JPH04103758A - 合金薄膜の形成方法 - Google Patents
合金薄膜の形成方法Info
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- JPH04103758A JPH04103758A JP21892890A JP21892890A JPH04103758A JP H04103758 A JPH04103758 A JP H04103758A JP 21892890 A JP21892890 A JP 21892890A JP 21892890 A JP21892890 A JP 21892890A JP H04103758 A JPH04103758 A JP H04103758A
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Landscapes
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は合金薄膜の形成方法に関するものである。
例えば半導体素子等の電極や回路配線等に用いられる金
属として、Aid(アルミニウム)があり、このA11
の薄膜は、スパッタリング法等の物理的気相成長法また
はメツキ法等によってガラス基板面等の被堆積面に形成
されている。しかし、このA、Q薄膜は、導電性が高く
かつ安価である反面、AN薄膜を形成した後の絶縁膜堆
積工程等に際して数百度に加熱されると、An)薄膜の
表面が荒れてヒロックと呼ばれる突起が発生し、AI薄
膜の上の絶縁膜等を破壊してしまうという問題をもって
いる。
属として、Aid(アルミニウム)があり、このA11
の薄膜は、スパッタリング法等の物理的気相成長法また
はメツキ法等によってガラス基板面等の被堆積面に形成
されている。しかし、このA、Q薄膜は、導電性が高く
かつ安価である反面、AN薄膜を形成した後の絶縁膜堆
積工程等に際して数百度に加熱されると、An)薄膜の
表面が荒れてヒロックと呼ばれる突起が発生し、AI薄
膜の上の絶縁膜等を破壊してしまうという問題をもって
いる。
このため従来から、Allに少量のTi (チタン)
またはTa (タンタル)等の異種の金属を含有させ
てA、Q合金とすることが考えられており、このAn)
合金の薄膜は、純粋なA11)薄膜に比べると低効率は
僅かに高くなるが、加熱による表面の荒れはほとんど発
生しないという利点をもっている。
またはTa (タンタル)等の異種の金属を含有させ
てA、Q合金とすることが考えられており、このAn)
合金の薄膜は、純粋なA11)薄膜に比べると低効率は
僅かに高くなるが、加熱による表面の荒れはほとんど発
生しないという利点をもっている。
ところで、このA、Q合金薄膜は、スパッタリング法等
の物理的気相成長法によって形成されており、この物理
的気相成長法によるAρ合金薄膜の形成には、従来、次
のようなターゲット材が用いられている。
の物理的気相成長法によって形成されており、この物理
的気相成長法によるAρ合金薄膜の形成には、従来、次
のようなターゲット材が用いられている。
第3図〜第6図はそれぞれ従来のターゲット材を示して
おり、ここでは、Al−Ti合金薄膜の形成に用いられ
るものを示している。
おり、ここでは、Al−Ti合金薄膜の形成に用いられ
るものを示している。
第3図に示すターゲット材1は、AΩターゲットaの上
に複数本の棒状Tiチップbを適当間隔で載置したもの
であり、第4図に示すターゲット材2は、AΩターゲッ
トaに複数の溝を設けて、この各溝内にそれぞれ棒状T
iチップbを埋込んだものである。これらターゲット材
1,2のTiチップbの数は、形成するA、9−Ti合
金薄膜のTi含有量に応じて決められている。
に複数本の棒状Tiチップbを適当間隔で載置したもの
であり、第4図に示すターゲット材2は、AΩターゲッ
トaに複数の溝を設けて、この各溝内にそれぞれ棒状T
iチップbを埋込んだものである。これらターゲット材
1,2のTiチップbの数は、形成するA、9−Ti合
金薄膜のTi含有量に応じて決められている。
また、第5図に示すターゲット材3は、Ag粒と、Ag
−Tf金金属間化合物色を所定割合で混合したものを加
圧成形して焼結したものである。
−Tf金金属間化合物色を所定割合で混合したものを加
圧成形して焼結したものである。
さらに第6図に示したターゲット材4は、AgとAg3
Tiとの合金であり、このターゲット材4は、AN
AN 3 T i合金インゴットを所定のターゲットサ
イズに切断したものである。
Tiとの合金であり、このターゲット材4は、AN
AN 3 T i合金インゴットを所定のターゲットサ
イズに切断したものである。
〔発明か解決しようとする課題〕
しかしながら、第3図および第4図に示したターゲット
材1,2を用いる物理的気相成長法では、被堆積面に堆
積するA、Q−Ti合金薄膜のTi含有量が、Tiチッ
プbが対向している部分と他の部分とで異なり、したか
って均質なA、Q−Ti合金薄膜が得られないという問
題をもっている。
材1,2を用いる物理的気相成長法では、被堆積面に堆
積するA、Q−Ti合金薄膜のTi含有量が、Tiチッ
プbが対向している部分と他の部分とで異なり、したか
って均質なA、Q−Ti合金薄膜が得られないという問
題をもっている。
一方、第5図に示したターゲット材3を用いる物理的気
相成長法では、Ti含有量がほぼ均一なA、Q−Ti合
金薄膜が得られるが、このターゲット材3は焼結晶であ
るため、空気やその他の不純物を含んでおり、したがっ
て、純度の高いAg−Ti合金薄膜を得ることができな
いという重大な欠点をもっている。
相成長法では、Ti含有量がほぼ均一なA、Q−Ti合
金薄膜が得られるが、このターゲット材3は焼結晶であ
るため、空気やその他の不純物を含んでおり、したがっ
て、純度の高いAg−Ti合金薄膜を得ることができな
いという重大な欠点をもっている。
また、第6図に示したターゲット材4を用いる物理的気
相成長法では、Ti含有量が2〜3重量重量%具下の極
く微量なA、77−74合金薄膜を形成する場合は、は
ぼ均質な合金薄膜を得ることができるが、Ti含有量の
多いAN−Ti合金薄膜を形成する場合は、均質な合金
薄膜を再現性よく形成することができないという問題を
もっている。
相成長法では、Ti含有量が2〜3重量重量%具下の極
く微量なA、77−74合金薄膜を形成する場合は、は
ぼ均質な合金薄膜を得ることができるが、Ti含有量の
多いAN−Ti合金薄膜を形成する場合は、均質な合金
薄膜を再現性よく形成することができないという問題を
もっている。
これは、ターゲット材4の切出し母材であるA11AJ
7 、Ti合金インゴットを鋳造する際の偏析によるも
のである。すなわち、AM An 3 T i合金イ
ンゴットは、鋳型内にA、QとTiの溶湯を注入し、こ
れを徐冷して鋳造されるが、この場合、溶湯中のTi含
有量は均一であるものの、鋳型内の溶湯は外周部から凝
固して結晶化して行くため、この溶湯の凝固過程で、溶
融状態にある内部に、Ajllだけの領域とA l)
A p s T i合金の領域とが偏析する。この偏
析は、Ti含有量が2〜3重量重量%具下ではほとんど
発生しないが、Ti含有量を多くすると、偏析の発生す
る。このため、鋳造されたインゴットは、その表層部の
Ti含有量は均一であるが、内部のTi含有量は不均一
となっている。そして、第6図に示したターゲット材4
は、このようなインゴットから切出されたものであるた
め、インゴットの表層部から切出されたターゲット材は
均質であるが、インゴットの中層部から切出されたター
ゲット材のTi含有量は不均一である。したかって、形
成されるA11−74合金薄膜の膜質は、ターゲット4
ごとに異なり、均質な合金薄膜を再現性よく形成するこ
とができない。
7 、Ti合金インゴットを鋳造する際の偏析によるも
のである。すなわち、AM An 3 T i合金イ
ンゴットは、鋳型内にA、QとTiの溶湯を注入し、こ
れを徐冷して鋳造されるが、この場合、溶湯中のTi含
有量は均一であるものの、鋳型内の溶湯は外周部から凝
固して結晶化して行くため、この溶湯の凝固過程で、溶
融状態にある内部に、Ajllだけの領域とA l)
A p s T i合金の領域とが偏析する。この偏
析は、Ti含有量が2〜3重量重量%具下ではほとんど
発生しないが、Ti含有量を多くすると、偏析の発生す
る。このため、鋳造されたインゴットは、その表層部の
Ti含有量は均一であるが、内部のTi含有量は不均一
となっている。そして、第6図に示したターゲット材4
は、このようなインゴットから切出されたものであるた
め、インゴットの表層部から切出されたターゲット材は
均質であるが、インゴットの中層部から切出されたター
ゲット材のTi含有量は不均一である。したかって、形
成されるA11−74合金薄膜の膜質は、ターゲット4
ごとに異なり、均質な合金薄膜を再現性よく形成するこ
とができない。
なお、ここでは、Al−Ti合金薄膜を形成する場合に
ついて説明したが、従来は、Ag−Ta合金等のAff
合金薄膜、あるいはAfif外の金属と異種金属との合
金薄膜を物理的気相成長法によって形成する場合にも、
第3図〜第6図に示したものと同様なターゲット材を用
いているため、これらの合金薄膜の形成においても上述
した問題を生じていた。
ついて説明したが、従来は、Ag−Ta合金等のAff
合金薄膜、あるいはAfif外の金属と異種金属との合
金薄膜を物理的気相成長法によって形成する場合にも、
第3図〜第6図に示したものと同様なターゲット材を用
いているため、これらの合金薄膜の形成においても上述
した問題を生じていた。
本発明はこのような実情にかんがみてなされたものであ
って、その目的とするところは、純度が高くかつ組成の
均質な合金薄膜を再現性よく得ることができる合金薄膜
の形成方法を提供することにある。
って、その目的とするところは、純度が高くかつ組成の
均質な合金薄膜を再現性よく得ることができる合金薄膜
の形成方法を提供することにある。
本発明は、非晶質合金をターゲット材とし、物理的気相
成長法により被堆積面に合金薄膜を堆積させることを特
徴とするものである。
成長法により被堆積面に合金薄膜を堆積させることを特
徴とするものである。
本発明は、例えばへΩ−Tj合金薄膜の形成に適用され
るもので、被堆積面に堆積させる合金薄膜をA11−T
i合金薄膜とする場合は、ターゲット材として非晶質の
AI−Ti合金を用いる。
るもので、被堆積面に堆積させる合金薄膜をA11−T
i合金薄膜とする場合は、ターゲット材として非晶質の
AI−Ti合金を用いる。
すなわち、本発明は、ターゲット材として非晶質合金を
用いたものであり、この非晶質合金は、空気やその他の
不純物を含んでおらず、また組成的にも均質であるから
、この非晶質合金をターゲット材として物理的気相成長
法により堆積された合金薄膜は、純度が高くかつ組成も
均質であるし、その再現性もよい。
用いたものであり、この非晶質合金は、空気やその他の
不純物を含んでおらず、また組成的にも均質であるから
、この非晶質合金をターゲット材として物理的気相成長
法により堆積された合金薄膜は、純度が高くかつ組成も
均質であるし、その再現性もよい。
以下、本発明の一実施例を、A、l!−Ti合金薄膜の
形成を例にとって第1図および第2図を参照し説明する
。
形成を例にとって第1図および第2図を参照し説明する
。
第1図はA、Q−Ti合金薄膜を物理的気相成長法によ
り堆積させるための装置と示しており、ここではスパッ
タ装置を示している。第2図はA、Q−Ti合金薄膜の
堆積に使用するターゲット材の一部分の拡大断面図であ
る。
り堆積させるための装置と示しており、ここではスパッ
タ装置を示している。第2図はA、Q−Ti合金薄膜の
堆積に使用するターゲット材の一部分の拡大断面図であ
る。
まず、第1図に示したスパッタ装置の構成を説明すると
、図中10はスパッタ室であり、このスパッタ室10に
は、排気ポンプ11および補助ポンプ12が接続されて
いる。そして、このスパッタ室10内には、スパッタガ
ス導入管13から例えばアルゴン(Ar)ガス等のスパ
ッタガスが導入されており、このガス圧は1O−3To
rr程度に制御されている。またスパッタ室10内の底
部には、ヒータ15を備えた基台14が設けられており
、A、Q−Ti合金薄膜を堆積させる被堆積体(例えば
ガラス基板)Aは、その被堆積面を上に向けて前記基台
14上に載置され、ヒータ15によって所定の温度に加
熱されている。一方、スパッタ室]○内の上部には、後
述するテープ状ターゲット20にその裏面側から当接す
るバッキングプレート16が、前記基台14に対向させ
て水平に配置されており、このバッキングプレート16
には、スパッタ電源17が接続されている。また、この
バッキングプレート16の背後には、S極の周囲をN極
で囲んだ形状の磁石(永久磁石)17が設けられており
、さらに、前記基台14とバッキングプレート16との
間には、枠状のアノード18が水平に配置されている。
、図中10はスパッタ室であり、このスパッタ室10に
は、排気ポンプ11および補助ポンプ12が接続されて
いる。そして、このスパッタ室10内には、スパッタガ
ス導入管13から例えばアルゴン(Ar)ガス等のスパ
ッタガスが導入されており、このガス圧は1O−3To
rr程度に制御されている。またスパッタ室10内の底
部には、ヒータ15を備えた基台14が設けられており
、A、Q−Ti合金薄膜を堆積させる被堆積体(例えば
ガラス基板)Aは、その被堆積面を上に向けて前記基台
14上に載置され、ヒータ15によって所定の温度に加
熱されている。一方、スパッタ室]○内の上部には、後
述するテープ状ターゲット20にその裏面側から当接す
るバッキングプレート16が、前記基台14に対向させ
て水平に配置されており、このバッキングプレート16
には、スパッタ電源17が接続されている。また、この
バッキングプレート16の背後には、S極の周囲をN極
で囲んだ形状の磁石(永久磁石)17が設けられており
、さらに、前記基台14とバッキングプレート16との
間には、枠状のアノード18が水平に配置されている。
前記テープ状ターゲット20について説明すると、この
テープ状ターゲット20は、第2図に示すように、銅箔
等からなる熱伝導率の高いベーステープ21の表面に箔
状のターゲット材22を形成したもので、このターゲッ
ト材22は、非晶質(アモルファス状態)のA11−T
i合金とされている。この非晶質An)−Ti合金は、
前記ベーステープ21を送りながらその表面に、Al1
にTiを所定の割合で含有させた溶湯を吹付け、これを
ベーステープ21の裏面側から水冷等によって急冷して
形成されたものである。
テープ状ターゲット20は、第2図に示すように、銅箔
等からなる熱伝導率の高いベーステープ21の表面に箔
状のターゲット材22を形成したもので、このターゲッ
ト材22は、非晶質(アモルファス状態)のA11−T
i合金とされている。この非晶質An)−Ti合金は、
前記ベーステープ21を送りながらその表面に、Al1
にTiを所定の割合で含有させた溶湯を吹付け、これを
ベーステープ21の裏面側から水冷等によって急冷して
形成されたものである。
そして、このテープ状ターゲット20は、その表面、つ
まりターゲット材22を形成した面を外側にして第1図
に示したリール23に巻かれており、このリール23は
、スパッタ室10内の上部にバッキングプレート16の
一側に位置させて回転可能に軸支されている。また、バ
ッキングプレート16の他側には、テープ状ターゲット
20を巻取る巻取リール24が設けられており、テープ
状ターゲッ)20は、巻取リール24を巻取駆動するこ
とによって前記リール23から繰出され、バッキングプ
レート16の下を、ターゲット材22形成面が被堆積体
Aに対向する下向き状態で送られる。このテープ状ター
ゲット20の送りは、スパッタリング中連続して行なわ
れる。
まりターゲット材22を形成した面を外側にして第1図
に示したリール23に巻かれており、このリール23は
、スパッタ室10内の上部にバッキングプレート16の
一側に位置させて回転可能に軸支されている。また、バ
ッキングプレート16の他側には、テープ状ターゲット
20を巻取る巻取リール24が設けられており、テープ
状ターゲッ)20は、巻取リール24を巻取駆動するこ
とによって前記リール23から繰出され、バッキングプ
レート16の下を、ターゲット材22形成面が被堆積体
Aに対向する下向き状態で送られる。このテープ状ター
ゲット20の送りは、スパッタリング中連続して行なわ
れる。
次に、前記スパッタ装置による被堆積体AへのAI−T
i合金薄膜の堆積について説明すると、このAI!−T
i合金薄膜の堆積は、スパッタ電源19からバッキング
プレート14を介してテープ状ターゲット20にスパッ
タ電力を供給することにより、テープ状ターゲット20
とアノード18との間に放電電流を流して行なわれるも
ので、放電電流を流すことにより発生したプラズマは、
磁石17の磁界中に封じ込められ、このプラズマによっ
てテープ状ターゲット20のターゲット材22からスパ
ッタ粒子がスパッタされる。このスパッタ粒子は、テー
プ状ターゲット20とアノード18との間の電界によっ
て被堆積体A方向に飛出し、アノード18の開口を通っ
て被堆積体A面に堆積する。なお、このスパッタリング
を行なうと、テープ状ターゲット20のターゲット材2
2が溶損するが、テープ状ターゲット20はスパッタリ
ング中連続して送られているため、被堆積体Aには常に
新しいターゲット材22からのスパッタ粒子か堆積する
。
i合金薄膜の堆積について説明すると、このAI!−T
i合金薄膜の堆積は、スパッタ電源19からバッキング
プレート14を介してテープ状ターゲット20にスパッ
タ電力を供給することにより、テープ状ターゲット20
とアノード18との間に放電電流を流して行なわれるも
ので、放電電流を流すことにより発生したプラズマは、
磁石17の磁界中に封じ込められ、このプラズマによっ
てテープ状ターゲット20のターゲット材22からスパ
ッタ粒子がスパッタされる。このスパッタ粒子は、テー
プ状ターゲット20とアノード18との間の電界によっ
て被堆積体A方向に飛出し、アノード18の開口を通っ
て被堆積体A面に堆積する。なお、このスパッタリング
を行なうと、テープ状ターゲット20のターゲット材2
2が溶損するが、テープ状ターゲット20はスパッタリ
ング中連続して送られているため、被堆積体Aには常に
新しいターゲット材22からのスパッタ粒子か堆積する
。
そして、このAg−Ti合金薄膜の形成方法では、ター
ゲット材22として非晶質Aj7−Ti合金を用いてい
るため、純度が高くかつ組成も均質なAp−Ti合金薄
膜を再現性よく被堆積体A面に堆積させることができる
。すなわち、前記非晶質AΩ−Ti合金は、ベーステー
プ21にAilにTjを所定の割合で含有させた溶湯を
吹付け、これを水冷等によって急冷して形成されたもの
であるため、空気やその他の不純物を含んでおらず、ま
た組成的にも均質であるから、この非晶質A、Q−Ti
合金をターゲット材22としてスパッタリング法により
堆積されたAI−Ti合金薄膜は、純度が高くかつ組成
も均質であるし、その再現性もよい。
ゲット材22として非晶質Aj7−Ti合金を用いてい
るため、純度が高くかつ組成も均質なAp−Ti合金薄
膜を再現性よく被堆積体A面に堆積させることができる
。すなわち、前記非晶質AΩ−Ti合金は、ベーステー
プ21にAilにTjを所定の割合で含有させた溶湯を
吹付け、これを水冷等によって急冷して形成されたもの
であるため、空気やその他の不純物を含んでおらず、ま
た組成的にも均質であるから、この非晶質A、Q−Ti
合金をターゲット材22としてスパッタリング法により
堆積されたAI−Ti合金薄膜は、純度が高くかつ組成
も均質であるし、その再現性もよい。
なお、前記実施例では、A、1ll−Ti合金薄膜の形
成について説明したが、本発明は、A、Q −Ta合金
等のAN合金薄膜、あるいはA、9以外の金属と異種金
属との合金薄膜を物理的気相成長法によって形成する場
合にも適用することができる。
成について説明したが、本発明は、A、Q −Ta合金
等のAN合金薄膜、あるいはA、9以外の金属と異種金
属との合金薄膜を物理的気相成長法によって形成する場
合にも適用することができる。
本発明は、非晶質合金をターゲット材とし、物理的気相
成長法により被堆積面に合金薄膜を堆積させるものであ
るから、純度が高くかつ組成の均質な合金薄膜を再現性
よく得ることができる。
成長法により被堆積面に合金薄膜を堆積させるものであ
るから、純度が高くかつ組成の均質な合金薄膜を再現性
よく得ることができる。
第1図および第2図は本発明の一実施例を示等・もので
、第1図は合金薄膜の堆積に使用するスパッタ装置の断
面図、第2図はターゲットの一部分の拡大断面図である
。第3図〜第6図はそれぞれ従来のターゲット材の断面
図である。 A・・・被堆積体、20・・・テープ状ターゲット、2
1・・・ベーステープ、22・・・ターゲット材(非晶
質A11−Ti合金)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 w14図 JI 1図 Ii5図 第6図 II2rllJ
、第1図は合金薄膜の堆積に使用するスパッタ装置の断
面図、第2図はターゲットの一部分の拡大断面図である
。第3図〜第6図はそれぞれ従来のターゲット材の断面
図である。 A・・・被堆積体、20・・・テープ状ターゲット、2
1・・・ベーステープ、22・・・ターゲット材(非晶
質A11−Ti合金)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 w14図 JI 1図 Ii5図 第6図 II2rllJ
Claims (2)
- (1)非晶質合金をターゲット材とし、物理的気相成長
法により被堆積面に合金薄膜を堆積させることを特徴と
する合金薄膜の形成方法。 - (2)被堆積面に堆積させる合金薄膜はAl−Ti合金
薄膜であり、ターゲット材は非晶質のAl−Ti合金で
あることを特徴とする請求項1に記載の合金薄膜の形成
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21892890A JP2934714B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 合金薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21892890A JP2934714B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 合金薄膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04103758A true JPH04103758A (ja) | 1992-04-06 |
JP2934714B2 JP2934714B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16727518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21892890A Expired - Lifetime JP2934714B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 合金薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2934714B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0746436A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-12-11 | Johnson Matthey Electronics Inc | Sputtering target with ultra-fine, oriented grains and method of making same |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP21892890A patent/JP2934714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0746436A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-12-11 | Johnson Matthey Electronics Inc | Sputtering target with ultra-fine, oriented grains and method of making same |
EP0746436A4 (en) * | 1994-12-23 | 1997-05-07 | Johnson Matthey Elect Inc | TARGET FOR ULTRA-FINE ORIENTATED GRAIN SPRAYING AND METHOD OF MANUFACTURE |
US5780755A (en) * | 1994-12-23 | 1998-07-14 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Sputtering target with ultra-fine, oriented grains and method of making same |
US5809393A (en) * | 1994-12-23 | 1998-09-15 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Sputtering target with ultra-fine, oriented grains and method of making same |
EP1053810A2 (en) * | 1994-12-23 | 2000-11-22 | Johnson Matthey Electronics Inc | Sputtering target and method of making same |
EP1053810A3 (en) * | 1994-12-23 | 2000-11-29 | Johnson Matthey Electronics Inc | Sputtering target and method of making same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2934714B2 (ja) | 1999-08-16 |
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