JPS5837967A - Mis型半導体装置の製造方法 - Google Patents
Mis型半導体装置の製造方法Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
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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】
本発明はMIB型半導体装置へ製造方法の改良に関する
。
。
従来、MOa型半導体装置は以下に述べるような方法に
よって製造されている。まず、第1導電型の半導体基板
を選択的に酸化して素子領域形成予定部を電気的に分離
するためのフィールド酸化膜を形成する。次に、素子領
域形成予定部にシリコン酸化膜を形成した後、このシリ
コン酸化膜上に?−)電極を選択的に形成する。
よって製造されている。まず、第1導電型の半導体基板
を選択的に酸化して素子領域形成予定部を電気的に分離
するためのフィールド酸化膜を形成する。次に、素子領
域形成予定部にシリコン酸化膜を形成した後、このシリ
コン酸化膜上に?−)電極を選択的に形成する。
つづいて、該f−)電極をマスクとして前記シリコン酸
化膜をエツチング除去して、r−)酸化膜を形成し念後
、該f−)電極およびフィルド酸化膜をマスクとして第
2導電型の不純物をイオン注入し、活性化熱処理を施し
てソース、ドレイン領域を形成し、MOB型半導体装置
を製造する。
化膜をエツチング除去して、r−)酸化膜を形成し念後
、該f−)電極およびフィルド酸化膜をマスクとして第
2導電型の不純物をイオン注入し、活性化熱処理を施し
てソース、ドレイン領域を形成し、MOB型半導体装置
を製造する。
上述した製造方法において、高集積化の要請に従いMO
8型半導体装置を微細化するためKは、ソース、ドレイ
ン領域の不純物の拡散深さを浅くしてチャネルのシ1−
ト化を防止することが必要である。なお、チャネルのシ
1−ト化は、閾値電圧の低下およびドレイン耐圧の低下
を招く。しかしながら、不純物の拡散深さを浅くしすぎ
ると、ソース、ドレイン領域の抵抗が大きくなるととも
に、ソース、ドレインの取出し電極との接触抵抗も増大
するため、装置の高速動作化の障害となる。
8型半導体装置を微細化するためKは、ソース、ドレイ
ン領域の不純物の拡散深さを浅くしてチャネルのシ1−
ト化を防止することが必要である。なお、チャネルのシ
1−ト化は、閾値電圧の低下およびドレイン耐圧の低下
を招く。しかしながら、不純物の拡散深さを浅くしすぎ
ると、ソース、ドレイン領域の抵抗が大きくなるととも
に、ソース、ドレインの取出し電極との接触抵抗も増大
するため、装置の高速動作化の障害となる。
本発明は、前記欠点を解消するためになされたものであ
り、ソース、ドレイン領域において、?−)電極近傍で
は不純物の拡散深さを浅くシ。
り、ソース、ドレイン領域において、?−)電極近傍で
は不純物の拡散深さを浅くシ。
r−ト電極から離れた領域では不純物の拡散深さを深く
することにより、チャネルのシ嘗−ト化を防止するとと
もに、ソース、ドレイン領域の抵抗の低減化を達成した
MIS型半導体装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
することにより、チャネルのシ嘗−ト化を防止するとと
もに、ソース、ドレイン領域の抵抗の低減化を達成した
MIS型半導体装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
すなわち、本願第1の発明は、第1導電型の半導体基板
上に絶縁膜を介して?−)電極を形成する工程と、少な
くともf−)電極周囲に該r−)電極に対して選択エツ
チング性を有する被膜を堆積する工程と、この被膜を異
方性エツチングしてr−ト電極の側端部に被膜を残存さ
せる工程と、この残存被膜およびr−)電極をマスクと
して前記絶縁膜をエツチング除去する工程と、前記残存
被膜を除去した後、第2導電型の不純物を前記基板にイ
オン注入する工程とを具備することを特徴とするもので
ある。
上に絶縁膜を介して?−)電極を形成する工程と、少な
くともf−)電極周囲に該r−)電極に対して選択エツ
チング性を有する被膜を堆積する工程と、この被膜を異
方性エツチングしてr−ト電極の側端部に被膜を残存さ
せる工程と、この残存被膜およびr−)電極をマスクと
して前記絶縁膜をエツチング除去する工程と、前記残存
被膜を除去した後、第2導電型の不純物を前記基板にイ
オン注入する工程とを具備することを特徴とするもので
ある。
また、本願第2の発明は、第1導電型の半導体基板上に
絶縁膜を介してy−ト電極を形成する工程と、少なくと
もr−)電極周囲に該ダート電極に対して選択エツチン
グ性を有する被膜を堆積する工程と、この被膜を異方性
エツチングしてr−)電極の側端部に被膜を残存させ友
後、第2導電型の不純物を前記基板にイオン注入する工
程と、前記残存被膜を除去した後、再度第2導電型の不
純物を前記基板に前記第1回目のイオン注入よシ浅くイ
オン注入する工程とを具備することを特徴とするもので
ある。
絶縁膜を介してy−ト電極を形成する工程と、少なくと
もr−)電極周囲に該ダート電極に対して選択エツチン
グ性を有する被膜を堆積する工程と、この被膜を異方性
エツチングしてr−)電極の側端部に被膜を残存させ友
後、第2導電型の不純物を前記基板にイオン注入する工
程と、前記残存被膜を除去した後、再度第2導電型の不
純物を前記基板に前記第1回目のイオン注入よシ浅くイ
オン注入する工程とを具備することを特徴とするもので
ある。
本願発明に使用されるr−)電極の材料としては、例え
ば多結晶シリコン、アルミニウムあるいはモリブデン、
タングステン等の高融点金属またはモリブデンシリサイ
ド、タングステンシリサイド等の金属硅化物等を挙げる
ことができる。
ば多結晶シリコン、アルミニウムあるいはモリブデン、
タングステン等の高融点金属またはモリブデンシリサイ
ド、タングステンシリサイド等の金属硅化物等を挙げる
ことができる。
本願発明に使用される被膜としては、たとえばCVD
−5io2膜、シリコン窒化膜等の絶縁被膜あるいはA
t、kt合金、その他の金属部ゲート電極に対して選択
エツチング性を有するものであればよい。
−5io2膜、シリコン窒化膜等の絶縁被膜あるいはA
t、kt合金、その他の金属部ゲート電極に対して選択
エツチング性を有するものであればよい。
本願ts1の発明で形成される残存被膜は半導体基板上
の絶縁膜をエツチングする際のマスクとして作用する。
の絶縁膜をエツチングする際のマスクとして作用する。
こうしたエツチング後においては、r−)電極の周辺に
不純物のイオン注入深さを制御する絶縁膜が残存される
。
不純物のイオン注入深さを制御する絶縁膜が残存される
。
また、本願第2の発明で形成される残存被膜は第1回目
の不純物のイオン注入に際して、ゲート電極周辺の基板
に不純物がイオン注入されるのを阻止する役目をする。
の不純物のイオン注入に際して、ゲート電極周辺の基板
に不純物がイオン注入されるのを阻止する役目をする。
このため、残存被膜の除去後の第2回目の不純物のイオ
ン注入においては、r−)電極周辺の基板への不純物の
イオン注入が可能となるため、第2回目のイオン注入条
件をコントロールすることによって、同電極周辺の基板
に形成される不純物領域の深さを自由に調整できる。
ン注入においては、r−)電極周辺の基板への不純物の
イオン注入が可能となるため、第2回目のイオン注入条
件をコントロールすることによって、同電極周辺の基板
に形成される不純物領域の深さを自由に調整できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例1
(1)tず、p型シリコン基板1に選択酸化により素子
領域形成予定部2を電気的に分離するためのフィールド
酸化[5を形成した。つづいて、熱酸化処理を施して、
前記露出した素子領域形成予定部2上にシリコン酸化M
4を成長させた後、全面に例えば多結晶シリコンを堆積
し、)9ターニングしてシリコン酸化膜4上にc−ト電
極5を選択的に形成しぇ(第1図(、)図示)。
領域形成予定部2を電気的に分離するためのフィールド
酸化[5を形成した。つづいて、熱酸化処理を施して、
前記露出した素子領域形成予定部2上にシリコン酸化M
4を成長させた後、全面に例えば多結晶シリコンを堆積
し、)9ターニングしてシリコン酸化膜4上にc−ト電
極5を選択的に形成しぇ(第1図(、)図示)。
(11) 次に、C■法にょシ全面Vcsio2.膜
6tlll積した(第1図(b)図示)、つづいて、反
応性イオンエツチングの雰囲気に@し、5to2II
6の膜厚分もしくはそれより少しオーツぐ−に異方性エ
ツチングすることKよerr−)電極5の側端部に5I
O2e;’を残存させた(第1図(@)図示)、ひきつ
づき、残存SIOg’およびr−)電極5をマスクとし
てシリコン酸化膜イをエツチングして?−ト酸化膜7を
形成した(第1図(d)図示)。。
6tlll積した(第1図(b)図示)、つづいて、反
応性イオンエツチングの雰囲気に@し、5to2II
6の膜厚分もしくはそれより少しオーツぐ−に異方性エ
ツチングすることKよerr−)電極5の側端部に5I
O2e;’を残存させた(第1図(@)図示)、ひきつ
づき、残存SIOg’およびr−)電極5をマスクとし
てシリコン酸化膜イをエツチングして?−ト酸化膜7を
形成した(第1図(d)図示)。。
(iii) 次に、残存81026’を除去した後、
シリコン基板1にn型の不純物として砒素をイオン注入
した。この際、r−)電極50幅よりも広くr−)酸化
gvが形成され、この部分がシリコン基板1へのイオン
注入深さを抑制するので、?−)電極5近傍のシリコン
基板1部分でハfiく、r−計電極5から離れたシリコ
ン基板1部分では深く、それぞれ砒素が導入される(第
1図(・)図示)、。
シリコン基板1にn型の不純物として砒素をイオン注入
した。この際、r−)電極50幅よりも広くr−)酸化
gvが形成され、この部分がシリコン基板1へのイオン
注入深さを抑制するので、?−)電極5近傍のシリコン
基板1部分でハfiく、r−計電極5から離れたシリコ
ン基板1部分では深く、それぞれ砒素が導入される(第
1図(・)図示)、。
Ov) 次に、活性化熱処理を行い、r−)電極5近
傍では浅く、r−)電極5から離れた部分では深いr型
のソース、ドレイン領域8.9を形成した(第1図(f
)図示)。つづいて、常法に従い、全面K CVD −
8102膜を堆積した後、ホトエツチングによりコンタ
クトホールを形成した。
傍では浅く、r−)電極5から離れた部分では深いr型
のソース、ドレイン領域8.9を形成した(第1図(f
)図示)。つづいて、常法に従い、全面K CVD −
8102膜を堆積した後、ホトエツチングによりコンタ
クトホールを形成した。
ひきつづき、At電極形成を行い、nチャネルMO8型
半導体装置を製造した。
半導体装置を製造した。
しかして本発明によれば、?−)電極5の側端部に残存
81026’を形成し、この残存81026’およびダ
ート電極5をマスクとしてシリコン酸化膜イをエツチン
グすることによってr−計電極5の幅よシも広い?−)
酸化膜7を形成できる。
81026’を形成し、この残存81026’およびダ
ート電極5をマスクとしてシリコン酸化膜イをエツチン
グすることによってr−計電極5の幅よシも広い?−)
酸化膜7を形成できる。
この結果、残存8102#’を除去した後、1回の砒素
のイオン注入を施すことKよって、?−)電極5近傍で
は浅く、r−計電極5から離れた部分では探いソース、
ドレイン領域8,9を形成できる。この之め、チャネル
のシ謬−ト化を防止できるとともに、ソース、ドレイン
領域8゜9の低抵抗化を達成できる。したがって、チャ
ネルのシ1−ト化にともなう閾値電圧の低下およびドレ
イン耐圧の低下が防止され、かつ高速動作が可能なnチ
ャネルMO8型半導体装置を得ることができる。
のイオン注入を施すことKよって、?−)電極5近傍で
は浅く、r−計電極5から離れた部分では探いソース、
ドレイン領域8,9を形成できる。この之め、チャネル
のシ謬−ト化を防止できるとともに、ソース、ドレイン
領域8゜9の低抵抗化を達成できる。したがって、チャ
ネルのシ1−ト化にともなう閾値電圧の低下およびドレ
イン耐圧の低下が防止され、かつ高速動作が可能なnチ
ャネルMO8型半導体装置を得ることができる。
実施例2
(1) 実施例1と同様の方法によって、r−計電極
5の側端部K 191026’を残存させた後、!1型
の不純物として砒素をシリコン基板IK高出力、高ドー
ズ量でイオン注入し九(第2図(、)図示)。
5の側端部K 191026’を残存させた後、!1型
の不純物として砒素をシリコン基板IK高出力、高ドー
ズ量でイオン注入し九(第2図(、)図示)。
(11) 次に、残存5IO26’を除去した後、再
度゛砒素をシリコン基板llC前記第1回目のイオン注
入よシ低出力、低ドーズ量でイオン注入した(第2図(
b)図示)。
度゛砒素をシリコン基板llC前記第1回目のイオン注
入よシ低出力、低ドーズ量でイオン注入した(第2図(
b)図示)。
(++i) 次に、活性化熱処理を行い、ダート電極
5近傍では浅く、ダート電極5から離れた部分では深い
n1型のソース、ドレイン領域8.9を形成した(第2
図(、)図示)。さらに、r−)電極5をマスクとして
シリコン酸化膜4をエツチングしてr−)酸化膜を形成
した。つづいて、常法に従い、全面にCVD −5jO
2旋をj#積した俵、ホトエツチングによ勺コンタクト
ホールを形成した。ひきつづき、At電極形成を行い、
nチャネルMO8型半導体装置を製造した。
5近傍では浅く、ダート電極5から離れた部分では深い
n1型のソース、ドレイン領域8.9を形成した(第2
図(、)図示)。さらに、r−)電極5をマスクとして
シリコン酸化膜4をエツチングしてr−)酸化膜を形成
した。つづいて、常法に従い、全面にCVD −5jO
2旋をj#積した俵、ホトエツチングによ勺コンタクト
ホールを形成した。ひきつづき、At電極形成を行い、
nチャネルMO8型半導体装置を製造した。
しかして、本発明によれば、デート電極5の側端部に残
存引026′を形成した後、砒素をシリコン基板1に高
出力、高ドーズ量でイオン注入し、さらに残存8102
6’を除去した後、再度砒素をシリコン基板lに前記第
1回目のイオン注入より低出力、低ドーズ量でイオン注
入することによって、?−)電極5近傍では浅く、y−
計電極5から離れた部分では深いソース、ドレイン領域
8,9を形成できる。このため、チャネルのシッート化
を防止できるとともに、ソースドレイン領域8,9の低
抵抗化を達成できる。したがって、チャネルのシ胃−ト
化にともなう閾値電圧の低下およびドレイン耐圧の低下
が防止され、かつ高速動作が可能なnチャネルMOa型
半導体装置を得ることができる。
存引026′を形成した後、砒素をシリコン基板1に高
出力、高ドーズ量でイオン注入し、さらに残存8102
6’を除去した後、再度砒素をシリコン基板lに前記第
1回目のイオン注入より低出力、低ドーズ量でイオン注
入することによって、?−)電極5近傍では浅く、y−
計電極5から離れた部分では深いソース、ドレイン領域
8,9を形成できる。このため、チャネルのシッート化
を防止できるとともに、ソースドレイン領域8,9の低
抵抗化を達成できる。したがって、チャネルのシ胃−ト
化にともなう閾値電圧の低下およびドレイン耐圧の低下
が防止され、かつ高速動作が可能なnチャネルMOa型
半導体装置を得ることができる。
また1本実施例2の方法によれば、実施例1のようKl
’−)電極5の周辺に残存したシリコン酸化膜4をイオ
ン注入のコントロール膜として利用せずに、残存810
.6’の除去後の第2回目のイオン注入によって、r−
)電極5周辺のシリコン基板1におけるソース、ドレイ
ン領域8゜9の深さのコントロールを行う、このため、
シリコン酸化膜4の膜厚によってr−計電極5周辺のソ
ース、ドレイン領域8,9の深さが規制されることなく
、浅いソース、ドレイン部分を形成できるため、素子の
設計の自由度が大きくなる。
’−)電極5の周辺に残存したシリコン酸化膜4をイオ
ン注入のコントロール膜として利用せずに、残存810
.6’の除去後の第2回目のイオン注入によって、r−
)電極5周辺のシリコン基板1におけるソース、ドレイ
ン領域8゜9の深さのコントロールを行う、このため、
シリコン酸化膜4の膜厚によってr−計電極5周辺のソ
ース、ドレイン領域8,9の深さが規制されることなく
、浅いソース、ドレイン部分を形成できるため、素子の
設計の自由度が大きくなる。
なお、本発明方法は上記実施例の如くnチャネルMOa
型半導体装置の製造のみに限らず、pチャネルMO8型
半導体装置、0MO8、MNOS、 MAO8等の他の
MIS型半導体装置の製造にも同様に適用しうる。
型半導体装置の製造のみに限らず、pチャネルMO8型
半導体装置、0MO8、MNOS、 MAO8等の他の
MIS型半導体装置の製造にも同様に適用しうる。
以上詳述した如く、本発明によれば、半導体基板の表面
において、r−)電極近傍では浅く、f−)電極から離
れた部分では深いソース、ドレイン領域を形成できるの
で、素子を微細化した場合でもチャネルのシ1−ト化を
防止しうるとともに、ソース、ドレイン領域の低抵抗化
を達成でき、ひいては高信頼性で高速動作が可能なMI
S型半導体装置を提供できるものである。
において、r−)電極近傍では浅く、f−)電極から離
れた部分では深いソース、ドレイン領域を形成できるの
で、素子を微細化した場合でもチャネルのシ1−ト化を
防止しうるとともに、ソース、ドレイン領域の低抵抗化
を達成でき、ひいては高信頼性で高速動作が可能なMI
S型半導体装置を提供できるものである。
第1図(、)〜(f)は本発明の実施例1におけるMO
8型半導体装置の製造方法を示す工程断面図、第2図(
、)〜(c)は本発明の実施例2におけるMOI9型半
導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 1・・・シリコン基板、3・・・フィールド酸化膜、4
・・・シリコン酸化膜、5・・・?−)電極、6・・・
5io2膜、el、、・残存8102.7−r −)酸
化膜、8.9・・・n1型ソース、ドレイン領域。 出麿人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦牙1図 第1図 Aば
8型半導体装置の製造方法を示す工程断面図、第2図(
、)〜(c)は本発明の実施例2におけるMOI9型半
導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 1・・・シリコン基板、3・・・フィールド酸化膜、4
・・・シリコン酸化膜、5・・・?−)電極、6・・・
5io2膜、el、、・残存8102.7−r −)酸
化膜、8.9・・・n1型ソース、ドレイン領域。 出麿人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦牙1図 第1図 Aば
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体基板上に絶縁膜を介してf−)
電極を形成する工程と、少なくともr−)電極周囲Kt
l”−上電極に対して選択エツチング性を有する被膜を
堆積する工程と、この被膜を異方性エツチングしてr−
)電極の側端部に被膜を残存させる工程と、仁の残存被
膜および?−)電極をマスクとして前記絶縁膜をエツチ
ング除去する工程と、前記残存被膜を除去した後、第2
導電型の不純物を前記基板にイオン注入する工程とを具
備することを特徴とするMIS型半導体装置の製造方法
。 2 第1導電型の半導体基板上に絶縁膜を介してゲート
電極を形成する工程と、少なくとも?−)電極周囲に該
y−ト電極に対して選択エツチング性を有する被膜を堆
積す名工程と、この被膜を異方性エツチングしてr−上
電極の側端部に被膜を残存させた後、第2導電型の不純
物を前記基板にイオン注入する工程と、前記残存被膜を
除去した後、再度第2導電型の不純物を前記基板に前記
第1回目のイオン注入より浅くイオン注入する工程とを
具備することを特徴とするMIS型半導体装置の製造方
法・
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13640681A JPS5837967A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13640681A JPS5837967A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5837967A true JPS5837967A (ja) | 1983-03-05 |
Family
ID=15174413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13640681A Pending JPS5837967A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Mis型半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5837967A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US10133139B2 (en) | 2002-05-17 | 2018-11-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13640681A patent/JPS5837967A/ja active Pending
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US10050065B2 (en) | 2002-04-09 | 2018-08-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor element and display device using the same |
US9105727B2 (en) | 2002-04-09 | 2015-08-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor element and display device using the same |
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US9666614B2 (en) | 2002-04-09 | 2017-05-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device |
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US10083995B2 (en) | 2002-04-09 | 2018-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device |
US10700106B2 (en) | 2002-04-09 | 2020-06-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor element and display device using the same |
US10854642B2 (en) | 2002-04-09 | 2020-12-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor element and display device using the same |
US11101299B2 (en) | 2002-04-09 | 2021-08-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device |
US10133139B2 (en) | 2002-05-17 | 2018-11-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
US10527903B2 (en) | 2002-05-17 | 2020-01-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
US11422423B2 (en) | 2002-05-17 | 2022-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
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