JP3428984B2 - 安定化層及びその製法 - Google Patents
安定化層及びその製法Info
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Classifications
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
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- H—ELECTRICITY
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- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体デバイスの電気的に活性な安定化層
並びにその製法に関する。
並びにその製法に関する。
集積された個別半導体デバイス、特にMOS技術におけ
る半導体デバイスは、表面的な充電による障害に対して
敏感であり、従って特にその表面にpn接合が生じる箇所
に半導電性の電気的に活性な安定化層及び保護層を必要
とする。この種の安定化層は次の特性を有していなけれ
ばならない。
る半導体デバイスは、表面的な充電による障害に対して
敏感であり、従って特にその表面にpn接合が生じる箇所
に半導電性の電気的に活性な安定化層及び保護層を必要
とする。この種の安定化層は次の特性を有していなけれ
ばならない。
ａ） 障壁効果なしに層をｎ及びｐ導電性の活性基板に
効果的に電気的に結合することを可能とするものでなけ
ればならない。すなわち小さな障壁及びそれによる高い
逆方向電流（オーム接触）を生じるものでなければなら
ない。この要件はバンドギャップでの高い欠陥密度及び
ホッピング機構又は光学的エネルギーギャップ（移動度
ギャップ）1.1〜1.4eVによる十分な真性導電率を意味
し、これにより熱的に十分な数の電荷キャリアを生じる
ことができる。
効果的に電気的に結合することを可能とするものでなけ
ればならない。すなわち小さな障壁及びそれによる高い
逆方向電流（オーム接触）を生じるものでなければなら
ない。この要件はバンドギャップでの高い欠陥密度及び
ホッピング機構又は光学的エネルギーギャップ（移動度
ギャップ）1.1〜1.4eVによる十分な真性導電率を意味
し、これにより熱的に十分な数の電荷キャリアを生じる
ことができる。
ｂ） 導電率（室温での）は10-8Ω-1・cm-1以下でなけ
ればならず、従って寄生表面電流は保護すべき半導体の
ｐ及びｎ導電性範囲間の逆方向電流よりも小さい。
ればならず、従って寄生表面電流は保護すべき半導体の
ｐ及びｎ導電性範囲間の逆方向電流よりも小さい。
ｃ） 保護すべき半導体のｎ及びｐ導電部に対し十分な
遮蔽効果を生じる必要がある。このため保護層及び安定
化層は、酸化可能な状態での高い密度（数1019cm-3・eV
-1まで）の他に、特に電荷の僅少なドリフト移動度を有
さなければならない。
遮蔽効果を生じる必要がある。このため保護層及び安定
化層は、酸化可能な状態での高い密度（数1019cm-3・eV
-1まで）の他に、特に電荷の僅少なドリフト移動度を有
さなければならない。
ｄ） 安定化層はピンホールを有していてはならない
が、水素及び水に対する透過係数は低く、また機械的保
護及び湿気に対する保護をもたらすものでなければなら
ない。
が、水素及び水に対する透過係数は低く、また機械的保
護及び湿気に対する保護をもたらすものでなければなら
ない。
ｅ） 製造に際して必然的な半導体の290℃における加
熱処理において安定化層は水素を放出してはならない。
熱処理において安定化層は水素を放出してはならない。
現在半導体デバイス用の電気的に活性な安定化層とし
ては、無定形ケイ素（ａ−Si）からなる層が適してい
る。これらの層は半導体デバイス上に成長させることが
できるが、ケイ素を蒸着することも可能であり、この場
合には蒸着した層を後で熱処理する（これに関してはド
イツ連邦共和国特許出願公開第2730367号明細書（特公
昭61−58976号公報）参照）。電気比抵抗を調節するた
めに安定化層はホウ素、リン及びアルミニウムのような
ドーピング材を含んでいてもよい。
ては、無定形ケイ素（ａ−Si）からなる層が適してい
る。これらの層は半導体デバイス上に成長させることが
できるが、ケイ素を蒸着することも可能であり、この場
合には蒸着した層を後で熱処理する（これに関してはド
イツ連邦共和国特許出願公開第2730367号明細書（特公
昭61−58976号公報）参照）。電気比抵抗を調節するた
めに安定化層はホウ素、リン及びアルミニウムのような
ドーピング材を含んでいてもよい。
ａ−Siからなる電気的に活性な安定化層はバンドギャ
ップ中の欠陥密度が十分であり、要求される抵抗値108
Ω・cmは析出及び焼結条件を介して調節することがで
き、またドーピングの影響はその高い状態密度により極
く僅かであるにすぎない。しかしこれらの層の大きな欠
点は、ｐ導電性の基板への結合力がｎ導電性基板への結
合力よりも著しく劣ることである。これは後に、高遮断
性のpn接合部に表面破裂を生ぜしめる可能性がある。更
にａ−Si層の場合光学的エネルギーギャップはほとんど
変えられず、従って任意の活性基板に適合させることは
できない。この層の場合特に湿気、イオン拡散及び機械
的作用に対する安定性が欠けていることが欠点である。
ップ中の欠陥密度が十分であり、要求される抵抗値108
Ω・cmは析出及び焼結条件を介して調節することがで
き、またドーピングの影響はその高い状態密度により極
く僅かであるにすぎない。しかしこれらの層の大きな欠
点は、ｐ導電性の基板への結合力がｎ導電性基板への結
合力よりも著しく劣ることである。これは後に、高遮断
性のpn接合部に表面破裂を生ぜしめる可能性がある。更
にａ−Si層の場合光学的エネルギーギャップはほとんど
変えられず、従って任意の活性基板に適合させることは
できない。この層の場合特に湿気、イオン拡散及び機械
的作用に対する安定性が欠けていることが欠点である。
本発明の課題は、バンドギャップにおける高い欠陥密
度と、十分に低い導電性及び必要な光学的エネルギーギ
ャップの他に、湿気、イオン拡散及び機械的作用に対し
て良好な安定性を有し、またｐ導電性並びにｎ導電性基
板にも良好に結合することのできる半導体デバイス用の
半導電性の電気的に活性な安定化層を提供することにあ
る。
度と、十分に低い導電性及び必要な光学的エネルギーギ
ャップの他に、湿気、イオン拡散及び機械的作用に対し
て良好な安定性を有し、またｐ導電性並びにｎ導電性基
板にも良好に結合することのできる半導体デバイス用の
半導電性の電気的に活性な安定化層を提供することにあ
る。
この課題は本発明によれば、安定化層が無定形の水素
含有炭素（ａ−C:H）からなる薄層からなることによっ
て解決される。
含有炭素（ａ−C:H）からなる薄層からなることによっ
て解決される。
無定形の水素含有炭素（略記ａ−C:H）は無定形の炭
素格子構造が存在する炭素材料であり、その機械的硬度
によりこの炭素材料はダイヤモンド様炭素ともいわれる
〔例えば「イー・ディー・エル・インドゥストリー・デ
ィアマンテン・ルントシャウ（IDR−Industrie Diamant
en Rundschau）」第18巻（1984年）、No.4、第249頁以
降参照〕。炭素のこの無定形変体は四面体（sp3-）及び
三方晶（sp2-）ハイブリッド化の共存によって及び水素
を組み込むことによって（約10〜40原子％）、光学的透
明度、微小硬度、化学抵抗性及び電気絶縁性のような特
性をもたらされる。
素格子構造が存在する炭素材料であり、その機械的硬度
によりこの炭素材料はダイヤモンド様炭素ともいわれる
〔例えば「イー・ディー・エル・インドゥストリー・デ
ィアマンテン・ルントシャウ（IDR−Industrie Diamant
en Rundschau）」第18巻（1984年）、No.4、第249頁以
降参照〕。炭素のこの無定形変体は四面体（sp3-）及び
三方晶（sp2-）ハイブリッド化の共存によって及び水素
を組み込むことによって（約10〜40原子％）、光学的透
明度、微小硬度、化学抵抗性及び電気絶縁性のような特
性をもたらされる。
有利には約0.05〜３μｍの厚さを有するａ−C:H薄層
形の本発明による安定化層は、表面充電に敏感な半導体
デバイスの電気的に活性な安定化に際して設定されるす
べての要件を満足する。ａ−C:Hはａ−Siとは異なりそ
の製造時の諸条件を克服して種々の光学的エネルギーギ
ャップ、可変欠陥密度及び可変電気抵抗を伴って、ドー
ピング処理を必要とすることなく製造することができ
る。すなわち特にａ−C:Hを用いて次の値、すなわち欠
陥密度約1019cm-3・eV-1、導電率＜10-8Ω-1・cm-1、光
学的エネルギーギャップ約1.1eVを同時にまた最適に満
たすことができる。なお、欠陥密度の測定方法それ自体
は既に良く知られている。例えば雑誌“J.Appl.Phys."5
1巻９号,9月1980年の第4847〜4854頁に掲載された論文
“Interpretation of the conductance and capac
itance frequency dependence of hydrogenated a
morphous silicon Schottky barrier diodes"ある
いは、雑誌“Physical Review B"25巻８号,4月1982年の
第5285〜5320頁に掲載された論文“Measurement of t
he density of gap states in hydrogenated am
orphous silicon by space charge spectroscopy"
を参照されたい。
形の本発明による安定化層は、表面充電に敏感な半導体
デバイスの電気的に活性な安定化に際して設定されるす
べての要件を満足する。ａ−C:Hはａ−Siとは異なりそ
の製造時の諸条件を克服して種々の光学的エネルギーギ
ャップ、可変欠陥密度及び可変電気抵抗を伴って、ドー
ピング処理を必要とすることなく製造することができ
る。すなわち特にａ−C:Hを用いて次の値、すなわち欠
陥密度約1019cm-3・eV-1、導電率＜10-8Ω-1・cm-1、光
学的エネルギーギャップ約1.1eVを同時にまた最適に満
たすことができる。なお、欠陥密度の測定方法それ自体
は既に良く知られている。例えば雑誌“J.Appl.Phys."5
1巻９号,9月1980年の第4847〜4854頁に掲載された論文
“Interpretation of the conductance and capac
itance frequency dependence of hydrogenated a
morphous silicon Schottky barrier diodes"ある
いは、雑誌“Physical Review B"25巻８号,4月1982年の
第5285〜5320頁に掲載された論文“Measurement of t
he density of gap states in hydrogenated am
orphous silicon by space charge spectroscopy"
を参照されたい。
本発明による電気的に活性な安定化層の製造は、基板
上にガス状の炭化水素を高周波−低圧−プラズマ析出処
理することにより無定形の水素含有炭素からなる薄層を
施すことによって行う。この場合プラズマ析出は有利に
は無線周波数（RF）、すなわち0.1〜100MHzの範囲で行
うが、中マイクロ波（MW）、すなわち0.1〜1000GHzの範
囲で行うこともできる。
上にガス状の炭化水素を高周波−低圧−プラズマ析出処
理することにより無定形の水素含有炭素からなる薄層を
施すことによって行う。この場合プラズマ析出は有利に
は無線周波数（RF）、すなわち0.1〜100MHzの範囲で行
うが、中マイクロ波（MW）、すなわち0.1〜1000GHzの範
囲で行うこともできる。
本発明による安定化層の製造に際してはガス状炭化水
素として有利にはアルカン、すなわちメタン、エタン及
びプロパンのような飽和脂肪族炭化水素を使用するが、
この場合好ましいのはメタンである。しかしその他にア
ルケン、すなわちエテン及びプロパンのような不飽和の
脂肪族炭化水素並びにアセチレン、シクロアルカン、す
なわちシクロヘキサンのような飽和環状炭化水素、及び
蒸気状態でのベンゾール及びベンゾール誘導体の形の芳
香族炭化水素も使用することができる。上記の各炭化水
素は単独又は混合物として使用することができる。更に
これらの炭化水素には水素及び／又は、ヘリウム及びア
ルゴンのような希ガスを添加することもできる。
素として有利にはアルカン、すなわちメタン、エタン及
びプロパンのような飽和脂肪族炭化水素を使用するが、
この場合好ましいのはメタンである。しかしその他にア
ルケン、すなわちエテン及びプロパンのような不飽和の
脂肪族炭化水素並びにアセチレン、シクロアルカン、す
なわちシクロヘキサンのような飽和環状炭化水素、及び
蒸気状態でのベンゾール及びベンゾール誘導体の形の芳
香族炭化水素も使用することができる。上記の各炭化水
素は単独又は混合物として使用することができる。更に
これらの炭化水素には水素及び／又は、ヘリウム及びア
ルゴンのような希ガスを添加することもできる。
特にRF励起での高周波放電中で、放電装置の異なる大
きさの内部電極（表面比≦0.5、有利には0.25〜0.05）
に空間電荷により約1kVまでの、高周波（HF）のタイミ
ングパルスで脈動する直流電圧成分（バイアス電圧又は
セルフバイアス電圧）が生じる。この直流電圧成分は高
周波交流電圧にヘテロダイン変換し、一層小さな電極を
陰極化する。これにより反応ガスのイオン化及びフラグ
メント化によって生じる帯電したCXHY粒子は陰極に向か
って加速され、陰極の前に配置された基板に高い運動エ
ネルギーでａ−C:Hの形成下に析出される。先に記載し
た形式のセルフバイアス」効果は、内部電極が欠けてい
ることにより極く僅かな規模ではあるが、MW誘起析出プ
ラズマの場合にも有効である。それというのもプラズマ
と基板表面との間にはいずれの場合にも電位差が生じる
からである。
きさの内部電極（表面比≦0.5、有利には0.25〜0.05）
に空間電荷により約1kVまでの、高周波（HF）のタイミ
ングパルスで脈動する直流電圧成分（バイアス電圧又は
セルフバイアス電圧）が生じる。この直流電圧成分は高
周波交流電圧にヘテロダイン変換し、一層小さな電極を
陰極化する。これにより反応ガスのイオン化及びフラグ
メント化によって生じる帯電したCXHY粒子は陰極に向か
って加速され、陰極の前に配置された基板に高い運動エ
ネルギーでａ−C:Hの形成下に析出される。先に記載し
た形式のセルフバイアス」効果は、内部電極が欠けてい
ることにより極く僅かな規模ではあるが、MW誘起析出プ
ラズマの場合にも有効である。それというのもプラズマ
と基板表面との間にはいずれの場合にも電位差が生じる
からである。
このプラズマ析出処理での条件を介して種々の特性を
有するａ−C:Hを製造することができる。この場合諸可
変条件は高周波放電の周波数、プラズマに供給されるエ
ネルギー密度、電極の配置及び大きさ、ガス圧すなわち
反応ガスの部分圧、ガス流速度並びに物質流量及び基板
温度（≧250℃）である。これらのパラメータのすべて
は互いに無関係に調整することができ、こうしてａ−C:
H層の諸特性を意図的に制御することができる。
有するａ−C:Hを製造することができる。この場合諸可
変条件は高周波放電の周波数、プラズマに供給されるエ
ネルギー密度、電極の配置及び大きさ、ガス圧すなわち
反応ガスの部分圧、ガス流速度並びに物質流量及び基板
温度（≧250℃）である。これらのパラメータのすべて
は互いに無関係に調整することができ、こうしてａ−C:
H層の諸特性を意図的に制御することができる。
次に本発明を一実施例に基づき更に詳述する。
円筒状のガラス容器の形をしたRF励起によりａ−C:H
をプラズマ析出する装置に、側面からメタンCH4（反応
ガスとして）を100Paの圧力で導入する。反応ガスは狭
い環状の隙間を介して２つの等しくない平坦な電極（表
面比1:2）間に形成された約45cm3の容量のプラズマ内に
達する。双方の電極はRF充電機と接続されている（ν＝
13.56MHz）。等しくない電極により両電極間にはRF電圧
にヘテロダイン変換可能のセルフバイアス直流電圧が生
じ、その際被覆すべき基板を有する小さい方の電極が陰
極となる。
をプラズマ析出する装置に、側面からメタンCH4（反応
ガスとして）を100Paの圧力で導入する。反応ガスは狭
い環状の隙間を介して２つの等しくない平坦な電極（表
面比1:2）間に形成された約45cm3の容量のプラズマ内に
達する。双方の電極はRF充電機と接続されている（ν＝
13.56MHz）。等しくない電極により両電極間にはRF電圧
にヘテロダイン変換可能のセルフバイアス直流電圧が生
じ、その際被覆すべき基板を有する小さい方の電極が陰
極となる。
陰極表面に対して約14W・cm-2の高周波出力密度で、
両電極間には約800Vまでのセルフバイアス直流電圧が生
じる。この条件下に５・104Pa・cm3・s-1のCH4物質流量
で2.5分後に（析出速度：約7nm・s-1）、室温での電気
比抵抗＞108Ω・cm及び光学的エネルギーギャップ約1.1
eVを有する厚さ約１μｍのａ−C:H層が得られる。この
ａ−C:H層の場合フェルミ準位での欠陥密度は約1019cm
-3・eV-1である。
両電極間には約800Vまでのセルフバイアス直流電圧が生
じる。この条件下に５・104Pa・cm3・s-1のCH4物質流量
で2.5分後に（析出速度：約7nm・s-1）、室温での電気
比抵抗＞108Ω・cm及び光学的エネルギーギャップ約1.1
eVを有する厚さ約１μｍのａ−C:H層が得られる。この
ａ−C:H層の場合フェルミ準位での欠陥密度は約1019cm
-3・eV-1である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ゲルハルト、シユミツト
ドイツ連邦共和国フオルヒハイム、カー
ルブレーガーシユトラーセ28
(72)発明者 アルブレヒト、ウイナツカー
ドイツ連邦共和国エルランゲン、プフタ
シユトラーセ６
(56)参考文献 特開 昭61−244068（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−110641（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−178975（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】半導体デバイス用の電気的に活性な安定化
層において、この安定化層が、欠陥密度1019cm-3・e
V-1、電気比抵抗＞108Ω/cm、光学的エネルギーギャッ
プ1.1eVの無定形の水素含有炭素（ａ−C:H）からなるこ
とを特徴とする安定化層。 - 【請求項２】厚さ0.05〜３μｍを有することを特徴とす
る請求項１記載の安定化層。 - 【請求項３】基板上にガス状の炭化水素を高周波−低圧
−プラズマ析出処理することにより、無定形水素含有炭
素からなる薄層を施すことを特徴とする請求項１又は２
記載の安定化層の製法。 - 【請求項４】プラズマ析出を、無線周波数を用いて行う
ことを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】炭化水素としてアルカン、特にメタンを使
用することを特徴とする請求項３又は４記載の方法。 - 【請求項６】基板を析出中≧250℃の温度に保持するこ
とを特徴とする請求項３ないし５の１つに記載の方法。
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| DE19514079A1 (de) * | 1995-04-13 | 1996-10-17 | Siemens Ag | Verfahren zum Passivieren einer Siliciumcarbid-Oberfläche gegenüber Sauerstoff |
| US5942328A (en) * | 1996-02-29 | 1999-08-24 | International Business Machines Corporation | Low dielectric constant amorphous fluorinated carbon and method of preparation |
| US6071597A (en) * | 1997-08-28 | 2000-06-06 | 3M Innovative Properties Company | Flexible circuits and carriers and process for manufacture |
| US6448655B1 (en) * | 1998-04-28 | 2002-09-10 | International Business Machines Corporation | Stabilization of fluorine-containing low-k dielectrics in a metal/insulator wiring structure by ultraviolet irradiation |
| DE19851461C2 (de) * | 1998-11-09 | 2003-07-31 | Semikron Elektronik Gmbh | Schnelle Leistungsdiode und Verfahren zu ihrer Passivierung |
| EP1062700A1 (de) * | 1999-01-12 | 2000-12-27 | EUPEC Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG | Leistungshalbleiterbauelement mit mesa-randabschluss |
| US6995821B1 (en) * | 1999-04-23 | 2006-02-07 | International Business Machines Corporation | Methods of reducing unbalanced DC voltage between two electrodes of reflective liquid crystal display by thin film passivation |
| DE10047152B4 (de) * | 2000-09-22 | 2006-07-06 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG | Hochvolt-Diode und Verfahren zu deren Herstellung |
| US8137105B2 (en) | 2003-07-31 | 2012-03-20 | International Business Machines Corporation | Chinese/English vocabulary learning tool |
| DE10358985B3 (de) | 2003-12-16 | 2005-05-19 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit einem pn-Übergang und einer auf einer Oberfläche aufgebrachten Passivierungsschicht |
| DE10359371A1 (de) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Passivierte Endoberflächen |
| DE102004002908B4 (de) * | 2004-01-20 | 2008-01-24 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements oder einer mikromechanischen Struktur |
| DE102006007093B4 (de) * | 2006-02-15 | 2008-08-14 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung einer haftfähigen Schicht auf einem Halbleiterkörper |
| DE102006011697B4 (de) * | 2006-03-14 | 2012-01-26 | Infineon Technologies Austria Ag | Integrierte Halbleiterbauelementeanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
| US8013340B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-09-06 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device with semiconductor body and method for the production of a semiconductor device |
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| US8884378B2 (en) * | 2010-11-03 | 2014-11-11 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device |
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|---|---|---|---|---|
| US4060660A (en) * | 1976-01-15 | 1977-11-29 | Rca Corporation | Deposition of transparent amorphous carbon films |
| DE2730367A1 (de) * | 1977-07-05 | 1979-01-18 | Siemens Ag | Verfahren zum passivieren von halbleiterelementen |
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| JPS55115386A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-05 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser unit |
| US4254426A (en) * | 1979-05-09 | 1981-03-03 | Rca Corporation | Method and structure for passivating semiconductor material |
| JPS5930709A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素膜及び／又は炭素粒子の製造方法 |
| JPS5955077A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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| US4675265A (en) * | 1985-03-26 | 1987-06-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electrophotographic light-sensitive element with amorphous C overlayer |
| DE3610076A1 (de) * | 1985-03-26 | 1986-10-09 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa | Elektrofotografisches lichtempfindliches element |
| JPS61219961A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 電子写真感光体 |
| US4673589A (en) * | 1986-02-18 | 1987-06-16 | Amoco Corporation | Photoconducting amorphous carbon |
| US4737429A (en) * | 1986-06-26 | 1988-04-12 | Xerox Corporation | Layered amorphous silicon imaging members |
| US4756964A (en) * | 1986-09-29 | 1988-07-12 | The Dow Chemical Company | Barrier films having an amorphous carbon coating and methods of making |
| US4695859A (en) * | 1986-10-20 | 1987-09-22 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film light emitting diode, photonic circuit employing said diode imager employing said circuits |
| US4760005A (en) * | 1986-11-03 | 1988-07-26 | Xerox Corporation | Amorphous silicon imaging members with barrier layers |
| JPH07120812B2 (ja) * | 1986-12-17 | 1995-12-20 | 三田工業株式会社 | 電子写真用感光体及びその製造方法 |
| JPS63210268A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-31 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 炭素薄膜の形成方法 |
| US4972250A (en) * | 1987-03-02 | 1990-11-20 | Microwave Technology, Inc. | Protective coating useful as passivation layer for semiconductor devices |
| JPS63246283A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Minolta Camera Co Ltd | 光記録体 |
-
1990
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- 1990-01-29 ES ES90101718T patent/ES2072321T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-29 EP EP90101718A patent/EP0381111B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-30 JP JP02034790A patent/JP3428984B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| DE59009167D1 (de) | 1995-07-06 |
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