JPH04345065A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04345065A JPH04345065A JP11730591A JP11730591A JPH04345065A JP H04345065 A JPH04345065 A JP H04345065A JP 11730591 A JP11730591 A JP 11730591A JP 11730591 A JP11730591 A JP 11730591A JP H04345065 A JPH04345065 A JP H04345065A
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Links
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Landscapes
- Semiconductor Memories (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタック型メモリセル
を有する半導体装置の構造に関するものである。
を有する半導体装置の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2にスタック型キャパシタメモリセル
を有るDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ
)の断面構造図を示す。図2では左側(a)にメモリセ
ル部分、右側(b)に周辺部分の構造を示している。 尚本従来例ではNMOSトランジスタのみ記載してあり
、実際には周辺部分にPMOSトランジスタも存在して
いるが、本例では省略してある。
を有るDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ
)の断面構造図を示す。図2では左側(a)にメモリセ
ル部分、右側(b)に周辺部分の構造を示している。 尚本従来例ではNMOSトランジスタのみ記載してあり
、実際には周辺部分にPMOSトランジスタも存在して
いるが、本例では省略してある。
【0003】図2に於いて100はSi半導体基板、1
01,102,103,104は分離能力を高めるため
のSi半導体基板100より濃度の高い、同一の導電型
を有するチャンネルストップ層、116,117,11
8は分離のための厚いフィールド酸化膜、150,15
1,152,153,154は下層配線と上層配線を分
離するための厚い絶縁膜で通常、リン、ボロン等を含む
CVD酸化膜が適用される。
01,102,103,104は分離能力を高めるため
のSi半導体基板100より濃度の高い、同一の導電型
を有するチャンネルストップ層、116,117,11
8は分離のための厚いフィールド酸化膜、150,15
1,152,153,154は下層配線と上層配線を分
離するための厚い絶縁膜で通常、リン、ボロン等を含む
CVD酸化膜が適用される。
【0004】図2a部に於いて120,121は薄いゲ
ート酸化膜、123,124はゲート電極金属で通常多
結晶シリコン膜もしくは高融点金属を含有したポリサイ
ド膜が用いられる。301,302,303,304は
ゲート電極側壁に設置されたサイドウォール膜で通常C
VD法もしくは多結晶シリコン膜の酸化により生成され
た酸化膜が使われている。サイドウォール膜はトランジ
スタのLDD構造を得るため形成されるものであり、該
サイドウォール膜をマスクとして半導体基板100と反
対の導電型を有する拡散層111,112,113が形
成される。また105,106,107,108は同様
に半導体基板100と反対の導電型を有する拡散層であ
り、前記拡散層111,112,113より不純物濃度
が低くかつ浅いものである。130,131,132,
133はCVD法により形成された絶縁膜であり、キャ
パシタ電極との導通を図かるため拡散層111,113
に達する開孔部140,141を形成している。300
,301は多結晶シリコン膜により構成され、キャパシ
タの下層電極であり、前記開孔部140,141を通し
て拡散層111,113と導通している。142,14
3はキャパシタとなる薄い絶縁膜であり通常シリコン窒
化膜を主材料としている。144,145はキャパシタ
の上層電極となる多結晶Si膜であり、更に上層には、
厚い絶縁膜150,151が設置され、該絶縁膜は拡散
層112に達する開孔部320を有している。160は
アルミニウムを主材料とする配線層であり、前記開孔部
320を介して、拡散層112と導通している。本メモ
リセル構造を示す図に於いて、アルミ配線160はビッ
ト線として、またゲート電極123,124はトランス
ファーゲート(ワード線)としてDRAMのメモリセル
として機能している。
ート酸化膜、123,124はゲート電極金属で通常多
結晶シリコン膜もしくは高融点金属を含有したポリサイ
ド膜が用いられる。301,302,303,304は
ゲート電極側壁に設置されたサイドウォール膜で通常C
VD法もしくは多結晶シリコン膜の酸化により生成され
た酸化膜が使われている。サイドウォール膜はトランジ
スタのLDD構造を得るため形成されるものであり、該
サイドウォール膜をマスクとして半導体基板100と反
対の導電型を有する拡散層111,112,113が形
成される。また105,106,107,108は同様
に半導体基板100と反対の導電型を有する拡散層であ
り、前記拡散層111,112,113より不純物濃度
が低くかつ浅いものである。130,131,132,
133はCVD法により形成された絶縁膜であり、キャ
パシタ電極との導通を図かるため拡散層111,113
に達する開孔部140,141を形成している。300
,301は多結晶シリコン膜により構成され、キャパシ
タの下層電極であり、前記開孔部140,141を通し
て拡散層111,113と導通している。142,14
3はキャパシタとなる薄い絶縁膜であり通常シリコン窒
化膜を主材料としている。144,145はキャパシタ
の上層電極となる多結晶Si膜であり、更に上層には、
厚い絶縁膜150,151が設置され、該絶縁膜は拡散
層112に達する開孔部320を有している。160は
アルミニウムを主材料とする配線層であり、前記開孔部
320を介して、拡散層112と導通している。本メモ
リセル構造を示す図に於いて、アルミ配線160はビッ
ト線として、またゲート電極123,124はトランス
ファーゲート(ワード線)としてDRAMのメモリセル
として機能している。
【0005】図2b部はメモリセル以外の周辺のトラン
ジスタ構造を示したものである。
ジスタ構造を示したものである。
【0006】尚、本実施例ではメモリセルと同一のトラ
ンジスタ(NチャンネルMOSトランジスタ)を例示し
ている。
ンジスタ(NチャンネルMOSトランジスタ)を例示し
ている。
【0007】122はゲートとなる薄い絶縁膜、125
はゲート電極金属、305,306はゲート側壁に形成
されたサイドウォール膜でLDD構造を得るために供さ
れる。109,110は半導体基板100と反対の導電
型を有する不純物濃度が低い浅いN− 拡散層、114
,115は半導体基板100と反対の導電型を有するN
+ 拡散層、134,135,352はCVD酸化膜で
あり、前記メモリセルに於いてトランスファ−ゲート電
極とキャパシタの多結晶Si膜の分離のため生成される
ものであり、工程上は同時に生成される。152,15
3,154はリン、ボロン等を不純物として含むCVD
絶縁膜であり、これも前記メモリセルの絶縁膜150,
151の形成時に同時に生成されるものである。絶縁膜
152,153,154は拡散層114,115に達す
る開孔部350,351を有し、配線層161,162
が拡散層114,115に導通している。また以上説明
したDRAMメモリセルの構造に於いては、メモリセル
が半導体基板と同一の導電型を有するウエル層内に形成
されている事もある。
はゲート電極金属、305,306はゲート側壁に形成
されたサイドウォール膜でLDD構造を得るために供さ
れる。109,110は半導体基板100と反対の導電
型を有する不純物濃度が低い浅いN− 拡散層、114
,115は半導体基板100と反対の導電型を有するN
+ 拡散層、134,135,352はCVD酸化膜で
あり、前記メモリセルに於いてトランスファ−ゲート電
極とキャパシタの多結晶Si膜の分離のため生成される
ものであり、工程上は同時に生成される。152,15
3,154はリン、ボロン等を不純物として含むCVD
絶縁膜であり、これも前記メモリセルの絶縁膜150,
151の形成時に同時に生成されるものである。絶縁膜
152,153,154は拡散層114,115に達す
る開孔部350,351を有し、配線層161,162
が拡散層114,115に導通している。また以上説明
したDRAMメモリセルの構造に於いては、メモリセル
が半導体基板と同一の導電型を有するウエル層内に形成
されている事もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した様にスタ
ック型メモリセルを有するDRAMI/Cに於いて、通
常Si基板と反対の導電型を有する拡散層を具備したM
OSトランジスタは、メモリセルと周辺部は同一の工程
で形成され、従って同一の極のMOSトランジスタは全
て同一拡散プロファイルを有している。一方DRAMI
/Cの性能上の鑑点から、微細化が進むにつれメモリセ
ル容量の低下が避けられず、データ保持時間を維持する
のが困難になりつつある。通常DRAMの保持時間はメ
モリセルにおけるSi半導体基板よりの電子注入により
律速される事が多く、メモリセル部分の拡散層の濃度を
下げてリークを減らす事が必要となっている。
ック型メモリセルを有するDRAMI/Cに於いて、通
常Si基板と反対の導電型を有する拡散層を具備したM
OSトランジスタは、メモリセルと周辺部は同一の工程
で形成され、従って同一の極のMOSトランジスタは全
て同一拡散プロファイルを有している。一方DRAMI
/Cの性能上の鑑点から、微細化が進むにつれメモリセ
ル容量の低下が避けられず、データ保持時間を維持する
のが困難になりつつある。通常DRAMの保持時間はメ
モリセルにおけるSi半導体基板よりの電子注入により
律速される事が多く、メモリセル部分の拡散層の濃度を
下げてリークを減らす事が必要となっている。
【0009】またI/Cの静電耐圧もトランジスタの微
細化に伴い、規格に対して厳しい方向に進んでおり、パ
ターン設計上の工夫と並行してトランジスタの改良も要
求されている。
細化に伴い、規格に対して厳しい方向に進んでおり、パ
ターン設計上の工夫と並行してトランジスタの改良も要
求されている。
【0010】本発明は、前述した、DRAMI/Cの微
細化に伴い欠点が顕在化しつつある、 (1)メモリセルのデータ保持時間 (2)DRAM I/Cの静電耐圧 等の性能に優れたDRAMI/Cを実現するためのもの
である。
細化に伴い欠点が顕在化しつつある、 (1)メモリセルのデータ保持時間 (2)DRAM I/Cの静電耐圧 等の性能に優れたDRAMI/Cを実現するためのもの
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の目的のた
め、DRAMI/Cの構造に於いて、(1)メモリセル
のトランスファゲートとなるMOSトランジスタの拡散
プロファイル、(2)メモリセルを除く周辺部の前記(
1)項と同一の極となるMOSトランジスタの拡散プロ
ファイル、(3)周辺部に於いて特定の一部の前記(1
)(2)と同一の極となるMOSトランジスタの拡散プ
ロファイルが異なる事を特徴とし、少なくとも同一の極
となるMOSトランジスタに於いて3種類以上の拡散プ
ロファイルを具備する事により、DRAMの保持時間、
静電耐圧に改良を加えたものである。
め、DRAMI/Cの構造に於いて、(1)メモリセル
のトランスファゲートとなるMOSトランジスタの拡散
プロファイル、(2)メモリセルを除く周辺部の前記(
1)項と同一の極となるMOSトランジスタの拡散プロ
ファイル、(3)周辺部に於いて特定の一部の前記(1
)(2)と同一の極となるMOSトランジスタの拡散プ
ロファイルが異なる事を特徴とし、少なくとも同一の極
となるMOSトランジスタに於いて3種類以上の拡散プ
ロファイルを具備する事により、DRAMの保持時間、
静電耐圧に改良を加えたものである。
【0012】
【作用】本発明では前述のように、少なくとも三種類の
拡散プロファイルを有する一極性のMOSトランジスタ
を具備することにより、(1)メモリセルではLDD構
造を用いず、単一ドレイン拡散層を具備したMOSトラ
ンジスタ構造としデータ保持時間の向上が図れ、(2)
周辺部では静電耐圧に影響を及ぼす特定トランジスタの
み二重拡散ドレイン拡散層を具備したMOSトランジス
タ構造とする事により、性能の向上が図れる。
拡散プロファイルを有する一極性のMOSトランジスタ
を具備することにより、(1)メモリセルではLDD構
造を用いず、単一ドレイン拡散層を具備したMOSトラ
ンジスタ構造としデータ保持時間の向上が図れ、(2)
周辺部では静電耐圧に影響を及ぼす特定トランジスタの
み二重拡散ドレイン拡散層を具備したMOSトランジス
タ構造とする事により、性能の向上が図れる。
【0013】
【実施例】図1に本発明の実施例の構造を示す。
【0014】図1に於いてcはメモリセル部、dは周辺
部の模式断面を示している。
部の模式断面を示している。
【0015】Si半導体基板1、分離のための厚いフィ
ールド酸化膜8,9,10,11,分離能力を高めるた
めの半導体基板1と同一の導電性を有するチャンネルス
トップ層2,3,4,5,6,7が用意されている。2
5,26,27,28はトランジスタのゲートを構成す
る薄い絶縁膜であり、工程上では同時に形成される。2
9,30,31,32も同様にゲートを形成する電極で
あり通常多結晶Si膜もしくは高融点金属膜および前記
複合膜が用いられている。ゲート電極パターンが形成さ
れた後LDD構造(Lishtly Doped
Drain)の一部となる半導体基板1と反対の導電型
を有する不純物濃度の低い拡散層12,13,14,1
5,16,17,18が同時にゲートセルフアラインで
Si基板1中に形成される。通常はSi半導体基板とし
てはP型Siが適用され、拡散層12,13,14,1
5,16,17,18は燐を不純物として約1013c
m−2のオーダでイオン注入法にて形成される。次にメ
モリセルcを除く周辺dの特定トランジスタにのみに、
更に半導体基板1と反対の導電型を有する不純物19,
20を形成し特定のMOSトランジスタの拡散層を二重
構造とする。通常、本不純物としてはヒ素が用いられる
約1014cm−2のオーダでイオン注入法にて形成さ
れる。本プロセスでは特定トランジスタ以外を公知のホ
トリソグラフィ技術によりマスキングする事により選択
的に拡散層を形成する手段が用いられるのが通常である
。次に前記ゲート構造側壁にサイドウォール膜80,8
1,82,83,84,85,86,87を形成する。 サイドウォール膜の形成方法としては通常CVD絶縁膜
を全面堆積し、その後エッチオフ技術を用いる事により
達成される。サイドウォール膜形成後に図1cに示すメ
モリセル部分全面を公知のホトリソグラフィ技術により
マスキングし、メモリセル部cを除く周辺部dに半導体
基板1と反対の導電型を有する不純物をイオン注入法に
より約1015cm−2のオーダーで打ち込む。通常不
純物としてはヒ素が用いられ、該不純物はサイドウォー
ル84,85,86,87をマスクとして拡散し、周辺
部に於いては単一拡散N− 層を有するLDDMOSト
ランジスタと、二重拡散N− 層を有するLDDMOS
トランジスタが形成される。次に全面にCVD絶縁膜3
3,34,35,36,37,38,39,40,41
,42が全面に形成され、メモリセルcに於いては拡散
層12,14に達する開孔部50,51が設けられる。 次に不純物を含む多結晶Si層90,91がパターン形
成され、前記多結晶Si層は開孔部50,51を通して
拡散層12,14と導通する。この後前記キャパシタの
下層電極となる多結晶Si層上にシリコン窒化膜を主材
料とする薄い絶縁膜52,53,を堆積させた後、上層
電極となる不純物を含有する多結晶Si膜54,55を
少なくとも前記多結晶Si90,91の全面を被覆する
様形成する。上層多結晶Si膜90,91を形成後、上
層配線と分離するため、リン、ボロン等を不純物として
含むCVD絶縁膜60,61,62,63,64,65
,66,67を全面に形成し、拡散層13,23,24
,21,22に達する開孔部95,96,97,98,
99を形成する。最後にアルミニウムを主材料とする配
線層70,71,72,73,74をパターン形成し、
70は97を介してビット線と基板との導通を、71,
72,73,74は95,96,98,99を介してト
ランジスタのソース、ドレインとして機能する。
ールド酸化膜8,9,10,11,分離能力を高めるた
めの半導体基板1と同一の導電性を有するチャンネルス
トップ層2,3,4,5,6,7が用意されている。2
5,26,27,28はトランジスタのゲートを構成す
る薄い絶縁膜であり、工程上では同時に形成される。2
9,30,31,32も同様にゲートを形成する電極で
あり通常多結晶Si膜もしくは高融点金属膜および前記
複合膜が用いられている。ゲート電極パターンが形成さ
れた後LDD構造(Lishtly Doped
Drain)の一部となる半導体基板1と反対の導電型
を有する不純物濃度の低い拡散層12,13,14,1
5,16,17,18が同時にゲートセルフアラインで
Si基板1中に形成される。通常はSi半導体基板とし
てはP型Siが適用され、拡散層12,13,14,1
5,16,17,18は燐を不純物として約1013c
m−2のオーダでイオン注入法にて形成される。次にメ
モリセルcを除く周辺dの特定トランジスタにのみに、
更に半導体基板1と反対の導電型を有する不純物19,
20を形成し特定のMOSトランジスタの拡散層を二重
構造とする。通常、本不純物としてはヒ素が用いられる
約1014cm−2のオーダでイオン注入法にて形成さ
れる。本プロセスでは特定トランジスタ以外を公知のホ
トリソグラフィ技術によりマスキングする事により選択
的に拡散層を形成する手段が用いられるのが通常である
。次に前記ゲート構造側壁にサイドウォール膜80,8
1,82,83,84,85,86,87を形成する。 サイドウォール膜の形成方法としては通常CVD絶縁膜
を全面堆積し、その後エッチオフ技術を用いる事により
達成される。サイドウォール膜形成後に図1cに示すメ
モリセル部分全面を公知のホトリソグラフィ技術により
マスキングし、メモリセル部cを除く周辺部dに半導体
基板1と反対の導電型を有する不純物をイオン注入法に
より約1015cm−2のオーダーで打ち込む。通常不
純物としてはヒ素が用いられ、該不純物はサイドウォー
ル84,85,86,87をマスクとして拡散し、周辺
部に於いては単一拡散N− 層を有するLDDMOSト
ランジスタと、二重拡散N− 層を有するLDDMOS
トランジスタが形成される。次に全面にCVD絶縁膜3
3,34,35,36,37,38,39,40,41
,42が全面に形成され、メモリセルcに於いては拡散
層12,14に達する開孔部50,51が設けられる。 次に不純物を含む多結晶Si層90,91がパターン形
成され、前記多結晶Si層は開孔部50,51を通して
拡散層12,14と導通する。この後前記キャパシタの
下層電極となる多結晶Si層上にシリコン窒化膜を主材
料とする薄い絶縁膜52,53,を堆積させた後、上層
電極となる不純物を含有する多結晶Si膜54,55を
少なくとも前記多結晶Si90,91の全面を被覆する
様形成する。上層多結晶Si膜90,91を形成後、上
層配線と分離するため、リン、ボロン等を不純物として
含むCVD絶縁膜60,61,62,63,64,65
,66,67を全面に形成し、拡散層13,23,24
,21,22に達する開孔部95,96,97,98,
99を形成する。最後にアルミニウムを主材料とする配
線層70,71,72,73,74をパターン形成し、
70は97を介してビット線と基板との導通を、71,
72,73,74は95,96,98,99を介してト
ランジスタのソース、ドレインとして機能する。
【0016】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明では少なくと
も三種類の拡散プロファイルを有する一極性のMOSト
ランジスタを具備することにより、(1)メモリセルで
はLDD構造を用いず単一ドレイン拡散層を具備したM
OSトランジスタ構造としたのでデータ保持時間の向上
が図かられ、(2)周辺部では静電耐圧に影響を及ぼす
特定トランジスタのみ二重拡散ドレイン拡散層を具備し
たMOSトランジスタ構造とする事により性能的に優れ
たDRAMI/Cの実現が可能となる。
も三種類の拡散プロファイルを有する一極性のMOSト
ランジスタを具備することにより、(1)メモリセルで
はLDD構造を用いず単一ドレイン拡散層を具備したM
OSトランジスタ構造としたのでデータ保持時間の向上
が図かられ、(2)周辺部では静電耐圧に影響を及ぼす
特定トランジスタのみ二重拡散ドレイン拡散層を具備し
たMOSトランジスタ構造とする事により性能的に優れ
たDRAMI/Cの実現が可能となる。
【図1】本発明の実施例の構造図
【図2】従来例の構造図
1 Si基板
2〜7 チャンネルストップ層
8〜11 フィールド酸化膜
12〜18,19,20 拡散層33〜42,5
2,53,60〜67 絶縁膜50,51,95
〜99 開孔部80〜87 サイドウォー
ル 54,55,90,91 多結晶Si層70〜7
4 配線層
2,53,60〜67 絶縁膜50,51,95
〜99 開孔部80〜87 サイドウォー
ル 54,55,90,91 多結晶Si層70〜7
4 配線層
Claims (1)
- 【請求項1】 スタック型メモリセルを具備した半導
体装置において、少くとも三種類以上の拡散プロファイ
ルを有するMOSトランジスタにより構成し、(a)M
OSトランジスタは全て電極構造の側壁に酸化膜からな
るサイドウォールを具備し、(b)メモリセルのトラン
スファーゲートとなるMOSトランジスタはN− の浅
い拡散層を具備し、(c)メモリセル以外の特定MOS
トランジスタは二重拡散N− ,N+ 層からなる拡散
層を具備し、かつLDD構造となっており、(d)上記
以外の前記(b)(c)項と同一の極性を示すMOSト
ランジスタはN− ,N+ 層からなる拡散層を具備し
、かつLDD構造となっており、(e)前記(b)(c
)(d)項のMOSトランジスタの構造(ゲート電極厚
さ、材料、ゲート絶縁膜厚)は全て同一であることを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11730591A JPH04345065A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11730591A JPH04345065A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04345065A true JPH04345065A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14708466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11730591A Pending JPH04345065A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04345065A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0647969A1 (en) * | 1993-10-12 | 1995-04-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of forming contacts in the memory region and the peripheral region of an IC |
US6066881A (en) * | 1998-01-29 | 2000-05-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Integrated circuit having a memory cell transistor with a gate oxide layer which is thicker than the gate oxide layer of a peripheral circuit transistor |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11730591A patent/JPH04345065A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0647969A1 (en) * | 1993-10-12 | 1995-04-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of forming contacts in the memory region and the peripheral region of an IC |
US5545926A (en) * | 1993-10-12 | 1996-08-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Integrated mosfet device with low resistance peripheral diffusion region contacts and low PN-junction failure memory diffusion contacts |
US6320260B1 (en) | 1993-10-12 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US6326691B1 (en) | 1993-10-12 | 2001-12-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US6066881A (en) * | 1998-01-29 | 2000-05-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Integrated circuit having a memory cell transistor with a gate oxide layer which is thicker than the gate oxide layer of a peripheral circuit transistor |
US6762084B2 (en) | 1998-01-29 | 2004-07-13 | Renesas Technology Corp. | Integrated circuit having a memory cell transistor with a gate oxide layer which is thicker than the gate oxide layer of a peripheral circuit transistor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
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