JP2014099481A - エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、および固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、および固体撮像素子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、酸素濃度が16×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下のシリコンウェーハ10にクラスターイオン16を照射して、シリコンウェーハ10の表面10Aに、クラスターイオン16の構成元素が固溶してなる改質層18を形成する第1工程と、シリコンウェーハ10の改質層18上にエピタキシャルシリコン層20を形成する第2工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ100の製造方法を図1に示す。まず、酸素濃度が16×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下のシリコンウェーハ10の表面10Aにクラスターイオン16を照射して、シリコンウェーハ10の表面10Aに、このクラスターイオン16の構成元素が固溶してなる改質層18を形成する第1工程(図1(A),(B))を行う。次に、シリコンウェーハ10の改質層18上に、エピタキシャルシリコン層20を形成する第2工程(図1(D))を行う。図1(D)は、この製造方法の結果得られたエピタキシャルシリコンウェーハ100の模式断面図である。なお、第1工程の後、基板となるシリコンウェーハ10中には、改質層18およびこの改質層18を除く領域19がある。
次に、上記製造方法により得られるエピタキシャルシリコンウェーハ100について説明する。一実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ100は、図1(D)に示すように、シリコンウェーハ10と、このシリコンウェーハ10の表面10Aに形成された、シリコンウェーハ10中に所定元素が固溶してなる改質層18と、改質層18上のエピタキシャルシリコン層20と、を有する。そして、シリコンウェーハ10の酸素濃度は、改質層18を除く領域19では16×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下であり、かつ、改質層18における所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅Wが100nm以下であることを特徴とする。
本発明の実施形態による固体撮像素子の製造方法は、上記の製造方法で製造されたエピタキシャルシリコンウェーハまたは上記のエピタキシャルシリコンウェーハ、すなわちエピタキシャルシリコンウェーハ100の表面に位置するエピタキシャルシリコン層20に、固体撮像素子を形成することを特徴とする。この製造方法により得られる固体撮像素子は、従来に比べ製造工程の各処理中で発生する重金属汚染の影響を低減でき、白傷欠陥の発生を十分に抑制することができる。また、この固体撮像素子は、エピタキシャル層での積層欠陥を低減できる。さらに、この固体撮像素子は、エピタキシャルシリコン層20の酸素拡散が抑制されているため、Vthの変化を抑制することもできる。
まず、クラスターイオン照射とモノマーイオン注入の相違を明らかにするため、以下の実験を行った。
CZ単結晶シリコンインゴットから得た、酸素濃度が6.5×1017atoms/cm3であるn型シリコンウェーハ(直径:300mm、厚さ:725μm、結晶方位:<100>、ドーパント:リン、ドーパント濃度:4×1014atoms/cm3)を用意した。次に、クラスターイオン発生装置(日新イオン機器社製、型番:CLARIS)を用いて、ジベンジル(C14H14)より生成したC5H5のクラスターイオンを、ドーズ量9.0×1013Clusters/cm2(炭素のドーズ量4.5×1014atoms/cm2)、炭素1原子あたりの加速電圧14.8keV/atomの条件で、シリコンウェーハに照射した。
参考例1と同じシリコンウェーハに対して、クラスターイオン照射に替えて、CO2を材料ガスとして、炭素のモノマーイオンを生成し、ドーズ量9.0×1013atoms/cm2、加速電圧300keV/atomの条件とした以外は、参考例1と同じ条件で、シリコンウェーハに照射した。
CZ単結晶シリコンインゴットから得た、酸素濃度が6.5×1017atoms/cm3であるn型シリコンウェーハ(直径:300mm、厚さ:725μm、結晶方位:<100>、ドーパント:リン、ドーパント濃度:4×1014atoms/cm3)を用意した。次に、クラスターイオン発生装置(日新イオン機器社製、型番:CLARIS)を用いて、表1に記載の条件で、シリコンウェーハに照射した。その後、シリコンウェーハをHF洗浄処理した後、枚葉式エピタキシャル成長装置(アプライドマテリアルズ社製)内に搬送し、装置内で1120℃の温度で30秒の水素ベーク処理を施した後、水素をキャリアガス、トリクロロシランをソースガス、ホスフィン(PH3)をドーパントガスとして1150℃でCVD法により、シリコンウェーハ上にシリコンのエピタキシャル層(厚さ:8μm、ドーパント種類:リン、ドーパント濃度:1×1015atoms/cm3)をエピタキシャル成長させ、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
シリコンウェーハの酸素濃度を表1のとおりに変更した以外は、実施例1と同じ条件で、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
ドーズ量を9.0×1014Clusters/cm2に変更した以外は、実施例1と同じ条件で、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
ドーズ量を9.0×1014Clusters/cm2に変更した以外は、実施例3と同じ条件で、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
シリコンウェーハの酸素濃度を表1のとおりに変更した以外は、実施例1と同じ条件で、比較例にかかるエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
シリコンウェーハの酸素濃度を表1のとおりにして、さらに、クラスターイオン照射に替えて、表1に記載の条件で、炭素のモノマーイオンを注入した以外は、実施例1と同じ条件で、比較例にかかるシリコンエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
クラスターイオンの照射を行わなかった以外は、実施例1と同じ条件で、比較例にかかるエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
クラスターイオンの照射を行わなかった以外は、実施例3と同じ条件で、比較例にかかるエピタキシャルシリコンウェーハを作製した。
代表例として、実施例1および比較例2で作製した各サンプルについてSIMS測定を行い、図4(A),(B)に示す炭素の濃度プロファイルを得た。なお、横軸の深さはエピタキシャル層の表面をゼロとしている。さらに、実施例1〜3および比較例1〜5で作製した各サンプルについて、エピタキシャル層を1μmまで薄膜化した後にSIMS測定を行った。このとき得られた炭素の濃度プロファイルの半値幅、ピーク濃度、およびピーク位置(エピタキシャル層を除いたシリコンウェーハ表面からのピーク深さ)を表1に示す。
実施例1〜3および比較例1〜5で作製した各サンプルのエピタキシャルシリコンウェーハ表面を、Ni汚染液(1.0×1012/cm2)で、スピンコート汚染法を用いて故意に汚染し、引き続き900℃、30分の熱処理を施した。その後、SIMS測定を行った。代表例として、実施例1および比較例2についてのNi濃度プロファイルを、それぞれ炭素濃度プロファイルとともに示す(図4(A),(B))。他の実施例および比較例については、ゲッタリング能力評価の結果を表1に示す。Niの濃度プロファイルのピーク濃度を以下のようにそれぞれ分類して、評価基準とした。
◎:1×1017atoms/cm3以上
○:7.5×1016atoms/cm3以上〜1×1017atoms/cm3未満
△:7.5×1016atoms/cm3未満
実施例1〜3および比較例1〜5で作製した各サンプルのそれぞれについて、エピタキシャル層で観察されるBMD起因の積層欠陥の発生状況を調査した。まず、表面欠陥検査装置(KLA−Tencor社製:Surfscan SP−2)を用いて、DWOモード(Dark Field Wide Obliqueモード:暗視野・ワイド・斜め入射モード)でエピタキシャル層表面を観察する。次に、表面欠陥検査装置により検出されたLPD(Light Point Defect)部位を、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を用いて観察評価して、積層欠陥(SF)か否かの判別を行う。SEM観察後、集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)加工により積層欠陥部位を含む断面観察用評価サンプルを作成し、この評価サンプルを透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)を用いて観察評価して、BMD起因の積層欠陥か否かの確認を行った。積層欠陥の観察結果を、以下のように分類して、評価基準とした。評価結果を表1に示す。
○:10個/ウェーハ以下
△:10個/ウェーハ超
作製した実施例4,5および比較例6,7で作製した各サンプルについてSIMS測定を行い、図5(A),(B)に示す酸素の濃度プロファイルを得た。なお、横軸の深さはエピタキシャル層の表面をゼロとしている。
実施例3および比較例7で作製した各サンプルについて、エピタキシャル層内で発生するサーマルドナーの発生量を調査した。この評価は、サンプルのエピタキシャルシリコンウェーハを大気雰囲気中で、450℃,4時間の熱処理を施した後、エピタキシャル層中央近傍でのサーマルドナー準位密度を、過渡容量分光法(DLTS:Deep Level Transient Spectroscopy)により測定したものである。なお、DLTS測定とは、バルク結晶の表面にショットキーダイオードを形成し、このダイオードに逆バイアスのパルスを印加した場合に得られるキャパシタンス変化の温度依存性に基づいて、バルク結晶に含まれる欠陥や重金属の種類およびその濃度を測定する方法である。具体的には、ショットキーダイオードに印加する逆バイアスを弱めることによってキャリアを深い準位に捕捉させた後、逆バイアスを強めることによって空乏層を広げ、これにより深い準位から放出されるキャリアの過渡応答を観測することにより測定を行う評価手法である。サーマルドナー発生量の結果を図6に示す。なお、横軸の深さはエピタキシャル層の表面をゼロとしている。
図4(A),(B)から、クラスターイオン照射により、実施例1では、モノマーイオン注入を施した比較例2と比べて、炭素が局所的かつ高濃度に固溶した改質層が形成されることがわかる。そして、表1に示すように、実施例1〜3は、炭素の濃度プロファイルの半値幅がいずれも100nm以下であるために、Niに対して、比較例2〜5よりも優れたゲッタリング能力を発揮していることがわかる。また、実施例1〜3のエピタキシャルシリコンウェーハは、シリコンウェーハの酸素濃度が16×1017atoms/cm3以下であるため、いずれもBMD起因の積層欠陥が発生していない。なお、比較例1は、クラスターイオン照射により十分なゲッタリング能力を得ることができているが、シリコンウェーハの酸素濃度が高すぎるため、BMD起因の積層欠陥が観察された。
10A シリコンウェーハの表面
16 クラスターイオン
18 改質層
19 改質層を除く領域
20 エピタキシャルシリコン層
100 エピタキシャルシリコンウェーハ
Claims (14)
- 酸素濃度が16×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下のシリコンウェーハにクラスターイオンを照射して、前記シリコンウェーハの表面に、前記クラスターイオンの構成元素が固溶してなる改質層を形成する第1工程と、
前記シリコンウェーハの改質層上にエピタキシャルシリコン層を形成する第2工程と、
を有することを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。 - 前記シリコンウェーハの酸素濃度は、8×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下である請求項1に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記第1工程の後、前記シリコンウェーハに対して結晶性回復のための熱処理を行うことなく、前記シリコンウェーハをエピタキシャル成長装置に搬送して前記第2工程を行う請求項1または2に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記第1工程の後、前記第2工程の前に、前記シリコンウェーハに対して結晶性回復のための熱処理を行う請求項1または2に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記クラスターイオンが、構成元素として炭素を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記クラスターイオンが、構成元素として炭素を含む2種以上の元素を含む請求項5に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記クラスターイオンの照射条件は、炭素1原子あたり加速電圧が50keV/atom以下、クラスターサイズが100個以下、炭素のドーズ量が1.0×1013atoms/cm2以上である請求項5または6に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- シリコンウェーハと、該シリコンウェーハの表面に形成された、該シリコンウェーハ中に所定元素が固溶してなる改質層と、該改質層上のエピタキシャルシリコン層と、を有し、
前記シリコンウェーハの酸素濃度は、前記改質層を除く領域では16×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下であり、
前記改質層における、前記所定元素の濃度プロファイルの半値幅が100nm以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。 - 前記シリコンウェーハの酸素濃度は、前記改質層を除く領域では8×1017atoms/cm3(ASTM F121−1979)以下である請求項8に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 前記シリコンウェーハの表面からの深さが150nm以下の範囲内に、前記改質層における前記濃度プロファイルのピークが位置する請求項8または9に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 前記改質層における前記濃度プロファイルのピーク濃度が、1.0×1015atoms/cm3以上である請求項8〜10のいずれか1項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 前記所定元素が炭素を含む請求項8〜11のいずれか1項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 前記所定元素が炭素を含む2種以上の元素を含む請求項12に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法で製造されたエピタキシャルシリコンウェーハまたは請求項8〜13のいずれか1項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの、表面に位置するエピタキシャルシリコン層に、固体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
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---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016031328A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 株式会社Sumco | 半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子の製造方法 |
JP2018032666A (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、及び固体撮像素子の製造方法 |
US9935235B2 (en) | 2016-05-02 | 2018-04-03 | Renesas Electronics Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device |
CN108183113A (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-19 | 佳能株式会社 | 光电转换设备、相机、制造半导体基板的方法以及制造光电转换设备的方法 |
KR20180126530A (ko) * | 2016-04-11 | 2018-11-27 | 가부시키가이샤 사무코 | 실리콘 시료의 탄소 농도 측정 방법, 실리콘 단결정 잉곳의 제조 방법, 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘 웨이퍼 |
CN112582434A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 图像传感器和用于形成图像传感器的方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06338507A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-12-06 | Sony Corp | 半導体基板、固体撮像装置及びこれらの製造方法 |
JP2004221491A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Nikon Corp | 固体撮像装置,およびその製造方法 |
JP2007525838A (ja) * | 2004-02-14 | 2007-09-06 | エピオン コーポレーション | ドープ済みおよび未ドープの歪み半導体の形成方法およびガスクラスタイオン照射による半導体薄膜の形成方法 |
JP2007317760A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2008311418A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウェーハおよびエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2009518869A (ja) * | 2005-12-09 | 2009-05-07 | セムイクウィップ・インコーポレーテッド | 炭素クラスターの注入により半導体デバイスを製造するためのシステムおよび方法 |
JP2009540531A (ja) * | 2006-06-13 | 2009-11-19 | セムイクウィップ・インコーポレーテッド | イオンビーム装置およびイオン注入方法 |
JP2010040864A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Sumco Corp | エピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法 |
JP2010114409A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-05-20 | Sony Corp | Soi基板とその製造方法、固体撮像装置とその製造方法、および撮像装置 |
JP2011054821A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Sumco Corp | エピタキシャルウェーハの製造方法及びエピタキシャルウェーハ |
JP2012059849A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハおよびシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
-
2012
- 2012-11-13 JP JP2012249681A patent/JP6107068B2/ja active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06338507A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-12-06 | Sony Corp | 半導体基板、固体撮像装置及びこれらの製造方法 |
JP2004221491A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Nikon Corp | 固体撮像装置,およびその製造方法 |
JP2007525838A (ja) * | 2004-02-14 | 2007-09-06 | エピオン コーポレーション | ドープ済みおよび未ドープの歪み半導体の形成方法およびガスクラスタイオン照射による半導体薄膜の形成方法 |
JP2009518869A (ja) * | 2005-12-09 | 2009-05-07 | セムイクウィップ・インコーポレーテッド | 炭素クラスターの注入により半導体デバイスを製造するためのシステムおよび方法 |
JP2007317760A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2009540531A (ja) * | 2006-06-13 | 2009-11-19 | セムイクウィップ・インコーポレーテッド | イオンビーム装置およびイオン注入方法 |
JP2008311418A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウェーハおよびエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2010040864A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Sumco Corp | エピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法 |
JP2010114409A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-05-20 | Sony Corp | Soi基板とその製造方法、固体撮像装置とその製造方法、および撮像装置 |
JP2011054821A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Sumco Corp | エピタキシャルウェーハの製造方法及びエピタキシャルウェーハ |
JP2012059849A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハおよびシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN7016001681; N.G.RUDAWSKI et al: 'Amorphaization and Solid-Phase Epitaxial Growth of C-Cluster Ion-Implanted Si' Journal of Electronic Materials Vol.38, NO.9, 2009, 20090625, pp.1926-1930, Journal of Electronic Materials * |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101916931B1 (ko) * | 2014-08-28 | 2018-11-08 | 가부시키가이샤 사무코 | 반도체 에피택셜 웨이퍼 및 그 제조 방법, 및, 고체 촬상 소자의 제조 방법 |
JP2016051729A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | 株式会社Sumco | 半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子の製造方法 |
TWI567791B (zh) * | 2014-08-28 | 2017-01-21 | Sumco Corp | A semiconductor epitaxial wafer and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the solid-state photographic element |
KR20170041229A (ko) * | 2014-08-28 | 2017-04-14 | 가부시키가이샤 사무코 | 반도체 에피택셜 웨이퍼 및 그 제조 방법, 및, 고체 촬상 소자의 제조 방법 |
WO2016031328A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 株式会社Sumco | 半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子の製造方法 |
KR102170149B1 (ko) | 2016-04-11 | 2020-10-26 | 가부시키가이샤 사무코 | 실리콘 시료의 탄소 농도 측정 방법과 실리콘 단결정 잉곳의 제조 방법 |
KR20180126530A (ko) * | 2016-04-11 | 2018-11-27 | 가부시키가이샤 사무코 | 실리콘 시료의 탄소 농도 측정 방법, 실리콘 단결정 잉곳의 제조 방법, 실리콘 단결정 잉곳 및 실리콘 웨이퍼 |
US9935235B2 (en) | 2016-05-02 | 2018-04-03 | Renesas Electronics Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device |
WO2018037626A1 (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、及び固体撮像素子の製造方法 |
KR20190017039A (ko) * | 2016-08-22 | 2019-02-19 | 가부시키가이샤 사무코 | 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 실리콘 웨이퍼, 및 고체 촬상 소자의 제조방법 |
CN109791890A (zh) * | 2016-08-22 | 2019-05-21 | 胜高股份有限公司 | 外延硅晶片的制造方法、外延硅晶片及固体摄像元件的制造方法 |
TWI688002B (zh) * | 2016-08-22 | 2020-03-11 | 日商Sumco股份有限公司 | 磊晶矽晶圓的製造方法、磊晶矽晶圓及固體攝像元件的製造方法 |
KR102156727B1 (ko) * | 2016-08-22 | 2020-09-16 | 가부시키가이샤 사무코 | 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 실리콘 웨이퍼, 및 고체 촬상 소자의 제조방법 |
JP2018032666A (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、及び固体撮像素子の製造方法 |
US10872768B2 (en) | 2016-08-22 | 2020-12-22 | Sumco Corporation | Method of manufacturing epitaxial silicon wafer, epitaxial silicon wafer, and method of manufacturing solid-state image sensing device |
CN109791890B (zh) * | 2016-08-22 | 2023-03-31 | 胜高股份有限公司 | 外延硅晶片的制造方法、外延硅晶片及固体摄像元件的制造方法 |
CN108183113A (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-19 | 佳能株式会社 | 光电转换设备、相机、制造半导体基板的方法以及制造光电转换设备的方法 |
US10340400B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-07-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, and camera |
CN108183113B (zh) * | 2016-12-08 | 2022-03-04 | 佳能株式会社 | 光电转换设备、相机、制造半导体基板的方法以及制造光电转换设备的方法 |
CN112582434A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 图像传感器和用于形成图像传感器的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6107068B2 (ja) | 2017-04-05 |
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