JP2003234302A - 半導体基板への不純物拡散方法 - Google Patents
半導体基板への不純物拡散方法Info
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- JP2003234302A JP2003234302A JP2002032094A JP2002032094A JP2003234302A JP 2003234302 A JP2003234302 A JP 2003234302A JP 2002032094 A JP2002032094 A JP 2002032094A JP 2002032094 A JP2002032094 A JP 2002032094A JP 2003234302 A JP2003234302 A JP 2003234302A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物源から半導体基板への不純物拡散にお
けるウエハボート上の位置による不純物量のばらつきを
低減することを目的とする。 【解決手段】 ウエハボート4上に、裏面同士を背中合
わせにした2枚構成の半導体基板2a、2bと円板状の
固体不純物源1a、1bが交互に立てられた基本構成を
とり、ここで、半導体基板2a、2bと相対する固体不
純物源1a、1bの位置関係は、拡散面が炉口5を向い
た半導体基板2aと相対する固体不純物源1aとの距離
をL1、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2b
と相対する固体不純物源1bとの距離をL2とした場
合、L1>L2の距離に配置することを特徴とする。
けるウエハボート上の位置による不純物量のばらつきを
低減することを目的とする。 【解決手段】 ウエハボート4上に、裏面同士を背中合
わせにした2枚構成の半導体基板2a、2bと円板状の
固体不純物源1a、1bが交互に立てられた基本構成を
とり、ここで、半導体基板2a、2bと相対する固体不
純物源1a、1bの位置関係は、拡散面が炉口5を向い
た半導体基板2aと相対する固体不純物源1aとの距離
をL1、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2b
と相対する固体不純物源1bとの距離をL2とした場
合、L1>L2の距離に配置することを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の半導体基板
を配置したウエハボートを拡散炉に挿入し、固体不純物
源あるいは気体不純物源から半導体基板への拡散を行う
不純物拡散方法に関する。
を配置したウエハボートを拡散炉に挿入し、固体不純物
源あるいは気体不純物源から半導体基板への拡散を行う
不純物拡散方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の固体不純物源による半導体基板へ
の不純物拡散方法は、図6の拡散炉3の断面図に示され
るように、ウエハボート4上に、円板状の固体不純物源
(例えば、ボロンナイトライド)1a、1bと、裏面同
士を背中合わせにした2枚構成の半導体基板2a,2b
とを交互に立てて、半導体基板2a,2bの拡散面に不
純物を含んだ酸化膜の層を形成させ、不純物拡散層を得
る方法であり、ウエハボート4上の拡散面が炉口5を向
いた半導体基板2aと相対する固体不純物源1aの距離
L3と、ガス導入口6を向いた半導体基板2bと相対す
る固体不純物源1bの距離L4とは等しい位置に配置さ
れている。
の不純物拡散方法は、図6の拡散炉3の断面図に示され
るように、ウエハボート4上に、円板状の固体不純物源
(例えば、ボロンナイトライド)1a、1bと、裏面同
士を背中合わせにした2枚構成の半導体基板2a,2b
とを交互に立てて、半導体基板2a,2bの拡散面に不
純物を含んだ酸化膜の層を形成させ、不純物拡散層を得
る方法であり、ウエハボート4上の拡散面が炉口5を向
いた半導体基板2aと相対する固体不純物源1aの距離
L3と、ガス導入口6を向いた半導体基板2bと相対す
る固体不純物源1bの距離L4とは等しい位置に配置さ
れている。
【0003】また、従来の気体不純物源からの半導体基
板への不純物拡散方法は図7に示されるように、ウエハ
ボート4上に裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半
導体基板7a,7bを立てて、拡散炉3に入れ、ガス導
入口6から気体不純物源を含んだガス(例えば、オキシ
塩化リン)を導入し、裏面同士を背中合わせにした2枚
構成の半導体基板7a,7bの拡散面に不純物拡散層を
得る方法である。
板への不純物拡散方法は図7に示されるように、ウエハ
ボート4上に裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半
導体基板7a,7bを立てて、拡散炉3に入れ、ガス導
入口6から気体不純物源を含んだガス(例えば、オキシ
塩化リン)を導入し、裏面同士を背中合わせにした2枚
構成の半導体基板7a,7bの拡散面に不純物拡散層を
得る方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体不純物源から半導体基板への不純物拡散方法では、
シート抵抗値が30〜200Ω程度の濃度の不純物拡散
層を形成する場合、ウエハボート上に裏面同士を背中合
わせに立てられた2枚構成の半導体基板2a,2bのう
ち拡散面が炉口を向いた半導体基板2aの方が、拡散面
がガス導入口を向いた半導体基板2bよりも拡散される
不純物量が多い傾向がある。このため、図8に示される
如く拡散面が炉口を向いた半導体基板のシート抵抗値
(図8の●)と拡散面がガス導入口を向いた半導体基板
のシート抵抗値(図8の×)とのばらつきが大きいとい
う問題を有していた。
固体不純物源から半導体基板への不純物拡散方法では、
シート抵抗値が30〜200Ω程度の濃度の不純物拡散
層を形成する場合、ウエハボート上に裏面同士を背中合
わせに立てられた2枚構成の半導体基板2a,2bのう
ち拡散面が炉口を向いた半導体基板2aの方が、拡散面
がガス導入口を向いた半導体基板2bよりも拡散される
不純物量が多い傾向がある。このため、図8に示される
如く拡散面が炉口を向いた半導体基板のシート抵抗値
(図8の●)と拡散面がガス導入口を向いた半導体基板
のシート抵抗値(図8の×)とのばらつきが大きいとい
う問題を有していた。
【0005】また、従来の気体不純物源からの半導体基
板への不純物拡散方法では、シート抵抗が30〜200
Ω程度の濃度の不純物拡散層を形成する場合、図9に示
されるように、ガス導入口から離れる程、拡散される不
純物量が少なく、シート抵抗値が高くなる傾向があると
ともに、ウエハボート上に裏面同士を背中合わせに立て
られた2枚の半導体基板7a,7bのうち拡散面が炉口
を向いた半導体基板7aのシート抵抗値(図9の●)の
方が、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板7bのシ
ート抵抗値(図9の×)よりも拡散される不純物量が少
ない傾向があり、半導体基板の拡散面の向きによって
も、シート抵抗値のばらつきが大きいという問題を有し
ていた。
板への不純物拡散方法では、シート抵抗が30〜200
Ω程度の濃度の不純物拡散層を形成する場合、図9に示
されるように、ガス導入口から離れる程、拡散される不
純物量が少なく、シート抵抗値が高くなる傾向があると
ともに、ウエハボート上に裏面同士を背中合わせに立て
られた2枚の半導体基板7a,7bのうち拡散面が炉口
を向いた半導体基板7aのシート抵抗値(図9の●)の
方が、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板7bのシ
ート抵抗値(図9の×)よりも拡散される不純物量が少
ない傾向があり、半導体基板の拡散面の向きによって
も、シート抵抗値のばらつきが大きいという問題を有し
ていた。
【0006】本発明は、上記問題に鑑み、半導体基板の
拡散面の向き、およびウエハボート上の位置による不純
物拡散量のばらつきを低減し、均一化を図ることを目的
とする。
拡散面の向き、およびウエハボート上の位置による不純
物拡散量のばらつきを低減し、均一化を図ることを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の固体不純物源からの不純物拡散方法は、ウ
エハボート上に立てられた裏面同士を背中合わせにした
2枚構成の半導体基板のうち、拡散面が炉口を向いた半
導体基板と相対する固体不純物源との距離を拡散面がガ
ス導入口を向いた半導体基板と相対する固体不純物源と
の距離より大きくし、ウエハボート上に配置したことを
特徴とする。
に、本発明の固体不純物源からの不純物拡散方法は、ウ
エハボート上に立てられた裏面同士を背中合わせにした
2枚構成の半導体基板のうち、拡散面が炉口を向いた半
導体基板と相対する固体不純物源との距離を拡散面がガ
ス導入口を向いた半導体基板と相対する固体不純物源と
の距離より大きくし、ウエハボート上に配置したことを
特徴とする。
【0008】この構成により半導体基板の拡散面のシー
ト抵抗値のばらつきが少なくなる。
ト抵抗値のばらつきが少なくなる。
【0009】また、本発明の気体不純物源からの不純物
拡散方法は、ウエハボート上に、裏面同士を背中合わせ
にした2枚構成の半導体基板と、ダミーウエハとを交互
に配置し、2枚構成の半導体基板のうち、拡散面が炉口
を向いた半導体基板と相対するダミーウエハとの距離
を、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板と相対する
ダミーウエハとの距離より大きくしたことを特徴とす
る。
拡散方法は、ウエハボート上に、裏面同士を背中合わせ
にした2枚構成の半導体基板と、ダミーウエハとを交互
に配置し、2枚構成の半導体基板のうち、拡散面が炉口
を向いた半導体基板と相対するダミーウエハとの距離
を、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板と相対する
ダミーウエハとの距離より大きくしたことを特徴とす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の固体不純物源から
の不純物拡散方法の実施の形態について、図を用いて具
体的に説明する。
の不純物拡散方法の実施の形態について、図を用いて具
体的に説明する。
【0011】図1は、本発明の固体不純物源からの不純
物拡散方法の実施の形態を示す拡散炉3の断面図を示
し、従来と同じ構成には同一符号を付与し説明する。図
に示される様に、ウエハボート4上に、裏面同士を背中
合わせにした2枚構成の半導体基板2a,2bと円板状
の固体不純物源1a、1bが交互に立てられた基本構成
をとる。ここで、半導体基板2a、2bと相対する固体
不純物源1a、1bの位置関係は、拡散面が炉口5を向
いた半導体基板2aと相対する固体不純物源1aとの距
離をL1、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2
bと相対する固体不純物源1bとの距離をL2とした場
合、L1>L2の距離に配置されており、より具体的に
はL1/L2を1.1〜4.0にするのが好ましい。
物拡散方法の実施の形態を示す拡散炉3の断面図を示
し、従来と同じ構成には同一符号を付与し説明する。図
に示される様に、ウエハボート4上に、裏面同士を背中
合わせにした2枚構成の半導体基板2a,2bと円板状
の固体不純物源1a、1bが交互に立てられた基本構成
をとる。ここで、半導体基板2a、2bと相対する固体
不純物源1a、1bの位置関係は、拡散面が炉口5を向
いた半導体基板2aと相対する固体不純物源1aとの距
離をL1、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2
bと相対する固体不純物源1bとの距離をL2とした場
合、L1>L2の距離に配置されており、より具体的に
はL1/L2を1.1〜4.0にするのが好ましい。
【0012】以上のような位置関係にウエハボート上に
配置した本発明の固体不純物源による不純物拡散方法に
よれば、拡散面が炉口5を向いた半導体基板2aの方
が、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2bより
も不純物拡散量が多くなり、シート抵抗値が低くなる傾
向を、半導体基板2aと固体不純物源1aの間隔を大き
くすることにより、半導体基板2aの不純物拡散量を少
なくする効果で相殺できるため、拡散面の向きによるば
らつきを低減し、シート抵抗値を均一にすることが可能
となる。
配置した本発明の固体不純物源による不純物拡散方法に
よれば、拡散面が炉口5を向いた半導体基板2aの方
が、拡散面がガス導入口6を向いた半導体基板2bより
も不純物拡散量が多くなり、シート抵抗値が低くなる傾
向を、半導体基板2aと固体不純物源1aの間隔を大き
くすることにより、半導体基板2aの不純物拡散量を少
なくする効果で相殺できるため、拡散面の向きによるば
らつきを低減し、シート抵抗値を均一にすることが可能
となる。
【0013】図2は、本発明による構成で、L1=4.
0mm、L2=2.0mmとし、炉内の温度を約900
℃の条件下で、固体不純物源であるP型不純物ボロンに
より、不純物拡散を行った場合のシート抵抗値の測定結
果であり、縦軸はシート抵抗値、横軸はウエハボート上
の位置を示したものである。この測定結果からも明らか
なように、本発明の実施形態により、シート抵抗値のば
らつきを均一にすることが可能となる。
0mm、L2=2.0mmとし、炉内の温度を約900
℃の条件下で、固体不純物源であるP型不純物ボロンに
より、不純物拡散を行った場合のシート抵抗値の測定結
果であり、縦軸はシート抵抗値、横軸はウエハボート上
の位置を示したものである。この測定結果からも明らか
なように、本発明の実施形態により、シート抵抗値のば
らつきを均一にすることが可能となる。
【0014】なお、L1、L2の距離に関しては、目標
とするシート抵抗値、炉内の温度設定等の拡散条件によ
り影響を受けるので、図3に示すような半導体基板2a
と固体不純物1aの距離とシート抵抗値との関係を実験
により求め、設定することが好ましい。
とするシート抵抗値、炉内の温度設定等の拡散条件によ
り影響を受けるので、図3に示すような半導体基板2a
と固体不純物1aの距離とシート抵抗値との関係を実験
により求め、設定することが好ましい。
【0015】また、本発明はP型不純物ボロンだけでな
く、他の不純物例えばN型不純物リンの固体不純物源に
も応用できる。
く、他の不純物例えばN型不純物リンの固体不純物源に
も応用できる。
【0016】次に、気体不純物源からの不純物拡散方法
の実施の形態について、図を用いて具体的に説明する。
の実施の形態について、図を用いて具体的に説明する。
【0017】図4は、本発明の気体不純物源からの不純
物拡散方法の実施の形態を示す拡散炉3の断面図を示
し、ウエハボート4上に、裏面同士を背中合わせにした
2枚構成の半導体基板7a,7bとダミーウエハ8a、
8bが交互に立てられた基本構成をとる。
物拡散方法の実施の形態を示す拡散炉3の断面図を示
し、ウエハボート4上に、裏面同士を背中合わせにした
2枚構成の半導体基板7a,7bとダミーウエハ8a、
8bが交互に立てられた基本構成をとる。
【0018】ここで、半導体基板7a、7bと相対する
ダミーウエハ8a、8bとの位置関係は、拡散面が炉口
5を向いた半導体基板7aと相対するダミーウエハ8a
との距離をL5、拡散面がガス導入口6を向いた半導体
基板7bと相対するダミーウエハ8bとの距離をL6と
した場合、L5>L6の位置に配置されており、より具
体的にはL5/L6を1.1〜4.0にするのが好まし
い。
ダミーウエハ8a、8bとの位置関係は、拡散面が炉口
5を向いた半導体基板7aと相対するダミーウエハ8a
との距離をL5、拡散面がガス導入口6を向いた半導体
基板7bと相対するダミーウエハ8bとの距離をL6と
した場合、L5>L6の位置に配置されており、より具
体的にはL5/L6を1.1〜4.0にするのが好まし
い。
【0019】以上のような構成による本発明の気体不純
物源による不純物拡散方法によれば、ウエハボート4上
の位置で、炉口5に近づくに従い、不純物量が低くな
る、つまりシート抵抗が高くなる傾向をダミーウエハ8
a、8bにより低減し、更に、半導体基板7a、7bの
うち、拡散面が炉口5を向いた7aの方が、不純物拡散
量が少なくシート抵抗値が高くなる傾向を、半導体基板
7aと相対するダミーウエハ8aとの間隔を広くするこ
とにより、ガスから供給される不純物量が多くなる効果
で相殺することにより、シート抵抗値を均一にすること
が可能となる。
物源による不純物拡散方法によれば、ウエハボート4上
の位置で、炉口5に近づくに従い、不純物量が低くな
る、つまりシート抵抗が高くなる傾向をダミーウエハ8
a、8bにより低減し、更に、半導体基板7a、7bの
うち、拡散面が炉口5を向いた7aの方が、不純物拡散
量が少なくシート抵抗値が高くなる傾向を、半導体基板
7aと相対するダミーウエハ8aとの間隔を広くするこ
とにより、ガスから供給される不純物量が多くなる効果
で相殺することにより、シート抵抗値を均一にすること
が可能となる。
【0020】図5は、本発明による構成で、L5=4.
0mmとL6=2.0mmとし、炉内の温度を約900
℃の条件下で、気体不純物源としてN型不純物リンによ
り、不純物拡散を行った場合のシート抵抗値の測定結果
であり、縦軸にシート抵抗値、横軸にウエハボート上の
位置を示したものである。この測定結果からも明らかな
ように、本発明の実施形態による不純物拡散方法によ
り、シート抵抗のばらつきを均一にすることが可能とな
る。
0mmとL6=2.0mmとし、炉内の温度を約900
℃の条件下で、気体不純物源としてN型不純物リンによ
り、不純物拡散を行った場合のシート抵抗値の測定結果
であり、縦軸にシート抵抗値、横軸にウエハボート上の
位置を示したものである。この測定結果からも明らかな
ように、本発明の実施形態による不純物拡散方法によ
り、シート抵抗のばらつきを均一にすることが可能とな
る。
【0021】なお、本発明はN型不純物リンだけでな
く、他の不純物例えばP型不純物ボロンの気体不純物源
にも応用できる。
く、他の不純物例えばP型不純物ボロンの気体不純物源
にも応用できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明の固体不純物源か
ら半導体基板への不純物拡散方法によれば、ウエハボー
ト上に、裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半導体
基板と円板状の固体不純物源を交互に立てる際、拡散面
が炉口を向いた半導体基板と相対する固体不純物源との
間隔を、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板と相対
する固体不純物源との間隔より大きくしたことにより、
拡散面の向きによる不純物拡散量のばらつきを低減し、
均一にすることができる。
ら半導体基板への不純物拡散方法によれば、ウエハボー
ト上に、裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半導体
基板と円板状の固体不純物源を交互に立てる際、拡散面
が炉口を向いた半導体基板と相対する固体不純物源との
間隔を、拡散面がガス導入口を向いた半導体基板と相対
する固体不純物源との間隔より大きくしたことにより、
拡散面の向きによる不純物拡散量のばらつきを低減し、
均一にすることができる。
【0023】また、本発明の気体不純物源から、半導体
基板への不純物拡散方法によれば、ウエハボート上に、
裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半導体基板とダ
ミーウエハを交互に立て、拡散面が炉口を向いた相対す
る半導体基板とダミーウエハとの間隔を、拡散面がガス
導入口を向いた半導体基板と相対するダミーウエハとの
間隔より大きくしたことにより、ウエハボート上の位置
および拡散面の向きによる不純物拡散量のばらつきを低
減し、均一にすることができる。
基板への不純物拡散方法によれば、ウエハボート上に、
裏面同士を背中合わせにした2枚構成の半導体基板とダ
ミーウエハを交互に立て、拡散面が炉口を向いた相対す
る半導体基板とダミーウエハとの間隔を、拡散面がガス
導入口を向いた半導体基板と相対するダミーウエハとの
間隔より大きくしたことにより、ウエハボート上の位置
および拡散面の向きによる不純物拡散量のばらつきを低
減し、均一にすることができる。
【図1】本発明の固体不純物源からの不純物拡散方法の
実施の形態を示す拡散炉の断面図
実施の形態を示す拡散炉の断面図
【図2】本発明の固体不純物源からの不純物拡散方法に
よる半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置
関係を示す特性図
よる半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置
関係を示す特性図
【図3】固体不純物源と半導体基板の距離とシート抵抗
値の関係を示す特性図
値の関係を示す特性図
【図4】本発明の気体不純物源からの不純物拡散方法の
実施の形態を示す拡散炉の断面図
実施の形態を示す拡散炉の断面図
【図5】本発明の気体不純物源からの不純物拡散方法に
よる半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置
関係を示す特性図
よる半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置
関係を示す特性図
【図6】従来の固体不純物源からの不純物拡散方法の実
施の形態を示す拡散炉の断面図
施の形態を示す拡散炉の断面図
【図7】従来の気体不純物源からの不純物拡散方法の実
施の形態を示す拡散炉の断面図
施の形態を示す拡散炉の断面図
【図8】従来の固体不純物源からの不純物拡散方法によ
る半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置関
係を示す特性図
る半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置関
係を示す特性図
【図9】従来の気体不純物源からの不純物拡散方法によ
る半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置関
係を示す特性図
る半導体基板のシート抵抗値とウエハボート上の位置関
係を示す特性図
1a、1b 固体不純物源
2a、2b 半導体基板
3 拡散炉
4 ウエハボート
5 炉口
6 ガス導入口
7a、7b 半導体基板
8a、8b ダミーウエハ
Claims (3)
- 【請求項1】一端にガス導入口を、他端に炉口を備えた
拡散炉による固体不純物源から半導体基板への不純物拡
散方法において、前記固体不純物源と裏面同士を背中合
わせにした2枚構成の前記半導体基板とを交互にウエハ
ボート上に立て、前記拡散炉内で加熱する際、ウエハボ
ート上に、前記2枚構成の半導体基板のうち拡散面が炉
口を向いた半導体基板と、前記拡散面が炉口を向いた半
導体基板と相対する固体不純物源の間隔を、拡散面がガ
ス導入口を向いた半導体基板と、前記拡散面がガス導入
口を向いた半導体基板と相対する固体不純物源との間隔
より大きくし、前記ウエハボート上に配置したことを特
徴とする固体不純物源から半導体基板への不純物拡散方
法。 - 【請求項2】一端にガス導入口を、他端に炉口を備えた
拡散炉による気体不純物源から半導体基板への不純物拡
散方法において、ウエハボート上に2枚ずつ裏面同士を
背中合わせにした2枚構成の前記半導体基板と、円板状
のダミーウエハとを、交互に前記ウエハボート上に配置
したことを特徴とする気体不純物源による半導体基板へ
の不純物拡散方法。 - 【請求項3】2枚構成の半導体基板のうち、拡散面が炉
口を向いた半導体基板と、前記拡散面が炉口を向いた半
導体基板と相対するダミーウエハとの間隔が、拡散面が
ガス導入口を向いた半導体基板と、前記拡散面がガス導
入口を向いた半導体基板に相対するダミーウエハとの間
隔より大きい位置にウエハボート上に配置したことを特
徴とする請求項2記載の不純物拡散方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002032094A JP2003234302A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 半導体基板への不純物拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002032094A JP2003234302A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 半導体基板への不純物拡散方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012069738A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
JP2016149507A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法および太陽電池 |
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2002
- 2002-02-08 JP JP2002032094A patent/JP2003234302A/ja active Pending
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JP2012069738A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
JP2016149507A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法および太陽電池 |
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