JPH05129646A - Infrared detector and manufacture thereof - Google Patents
Infrared detector and manufacture thereofInfo
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- JPH05129646A JPH05129646A JP3291516A JP29151691A JPH05129646A JP H05129646 A JPH05129646 A JP H05129646A JP 3291516 A JP3291516 A JP 3291516A JP 29151691 A JP29151691 A JP 29151691A JP H05129646 A JPH05129646 A JP H05129646A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は赤外線検知素子及びその
製造方法に関する。水銀・カドミウム・テルル(Hg
1-x Cdx Te)からなる単一又は複数の結晶ブロック
を支持基板上に設け、この結晶ブロックの主表面両側部
に一対のコンタクト電極を形成して、電極間の領域を赤
外線受光部とする赤外線検知素子が知られている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared detecting element and a method for manufacturing the same. Mercury, Cadmium, Tellurium (Hg
A single or a plurality of crystal blocks made of 1-x Cd x Te) is provided on a supporting substrate, and a pair of contact electrodes are formed on both sides of the main surface of the crystal block, and an area between the electrodes serves as an infrared receiving section. Infrared detecting elements are known.
【0002】この種の光導電型の赤外線検知素子におい
ては、受光すべき赤外線が支持基板を介して受光部にそ
の裏面側から入射し、不所望な疑似信号を生じさせるこ
とがあるので、高性能な赤外線検知素子を実現するため
には、受光部に裏面側から入射する赤外線に対処するこ
とが要求される。In this type of photoconductive type infrared detecting element, infrared rays to be received may enter the light receiving portion from the rear surface side through the supporting substrate to cause an undesired pseudo signal. In order to realize a high-performance infrared detecting element, it is required to deal with infrared rays incident on the light receiving portion from the back surface side.
【0003】[0003]
【従来の技術】図4は従来の一般的な赤外線検知素子の
構成を示す図である。2は支持基板、4は水銀・カドミ
ウム・テルルからなる結晶ブロック、6は結晶ブロック
の主表面両側部に設けられたコンタクト電極、8はコン
タクト電極6を外部回路と接続するためのリード線であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing the structure of a conventional general infrared detecting element. Reference numeral 2 is a support substrate, 4 is a crystal block made of mercury, cadmium, and tellurium, 6 is contact electrodes provided on both sides of the main surface of the crystal block, and 8 is a lead wire for connecting the contact electrode 6 to an external circuit. ..
【0004】支持基板2としては、カドミウム・テルル
のバルク結晶或いはサファイア表面にカドミウム・テル
ルを結晶成長させたものが使用される。また、結晶ブロ
ック4は、支持基板2上への液相エピタキシャル成長法
により作成される。As the support substrate 2, a bulk crystal of cadmium tellurium or a crystal of cadmium tellurium grown on the surface of sapphire is used. The crystal block 4 is formed on the supporting substrate 2 by a liquid phase epitaxial growth method.
【0005】受光部としての結晶ブロック4に赤外線1
0が入射すると、赤外線強度に応じて結晶ブロック4の
電気伝導度が変化するので、電極6,6間に適当な電流
を流しておくことによって、受光部の抵抗値変化から受
光した赤外線の強度を検知することができる。Infrared rays 1 are applied to the crystal block 4 as a light receiving portion.
When 0 is incident, the electric conductivity of the crystal block 4 changes according to the intensity of the infrared rays. Therefore, by applying an appropriate current between the electrodes 6 and 6, the intensity of the infrared rays received from the change in the resistance value of the light receiving portion. Can be detected.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、支
持基板2は受光すべき赤外線に対して透明であるから、
支持基板2の側面等から赤外線が迷光12として支持基
板2内に入射すると、この迷光は支持基板2の上面及び
下面で反射して受光部にその下面(裏面)側から入射す
る。By the way, since the supporting substrate 2 is generally transparent to infrared rays to be received,
When infrared rays enter the support substrate 2 as stray light 12 from the side surface of the support substrate 2, the stray light is reflected by the upper surface and the lower surface of the support substrate 2 and enters the light receiving portion from the lower surface (back surface) side.
【0007】受光部に迷光が入射すると、本来受光すべ
き赤外線に基づく信号に加えて疑似信号が生じ、素子の
検知信号に基づいて赤外線画像を得た場合にゴースト等
が生じることとなる。When stray light is incident on the light receiving portion, a pseudo signal is generated in addition to a signal based on infrared rays that should be originally received, and a ghost or the like occurs when an infrared image is obtained based on a detection signal of the element.
【0008】迷光による疑似信号を生じさせないために
は、支持基板と受光部の間に赤外線を透過させない遮蔽
膜を形成するのが有効である。従来、この種の遮蔽膜と
しては、支持基板と受光部の間にCr等の金属膜を介在
させたものが提案されている。In order to prevent generation of a pseudo signal due to stray light, it is effective to form a shielding film that does not transmit infrared rays between the support substrate and the light receiving portion. Conventionally, as this type of shielding film, one in which a metal film such as Cr is interposed between the supporting substrate and the light receiving portion has been proposed.
【0009】しかし、迷光が受光部に入射するのを有効
に防止するためには、受光部の裏面側のほぼ全域に遮蔽
膜を形成する必要があり、従来の遮蔽膜の構成であると
製造に際してコンタクト電極6,6間が遮蔽膜によって
短絡しやすく、赤外線検知素子の製造歩留りが低いとい
う問題があった。However, in order to effectively prevent stray light from entering the light receiving portion, it is necessary to form a shielding film on almost the entire back surface side of the light receiving portion. At that time, there was a problem that the contact electrodes 6, 6 were easily short-circuited by the shielding film, and the manufacturing yield of the infrared detection element was low.
【0010】本発明はこのような事情に鑑みて創作され
たもので、迷光による疑似信号が生じにくく、且つ、製
造歩留りが良好な赤外線検知素子及びその製造方法を提
供することを目的としている。The present invention was created in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an infrared detecting element which is less likely to generate a pseudo signal due to stray light and has a good manufacturing yield, and a manufacturing method thereof.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検知素子
は、水銀・カドミウム・テルル結晶からなる第1層と、
カドミウム・テルル結晶からなる第2層と、水銀・カド
ミウム・テルル結晶からなる第3層とを素子裏面側から
この順に積層し、上記第3層を受光部として構成され
る。The infrared sensing element of the present invention comprises a first layer composed of mercury, cadmium and tellurium crystals,
A second layer made of a cadmium-tellurium crystal and a third layer made of a mercury-cadmium-tellurium crystal are laminated in this order from the back surface of the element, and the third layer is configured as a light receiving portion.
【0012】本発明の赤外線検知素子の製造方法は、カ
ドミウム・テルル結晶からなる又はカドミウム・テルル
結晶及びサファイアからなる支持基板のカドミウム・テ
ルル結晶面上に液相エピタキシャル成長法により水銀・
カドミウム・テルル結晶からなる第1層を形成するステ
ップと、該第1層上に有機金属化学的気相析出法により
カドミウム・テルル結晶からなる第2層を形成するステ
ップと、該第2層上に液相エピタキシャル成長法により
水銀・カドミウム・テルル結晶からなる第3層を形成す
るステップとを含む。The method for manufacturing an infrared sensing element of the present invention is a method of liquid phase epitaxy on a cadmium-tellurium crystal surface of a supporting substrate made of a cadmium-tellurium crystal or a cadmium-tellurium crystal and sapphire by a liquid phase epitaxial growth method.
Forming a first layer made of cadmium tellurium crystals, forming a second layer made of cadmium tellurium crystals on the first layer by a metal organic chemical vapor deposition method, and forming a second layer on the second layers And a step of forming a third layer made of a mercury-cadmium-tellurium crystal by a liquid phase epitaxial growth method.
【0013】[0013]
【作用】本発明によると、水銀・カドミウム・テルル結
晶からなる第1層を設けているので、受光部(第3層)
の裏面側からの迷光は第1層により吸収され、迷光によ
る疑似信号が生じる恐れがなくなる。According to the present invention, since the first layer made of mercury, cadmium and tellurium crystals is provided, the light receiving portion (third layer)
The stray light from the back side of the first layer is absorbed by the first layer, and there is no possibility of generating a pseudo signal due to the stray light.
【0014】また、受光部となる第3層の主表面両側部
にコンタクト電極を形成するに際して、導体からなる遮
蔽膜を形成する場合のようにコンタクト電極間が短絡す
る恐れがない。Further, when the contact electrodes are formed on both sides of the main surface of the third layer which becomes the light receiving portion, there is no possibility of short-circuiting between the contact electrodes as in the case of forming the shielding film made of a conductor.
【0015】さらに、水銀・カドミウム・テルル結晶か
らなる第1層及び第3層間にカドミウム・テルル結晶か
らなる第2層を介在させているので、第1層及び第3層
における水銀とカドミウムの組成比を異ならせる場合
に、第1層及び第3層における組成比を所望の値に設定
することができる。Further, since the second layer made of the cadmium tellurium crystal is interposed between the first layer made of the mercury cadmium tellurium crystal and the third layer, the composition of mercury and cadmium in the first layer made the third layer. When the ratio is made different, the composition ratio in the first layer and the third layer can be set to a desired value.
【0016】このように本発明によると、迷光による疑
似信号が生じにくく且つ製造歩留りが良好な赤外線検知
素子の提供が可能になる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an infrared detecting element in which a pseudo signal due to stray light is unlikely to occur and which has a good manufacturing yield.
【0017】[0017]
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図1は本発
明の実施例を示す赤外線検知素子の構成図である。全図
を通して同一符号は同一対象物を表す。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of an infrared detection element showing an embodiment of the present invention. The same reference numeral represents the same object throughout the drawings.
【0018】2はカドミウム・テルルのバルク結晶或い
はカドミウム・テルル及びサファイアの複合基板からな
る支持基板であり、この支持基板2上には水銀・カドミ
ウム・テルル結晶からなる第1層14が形成されてい
る。Reference numeral 2 denotes a supporting substrate made of a cadmium-tellurium bulk crystal or a composite substrate of cadmium-tellurium and sapphire. On the supporting substrate 2, a first layer 14 made of mercury-cadmium-tellurium crystal is formed. There is.
【0019】第1層14上には、カドミウム・テルル結
晶からなる第2層16が形成され、この第2層16上に
は水銀・カドミウム・テルル結晶からなる第3層(受光
部)4が形成されている。A second layer 16 made of cadmium-tellurium crystal is formed on the first layer 14, and a third layer (light-receiving portion) 4 made of mercury-cadmium-tellurium crystal is formed on the second layer 16. Has been formed.
【0020】6は第3層4に電流を流すためのコンタク
ト電極であり、このコンタクト電極6は第2層16上の
第3層4の両側に一対設けられている。8はコンタクト
電極6を外部回路と接続するためのリード線である。Reference numeral 6 denotes a contact electrode for passing a current through the third layer 4, and a pair of contact electrodes 6 are provided on the second layer 16 on both sides of the third layer 4. Reference numeral 8 is a lead wire for connecting the contact electrode 6 to an external circuit.
【0021】水銀・カドミウム・テルル結晶における水
銀とカドミウムの組成比を(1−x):xとするとき
に、第1層14においてはxが0.1以下となるように
される。また、第3層4におけるxは受光すべき赤外線
の波長に応じて設定される。When the composition ratio of mercury to cadmium in the mercury-cadmium-tellurium crystal is (1-x): x, x in the first layer 14 is set to 0.1 or less. Further, x in the third layer 4 is set according to the wavelength of infrared rays to be received.
【0022】例えば受光すべき赤外線の波長が3乃至5
μmの帯域のものである場合には、xは約0.3に設定
され、受光すべき赤外線の波長が10μm帯である場合
には、xは約0.2に設定される。For example, the wavelength of infrared rays to be received is 3 to 5
In the case of the band of μm, x is set to about 0.3, and when the wavelength of infrared rays to be received is in the band of 10 μm, x is set to about 0.2.
【0023】図2は組成をパラメータとして透過率と波
長の関係を模式的に表す図である。図において縦軸は透
過率であり、横軸は波長である。符号18はx=0.1
である場合の特性を表し、符号20はx=0.2である
場合の特性を表し、符号22はx=0.3である場合の
特性を表している。また、符号24はカドミウム・テル
ル結晶(x=1.0の場合に相当)についての特性を表
している。FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the transmittance and the wavelength with the composition as a parameter. In the figure, the vertical axis represents the transmittance and the horizontal axis represents the wavelength. Reference numeral 18 is x = 0.1
The reference numeral 20 represents the characteristic when x = 0.2, and the reference numeral 22 represents the characteristic when x = 0.3. Reference numeral 24 represents the characteristics of the cadmium tellurium crystal (corresponding to the case of x = 1.0).
【0024】図2から明らかなように、例えばカドミウ
ム・テルル結晶からなる支持基板2は、3乃至10μm
帯の受光すべき赤外線に対して透明であるから、素子の
側面から入射した赤外線は迷光となり得る。As is apparent from FIG. 2, the supporting substrate 2 made of, for example, cadmium tellurium crystal has a thickness of 3 to 10 μm.
Since the band is transparent to the infrared light to be received, the infrared light incident from the side surface of the element can become stray light.
【0025】本実施例においては、支持基板2と受光部
4の間にx≒0.1を満足する組成比の水銀・カドミウ
ム・テルル結晶からなる第1層14を設けているので、
受光すべき赤外線の波長に相当する波長の迷光は支持基
板2の側から第1層14の側に侵入したときに、速やか
に減衰し、従って、迷光による疑似信号が殆ど生じな
い。In the present embodiment, since the first layer 14 made of mercury / cadmium / tellurium crystal having a composition ratio satisfying x≈0.1 is provided between the supporting substrate 2 and the light receiving portion 4,
Stray light having a wavelength corresponding to the wavelength of infrared rays to be received is rapidly attenuated when entering the first layer 14 side from the supporting substrate 2 side, and thus a pseudo signal due to stray light is hardly generated.
【0026】受光部におけるxを0.2乃至0.3の範
囲に設定して実用的な赤外線検知素子を実現する場合に
は、第1層におけるxを0.1以下に設定することによ
って、迷光による疑似信号の発生を有効に防止すること
ができる。When a practical infrared detecting element is realized by setting x in the light receiving portion in the range of 0.2 to 0.3, x in the first layer is set to 0.1 or less, It is possible to effectively prevent generation of a pseudo signal due to stray light.
【0027】図3は本実施例における赤外線検知素子の
製造プロセスを説明するための図である。まず、図3
(A)に示すように、少なくとも結晶成長面にカドミウ
ム・テルル結晶が露出した支持基板2上に、液相エピタ
キシャル成長法によりxが1又はそれよりも小さくなる
ような組成比を満足するように水銀・カドミウム・テル
ル結晶からなる第1層14を形成する。FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing process of the infrared detecting element in this embodiment. First, FIG.
As shown in (A), at least on the supporting substrate 2 in which the cadmium-tellurium crystal is exposed on the crystal growth surface, mercury is used so as to satisfy a composition ratio such that x becomes 1 or smaller by the liquid phase epitaxial growth method. Forming a first layer 14 of cadmium tellurium crystals.
【0028】ここで、液相エピタキシャル成長法という
のは、結晶の成分元素を溶質とした溶液を高温で支持基
板に接触させた後、次第に温度を下げ所要の組成比の結
晶を支持基板上に析出成長させるようにした方法であ
る。Here, the liquid phase epitaxial growth method is a method in which a solution in which a component element of a crystal is a solute is brought into contact with a supporting substrate at a high temperature, and then the temperature is gradually lowered to deposit a crystal having a required composition ratio on the supporting substrate. It is a method of growing.
【0029】次いで、図3(B)に示すように、第1層
14上に、有機金属化学的気相析出法(MOCVD法)
によりカドミウム・テルル結晶からなる第2層16を形
成する。MOCVD法におけるカドミウムのソースとし
てはジメチルカドミウム(DMCd)を用いることがで
き、テルルのソースとしてはジエチルテルル(DET
e)を用いることができる。Next, as shown in FIG. 3B, a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) is applied to the first layer 14.
Thus, the second layer 16 made of cadmium tellurium crystal is formed. Dimethylcadmium (DMCd) can be used as a source of cadmium in the MOCVD method, and diethyl tellurium (DET) can be used as a source of tellurium.
e) can be used.
【0030】第2層16が厚すぎるとこの第2層で迷光
が生じる恐れがあるので、第2層16は第1層14等に
比べて十分薄いことが望ましい。その後、図3(C)に
示すように、第2層16上に、液相エピタキシャル成長
法により、受光すべき赤外線の波長に応じてxが設定さ
れた水銀・カドミウム・テルル結晶からなる第3層4′
を形成する。If the second layer 16 is too thick, stray light may occur in this second layer, so it is desirable that the second layer 16 be sufficiently thinner than the first layer 14 and the like. After that, as shown in FIG. 3C, a third layer made of a mercury-cadmium-tellurium crystal in which x is set according to the wavelength of infrared rays to be received by the liquid phase epitaxial growth method on the second layer 16. 4 '
To form.
【0031】そして、図3(D)に示すように、第3層
4′をエッチング等により成形してこれを所定形状の受
光部4とした後、コンタクト電極6その他必要に応じて
アパーチャ等を形成する。Then, as shown in FIG. 3D, the third layer 4'is formed by etching or the like to form the light receiving portion 4 having a predetermined shape, and then the contact electrode 6 and other apertures are formed as necessary. Form.
【0032】この実施例による場合、第1層14及び第
3層4′を形成するための液相エピタキシャル成長法は
一般に500℃以上の温度で実施されるのに対して、第
2層16を形成するためのMOCVD法は300℃以下
の比較的低温下で実施することができるので、ヘテロ界
面近傍における結晶組成比が不安定になる恐れがなく、
所要の組成比の第1層14及び第3層4′を得ることが
できる。また、コンタクト電極6を形成するに際して、
その短絡について殆ど考慮する必要がないので、製造歩
留りが向上する。According to this embodiment, the liquid phase epitaxial growth method for forming the first layer 14 and the third layer 4'is generally carried out at a temperature of 500 ° C. or higher, while the second layer 16 is formed. Since the MOCVD method for achieving the above can be performed at a relatively low temperature of 300 ° C. or lower, there is no fear that the crystal composition ratio in the vicinity of the hetero interface becomes unstable,
The first layer 14 and the third layer 4'having a required composition ratio can be obtained. Further, when forming the contact electrode 6,
Since the short circuit need not be considered at all, the manufacturing yield is improved.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
迷光による疑似信号が生じにくく、しかも製造歩留りが
良好な赤外線検知素子の実現が可能になるという効果を
奏する。As described above, according to the present invention,
The pseudo signal due to stray light is less likely to be generated, and the infrared detecting element having a good manufacturing yield can be realized.
【図1】本発明の実施例を示す赤外線検知素子の構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram of an infrared detection element showing an embodiment of the present invention.
【図2】水銀・カドミウム・テルル結晶における組成を
パラメータとした波長特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing wavelength characteristics with a composition of a mercury-cadmium-tellurium crystal as a parameter.
【図3】本発明の実施例を示す赤外線検知素子の製造プ
ロセスを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the infrared detection element showing the embodiment of the present invention.
【図4】従来技術の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional technique.
2 支持基板 4 第3層(受光部) 6 コンタクト電極 14 第1層 16 第2層 2 Support substrate 4 3rd layer (light receiving part) 6 Contact electrode 14 1st layer 16 2nd layer
Claims (3)
第1層(14)と、カドミウム・テルル結晶からなる第2層
(16)と、水銀・カドミウム・テルル結晶からなる第3層
(4) とを素子裏面側からこの順に積層し、 上記第3層(4) を受光部としたことを特徴とする赤外線
検知素子。1. A first layer (14) comprising a mercury-cadmium-tellurium crystal and a second layer comprising a cadmium-tellurium crystal.
Third layer consisting of (16) and mercury, cadmium and tellurium crystals
(4) is laminated in this order from the back side of the element, and the third layer (4) is used as a light-receiving portion, which is an infrared detecting element.
水銀とカドミウムの組成比を(1−x):xとするとき
に、上記第1層においてはxは0.1以下であり、上記
第3層においてはxは0.2乃至0.3の範囲にあるこ
とを特徴とする請求項1に記載の赤外線検知素子。2. When the composition ratio of mercury and cadmium in the mercury-cadmium-tellurium crystal is (1-x): x, x in the first layer is 0.1 or less, and the third layer is the third layer. 2. In the infrared detection element according to claim 1, wherein x is in the range of 0.2 to 0.3.
ドミウム・テルル結晶及びサファイアからなる支持基板
(2) のカドミウム・テルル結晶面上に液相エピタキシャ
ル成長法により水銀・カドミウム・テルル結晶からなる
第1層(14)を形成するステップと、 該第1層上に有機金属化学的気相析出法によりカドミウ
ム・テルル結晶からなる第2層(16)を形成するステップ
と、 該第2層上に液相エピタキシャル成長法により水銀・カ
ドミウム・テルル結晶からなる第3層(4′) を形成する
ステップとを含むことを特徴とする赤外線検知素子の製
造方法。3. A supporting substrate comprising a cadmium tellurium crystal or a cadmium tellurium crystal and sapphire.
(2) a step of forming a first layer (14) composed of a mercury-cadmium-tellurium crystal on the cadmium-tellurium crystal plane by a liquid phase epitaxial growth method, and a metal organic chemical vapor deposition method on the first layer A step of forming a second layer (16) made of a cadmium tellurium crystal, and a step of forming a third layer (4 ′) made of a mercury cadmium tellurium crystal on the second layer by a liquid phase epitaxial growth method. A method for manufacturing an infrared detecting element, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3291516A JPH05129646A (en) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Infrared detector and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3291516A JPH05129646A (en) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Infrared detector and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05129646A true JPH05129646A (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=17769907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3291516A Withdrawn JPH05129646A (en) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Infrared detector and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05129646A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2004090487A1 (en) * | 2003-03-26 | 2006-07-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Optical sensor for detecting light from multiple directions, portable communication device, and display method |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP3291516A patent/JPH05129646A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2004090487A1 (en) * | 2003-03-26 | 2006-07-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Optical sensor for detecting light from multiple directions, portable communication device, and display method |
JP4767013B2 (en) * | 2003-03-26 | 2011-09-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Optical sensor |
US9772221B2 (en) | 2003-03-26 | 2017-09-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Multidirectional photodetector, a portable communication tool having thereof and a method of displaying |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |