層を形成した後、レーザー光
等で熱処理して単結晶Siの核を作り、その上にCVD
法で単結晶Siを成長させ。
厚膜化することも可能である。
次に第2図のような本発明のTPTの製造法を第4図に
従って説明する。
従って説明する。
まず石英ガラス板のような絶縁基板1上にSi半導体を
CVD法により堆積せしめてSi半導体膜を形成した後
、フォトリソグラフィーエツチングによりSi半導体層
2′を形成する(第4図(a))。
CVD法により堆積せしめてSi半導体膜を形成した後
、フォトリソグラフィーエツチングによりSi半導体層
2′を形成する(第4図(a))。
次にこのSi半導体層2′表面を熱酸化してSiO□層
3′を形成する(第4図(b))。
3′を形成する(第4図(b))。
更にρoli−5iをCVD法により基板表面に堆積せ
しめてpoli−5i膜4′を形成し、引続きこのpo
li−5i膜4′表面を熱酸化してSin、膜7′を形
成する(第4図(C))。
しめてpoli−5i膜4′を形成し、引続きこのpo
li−5i膜4′表面を熱酸化してSin、膜7′を形
成する(第4図(C))。
次にSin、膜7′、poli−5i膜4′及びSin
、層3′を所定のチャンネル長及びチャンネル巾でフォ
トリソグラフィーエツチングによりパターニングして夫
々SiO□層7、ゲート電極4及びゲート絶縁M3を形
成する(第4図(d))。
、層3′を所定のチャンネル長及びチャンネル巾でフォ
トリソグラフィーエツチングによりパターニングして夫
々SiO□層7、ゲート電極4及びゲート絶縁M3を形
成する(第4図(d))。
次にSL半導体層2′の露出部分にSi半導体をCVD
法により選択的に堆積せしめてSi半導体堆積層2#を
形成することにより、Si半導体活性層2を得る(第4
図(e))。
法により選択的に堆積せしめてSi半導体堆積層2#を
形成することにより、Si半導体活性層2を得る(第4
図(e))。
次に不純物拡散により、NチャンネルTFT作製の場合
はP又はAsを、またPチャンネルTPT作製の場合は
Bを活性層2の露出部分内に導入することにより、セル
ファ−ライン技術でソース領域2a及びドレイン領域2
bを形成する(第4図(f))。
はP又はAsを、またPチャンネルTPT作製の場合は
Bを活性層2の露出部分内に導入することにより、セル
ファ−ライン技術でソース領域2a及びドレイン領域2
bを形成する(第4図(f))。
更にSiO□、 PSG (燐ガラス)等の絶縁材料を
CVD法等により基板表面に堆積せしめて層間絶縁膜5
を形成する(第4図(g))。
CVD法等により基板表面に堆積せしめて層間絶縁膜5
を形成する(第4図(g))。
最後に常法により層間絶縁膜5にコンタクトホール8を
開け、更にAl1.Cu等の金属を基板表面に蒸着後、
フォトリソグラフィーエツチングにより金属電極配線6
を形成する(第4図(h))。
開け、更にAl1.Cu等の金属を基板表面に蒸着後、
フォトリソグラフィーエツチングにより金属電極配線6
を形成する(第4図(h))。
こうして得られる本発明のTPTにおいて各層又は膜の
厚さは通常1次の通りである。
厚さは通常1次の通りである。
チャンネル領域2c : 100〜500人ソース、ド
レイン各領域2a、2b : 300〜1000人ゲー
ト絶縁層3 : 500〜1500人ゲート電極4 :
1000〜5000人Sin。層7 : 100−1
000人層間絶縁膜7 : 2000〜15000人金
属電極配線: 5ooo〜15000Å以下に本発明を
実施例によって工程順に説明する。
レイン各領域2a、2b : 300〜1000人ゲー
ト絶縁層3 : 500〜1500人ゲート電極4 :
1000〜5000人Sin。層7 : 100−1
000人層間絶縁膜7 : 2000〜15000人金
属電極配線: 5ooo〜15000Å以下に本発明を
実施例によって工程順に説明する。
実施例1
(1)表面を十分に研磨した透明石英ガラス(50m+
o X 250+m X 1,6mt)を十分に洗浄し
た後、減圧CVD法により活性層の一部となるρoly
−3i(二Nではn−型)を900人厚0堆積させてρ
oly−5i膜を形成する。堆積条件は以下の通りであ
る。
o X 250+m X 1,6mt)を十分に洗浄し
た後、減圧CVD法により活性層の一部となるρoly
−3i(二Nではn−型)を900人厚0堆積させてρ
oly−5i膜を形成する。堆積条件は以下の通りであ
る。
基板温度 629℃
SiH4流量 145 SCCM圧
力 0.13 Torr(2)こ
のpoly−5i[をフォトリソグラフィーエツチング
によりパターニングしてpoli−3i膜とする。
力 0.13 Torr(2)こ
のpoly−5i[をフォトリソグラフィーエツチング
によりパターニングしてpoli−3i膜とする。
(3)このpoly−3i膜を乾燥酸素中で熱酸化し、
800人厚0ゲート絶縁膜を形成する。酸化条件は以下
の通りである。
800人厚0ゲート絶縁膜を形成する。酸化条件は以下
の通りである。
挿入・取出温度 600℃
熱酸化温度 1050℃
昇温速度 3℃/m1n
(4)基板表面にゲート電極用としてρoly−3iを
減圧CVD法により約3000入庫に堆積させてpol
i−5i膜を形成する。堆積条件は以下の通りである。
減圧CVD法により約3000入庫に堆積させてpol
i−5i膜を形成する。堆積条件は以下の通りである。
基板温度 600℃
SiH4流量 150 SCCMo、5%P
)I、 /SiH4流量 45 SCCMN2 流
量 200 SCCM圧 力
0.40 Torr(5)このpoli−3
i膜を(3)と同じ条件で熱酸化して500人厚入庫u
n2膜を形成する。
)I、 /SiH4流量 45 SCCMN2 流
量 200 SCCM圧 力
0.40 Torr(5)このpoli−3
i膜を(3)と同じ条件で熱酸化して500人厚入庫u
n2膜を形成する。
(6) Sin、膜、poli−5i膜及びSin、層
を所定のチャンネル長及びチャンネル巾でフォトリソグ
ラフィーエツチングによりパターニングして夫々5i0
2層、ゲート電極及びゲート絶縁層を形成する。
を所定のチャンネル長及びチャンネル巾でフォトリソグ
ラフィーエツチングによりパターニングして夫々5i0
2層、ゲート電極及びゲート絶縁層を形成する。
(7)活性層の一部となるpoli−3i層の露出部分
にpoli−5iを減圧CVO法により500人厚入庫
積せしめて厚膜化することによりpoly−5i活性層
を形成する。堆積条件は以下の通りである。
にpoli−5iを減圧CVO法により500人厚入庫
積せしめて厚膜化することによりpoly−5i活性層
を形成する。堆積条件は以下の通りである。
基板温度 850℃
5iH2CQ 、流量 200 SCCM圧
力 0.20 Torr(8)基板
上にPSG<NチャンネルTPT作製の場合)又はBS
G (硼素ガラス)CPチャンネルTFT作製の場合)
を塗布法により成膜後、900℃で30分間の熱拡散に
よりソース及びドレイン両領域をセルファライン技術で
形成後、拡散源となったPSG膜又はBSG膜をエツチ
ングにより除去する。
力 0.20 Torr(8)基板
上にPSG<NチャンネルTPT作製の場合)又はBS
G (硼素ガラス)CPチャンネルTFT作製の場合)
を塗布法により成膜後、900℃で30分間の熱拡散に
よりソース及びドレイン両領域をセルファライン技術で
形成後、拡散源となったPSG膜又はBSG膜をエツチ
ングにより除去する。
(9)基板上にPSGを減圧CVD法により6000人
厚に堆積せしめて層間絶縁膜とする。堆積条件は以下の
通りである。
厚に堆積せしめて層間絶縁膜とする。堆積条件は以下の
通りである。
基板温度 430℃
SiH4流量 88 SCCMO□
200 SCCMP)I、
8 SCCM圧 力 0,2
0 Torr(10)1間絶縁膜にフォトリソグラフ
ィーエツチングによりコンタクトホールを形成する。
200 SCCMP)I、
8 SCCM圧 力 0,2
0 Torr(10)1間絶縁膜にフォトリソグラフ
ィーエツチングによりコンタクトホールを形成する。
(11)基板上に真空蒸着法によりAQを1μm厚に蒸
着した後、フォトリソグラフィーエツチングにより金属
電極配線を形成する。
着した後、フォトリソグラフィーエツチングにより金属
電極配線を形成する。
(12)以上のようにして′作製したTPT (第2図
に同じ)にプラズマ水素処理を行なう。処理条件は以下
の通りである。
に同じ)にプラズマ水素処理を行なう。処理条件は以下
の通りである。
基板温度 350℃
■2 流量 1003CCM圧 力
1.OTorrRFパワー
24oW(13,56MHz)時 間
35 +ll1n実施例2 工程(7)においてρoli−5iの堆積を以下の条件
で行なった他は実施例1と同じ方法でTPTを作製した
。
1.OTorrRFパワー
24oW(13,56MHz)時 間
35 +ll1n実施例2 工程(7)においてρoli−5iの堆積を以下の条件
で行なった他は実施例1と同じ方法でTPTを作製した
。
基板温度 1100℃
SiH4流量 400 SCCM圧 力
0.40 Torr実施例3 工程(7)及び(8)の代りに以下の条件で不純物拡散
ρoli−5iの堆積工程及び引続きアニル工程を行な
った他は実施例1と同じ方法でTPTを作製した。
0.40 Torr実施例3 工程(7)及び(8)の代りに以下の条件で不純物拡散
ρoli−5iの堆積工程及び引続きアニル工程を行な
った他は実施例1と同じ方法でTPTを作製した。
不純物拡散poli−5Lの堆積条件:基板温度
850℃ 5iH2CQ2流量 200 SCCM圧
力 0.20 Torrアニール条
件: 基板温度 1000℃ N2 流量 5 Q/win時 間
30 win以上のようにして作
製したNチャンネルTPT及びPチャンネルTPTの0
N10FF電流比は6桁以上あり、またしきい値電圧も
NチャンネルTPTテIV以内、Pチャンネ/L/TF
Tで一2v以内に入っていた。またこれらのTPTでC
MO3型O3トレジスターを構成したところ、駆動周波
数2MHzまで安定に動作した。
850℃ 5iH2CQ2流量 200 SCCM圧
力 0.20 Torrアニール条
件: 基板温度 1000℃ N2 流量 5 Q/win時 間
30 win以上のようにして作
製したNチャンネルTPT及びPチャンネルTPTの0
N10FF電流比は6桁以上あり、またしきい値電圧も
NチャンネルTPTテIV以内、Pチャンネ/L/TF
Tで一2v以内に入っていた。またこれらのTPTでC
MO3型O3トレジスターを構成したところ、駆動周波
数2MHzまで安定に動作した。
本発明のTPTはソース、ドレイン両領域を選択的に厚
膜化したので、活性層の厚さを所望通りに薄くでき、こ
のため0Nft流の増大、OFF電流の低減、しきい値
電圧の低下等と同時に、ソース、ドレイン各領域のシー
ト抵抗及びコンタクト抵抗の低下等を達成できる。
膜化したので、活性層の厚さを所望通りに薄くでき、こ
のため0Nft流の増大、OFF電流の低減、しきい値
電圧の低下等と同時に、ソース、ドレイン各領域のシー
ト抵抗及びコンタクト抵抗の低下等を達成できる。
しかも前記面領域の選択的厚膜化は従来よりも簡便なプ
ロセスで可能である。
ロセスで可能である。
第1図及び第2図は夫々、従来及び本発明の一例のTP
Tの構成を示す断面図、第3図(a)及び(b)はソー
ス、ドレイン両領域の選択的厚膜化プロセスの原理を説
明するための工程図、第4図は本発明TPTの一例の製
造工程図である。 1・・・絶縁基板 2・・・Si半導体活性層2
′・・Si半導体 2″・・・SL半導体堆積層2
a 、 2b・・・ソース、ドレイン両領域2c・・・
チャンネル領域3・・・ゲート絶縁層3′・・・ゲート
絶縁膜 4・・・ゲート電極4’−・・ゲート電極用p
oli−5i膜5、・・・層間絶縁膜 6・・・金属
電極配線7・・・SiO□層 7′・・・SiO
2膜8・・・コンタクトホール 第1図 第3図
Tの構成を示す断面図、第3図(a)及び(b)はソー
ス、ドレイン両領域の選択的厚膜化プロセスの原理を説
明するための工程図、第4図は本発明TPTの一例の製
造工程図である。 1・・・絶縁基板 2・・・Si半導体活性層2
′・・Si半導体 2″・・・SL半導体堆積層2
a 、 2b・・・ソース、ドレイン両領域2c・・・
チャンネル領域3・・・ゲート絶縁層3′・・・ゲート
絶縁膜 4・・・ゲート電極4’−・・ゲート電極用p
oli−5i膜5、・・・層間絶縁膜 6・・・金属
電極配線7・・・SiO□層 7′・・・SiO
2膜8・・・コンタクトホール 第1図 第3図
Claims (1)
- 1、絶縁基板上にソース領域、ドレイン領域及びチャン
ネル領域に区分けされたSi半導体活性層を有する薄膜
トランジスターにおいて、チャンネル領域上にSiO_
2層を設けてソース、ドレイン両領域上に選択的にSi
半導体を堆積させることにより、前記両領域の厚さをチ
ャンネル領域よりも厚くしたことを特徴とする薄膜トラ
ンジスター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63297098A JPH02143463A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 薄膜トランジスター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63297098A JPH02143463A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 薄膜トランジスター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02143463A true JPH02143463A (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=17842175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63297098A Pending JPH02143463A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 薄膜トランジスター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02143463A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5281840A (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-25 | Honeywell Inc. | High mobility integrated drivers for active matrix displays |
US5308779A (en) * | 1991-03-28 | 1994-05-03 | Honeywell Inc. | Method of making high mobility integrated drivers for active matrix displays |
KR100382455B1 (ko) * | 1995-06-29 | 2003-07-18 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막트랜지스터의제조방법 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63297098A patent/JPH02143463A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5281840A (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-25 | Honeywell Inc. | High mobility integrated drivers for active matrix displays |
US5308779A (en) * | 1991-03-28 | 1994-05-03 | Honeywell Inc. | Method of making high mobility integrated drivers for active matrix displays |
KR100382455B1 (ko) * | 1995-06-29 | 2003-07-18 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막트랜지스터의제조방법 |
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