JPH05304169A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 2種類の異なる拡散層を形成する際のマスク
工程を削減した半導体装置の製造方法を得る。 【構成】 半導体基板1の上に所要厚さのマスク材3を
形成する工程と、このマスク材3には第1イオン注入層
に相当する領域はマスク材の厚さに対して開口寸法の小
さな複数の第1の開口20を形成する一方、第2イオン
注入層に相当する領域は略全領域にわたって第2の開口
19を形成する工程と、第1の開口20に対して半導体
基板1が露呈されない角度でイオン注入を行う工程と、
第1の開口20に対して半導体基板1が露呈される角度
でイオン注入を行う工程とを含んでいる。
工程を削減した半導体装置の製造方法を得る。 【構成】 半導体基板1の上に所要厚さのマスク材3を
形成する工程と、このマスク材3には第1イオン注入層
に相当する領域はマスク材の厚さに対して開口寸法の小
さな複数の第1の開口20を形成する一方、第2イオン
注入層に相当する領域は略全領域にわたって第2の開口
19を形成する工程と、第1の開口20に対して半導体
基板1が露呈されない角度でイオン注入を行う工程と、
第1の開口20に対して半導体基板1が露呈される角度
でイオン注入を行う工程とを含んでいる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に異なる不純物濃度のイオン注入層を有する半
導体装置の製造方法に関する。
関し、特に異なる不純物濃度のイオン注入層を有する半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、MOS型半導体装置の製造工程に
於いて、半導体表面の2箇所に各々別の濃度の不純物を
イオン注入法により導入しようとすると、2回のマスク
工程が必要となる。例えば、図3にMOS型半導体記憶
装置の製造方法を例を示す。先ず、図3(a)のよう
に、半導体基板1上に第1絶縁膜2として、熱酸化法に
より 400Å程度の酸化膜を形成した後、フォトレジスト
3Aを形成して所定の領域を開口し、このフォトレジス
ト3Aをマスクとして第1イオン注入を行い、第1注入
層4を形成する。
於いて、半導体表面の2箇所に各々別の濃度の不純物を
イオン注入法により導入しようとすると、2回のマスク
工程が必要となる。例えば、図3にMOS型半導体記憶
装置の製造方法を例を示す。先ず、図3(a)のよう
に、半導体基板1上に第1絶縁膜2として、熱酸化法に
より 400Å程度の酸化膜を形成した後、フォトレジスト
3Aを形成して所定の領域を開口し、このフォトレジス
ト3Aをマスクとして第1イオン注入を行い、第1注入
層4を形成する。
【0003】次いで、図3(b)のように、前記フォト
レジスト3Aを除去した後に改めてフォトレジスト3B
を形成して所定の領域を開口し、フォトレジスト3Bを
マスクとして第2イオン注入を行い、第2注入層5を形
成する。そして、フォトレジスト3Bを除去した後に、
高温の例えば1200℃の熱処理を行い、図3(c)のよう
に、第1ウェル拡散層6及び第2ウェル拡散層7を形成
する。しかる後、図3(d)のように、素子分離領域8
を形成した後、第2ウェル拡散層7には第1ゲート絶縁
膜17、浮遊ゲート12、第2ゲート絶縁膜18、制御
ゲート13、拡散層10を形成してMOS型記憶素子を
形成し、第1ウェル拡散層6には第3ゲート絶縁膜1
1、ゲート9、拡散層10を形成してMOSトランジス
タを構成し、かつ全面に層間絶縁膜14、電極配線1
5、カバー絶縁膜16を順次形成し、半導体記憶装置を
形成する。
レジスト3Aを除去した後に改めてフォトレジスト3B
を形成して所定の領域を開口し、フォトレジスト3Bを
マスクとして第2イオン注入を行い、第2注入層5を形
成する。そして、フォトレジスト3Bを除去した後に、
高温の例えば1200℃の熱処理を行い、図3(c)のよう
に、第1ウェル拡散層6及び第2ウェル拡散層7を形成
する。しかる後、図3(d)のように、素子分離領域8
を形成した後、第2ウェル拡散層7には第1ゲート絶縁
膜17、浮遊ゲート12、第2ゲート絶縁膜18、制御
ゲート13、拡散層10を形成してMOS型記憶素子を
形成し、第1ウェル拡散層6には第3ゲート絶縁膜1
1、ゲート9、拡散層10を形成してMOSトランジス
タを構成し、かつ全面に層間絶縁膜14、電極配線1
5、カバー絶縁膜16を順次形成し、半導体記憶装置を
形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の製造方法に
於けるイオン注入工程では、2種類の濃度の異なる拡散
層を形成する場合には、2度のフォトリソグラフィ(写
真蝕刻)工程が必要となり、半導体装置の製造期間が長
期化すると言う問題があった。又、従来では、MOSト
ランジスタのソースとドレインの不純物分布を非対称に
する為に、ゲート電極形成後に、ある注入角度,注入量
で第1イオン注入を行い、また別の注入角度,注入量で
第2イオン注入を行ってMOSトランジスタのソース,
ドレインとする方法が提案されている(例えば、特開昭
63−184365)。
於けるイオン注入工程では、2種類の濃度の異なる拡散
層を形成する場合には、2度のフォトリソグラフィ(写
真蝕刻)工程が必要となり、半導体装置の製造期間が長
期化すると言う問題があった。又、従来では、MOSト
ランジスタのソースとドレインの不純物分布を非対称に
する為に、ゲート電極形成後に、ある注入角度,注入量
で第1イオン注入を行い、また別の注入角度,注入量で
第2イオン注入を行ってMOSトランジスタのソース,
ドレインとする方法が提案されている(例えば、特開昭
63−184365)。
【0005】しかしながら、この方法では、ソースとド
レイン共に2度のイオン注入が行われる為、ソースとド
レインの不純物分布を変える事は出来るが不純物濃度を
変える事は出来ない。又、所定の領域のソース、所定の
領域のドレインの不純物濃度を変えようとすると当然の
事ながら、2度のフォトリソグラフィ工程が必要とな
り、半導体装置の製造期間が長期化してしまう。本発明
の目的は、2種類の異なる拡散層を形成する際のマスク
工程を削減した半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
レイン共に2度のイオン注入が行われる為、ソースとド
レインの不純物分布を変える事は出来るが不純物濃度を
変える事は出来ない。又、所定の領域のソース、所定の
領域のドレインの不純物濃度を変えようとすると当然の
事ながら、2度のフォトリソグラフィ工程が必要とな
り、半導体装置の製造期間が長期化してしまう。本発明
の目的は、2種類の異なる拡散層を形成する際のマスク
工程を削減した半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に所要厚さのマスク材を形成する工程と、このマスク材
には第1イオン注入層に相当する領域はマスク材の厚さ
に対して開口寸法の小さな複数の第1の開口を形成する
一方、第2イオン注入層に相当する領域は略全領域にわ
たって第2の開口を形成する工程と、第1の開口に対し
て半導体基板が露呈されない角度でイオン注入を行う工
程と、第1の開口に対して半導体基板が露呈される角度
でイオン注入を行う工程とを含んでいる。例えば、マス
ク材の厚さをH,半導体基板の法線方向に対するイオン
注入角度をθ1(θ1≠0°)とした時に、第2の開口
は短辺の長さをA1として(H/A1)< tan(90°−
θ1)の関係に設定し、第1の開口は開口部の対角線の
長さをB3として、(H/B3)> tan(90°−θ1)
の関係となるように設定し、角度θ1で前記半導体基板
を法線方向を軸に回転させながらイオン注入を行い、第
1の開口の短辺の長さをB1として(H/B1)< tan
(90°−θ2)となる角度θ2で、前記半導体基板を法
線方向を軸に回転させながらイオン注入を行う。
に所要厚さのマスク材を形成する工程と、このマスク材
には第1イオン注入層に相当する領域はマスク材の厚さ
に対して開口寸法の小さな複数の第1の開口を形成する
一方、第2イオン注入層に相当する領域は略全領域にわ
たって第2の開口を形成する工程と、第1の開口に対し
て半導体基板が露呈されない角度でイオン注入を行う工
程と、第1の開口に対して半導体基板が露呈される角度
でイオン注入を行う工程とを含んでいる。例えば、マス
ク材の厚さをH,半導体基板の法線方向に対するイオン
注入角度をθ1(θ1≠0°)とした時に、第2の開口
は短辺の長さをA1として(H/A1)< tan(90°−
θ1)の関係に設定し、第1の開口は開口部の対角線の
長さをB3として、(H/B3)> tan(90°−θ1)
の関係となるように設定し、角度θ1で前記半導体基板
を法線方向を軸に回転させながらイオン注入を行い、第
1の開口の短辺の長さをB1として(H/B1)< tan
(90°−θ2)となる角度θ2で、前記半導体基板を法
線方向を軸に回転させながらイオン注入を行う。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例を製造工程順に示す図であ
り、特に同図(a),(c),(d),(e)は、同図
(b)のA−A線に沿う断面図である。先ず、図1
(a)のように、半導体基板1上に第1絶縁膜2として
例えば熱酸化法により酸化膜を 400Å程度形成し、フォ
トレジスト3を膜厚Hの厚さで形成し、図1(b)のよ
うに、開口部の短辺の長さがA1の比較的に大きな開口
19と、開口部の短辺の長さがB1,対角線の長さがB
3の比較的に小さな開口20を形成する。
る。図1は本発明の一実施例を製造工程順に示す図であ
り、特に同図(a),(c),(d),(e)は、同図
(b)のA−A線に沿う断面図である。先ず、図1
(a)のように、半導体基板1上に第1絶縁膜2として
例えば熱酸化法により酸化膜を 400Å程度形成し、フォ
トレジスト3を膜厚Hの厚さで形成し、図1(b)のよ
うに、開口部の短辺の長さがA1の比較的に大きな開口
19と、開口部の短辺の長さがB1,対角線の長さがB
3の比較的に小さな開口20を形成する。
【0008】そして、半導体基板1を法線方向を軸に回
転させながら角度θ1(θ1≠0°)で第1イオン注入
を行う。ここで、A1>H/ tan(90°−θ1),B3
<H/ tan(90°−θ1)と設定する事により、開口2
0では半導体基板1がイオン注入方向に露呈されず、開
口19では露呈されるため、開口19にのみ第1注入層
4を形成する事ができる。例えば、H= 1.5μm,θ1
=45°とするとA1>1.5μm,B3< 1.5μmとな
る。
転させながら角度θ1(θ1≠0°)で第1イオン注入
を行う。ここで、A1>H/ tan(90°−θ1),B3
<H/ tan(90°−θ1)と設定する事により、開口2
0では半導体基板1がイオン注入方向に露呈されず、開
口19では露呈されるため、開口19にのみ第1注入層
4を形成する事ができる。例えば、H= 1.5μm,θ1
=45°とするとA1>1.5μm,B3< 1.5μmとな
る。
【0009】続いて、フォトレジスト3を残したまま
で、図1(c)のように、第2イオン注入を tan(90°
−θ2)>H/B1となる角度θ2で半導体基板1を法
線方向を軸に回転させながら行うことで、開口19,2
0の双方に対してイオン注入ができ、第2注入層5を形
成する。例えば、B1= 1.0μmとするとθ2<33.6°
となる。この後、高温の熱処理を例えば、1200℃程度で
行い、図1(d)のように、不純物濃度の異なる2つの
第1ウェル拡散層6及び第2ウェル拡散層7を形成す
る。
で、図1(c)のように、第2イオン注入を tan(90°
−θ2)>H/B1となる角度θ2で半導体基板1を法
線方向を軸に回転させながら行うことで、開口19,2
0の双方に対してイオン注入ができ、第2注入層5を形
成する。例えば、B1= 1.0μmとするとθ2<33.6°
となる。この後、高温の熱処理を例えば、1200℃程度で
行い、図1(d)のように、不純物濃度の異なる2つの
第1ウェル拡散層6及び第2ウェル拡散層7を形成す
る。
【0010】その後、図1(e)のように、素子分離絶
縁膜8を形成した後、第2ウェル拡散層7に、第1ゲー
ト絶縁膜17、浮遊ゲート12、第2ゲート絶縁膜1
8、制御ゲート13、拡散層10を形成してMOS型記
憶素子を形成する。又、第1ウェル拡散層6に第3ゲー
ト絶縁膜11、ゲート9、拡散層10を形成してMOS
トランジスタを形成する。更に、全面に層間絶縁膜1
4、電極配線15、カバー絶縁膜16を順次形成し、半
導体装置を形成する。以上の様に、本発明では、マスク
材としてのフォトレジストに、大きさの異なる2種類の
開口領域を形成し、角度の異なる2回のイオン注入を行
う事により、1回のフォトリソグラフィ工程で不純物濃
度の異なる2種類の拡散層を形成出来る。
縁膜8を形成した後、第2ウェル拡散層7に、第1ゲー
ト絶縁膜17、浮遊ゲート12、第2ゲート絶縁膜1
8、制御ゲート13、拡散層10を形成してMOS型記
憶素子を形成する。又、第1ウェル拡散層6に第3ゲー
ト絶縁膜11、ゲート9、拡散層10を形成してMOS
トランジスタを形成する。更に、全面に層間絶縁膜1
4、電極配線15、カバー絶縁膜16を順次形成し、半
導体装置を形成する。以上の様に、本発明では、マスク
材としてのフォトレジストに、大きさの異なる2種類の
開口領域を形成し、角度の異なる2回のイオン注入を行
う事により、1回のフォトリソグラフィ工程で不純物濃
度の異なる2種類の拡散層を形成出来る。
【0011】本発明の他の実施例を図2に示す。同図
(a),(c),(d),(e)は同図(b)のB−B
線に沿う断面図を示している。先ず、図2(a)のよう
に、例えばP型不純物を含有した半導体基板1上に、第
1ゲート絶縁膜17として熱酸化法により膜厚50Å〜 2
00Å程度の熱酸化膜を形成し、その上に浮遊ゲート1
2、第2ゲート絶縁膜18、制御ゲート13を順次形成
する。更に、この上にフォトレジスト3を膜厚Hの厚さ
で形成した上で、図2(b)のように、開口部の短辺の
長さがA1の比較的に大きな開口領域19と、開口部の
短辺の長さがB1,対角線の長さがB3の比較的に小さ
な開口領域20を形成する。
(a),(c),(d),(e)は同図(b)のB−B
線に沿う断面図を示している。先ず、図2(a)のよう
に、例えばP型不純物を含有した半導体基板1上に、第
1ゲート絶縁膜17として熱酸化法により膜厚50Å〜 2
00Å程度の熱酸化膜を形成し、その上に浮遊ゲート1
2、第2ゲート絶縁膜18、制御ゲート13を順次形成
する。更に、この上にフォトレジスト3を膜厚Hの厚さ
で形成した上で、図2(b)のように、開口部の短辺の
長さがA1の比較的に大きな開口領域19と、開口部の
短辺の長さがB1,対角線の長さがB3の比較的に小さ
な開口領域20を形成する。
【0012】そして、第1イオン注入として例えば、基
板と同一導電型の不純物ボロンを、半導体基板1を法線
方向を軸に回転させながら角度θ1(θ1≠0°)で注
入する。ここで、A1>H/ tan(90°−θ1),B3
<H/ tan(90°−θ1)と認定する事により開口領域
19にのみ第1注入層4を形成する事が出来る。例え
ば、H= 1.5μm,θ1=45°とするとA1> 1.5μ
m,B3< 1.5μmを満たせば実現出来ることになる。
板と同一導電型の不純物ボロンを、半導体基板1を法線
方向を軸に回転させながら角度θ1(θ1≠0°)で注
入する。ここで、A1>H/ tan(90°−θ1),B3
<H/ tan(90°−θ1)と認定する事により開口領域
19にのみ第1注入層4を形成する事が出来る。例え
ば、H= 1.5μm,θ1=45°とするとA1> 1.5μ
m,B3< 1.5μmを満たせば実現出来ることになる。
【0013】続いて、図2(c)のように、フォトレジ
スト3を残したままで、第2イオン注入として、半導体
基板1と反対導電型の不純物ヒ素を、 tan(90°−θ
2)>H/B1となる角度θ2で半導体基板1を法線方
向を軸として回転させながら注入し、第2注入層5を形
成する。次いで、熱処理を例えば 800℃〜 900℃で行
い、図2(d)のように、ドレイン拡散層5A及びソー
ス拡散層5Bを形成する。この後、図2(e)のよう
に、層間絶縁膜14、電極配線15、カバー絶縁膜16
を順次形成しMOS型半導体記憶素子を形成する。この
実施例においても、マスク材としてのフォトレジスト
に、大きさの異なる2種類の開口領域を形成し、角度の
異なる2回のイオン注入を行う事により、1回のフォト
リソグラフィ工程だけで、所定の領域のドレイン拡散層
とソース拡散層の不純物分布を異なる状態に設定出来
る。
スト3を残したままで、第2イオン注入として、半導体
基板1と反対導電型の不純物ヒ素を、 tan(90°−θ
2)>H/B1となる角度θ2で半導体基板1を法線方
向を軸として回転させながら注入し、第2注入層5を形
成する。次いで、熱処理を例えば 800℃〜 900℃で行
い、図2(d)のように、ドレイン拡散層5A及びソー
ス拡散層5Bを形成する。この後、図2(e)のよう
に、層間絶縁膜14、電極配線15、カバー絶縁膜16
を順次形成しMOS型半導体記憶素子を形成する。この
実施例においても、マスク材としてのフォトレジスト
に、大きさの異なる2種類の開口領域を形成し、角度の
異なる2回のイオン注入を行う事により、1回のフォト
リソグラフィ工程だけで、所定の領域のドレイン拡散層
とソース拡散層の不純物分布を異なる状態に設定出来
る。
【0014】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、イオン注入
のマスクとなるフォトレジストに大きさの異なる2つの
開口領域を設け、小さい開口においては半導体基板が露
呈されない角度でのイオン注入を行い、その後小さい開
口においても半導体基板が露呈される角度でのイオン注
入を行うことにより、1度のフォトリソグラフィ工程に
より、濃度分布の異なる2種類の拡散層を、所定の領域
に形成出来るという効果を有する。
のマスクとなるフォトレジストに大きさの異なる2つの
開口領域を設け、小さい開口においては半導体基板が露
呈されない角度でのイオン注入を行い、その後小さい開
口においても半導体基板が露呈される角度でのイオン注
入を行うことにより、1度のフォトリソグラフィ工程に
より、濃度分布の異なる2種類の拡散層を、所定の領域
に形成出来るという効果を有する。
【図1】本発明の一実施例を製造工程順に示す図であ
る。
る。
【図2】本発明の他の実施例を製造工程順に示す図であ
る。
る。
【図3】従来の製造方法を製造工程順に示す図である。
1 半導体基板 3 フォトレジスト 4 第1注入層 5 第2注入層 6 第1ウェル拡散層 7 第2ウェル拡散層 19 開口(大きな開口) 20 開口(小さな開口)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/788 29/792 8617−4M H01L 21/265 L 29/78 371
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板に対して異なる濃度の第1イ
オン注入層と第2イオン注入層を形成するに際し、半導
体基板上に所要厚さのマスク材を形成する工程と、前記
マスク材には第1イオン注入層に相当する領域はマスク
材の厚さに対して開口寸法の小さな複数の第1の開口を
形成する一方、第2イオン注入層に相当する領域は略全
領域にわたって第2の開口を形成する工程と、第1の開
口に対して半導体基板が露呈されない角度でイオン注入
を行う工程と、第1の開口に対して半導体基板が露呈さ
れる角度でイオン注入を行う工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 マスク材の厚さをH,半導体基板の法線
方向に対するイオン注入角度をθ1(θ1≠0°)とし
た時に、第2の開口は短辺の長さをA1として(H/A
1)< tan(90°−θ1)の関係に設定し、第1の開口
は開口部の対角線の長さをB3として、(H/B3)>
tan(90°−θ1)の関係となるように設定し、角度θ
1で前記半導体基板を法線方向を軸に回転させながらイ
オン注入を行い、第1の開口の短辺の長さをB1として
(H/B1)< tan(90°−θ2)となる角度θ2で、
前記半導体基板を法線方向を軸に回転させながらイオン
注入を行う請求項1の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13451292A JPH05304169A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13451292A JPH05304169A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05304169A true JPH05304169A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15130062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13451292A Pending JPH05304169A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05304169A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997005649A1 (de) * | 1995-07-25 | 1997-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung eines selbstjustierten kontaktes und eines dotierten bereichs |
EP0696059A3 (en) * | 1994-08-03 | 2001-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having trenches and method of forming trenches |
JP2004071664A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
DE102004009521A1 (de) * | 2004-02-27 | 2005-09-15 | Austriamicrosystems Ag | Hochvolt-PMOS-Transistor |
US7315062B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-01-01 | Eudyna Devices Inc. | Semiconductor device, mask for impurity implantation, and method of fabricating the semiconductor device |
JP2011171603A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Oki Semiconductor Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP13451292A patent/JPH05304169A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0696059A3 (en) * | 1994-08-03 | 2001-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having trenches and method of forming trenches |
EP1569265A2 (en) * | 1994-08-03 | 2005-08-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having trenches and method of forming trenches |
EP1569265A3 (en) * | 1994-08-03 | 2008-06-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having trenches and method of forming trenches |
WO1997005649A1 (de) * | 1995-07-25 | 1997-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung eines selbstjustierten kontaktes und eines dotierten bereichs |
JP2004071664A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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US7663203B2 (en) | 2004-02-27 | 2010-02-16 | Austriamicrosystems Ag | High-voltage PMOS transistor |
DE102004009521B4 (de) * | 2004-02-27 | 2020-06-10 | Austriamicrosystems Ag | Hochvolt-PMOS-Transistor, Maske zur Herstellung einer Wanne und Verfahren zur Herstellung eines Hochvolt-PMOS-Transistors |
US7315062B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-01-01 | Eudyna Devices Inc. | Semiconductor device, mask for impurity implantation, and method of fabricating the semiconductor device |
JP2011171603A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Oki Semiconductor Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
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