JP4952042B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ソース領域とドレイン領域とが半導体基板の横方向に並べられた、横型MOSトランジスタ(LDMOS,Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor)が形成されてなる半導体装置に関する。
ソース領域とドレイン領域とが半導体基板の横方向に並べられた、横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置が、例えば、特開2001−352070号公報(特許文献1)、特開平11−354779号公報(特許文献2)に開示されている。
図7は、特許文献1に開示されたLDMOSと同じ断面構造を有する、従来の半導体装置90の模式的な断面図である。また、図8は、図7の半導体装置90について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。
図7に示す半導体装置90では、半導体基板10の表層部に、N導電型チャネルの横型MOSトランジスタが形成されている。半導体基板10は、埋め込み酸化膜3を有するSOI(Silicon On Insulator)基板で、埋め込み酸化膜3の下は、P導電型(p)の支持基板2である。埋め込み酸化膜3の上のSOI層1は、上方にあるN導電型(n−)の第1半導体層1aを上記横型MOSトランジスタの形成層とし、第1半導体層1aの下方には、埋め込み酸化膜3に当接して、N導電型で第1半導体層1aより高濃度(n+)の第3半導体層1bが形成されている。
半導体装置90では、P導電型(p)のベース領域7が、第1半導体層1aの表層部に形成されている。
半導体装置90のソース側では、P導電型でベース領域7より高濃度(p)の追加ベース領域7aが、基板断面においてベース領域7より深く、基板面内でベース領域7内に含まれるように、第1半導体層1aの表層部に配置されている。また、N導電型(n+)のソース領域8が、ベース領域7の表層部に形成されている。尚、ソース領域8とそれに隣接して追加ベース領域7a内に含まれるように配置されているP導電型(P+)の領域9は、ソース電極(図示省略)のコンタクト領域となっている。
半導体装置90のドレイン側では、N導電型で第1半導体層1aより高濃度(n)の追加ドレイン領域6が、基板面内でベース領域7から離間するように配置されている。また、N導電型で追加ドレイン領域6より高濃度(n+)のドレイン領域5が、追加ドレイン領域6の表層部に形成されている。尚、追加ドレイン領域6は、ドレイン領域5に近づくほど高濃度となるように形成されている。また、ドレイン領域5は、ドレイン電極(図示省略)のコンタクト領域となっている。
半導体装置90では、SOI層1の表面近くのソース領域8とドレイン領域5の間に位置するベース領域7を、キャリアのチャネル領域としている。また、SOI層1の表面近くのソース領域8とドレイン領域5の間に位置する第1半導体層1aは、キャリアのドリフト領域となっている。尚、符号4の部分は、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)酸化膜で、符号11の部分は、ゲート絶縁膜(図示省略)上に形成されたゲート電極11である。
特開2001−352070号公報 特開平11−354779号公報
図7に示す半導体装置90では、ドレイン側に配置されたドレイン領域5に近づくほど高濃度となる追加ドレイン領域6により、ESD(Electro Static Discharge)等の電界が緩和され、追加ドレイン領域6を形成しない場合に較べてESD耐量を向上することができる。一方、半導体装置90において高耐圧化を図っていくためには、ベース領域7と追加ドレイン領域6の間隔、すなわち、ドリフト領域であるSOI層1の表面近くのソース領域8とドレイン領域5の間に位置する第1半導体層1aの幅を拡大する必要がある。しかしながら、ベース領域7と追加ドレイン領域6の間隔を拡大していくと、キャリアのドリフト抵抗が増大し、半導体装置90の動作抵抗(オン抵抗)が増大してしまう。従って、図7に示す従来の半導体装置90の構造では、高耐圧化と動作抵抗の低減を両立させることは困難である。
そこで本発明は、横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置であって、高耐圧かつ低い動作抵抗の半導体装置を提供することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、第1導電型の半導体基板の表層部に、第1導電型チャネルの横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置であって、前記横型MOSトランジスタのソース領域とドレイン領域の間において、前記半導体基板からなる第1半導体層に、基板表面から所定の深さで、第1導電型で前記第1半導体層より高濃度の第2半導体層が形成されてなり、前記第1半導体層の表層部において、第2導電型のベース領域が形成され、前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域内に含まれるように配置され、基板断面において前記ベース領域より深い、第2導電型で前記ベース領域より高濃度の追加ベース領域が形成され、前記ベース領域の表層部において、第1導電型の前記ソース領域が形成され、前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域から離間するように配置され、第1導電型で前記第2半導体層より高濃度の追加ドレイン領域が形成され、前記追加ドレイン領域内に含まれるように、追加ドレイン領域の表層部において、第1導電型で追加ドレイン領域より高濃度の前記ドレイン領域が形成されてなり、第2導電型で前記ベース領域より低濃度の第2追加ベース領域が、基板面内で前記ベース領域を取り囲み前記追加ドレイン領域から離間するように、基板断面において前記ベース領域より深い位置で前記半導体基板中に形成されてなることを特徴としている。
上記半導体装置においては、ソース領域とドレイン領域の間に位置する第2半導体層が、横型MOSトランジスタのキャリアのドリフト領域として機能する。従って、この第2半導体層の不純物濃度および基板表面からの深さを適宜設定することにより、耐圧の低下を抑制しつつ、ドリフト抵抗を低減することができる。これによって、上記半導体装置を、高耐圧かつ低い動作抵抗の半導体装置とすることができる。
すなわち、上記半導体装置における横型MOSトランジスタは、前記第1半導体層の表層部において、第2導電型のベース領域が形成され、前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域内に含まれるように配置され、基板断面において前記ベース領域より深い、第2導電型で前記ベース領域より高濃度の追加ベース領域が形成され、前記ベース領域の表層部において、第1導電型の前記ソース領域が形成され、前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域から離間するように配置され、第1導電型で前記第2半導体層より高濃度の追加ドレイン領域が形成され、前記追加ドレイン領域内に含まれるように、追加ドレイン領域の表層部において、第1導電型で追加ドレイン領域より高濃度の前記ドレイン領域が形成されてなるように構成されている。
また、上記半導体装置においては、第2導電型で前記ベース領域より低濃度の第2追加ベース領域が、基板面内で前記ベース領域を取り囲み前記追加ドレイン領域から離間するように、基板断面において前記ベース領域より深い位置で前記半導体基板中に形成されている。
当該半導体装置の横型MOSトランジスタにおいては、上記第2導電型の第2追加ベース領域とドリフト領域として機能する第1導電型の上記第2半導体層とで、RESURF(Reduced Surface electric field)効果をもたせることができる。このため、第2半導体層の濃度を比較的高く設定しても、RESURF効果により耐圧低下を防止することができ、同時に動作抵抗の低減を図ることができる。尚、通常のRESURF構造を持つ横型MOSトランジスタでは、深いpウエル層の上に比較的濃度の濃いnウエル層を形成するので、ドリフト域の抵抗が下がる反面、基板断面の縦方向に寄生NPNバイポーラトランジスタが形成され、サージに弱いという欠点がある。しかしながら、当該半導体装置における横型MOSトランジスタでは、第2導電型の第2追加ベース領域をソース側に形成し、ドレイン側の下方には第2追加ベース領域が存在しないため、寄生バイポーラトランジスタは形成されない。従って、当該半導体装置のサージに対する耐性が低下することもない。
上記半導体装置においては、例えば請求項2に記載のように、前記半導体基板が、埋め込み酸化膜を有するSOI基板であって、前記第1半導体層が、前記埋め込み酸化膜上のSOI層であってよい。
請求項に記載のように、上記半導体装置においては、前記第2半導体層が、前記追加ベース領域より浅く形成されてなることが好ましい。これにより、基板の比較的深い部分にまで流れ込むサージ電流に対する耐圧の低下を抑制しつつ、基板表面近くを流れる横型MOSトランジスタのキャリアのドリフト抵抗を低減することができる。
上記半導体装置のシミュレーション結果によれば、請求項に記載のように、前記第1導電型が、N導電型である場合には、前記第2半導体層の濃度が、1.5×10 [1/cm]以上、3.5×10 [1/cm]以下であることが好ましい。また、請求項5に記載のように、前記第2追加ベース領域の濃度は、1.0×10 16 [1/cm ]以上、3.0×10 16 [1/cm ]以下であることが好ましい。これにより、上記半導体装置において、耐圧を確保しつつ、オン抵抗を実現することができる。
上記半導体装置においては、請求項に記載のように、前記ソース領域とドレイン領域が、基板面内において市松模様の格子状に配置されてなる構成とすることができる。
また、請求項に記載のように、前記ソース領域とドレイン領域が基板面内においてストライプ状に配置されてなる構成であってもよい
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
図1は、本発明の基礎とする半導体装置の一例で、半導体装置100の模式的な断面図である。また、図2は、図1の半導体装置100について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。尚、図1の半導体装置100において、図7の半導体装置90と同様の部分については、同じ符号を付した。
図1の半導体装置100は、図7の半導体装置90に対して、基板10表面から所定の深さで、N導電型で第1半導体層1aより高濃度(n)の第2半導体層6aを追加形成した構造となっている。
すなわち、図7に示す半導体装置90と同様に、図1に示す半導体装置100では、半導体基板10の表層部に、N導電型チャネルの横型MOSトランジスタが形成されている。半導体装置100における半導体基板10は、埋め込み酸化膜3を有するSOI(Silicon On Insulator)基板で、埋め込み酸化膜3の下は、P導電型(p)の支持基板2である。埋め込み酸化膜3の上のSOI層1は、上方にあるN導電型(n−)の第1半導体層1aを上記横型MOSトランジスタの形成層とし、第1半導体層1aの下方には、埋め込み酸化膜3に当接して、N導電型で第1半導体層1aより高濃度(n+)の第3半導体層1bが形成されている。
また、半導体装置100では、P導電型(p)のベース領域7が、第1半導体層1aの表層部に形成されている。半導体装置100のソース側では、P導電型でベース領域7より高濃度(p)の追加ベース領域7aが、基板断面においてベース領域7より深く、基板面内でベース領域7内に含まれるように、第1半導体層1aの表層部に配置されている。また、N導電型(n+)のソース領域8が、ベース領域7の表層部に形成されている。尚、ソース領域8とそれに隣接して追加ベース領域7a内に含まれるように配置されているP導電型(P+)の領域9は、ソース電極(図示省略)のコンタクト領域となっている。
半導体装置100のドレイン側では、N導電型で第1半導体層1a(および第2半導体層6a)より高濃度(n)の追加ドレイン領域6が、基板面内でベース領域7から離間するように配置されている。また、N導電型で追加ドレイン領域6より高濃度(n+)のドレイン領域5が、追加ドレイン領域6の表層部に形成されている。尚、追加ドレイン領域6は、ドレイン領域5に近づくほど高濃度となるように形成されている。また、ドレイン領域5は、ドレイン電極(図示省略)のコンタクト領域となっている。
半導体装置100では、SOI層1の表面近くのソース領域8とドレイン領域5の間に位置するベース領域7を、キャリアのチャネル領域としている。また、SOI層1の表面近くのソース領域8とドレイン領域5の間に位置する第1半導体層1aは、キャリアのドリフト領域となっている。尚、符号4の部分は、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)酸化膜で、符号11の部分は、ゲート絶縁膜(図示省略)上に形成されたポリシリコンからなるゲート電極11である。
以上が、図1の半導体装置100と図7の半導体装置90の等しい部分である。
一方、図1の半導体装置100では、図7の半導体装置90と異なり、横型MOSトランジスタのソース領域8とドレイン領域5の間において、半導体基板10のSOI層1を構成する第1半導体層1aに、基板10表面から所定の深さで、N導電型で第1半導体層1aより高濃度(n)の第2半導体層6aが形成されている。第2半導体層6aは、後述するように耐圧低下が起きないように浅く形成する必要があり、SOI層1に横型MOSトランジスタの内部構造を形成する前に、図1中に破線で示したように基板表面全体にN導電型不純物を浅く拡散させて形成する。このため、横型MOSトランジスタの内部構造の形成後には、図1中に実線で示したように、ゲート電極11およびLOCOS酸化膜4の直下のソース領域8(より詳しくは、ベース領域7)とドレイン領域5(より詳しくは、追加ドレイン領域6)の間において、SOI層1の表面のごく近傍に第2半導体層6aが所定の設定不純物濃度で残る。例えば、第2半導体層6aは、LOCOS酸化膜4とポリシリコンからなるゲート電極11の形成後に、砒素(As)等のN導電型不純物を高加速イオン注入した後、熱処理して形成する。また、LOCOS酸化膜4の形成前にイオン注入を行い、LOCOS酸化時の熱処理で注入イオンを拡散させて形成するようにしてもよい。
図1の半導体装置100においては、上記したソース領域8とドレイン領域5の間に位置する第2半導体層6aが、横型MOSトランジスタのキャリアのドリフト領域として機能する。第2半導体層6aは、第1半導体層1aに較べて、N導電型の不純物濃度が高い。このため、半導体装置100では、第2半導体層6aの形成によって横型MOSトランジスタのキャリアである電子の導通経路がSOI層1の表面のごく近傍に形成されることとなり、キャリアのドリフト抵抗を低減することができる。特に、半導体装置100においては、第2半導体層2aが、追加ベース領域7aより浅く形成されていることが好ましい。これにより、SOI層1の比較的深い部分にまで流れ込むサージ電流に対する耐圧の低下を抑制しつつ、SOI層1表面近くを流れる横型MOSトランジスタのキャリアのドリフト抵抗を低減することができる。
図3は、図1に示す半導体装置100のシミュレーション結果の一例で、第2半導体層6aの不純物濃度に対する半導体装置100の耐圧とオン抵抗を示す図である。
シミュレーションでは、図2に示したように、SOI層1の厚さを16[μm]、第1半導体層1aの不純物濃度を1×1015[1/cm]、第2半導体層2aの拡散深さを約2[μm]としている。また、シミュレーションは、ソース領域8とドレイン領域5を基板面内においてストライプ状に配置した場合と、ソース領域8とドレイン領域5を基板面内において市松模様の格子状に配置した場合の両方で実施している。尚、耐圧については、ストライプ状に配置した場合の結果のみが示されているが、格子状に配置した場合の結果はストライプ状の場合とほぼ同じである。
図3に示す半導体装置100のシミュレーション結果によれば、第2半導体層6aの濃度は、3×1015[1/cm]以上、10×1015[1/cm]以下であることが好ましい。これにより、半導体装置100において、80[V]以上の高耐圧を確保しつつ、0.4[Ω・mm]以下の低オン抵抗を実現することができる。特に、ソース領域8とドレイン領域5を格子状に配置した場合には、上記第2半導体層6aの濃度範囲において、0.3[Ω・mm]以下の低オン抵抗を実現することができる。これは、ソース領域8とドレイン領域5を格子状に配置した場合には、実効的なチャネル幅がストライプ状に配置した場合に較べて増えるためである。尚、ソース領域8とドレイン領域5をストライプ状に配置した場合には、第2半導体層6aの濃度を、6×1015[1/cm]以上、10×1015[1/cm]以下の範囲に設定することで、80[V]以上の高耐圧を確保しつつ、0.3[Ω・mm]以下の低オン抵抗を実現することができる。
以上のようにして、図1の半導体装置100では、第2半導体層6aの不純物濃度および基板表面からの深さを適宜設定することにより、耐圧の低下を抑制しつつ、ドリフト抵抗を低減し、これによって高耐圧かつ低い動作抵抗(オン抵抗)の半導体装置とすることができる。
図4は、本発明に係る半導体装置の例で、半導体装置101の模式的な断面図である。また、図5は、図4の半導体装置101について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。尚、図4の半導体装置101において、図1の半導体装置100と同様の部分については、同じ符号を付した。
図4の半導体装置101は、図1の半導体装置100に対して、P導電型でベース領域7より低濃度(p)の第2追加ベース領域7bが、基板面内ではベース領域7を取り囲み追加ドレイン領域6から離間するように、基板断面においてはベース領域7より深い位置でSOI層1中に形成されている。
図4に示す半導体装置101の横型MOSトランジスタにおいては、LOCOS酸化膜4の下方にまで延びたP導電型の第2追加ベース領域7bとドリフト領域として機能するN導電型の第2半導体層6aとで、RESURF(Reduced Surface electric field)効果をもたせることができる。このため、第2半導体層6aの濃度を比較的高く設定しても、RESURF効果により耐圧低下を防止することができ、同時に動作抵抗の低減を図ることができる。尚、通常のRESURF構造を持つ横型MOSトランジスタでは、深いpウエル層の上に比較的濃度の濃いnウエル層を形成するので、ドリフト域の抵抗が下がる反面、基板断面の縦方向に寄生NPNバイポーラトランジスタが形成され、サージに弱いという欠点がある。しかしながら、図4の半導体装置101における横型MOSトランジスタでは、P導電型の第2追加ベース領域7bをソース側に形成し、ドレイン側の下方には第2追加ベース領域7bが存在しないため、寄生バイポーラトランジスタは形成されない。従って、図4の半導体装置101では、サージに対する耐性が低下することもない。
図6は、図4に示す半導体装置101のシミュレーション結果の一例で、図中に示した各水準の不純物濃度に対する半導体装置101の耐圧とオン抵抗を示す図である。
シミュレーションでは、図5に示したように、第2追加ベース領域7bの幅(図の左端から右先端までの距離)を約6[μm]、第2追加ベース領域7bの拡散深さを5.5[μm]、第2半導体層2aの拡散深さを約2.5[μm]としている。特に、図6の半導体装置101のシミュレーションにおいては、図3の半導体装置100のシミュレーションに較べて、図中の水準表に示したように、第2半導体層2aの不純物濃度を1.5〜3.5×1016[1/cm]の高い値に設定している。
図6と図3を比較してわかるように、第2半導体層2aの不純物濃度を高い値に設定した図4の半導体装置101においても、第2半導体層2aの不純物濃度を低い値に設定した図1の半導体装置100と同等の耐圧およびオン抵抗を得ることができる。
以上のようにして、図1と図4に示した半導体装置100,101は、横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置であって、高耐圧かつ低い動作抵抗の半導体装置となっている。
尚、図1と図4に示した半導体装置100,101は、いずれも、SOI基板10に形成されていた。しかしながらこれに限らず、本発明の半導体装置は、任意の半導体基板(例えば、バルクのシリコンウエハ)に形成されていてよい。また、図1と図4に示した半導体装置100,101は、いずれも、N導電型の半導体基板10の表層部に、N導電型チャネルの横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置であった。しかしながら、本発明の半導体装置はこれに限らず、半導体装置100,101の各部の導電型を全て逆転した半導体装置についても同様の効果が得られることは言うまでもない。
本発明の基礎とする半導体装置の一例で、半導体装置100の模式的な断面図である。 図1の半導体装置100について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。 図1に示す半導体装置100のシミュレーション結果の一例で、第2半導体層6aの不純物濃度に対する半導体装置100の耐圧とオン抵抗を示す図である。 本発明に係る半導体装置の例で、半導体装置101の模式的な断面図である。 図4の半導体装置101について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。 図4に示す半導体装置101のシミュレーション結果の一例で、図中に示した各水準の不純物濃度に対する半導体装置101の耐圧とオン抵抗を示す図である。 従来の半導体装置90の模式的な断面図である。 図7の半導体装置90について、不純物の濃度分布の一例を示した図である。
符号の説明
90,100,101 半導体装置
10 半導体基板(SOI基板)
1 SOI層
1a 第1半導体層
1b 第3半導体層
2 支持基板
3 埋め込み酸化膜
4 LOCOS酸化膜
5 ドレイン領域
6 追加ドレイン領域
6a 第2半導体層
7 ベース領域
7a 追加ベース領域
7b 第2追加ベース領域
8 ソース領域

Claims (7)

  1. 第1導電型の半導体基板の表層部に、第1導電型チャネルの横型MOSトランジスタが形成されてなる半導体装置であって、
    前記横型MOSトランジスタのソース領域とドレイン領域の間において、前記半導体基板からなる第1半導体層に、基板表面から所定の深さで、第1導電型で前記第1半導体層より高濃度の第2半導体層が形成されてなり、
    前記第1半導体層の表層部において、第2導電型のベース領域が形成され、
    前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域内に含まれるように配置され、基板断面において前記ベース領域より深い、第2導電型で前記ベース領域より高濃度の追加ベース領域が形成され、
    前記ベース領域の表層部において、第1導電型の前記ソース領域が形成され、
    前記第1半導体層の表層部において、基板面内で前記ベース領域から離間するように配置され、第1導電型で前記第2半導体層より高濃度の追加ドレイン領域が形成され、
    前記追加ドレイン領域内に含まれるように、追加ドレイン領域の表層部において、第1導電型で追加ドレイン領域より高濃度の前記ドレイン領域が形成されてなり、
    第2導電型で前記ベース領域より低濃度の第2追加ベース領域が、基板面内で前記ベース領域を取り囲み前記追加ドレイン領域から離間するように、基板断面において前記ベース領域より深い位置で前記半導体基板中に形成されてなることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記半導体基板が、埋め込み酸化膜を有するSOI基板であって、
    前記第1半導体層が、前記埋め込み酸化膜上のSOI層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記第2半導体層が、前記追加ベース領域より浅く形成されてなることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 前記第1導電型が、N導電型であり、
    前記第2半導体層の濃度が、1.5×10 16 [1/cm ]以上、3.5×10 16 [1/cm ]以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5. 前記第2追加ベース領域の濃度が、1.0×10 16 [1/cm ]以上、3.0×10 16 [1/cm ]以下であることを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
  6. 前記ソース領域とドレイン領域が、基板面内において市松模様の格子状に配置されてなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。
  7. 前記ソース領域とドレイン領域が、基板面内においてストライプ状に配置されてなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5460087B2 (ja) * 2009-03-13 2014-04-02 古河電気工業株式会社 電界効果トランジスタ
JP2011181709A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP7148440B2 (ja) * 2019-03-06 2022-10-05 株式会社東芝 半導体装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08181321A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Matsushita Electric Works Ltd Soi基板及びその製造方法
JP2000307120A (ja) * 1999-04-23 2000-11-02 Matsushita Electric Works Ltd 半導体装置
JP3602751B2 (ja) * 1999-09-28 2004-12-15 株式会社東芝 高耐圧半導体装置
JP2002270844A (ja) * 2001-03-07 2002-09-20 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2003318404A (ja) * 2002-04-25 2003-11-07 Nec Kansai Ltd 横型パワーmosトランジスタおよびその製造方法
JP2004063918A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 Nec Kansai Ltd 横型mosトランジスタ
JP4682533B2 (ja) * 2004-05-18 2011-05-11 株式会社デンソー 半導体装置
JP4308096B2 (ja) * 2004-07-01 2009-08-05 パナソニック株式会社 半導体装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391165B2 (en) 2014-01-28 2016-07-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device

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