JPS60189931A - 半導体デバイスの電気コーテイング処理の方法 - Google Patents
半導体デバイスの電気コーテイング処理の方法Info
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- JPS60189931A JPS60189931A JP60028163A JP2816385A JPS60189931A JP S60189931 A JPS60189931 A JP S60189931A JP 60028163 A JP60028163 A JP 60028163A JP 2816385 A JP2816385 A JP 2816385A JP S60189931 A JPS60189931 A JP S60189931A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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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】
面積が比較的広い光起電力デバイスの製造では、比較的
高い伝導性をもつ金属グリッドパターンをデバイスの光
入射面に備えることがしばしば望まれる。このグリッド
パターンは、光起電力デバイスの内部抵抗を低下させて
デバイスの効率を増加させる光で生じる電流を集めるた
めの低抵抗電流通路を供給する。他のタイプの半導体デ
バイスでも、領域を規定もしくは相互接続すべく、又は
デバイス上に接触点を形成すべく導電材料又は絶縁材料
のパターン層が必要とされる。
高い伝導性をもつ金属グリッドパターンをデバイスの光
入射面に備えることがしばしば望まれる。このグリッド
パターンは、光起電力デバイスの内部抵抗を低下させて
デバイスの効率を増加させる光で生じる電流を集めるた
めの低抵抗電流通路を供給する。他のタイプの半導体デ
バイスでも、領域を規定もしくは相互接続すべく、又は
デバイス上に接触点を形成すべく導電材料又は絶縁材料
のパターン層が必要とされる。
半導体デバイスにノqターン層をデポジットするための
技術としては、マスクを用いる真空蒸着、エツチング、
伝導性もしくは絶縁性インクのプリンティング、電気メ
ッキ及び無電解メッキ等が知られている。電気メッキで
は、浸漬面に電界を作用させることにより当初溶液中に
あったイオン種を還元してコーティングすべき面に電着
させデポジット層を形成する。
技術としては、マスクを用いる真空蒸着、エツチング、
伝導性もしくは絶縁性インクのプリンティング、電気メ
ッキ及び無電解メッキ等が知られている。電気メッキで
は、浸漬面に電界を作用させることにより当初溶液中に
あったイオン種を還元してコーティングすべき面に電着
させデポジット層を形成する。
半導体デバイスの製造では種々の電気メツキ技術が導電
層をデポジットする方法として受け入れられつつある。
層をデポジットする方法として受け入れられつつある。
例えば1983年8月19日出願のPrem Nath
他による米国特許出願第524,797号電気的導電体
の形成方法(Method of FormingAn
Electrically Conductive
Member )には導電パターンを光電池の如き半導
体デバイスの透明な伝導性酸化物層上に電気メッキする
方法が開示されている。
他による米国特許出願第524,797号電気的導電体
の形成方法(Method of FormingAn
Electrically Conductive
Member )には導電パターンを光電池の如き半導
体デバイスの透明な伝導性酸化物層上に電気メッキする
方法が開示されている。
また、ダーキー(Durkee )に付与された米国特
許第4,144,139号及びブレノン(Qrenon
)に付与された米国特許第4,251,327号にも
pn接合を含む半導体ボディに金属を電気メッキするた
めの種々の技術が開示されている。purkeeの特許
の方法では、デバイスを電解液中に浸漬している間に光
を作用させ、その結果生じた光電圧(photovol
tage )をメッキ操作に必要なエネルギとして使用
する。Gi、enoHの特許に開示されている方法は、
前述の如き光電圧を用いて半導体ボディの照射面のメッ
キを行なう一方、外部電圧源を別個のエネルギ源として
使用しながらその半導体ボディの裏面のメッキを行なう
というものである。
許第4,144,139号及びブレノン(Qrenon
)に付与された米国特許第4,251,327号にも
pn接合を含む半導体ボディに金属を電気メッキするた
めの種々の技術が開示されている。purkeeの特許
の方法では、デバイスを電解液中に浸漬している間に光
を作用させ、その結果生じた光電圧(photovol
tage )をメッキ操作に必要なエネルギとして使用
する。Gi、enoHの特許に開示されている方法は、
前述の如き光電圧を用いて半導体ボディの照射面のメッ
キを行なう一方、外部電圧源を別個のエネルギ源として
使用しながらその半導体ボディの裏面のメッキを行なう
というものである。
如何なる電気メツキ法でも電着を誘起するためには半導
体材料に電流を通さなければならない。
体材料に電流を通さなければならない。
しかしながらメッキ操作の開始に必要な比較的高い電圧
で比較的大きい電流を半導体材料層に流すとこれらの層
に損傷が生じ得る。面に沿った抵抗が太きいという生来
の特性をもつ極めて薄い複数の層からなる半導体デバイ
スの場合には問題がより深刻である。即ち前記面に沿っ
た抵抗は半導体ボディに接続された電極から比較的遠い
半導体ボディ表面部分へのメッキ電流の流れを不適切に
する原因となる。その結果電着した材料の厚みが半導体
ボディの電極の近傍では比較的厚く、電極から離れた区
域では比較的薄いというように均等ではなくなる。
で比較的大きい電流を半導体材料層に流すとこれらの層
に損傷が生じ得る。面に沿った抵抗が太きいという生来
の特性をもつ極めて薄い複数の層からなる半導体デバイ
スの場合には問題がより深刻である。即ち前記面に沿っ
た抵抗は半導体ボディに接続された電極から比較的遠い
半導体ボディ表面部分へのメッキ電流の流れを不適切に
する原因となる。その結果電着した材料の厚みが半導体
ボディの電極の近傍では比較的厚く、電極から離れた区
域では比較的薄いというように均等ではなくなる。
そのため、メッキ電流に起因する半導体の破損を伴わず
、且つ薄層の面に治った抵抗の作用にも拘らず比較的均
等な厚みをもつデポジットを形成せしめるような光感応
接合を含む半導体ボディへの金属、eターンの電気メツ
キ法が必要とされている。本発明では、光感応接合を含
む半導体ボディを電解液に浸漬し、該半導体ボディのコ
ーティングすべき面を光照射して前記光感応接合を活性
化させ、且つ外部電源からの電流を該半導体デバイスの
非照射面と電解液とに供給することにより、前述の問題
を解消する。該光感応接合を照射すると電流が余り妨害
を受けずに半導体ボディに流れる。導電パターン及び/
又は絶縁・qターンは(1)電気メッキし得る領域を限
定するレジストパターンを使用するか、(21デバイス
s面に連続層を電気メッキし、次いで所望の、Qターン
を得るべくこの層をエツチング処理するか、又は(31
電解液に浸漬されているデバイスに、光を形成したい〕
9ターンと対応する予選択パターンの形で投影する等の
方法によって半導体デバイスの表面に形成し得る。酸化
物もしくは窒化物の如き絶縁コーティングも、金属の如
き伝導性コーティングも、本発明の電気コーティング法
によってpn接合を含む半導体ボディ上にデポジットで
きる。
、且つ薄層の面に治った抵抗の作用にも拘らず比較的均
等な厚みをもつデポジットを形成せしめるような光感応
接合を含む半導体ボディへの金属、eターンの電気メツ
キ法が必要とされている。本発明では、光感応接合を含
む半導体ボディを電解液に浸漬し、該半導体ボディのコ
ーティングすべき面を光照射して前記光感応接合を活性
化させ、且つ外部電源からの電流を該半導体デバイスの
非照射面と電解液とに供給することにより、前述の問題
を解消する。該光感応接合を照射すると電流が余り妨害
を受けずに半導体ボディに流れる。導電パターン及び/
又は絶縁・qターンは(1)電気メッキし得る領域を限
定するレジストパターンを使用するか、(21デバイス
s面に連続層を電気メッキし、次いで所望の、Qターン
を得るべくこの層をエツチング処理するか、又は(31
電解液に浸漬されているデバイスに、光を形成したい〕
9ターンと対応する予選択パターンの形で投影する等の
方法によって半導体デバイスの表面に形成し得る。酸化
物もしくは窒化物の如き絶縁コーティングも、金属の如
き伝導性コーティングも、本発明の電気コーティング法
によってpn接合を含む半導体ボディ上にデポジットで
きる。
添付図面第1図に太陽電池の如きpin形光起電力デバ
イスlOを示した。このデバイスは別個のpin形セル
12a、12b及び12cからなり、セル12a上に配
置された基板11が該デバイス10の第2表面を構成し
且つ電極の1つとして機能する。基板11は透明である
か又はステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、モリブ
デンもしくはクロムの如き金属材料製であってよく、絶
縁層を備えても又は備えなくてもよい。
イスlOを示した。このデバイスは別個のpin形セル
12a、12b及び12cからなり、セル12a上に配
置された基板11が該デバイス10の第2表面を構成し
且つ電極の1つとして機能する。基板11は透明である
か又はステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、モリブ
デンもしくはクロムの如き金属材料製であってよく、絶
縁層を備えても又は備えなくてもよい。
セル12a、12b及び12cは少なくとも1種のシリ
コン合金又はゲルマニウム合金を含むアモルファス半導
体ボディで構成するのが好ましい。
コン合金又はゲルマニウム合金を含むアモルファス半導
体ボディで構成するのが好ましい。
アモルファス半導体合金で形成されるこの種のセルの層
の厚みは通常数百nm以下である。各セルはn形の導電
率をもつ半導体層20a、20b及び20cと、真性半
導体層18a、18b及び18cと、p形の導電率をも
つ半導体層16a、1’6b及び16cとを有する。図
示の如くセル12a及び12cの間に他の複数のセルを
加えてもよい。
の厚みは通常数百nm以下である。各セルはn形の導電
率をもつ半導体層20a、20b及び20cと、真性半
導体層18a、18b及び18cと、p形の導電率をも
つ半導体層16a、1’6b及び16cとを有する。図
示の如くセル12a及び12cの間に他の複数のセルを
加えてもよい。
層22は透明な伝導性酸化物、好ましくは酸化インジウ
ムスズで形成され得、デバイス1oの第1表面上で電極
を構成する。デバイス1oの面積が広いか、又は層22
の導電率が不十分である場合はこの層22に金属グリッ
ド、Qターン24を具備してもよい。
ムスズで形成され得、デバイス1oの第1表面上で電極
を構成する。デバイス1oの面積が広いか、又は層22
の導電率が不十分である場合はこの層22に金属グリッ
ド、Qターン24を具備してもよい。
第2図は第1図のデバイス10と全体的に類似した大面
積光起電力デバイス10′ を部分平面図で示している
。このデバイス10’は連続状大面積基板11と、これ
に支持された連続状半導体層12とからなる。該半導体
層は互に電気絶縁された複数の小部分26に分割されて
おり、これら小部分26の各々がデバイス10′の総合
電気出力に貢献する。相互に絶縁された小部分26は共
通基板11を共有し、半導体材料12上にデポジットし
た透明な伝導性酸化物材料からなる個別領域28で各々
が被覆される。各個別領域28は、個個の小面積光電池
の電極として機能する。集電グリノβ24は各セグメン
トiに配置され、夫々光で生じた電流を集めるだめのパ
スパー系30に接続される。このグリッド24とパスパ
ー30との接続は点状シルバーペーストの如きコネクタ
25を介して行なわれる。バスパー30.コネクタ25
及びグリシl″24は、金属材料の如く比較的高い導電
率を示す材料で形成するのが好ましい。
積光起電力デバイス10′ を部分平面図で示している
。このデバイス10’は連続状大面積基板11と、これ
に支持された連続状半導体層12とからなる。該半導体
層は互に電気絶縁された複数の小部分26に分割されて
おり、これら小部分26の各々がデバイス10′の総合
電気出力に貢献する。相互に絶縁された小部分26は共
通基板11を共有し、半導体材料12上にデポジットし
た透明な伝導性酸化物材料からなる個別領域28で各々
が被覆される。各個別領域28は、個個の小面積光電池
の電極として機能する。集電グリノβ24は各セグメン
トiに配置され、夫々光で生じた電流を集めるだめのパ
スパー系30に接続される。このグリッド24とパスパ
ー30との接続は点状シルバーペーストの如きコネクタ
25を介して行なわれる。バスパー30.コネクタ25
及びグリシl″24は、金属材料の如く比較的高い導電
率を示す材料で形成するのが好ましい。
第3図の半導体デバイス32はpn接合デバイスとして
示されているが、このデバイスはダイオード、光電池、
発光ダイオード等の光感応接合を含む全ての光感応デバ
イスを代表するものである。
示されているが、このデバイスはダイオード、光電池、
発光ダイオード等の光感応接合を含む全ての光感応デバ
イスを代表するものである。
半導体デバイス32は、ステンレス鋼の如き導電材料か
らなる基板層11と、その上にデポジットされたn形導
電率の半導体材料層36と、p形中導体材料層34とで
構成され、層36及び34は通常同一の広がりをもつ。
らなる基板層11と、その上にデポジットされたn形導
電率の半導体材料層36と、p形中導体材料層34とで
構成され、層36及び34は通常同一の広がりをもつ。
これらp形及びn形半導体層は相互間の界面でpn接合
38を形成する。
38を形成する。
層36はデバイス32の受光面即ち第1面を構成し、電
気メツキレシスト材料からなる予選択ノ(ターン40が
その上にデポジットされている。しSクスト材料パター
ン40は非レジスト被覆領域42を規定し、この領域4
2上に金属材料が電気メッキされて導電パターンを形成
する。電気メツキレシスト材料パターン40は、スクリ
ーンプリンティング、オフセットプリンティング、ステ
ンシル法、フォトリソグラフィ等々任意の公知技術で形
成し得、好ましくはラッカー、合成樹脂等の如き材料を
デポジットすることにより形成する。電気メツキレジス
トノ(ターンの形成に特に有用な材料の一例としてはマ
ツク・ダーミツド コーポレーシ9 ン(McDerm
id Corporation ) M造のマクマ、X
り(MacuMask ) 9251− M が挙げら
れる。変形例としてデバイス32の第1面金体を電気メ
ッキし、その後マスキング、エツチング等々の技術を用
いて選択領域42のコーティングを除去することにより
所望のパターンを形成してもよい。
気メツキレシスト材料からなる予選択ノ(ターン40が
その上にデポジットされている。しSクスト材料パター
ン40は非レジスト被覆領域42を規定し、この領域4
2上に金属材料が電気メッキされて導電パターンを形成
する。電気メツキレシスト材料パターン40は、スクリ
ーンプリンティング、オフセットプリンティング、ステ
ンシル法、フォトリソグラフィ等々任意の公知技術で形
成し得、好ましくはラッカー、合成樹脂等の如き材料を
デポジットすることにより形成する。電気メツキレジス
トノ(ターンの形成に特に有用な材料の一例としてはマ
ツク・ダーミツド コーポレーシ9 ン(McDerm
id Corporation ) M造のマクマ、X
り(MacuMask ) 9251− M が挙げら
れる。変形例としてデバイス32の第1面金体を電気メ
ッキし、その後マスキング、エツチング等々の技術を用
いて選択領域42のコーティングを除去することにより
所望のパターンを形成してもよい。
デバイス32と第2電極即ち対電極48とを適切な容器
44に入った電解液46中に浸漬させる。
44に入った電解液46中に浸漬させる。
電解液46及び対電極48の組成は、電気コーティング
によって半導体デバイス32上にデポジットすべき材料
に依存する。バッテリ50の如き電流源の端子の一方5
0aをワイヤ52を介して対電極48に接続し、他方の
端子50bをワイヤ54を介して直接基板11に接続す
る。基板11はデバイス32の第2表面を構成する。
によって半導体デバイス32上にデポジットすべき材料
に依存する。バッテリ50の如き電流源の端子の一方5
0aをワイヤ52を介して対電極48に接続し、他方の
端子50bをワイヤ54を介して直接基板11に接続す
る。基板11はデバイス32の第2表面を構成する。
(以下余白)
第3図の光源56は石英ハロゲンランプ58の如き電球
と、この電球58からの放射光を半導体デバイス32の
第1表面に向けて送るための反射シールド60とで構成
されている。光[56は半導体デバイス32に吸収され
て光感応接合38領域内にキャリア対を発生せしめるよ
うな波長の光を送出し得るものでなければならない。質
の低下又は破損を伴わずに電気コーティング電流を半導
体デバイス32に流すには前記キャリア対が必要だから
である。
と、この電球58からの放射光を半導体デバイス32の
第1表面に向けて送るための反射シールド60とで構成
されている。光[56は半導体デバイス32に吸収され
て光感応接合38領域内にキャリア対を発生せしめるよ
うな波長の光を送出し得るものでなければならない。質
の低下又は破損を伴わずに電気コーティング電流を半導
体デバイス32に流すには前記キャリア対が必要だから
である。
キャリア対を発生させるためには、光を光感応接合38
まで到達させなければならない。半導体デバイス32を
第1表面側かち照射すると、デポジットの成長によって
その下の接合への光の到達が妨害され得、電気メッキの
速度が低下し得る。
まで到達させなければならない。半導体デバイス32を
第1表面側かち照射すると、デポジットの成長によって
その下の接合への光の到達が妨害され得、電気メッキの
速度が低下し得る。
この自己制限現象はデポジットが比較的透明な場合、デ
ポジットが比較的透明なレジスト材料を用いた。eター
ンを構成する場合又はデバイス32を第2表面側から照
射する場合には通常問題にならない。
ポジットが比較的透明なレジスト材料を用いた。eター
ンを構成する場合又はデバイス32を第2表面側から照
射する場合には通常問題にならない。
第4A図及び第4B図は理想的光感応接合の典型的電流
−電圧曲線を示している。第4A図には非露光時(暗状
態)の光起電力接合の挙動を示した。この場合にはこの
ような半導体デバイスの電気メッキを実施するのに必要
な公称逆バイアス電圧(符号62aで示す)で流れる電
流は実質的にゼ目であり、電気メツキ作用は生起したと
しても極めて速度が遅い。電気メッキを実施するに十分
な電流の流れを生起させるには、少なくとも符号64で
示されている大きさをもつ比較的大きな逆バイアス電圧
をデノ々イスに印加する必要がある。
−電圧曲線を示している。第4A図には非露光時(暗状
態)の光起電力接合の挙動を示した。この場合にはこの
ような半導体デバイスの電気メッキを実施するのに必要
な公称逆バイアス電圧(符号62aで示す)で流れる電
流は実質的にゼ目であり、電気メツキ作用は生起したと
しても極めて速度が遅い。電気メッキを実施するに十分
な電流の流れを生起させるには、少なくとも符号64で
示されている大きさをもつ比較的大きな逆バイアス電圧
をデノ々イスに印加する必要がある。
しかしながらこのような大きな電圧は電気メッキすべき
半導体デバイスの半導体材料を劣化させるか又は破壊す
る。
半導体デバイスの半導体材料を劣化させるか又は破壊す
る。
第4B図は第4A図と同一の光感応接合を異なる強さで
光を照射した場合の電流−電圧曲線を示している。これ
らの曲線は双方系光感応接合への入射光量に直接係る量
だけ下方へ移動している。
光を照射した場合の電流−電圧曲線を示している。これ
らの曲線は双方系光感応接合への入射光量に直接係る量
だけ下方へ移動している。
曲線L+は第1照射レベルでの光感応接合の電流−電圧
特性を表わし、曲線り、はより強い照射下での同接合の
電流−電圧特性を表わす。これら曲線から明らかなよう
に、電気メッキに必要な大きさの電圧62bでは第ルベ
ルの強さで照射すると電流11が光感応接合に流れ、第
2レベルで照射するとより強い電流工3が流れる。この
ように、電気メツキ処理において通電される電流の量は
処理すべき面への入射光の強さを調整することにまって
制御し得る。極めて重要なことは、このような照射を用
いれば半導体デバイスに損傷を与えることなく必要な電
圧レベルで電気メツキ処理を効果的に実施せしめるに足
る電流を該デバイスの接合に流すことができるという点
である。更匿、該デバイス第1表面の外部電源への接続
から遠い部分に光を照射するとメッキ電流の流れが助長
されて半導体薄層の面ζこ沿った抵抗が平均化される。
特性を表わし、曲線り、はより強い照射下での同接合の
電流−電圧特性を表わす。これら曲線から明らかなよう
に、電気メッキに必要な大きさの電圧62bでは第ルベ
ルの強さで照射すると電流11が光感応接合に流れ、第
2レベルで照射するとより強い電流工3が流れる。この
ように、電気メツキ処理において通電される電流の量は
処理すべき面への入射光の強さを調整することにまって
制御し得る。極めて重要なことは、このような照射を用
いれば半導体デバイスに損傷を与えることなく必要な電
圧レベルで電気メツキ処理を効果的に実施せしめるに足
る電流を該デバイスの接合に流すことができるという点
である。更匿、該デバイス第1表面の外部電源への接続
から遠い部分に光を照射するとメッキ電流の流れが助長
されて半導体薄層の面ζこ沿った抵抗が平均化される。
第3図の方法は電気メッキの方法であるが、陽極酸化法
の如き他の方法も電解液の組成を変えるだけで同様に実
施できる。その場合は半導体デバイスに流れる電流の極
性が逆になる。本明細書では電気コーティングなる用語
をこのようなあらゆる種類のコーティング法を意味する
ものとして使用する。
の如き他の方法も電解液の組成を変えるだけで同様に実
施できる。その場合は半導体デバイスに流れる電流の極
性が逆になる。本明細書では電気コーティングなる用語
をこのようなあらゆる種類のコーティング法を意味する
ものとして使用する。
マスキング及びコーティング又はコーティング及びエツ
チングというプロセスではなく、投光法(light
projection proceas)により半導体
材料に/9ターンを電気コーティングすることもできる
。
チングというプロセスではなく、投光法(light
projection proceas)により半導体
材料に/9ターンを電気コーティングすることもできる
。
即ちマスクを介して光をデバイスの表面に投射し、電流
を投射領域に選択的に流れるよう生起せしめてこの領域
上に電気コーティングデポジットを形成するのである。
を投射領域に選択的に流れるよう生起せしめてこの領域
上に電気コーティングデポジットを形成するのである。
との投光法を使用する場合は外部から電気コーティング
電流を供給してもよいし、又は自己発生法によってもよ
い。
電流を供給してもよいし、又は自己発生法によってもよ
い。
投光法は次にデポジットされる材料の核形成(nucl
eation )パターンとして機能する第1/9ター
ンを形成する場合ζこも使用し得、その場合には前述の
如く像を投影しながら比較的薄いIQターン層を基板上
に形成し、次いで照射を均等にすべくパターン状の照射
を停止して電気コーティング処理を続ける。
eation )パターンとして機能する第1/9ター
ンを形成する場合ζこも使用し得、その場合には前述の
如く像を投影しながら比較的薄いIQターン層を基板上
に形成し、次いで照射を均等にすべくパターン状の照射
を停止して電気コーティング処理を続ける。
本発明の方法は第5A図に示されている装置66の如き
連続工程処理装置でも使用し得る。この装置66はコー
ティング処理すべき半導体デバイスの連続状ウェブ(長
尺帯)70を巻装した繰出しローラ68aと、コーティ
ングされた半導体デバイスを巻取る巻取りローラ68b
と、マスク取付ステーション72と、!気コーティング
ステーション74とマスク除去ステーション76とから
なり、ウェブ70はローラ68aから連続的に繰出され
、マスク取付ステーション72で前述の任意の方法によ
りレジストパターン40が付与される。
連続工程処理装置でも使用し得る。この装置66はコー
ティング処理すべき半導体デバイスの連続状ウェブ(長
尺帯)70を巻装した繰出しローラ68aと、コーティ
ングされた半導体デバイスを巻取る巻取りローラ68b
と、マスク取付ステーション72と、!気コーティング
ステーション74とマスク除去ステーション76とから
なり、ウェブ70はローラ68aから連続的に繰出され
、マスク取付ステーション72で前述の任意の方法によ
りレジストパターン40が付与される。
IQターンで被覆されたウェブ70は次いで電気コーテ
ィングステーション74に送られ、そこでマスキングさ
れていない部分が電気コーティング処理される。
ィングステーション74に送られ、そこでマスキングさ
れていない部分が電気コーティング処理される。
第5B図は電気コーティングステーション74の好まし
い具体例を示している。このステーションは電解質溶液
80の入ったタンク78からなり、ウェブ70は一対の
ガイドローラ84a 、84bを介して溶液80中に誘
導される。但し他の案内手段、例えば磁石などを使用し
てもよい。ガイドローラ84a 、84bはワイヤ51
を介してバッテリ50の如き電源に電気接続され、ウェ
ブ裏面への電気接点を構成する。滑動式電気接点を用い
一← でもよい。この電気回路は溶液8oに浸漬された電極4
8も含む。電気コーティングステーション74は更に半
導体デバイスウェブ7oの光感応接合を活性化させるた
めの照射源56を1つ以上具備する。この照射は前記接
合を活性化させて電気コーティング電流をデバイスの損
傷を伴わずに導通せしめ、電気コーティングステーショ
ン74を通過するウェブの上に所望の厚みの材料層をデ
ポジットせしめるような波長と強さとをもって実施され
なければならない。ウェブ7o上に形成された半導体デ
バイスに流れる電流の量はこの照射の強さ及び波長と、
ウェブに供給される外部電力とに応じて異なる。また、
電気コーティングデポジットの厚みはデバイスに流れる
電流の量とウェブ70の電気コーティングステージ3フ
フ4通過所要時間とに依存する。従って照射、電力及び
ウェブ走行速度の組合わせを適切に行なえば電気コーテ
ィングデポジットの厚みを制御することができる。
い具体例を示している。このステーションは電解質溶液
80の入ったタンク78からなり、ウェブ70は一対の
ガイドローラ84a 、84bを介して溶液80中に誘
導される。但し他の案内手段、例えば磁石などを使用し
てもよい。ガイドローラ84a 、84bはワイヤ51
を介してバッテリ50の如き電源に電気接続され、ウェ
ブ裏面への電気接点を構成する。滑動式電気接点を用い
一← でもよい。この電気回路は溶液8oに浸漬された電極4
8も含む。電気コーティングステーション74は更に半
導体デバイスウェブ7oの光感応接合を活性化させるた
めの照射源56を1つ以上具備する。この照射は前記接
合を活性化させて電気コーティング電流をデバイスの損
傷を伴わずに導通せしめ、電気コーティングステーショ
ン74を通過するウェブの上に所望の厚みの材料層をデ
ポジットせしめるような波長と強さとをもって実施され
なければならない。ウェブ7o上に形成された半導体デ
バイスに流れる電流の量はこの照射の強さ及び波長と、
ウェブに供給される外部電力とに応じて異なる。また、
電気コーティングデポジットの厚みはデバイスに流れる
電流の量とウェブ70の電気コーティングステージ3フ
フ4通過所要時間とに依存する。従って照射、電力及び
ウェブ走行速度の組合わせを適切に行なえば電気コーテ
ィングデポジットの厚みを制御することができる。
コーティングステーション74に次いでウェブ70はマ
スク除去ステーション76に送られ、そこでレジストパ
ターンが除去されて電気コーティングによりデポジット
したパターン82がウェブ表面に残される。このステー
ション76は例、tJf溶媒収容タンクからなり、ウェ
ブ70はこのタンクを継続的に通過する。マスク除去後
1.Qターンを具備した半導体デバイスウェブは巻取り
ロール68bに巻取られて貯蔵されるか又は別の処理に
かけられる。
スク除去ステーション76に送られ、そこでレジストパ
ターンが除去されて電気コーティングによりデポジット
したパターン82がウェブ表面に残される。このステー
ション76は例、tJf溶媒収容タンクからなり、ウェ
ブ70はこのタンクを継続的に通過する。マスク除去後
1.Qターンを具備した半導体デバイスウェブは巻取り
ロール68bに巻取られて貯蔵されるか又は別の処理に
かけられる。
変形例としてウェブ70へのパターン付与は電気コーテ
ィングステーション74を通過する移動ウェブ上に位置
を重ね合わせて像を投影することにより実施してもよい
。或いはウェブの第1表面を全体に亘って電気コーティ
ング処理し、その後マスキング及びエツチングによって
ノqターンを形成するとともできる。
ィングステーション74を通過する移動ウェブ上に位置
を重ね合わせて像を投影することにより実施してもよい
。或いはウェブの第1表面を全体に亘って電気コーティ
ング処理し、その後マスキング及びエツチングによって
ノqターンを形成するとともできる。
第6A図〜第6E図は本発明の方法の種々の適用例を簡
略に示している。M6A図は露出面に連続均質層88が
デポジットされた半導体デバイス86である。「連続層
」なる語は層88の如く通常デバイス86の上表面と同
一の広がりを有し、従ってギャップ、切れ目又は空所等
を伴わずにデバイス86の表面なほぼ全体的に被覆する
層を意味する。均質層88は導電材料、半導体材料又は
絶縁材料からなっていてよく、単一の元素又は2種以上
の元素の化合物で形成し得る。第6B図に示されている
構造は全体的に第6A図の構造と類似しているが、第6
A図の場合と異なり均質層は ゛不連続的で複数のセグ
メント8,8 a及び88bからなっている。「不連続
層」とは半導体デバイス86の露出面全体に亘って延在
するのではなく未被覆領域90を含む層のことである。
略に示している。M6A図は露出面に連続均質層88が
デポジットされた半導体デバイス86である。「連続層
」なる語は層88の如く通常デバイス86の上表面と同
一の広がりを有し、従ってギャップ、切れ目又は空所等
を伴わずにデバイス86の表面なほぼ全体的に被覆する
層を意味する。均質層88は導電材料、半導体材料又は
絶縁材料からなっていてよく、単一の元素又は2種以上
の元素の化合物で形成し得る。第6B図に示されている
構造は全体的に第6A図の構造と類似しているが、第6
A図の場合と異なり均質層は ゛不連続的で複数のセグ
メント8,8 a及び88bからなっている。「不連続
層」とは半導体デバイス86の露出面全体に亘って延在
するのではなく未被覆領域90を含む層のことである。
第6C図は電気コーティングにはり露出面にデポジット
した連続不均質層を有する典型釣手導体デバイス86を
示している。本明細書では「不均質」なる用語は場所的
に変化する組成をもつ材料を表わすのに用いられる。
した連続不均質層を有する典型釣手導体デバイス86を
示している。本明細書では「不均質」なる用語は場所的
に変化する組成をもつ材料を表わすのに用いられる。
第6D図には半導体デバイス86上にデポジットされた
均質領域88a及び88bと不均質領域92aとからな
る不連続電着材料層が示されている。第6E図は全体に
第6c図と類似しているが、不均質層が連続的ではなく
、未被覆領域9oを挾む複数の領域92a、’92bか
らなっている。第6B図及び第6E図から明らかなよう
に、電気コーティングデポジット領域88a、88b及
び92nは半導体デノ々イス86の露出面の未被覆領域
90を規定する。
均質領域88a及び88bと不均質領域92aとからな
る不連続電着材料層が示されている。第6E図は全体に
第6c図と類似しているが、不均質層が連続的ではなく
、未被覆領域9oを挾む複数の領域92a、’92bか
らなっている。第6B図及び第6E図から明らかなよう
に、電気コーティングデポジット領域88a、88b及
び92nは半導体デノ々イス86の露出面の未被覆領域
90を規定する。
実施例 1
第1図のセルと全体的に類似したアモルファスシリコン
合金pln形光起電力デバイスの酸化インジウムスズ露
出面をニッケルで予選択ノ3ターンの形状に電気メッキ
した。
合金pln形光起電力デバイスの酸化インジウムスズ露
出面をニッケルで予選択ノ3ターンの形状に電気メッキ
した。
前記酸化インジウムスズ露出面を清浄にし脱イオン処理
した水で洗った後一点の導電性エポキシ接着剤で基板に
ワイヤを接着することによりステンレス鋼からなるこの
基板層に電気接点を形成した。次いでこの光起電力デバ
イスをスルファミン酸マイルド溶液(約10Δ)中に5
秒間浸漬し、その後温度約50tll’、pH約4のス
ルファミン酸ニッケルメッキ浴中に導入した。スルフア
ミノ酸ニッケル浴はライトコ・ケミカルカンノRニイ(
Wi tc。
した水で洗った後一点の導電性エポキシ接着剤で基板に
ワイヤを接着することによりステンレス鋼からなるこの
基板層に電気接点を形成した。次いでこの光起電力デバ
イスをスルファミン酸マイルド溶液(約10Δ)中に5
秒間浸漬し、その後温度約50tll’、pH約4のス
ルファミン酸ニッケルメッキ浴中に導入した。スルフア
ミノ酸ニッケル浴はライトコ・ケミカルカンノRニイ(
Wi tc。
Chemical Company )のアライド・ケ
ライトデビジョン(A111ed−Kellte Di
vision )によって市販されている。光起電力デ
バイスから約1Ocrr1の距離をおいて2oo wの
タングステン電球をこのメッキ浴の外側に配電し、メッ
キ操作の間該デバイスの光入射面を照射した。約0.I
Aの電流を約−1vのバイアス電圧下で25crIのデ
バイス試料に導通して4 mA/clの実効電流密度を
得た。この電流をデバイスに約1分間流した結果密着性
と導電性とに優れ平滑な表面をもつ厚み約0.2μmの
ニッケル電気メツキ層が形成された。メッキ処理の開光
起電力デバイスのセルには損傷が全く生じなかった。
ライトデビジョン(A111ed−Kellte Di
vision )によって市販されている。光起電力デ
バイスから約1Ocrr1の距離をおいて2oo wの
タングステン電球をこのメッキ浴の外側に配電し、メッ
キ操作の間該デバイスの光入射面を照射した。約0.I
Aの電流を約−1vのバイアス電圧下で25crIのデ
バイス試料に導通して4 mA/clの実効電流密度を
得た。この電流をデバイスに約1分間流した結果密着性
と導電性とに優れ平滑な表面をもつ厚み約0.2μmの
ニッケル電気メツキ層が形成された。メッキ処理の開光
起電力デバイスのセルには損傷が全く生じなかった。
実施例 2
第1図のセルと全体的に類似したpin形光起電。
カブバイスの酸化インジウムスズ露出面を銅で予選択ノ
ぐターンの形状に電気メッキした。
ぐターンの形状に電気メッキした。
実施例1と同様に前記デバイスを洗浄し、電流源に電気
接続し且つスルファきン酸溶液に浸漬した。次いで該デ
バイスを硫酸銅メッキ浴Jこ浸漬し、実施例1の如く照
射した。この硫酸鋼メッキ浴はWitco Chemi
cal CompanYのA111ed−Kelite
Di −visionにより市販のものであり、温度
は室温、pHは約1に維持した。約0.IAの電流を−
IVのバイアス電圧で該浴に導通した。やはり約25i
の面積の試料を用い、約4mA/l:rlの電流密度を
得た。この電流をデバイスに約1分間流した結果厚み約
0.2μmの電気メツキ層が形成された。この銅メッキ
層は十分な密着性と高導電性とを示し、滑らかな表面を
有していた。この場合もデバイスのセルは全く損傷しな
かった。
接続し且つスルファきン酸溶液に浸漬した。次いで該デ
バイスを硫酸銅メッキ浴Jこ浸漬し、実施例1の如く照
射した。この硫酸鋼メッキ浴はWitco Chemi
cal CompanYのA111ed−Kelite
Di −visionにより市販のものであり、温度
は室温、pHは約1に維持した。約0.IAの電流を−
IVのバイアス電圧で該浴に導通した。やはり約25i
の面積の試料を用い、約4mA/l:rlの電流密度を
得た。この電流をデバイスに約1分間流した結果厚み約
0.2μmの電気メツキ層が形成された。この銅メッキ
層は十分な密着性と高導電性とを示し、滑らかな表面を
有していた。この場合もデバイスのセルは全く損傷しな
かった。
実施例 3
この実施例では全体的に第2図の光起電力デバイスと類
似している大面積光起電力デバイスの互に電気絶縁され
た酸化インジウムスズセグメント露出面の各々に導電性
サンドインチ形多重層を予選択ノ9ターンに従いデポジ
ットした。
似している大面積光起電力デバイスの互に電気絶縁され
た酸化インジウムスズセグメント露出面の各々に導電性
サンドインチ形多重層を予選択ノ9ターンに従いデポジ
ットした。
先ずグリッドパターンに対応する領域を規定するレジス
)、t?パターン前記大面積光起電力デバイスのインジ
ウムスズ酸化物露出面に付与した。次いで該デバイスを
マイルド洗剤で洗浄し、すすぎ、共通電導基板に電気接
点を設け、スルファミノ酸中に浸漬した(前記2実施例
と同様の方法)。前述の実施例と同様にこのデバイスを
温度40tZ’。
)、t?パターン前記大面積光起電力デバイスのインジ
ウムスズ酸化物露出面に付与した。次いで該デバイスを
マイルド洗剤で洗浄し、すすぎ、共通電導基板に電気接
点を設け、スルファミノ酸中に浸漬した(前記2実施例
と同様の方法)。前述の実施例と同様にこのデバイスを
温度40tZ’。
pH約4のスルファミン酸ニッケル電気メツキ浴中に配
置し、照射した。−1vのバイアス電圧で25rt+A
の電流を約1分間該デバイスに導通した結果15mA/
iの密度の電流が該デバイスのマスクされていない部分
に流れた。通電と照射とを停止し、試料を脱イオン水で
洗浄し、その後pH約1の室温の硫酸銅メッキ浴に浸漬
した。この光起電力デバイスを再び照射し、−0,25
Vのバイアス電圧で25mAの電流を1分間導通した。
置し、照射した。−1vのバイアス電圧で25rt+A
の電流を約1分間該デバイスに導通した結果15mA/
iの密度の電流が該デバイスのマスクされていない部分
に流れた。通電と照射とを停止し、試料を脱イオン水で
洗浄し、その後pH約1の室温の硫酸銅メッキ浴に浸漬
した。この光起電力デバイスを再び照射し、−0,25
Vのバイアス電圧で25mAの電流を1分間導通した。
通電と照射とを停止し、試料を脱イオン水で洗浄し、先
に使用したスルファミン酸ニッケル浴中に再び浸漬して
照射した。−IVのバイアス電圧で25mAの電流を1
分間導通した。該デバイスを電流源から遮断し、洗浄し
乾燥させた。このようにして光起電力デバイスのインジ
ウムスズ酸化物露出面にデポジットさね、たニッケル/
銅/ニッケル3層グリッドノ9ターンは密着力が大きく
、導電性に優れ且つ滑らかな表面を有していた。実施例
1及び2と同様に該大面積光起電力デバイスの小面積光
電池は損傷しなかった。
に使用したスルファミン酸ニッケル浴中に再び浸漬して
照射した。−IVのバイアス電圧で25mAの電流を1
分間導通した。該デバイスを電流源から遮断し、洗浄し
乾燥させた。このようにして光起電力デバイスのインジ
ウムスズ酸化物露出面にデポジットさね、たニッケル/
銅/ニッケル3層グリッドノ9ターンは密着力が大きく
、導電性に優れ且つ滑らかな表面を有していた。実施例
1及び2と同様に該大面積光起電力デバイスの小面積光
電池は損傷しなかった。
実施例 4
この実施例では予め単一アモルファスシリコンpin
形デバイスへデポジットしておいた鉄製電極層に79タ
ーンを陽極酸化によってデポジットした。
形デバイスへデポジットしておいた鉄製電極層に79タ
ーンを陽極酸化によってデポジットした。
前記デバイスをアセトンで洗浄し、 McDermid
Corporat1on製造のMacu Mask 9
251− Mを用いて鉄製電極層の露出面にレジス)/
eターンを付与した。この面のレジスト/qターンで被
覆されない部分が陽極酸化される鉄電極部分を規定する
。レジスト材料でコーティングされたデバイスを50C
の0.5モルFeCノコ水溶液に10分間浸漬した。
Corporat1on製造のMacu Mask 9
251− Mを用いて鉄製電極層の露出面にレジス)/
eターンを付与した。この面のレジスト/qターンで被
覆されない部分が陽極酸化される鉄電極部分を規定する
。レジスト材料でコーティングされたデバイスを50C
の0.5モルFeCノコ水溶液に10分間浸漬した。
次いで室温のlO△Cram水溶液酸化浴中にデバイス
を配置し、約5crr1の距離をおいて配置した500
Wタングステンーノ−ロデン電球により照射した。
を配置し、約5crr1の距離をおいて配置した500
Wタングステンーノ−ロデン電球により照射した。
50 mAの陽極酸化電流を30分間デ、?イスに導通
した結果、約20mA/iの密度のコーティング電流が
該pn接合デバイスのマスクキングされていない部分に
流れた。陽極酸化反応終了後照射と通電とを停止し、デ
バイスを電解液から取出して洗浄した。この処理の結果
′デバイスのマスクキングされていない部分に厚み02
μmの酸化鉄コーディングが形成された。
した結果、約20mA/iの密度のコーティング電流が
該pn接合デバイスのマスクキングされていない部分に
流れた。陽極酸化反応終了後照射と通電とを停止し、デ
バイスを電解液から取出して洗浄した。この処理の結果
′デバイスのマスクキングされていない部分に厚み02
μmの酸化鉄コーディングが形成された。
本発明では金、銀、クロムの如き他の材料及び類似の酸
化物コーティング、窒化物コーティング等を陽極的に半
導体層へ電気コーティングすることもできる。
化物コーティング、窒化物コーティング等を陽極的に半
導体層へ電気コーティングすることもできる。
第1図は複数のpln形セルからなるタンデム光電池の
部分横断面図、第2図は導電グリッドパターンを有する
複数の互に分離した小面積セルからなる大面積光起電力
デバイスの部分平面図、第3図は半導体ボディを予選択
/9ターンで電気コーティングするデバイスの簡略説明
rA第4A図は第1図の光電池のpin接合の如き半導
体接合の未照射状態での電気的特性を示す電流対電圧グ
ラフ、第4B図は2種類の異なる強さで照射した場合の
第1図の光電池のpln接合の如き半導体−合の笥1気
的特性を示す電流対電圧グラフ、第5A図は細長い半導
体デバイスウェブを予選択ノリーンで連続的に電気コー
ティングするデバイスの斜視図、酊5B図は第5A図の
デバイスの電気コーティングステーションの正面断面図
、第6A図、第6B図、第6C図、第6D図及び第6E
図は本発明の方法によ〔す1連続均質層、不連続均質層
、連続不均質層及び不連続不均質層で夫々電気コーティ
ングされた半導体ボディの部分断面図である。 lO・・・pln形光起電力デバイス、11・・・基板
、12 a −12c −pln形セル、22.28−
・・酸化物層、24・・・金属グリッド、12・・・半
導体層、25・・・コネクタ、30・・・バスバー、3
2・・・pn接合デバイス、別・・・p形半導体層、3
6・・・n形半導体層、38・・・pn接合、40・・
・予選択、Qターン、48・・・対電極、46・・・電
解液、50・・・バッテリ、56・・・光 源、68a
・・・繰出しロール、68b・・・巻取りロール、70
・・・半導体デバイスウェブ、72°・・マスキングス
テーション、74・・・電気コーティングステーション
、76・・・マスク除去ステーション、80・・・電解
質溶液、84a、84b・・・ガイドローラ、86・・
・半導体デバイス、88・・・均質層、92・・・不均
質層。 F/G2 hσ4A hσ4B IG 54 IG5B
部分横断面図、第2図は導電グリッドパターンを有する
複数の互に分離した小面積セルからなる大面積光起電力
デバイスの部分平面図、第3図は半導体ボディを予選択
/9ターンで電気コーティングするデバイスの簡略説明
rA第4A図は第1図の光電池のpin接合の如き半導
体接合の未照射状態での電気的特性を示す電流対電圧グ
ラフ、第4B図は2種類の異なる強さで照射した場合の
第1図の光電池のpln接合の如き半導体−合の笥1気
的特性を示す電流対電圧グラフ、第5A図は細長い半導
体デバイスウェブを予選択ノリーンで連続的に電気コー
ティングするデバイスの斜視図、酊5B図は第5A図の
デバイスの電気コーティングステーションの正面断面図
、第6A図、第6B図、第6C図、第6D図及び第6E
図は本発明の方法によ〔す1連続均質層、不連続均質層
、連続不均質層及び不連続不均質層で夫々電気コーティ
ングされた半導体ボディの部分断面図である。 lO・・・pln形光起電力デバイス、11・・・基板
、12 a −12c −pln形セル、22.28−
・・酸化物層、24・・・金属グリッド、12・・・半
導体層、25・・・コネクタ、30・・・バスバー、3
2・・・pn接合デバイス、別・・・p形半導体層、3
6・・・n形半導体層、38・・・pn接合、40・・
・予選択、Qターン、48・・・対電極、46・・・電
解液、50・・・バッテリ、56・・・光 源、68a
・・・繰出しロール、68b・・・巻取りロール、70
・・・半導体デバイスウェブ、72°・・マスキングス
テーション、74・・・電気コーティングステーション
、76・・・マスク除去ステーション、80・・・電解
質溶液、84a、84b・・・ガイドローラ、86・・
・半導体デバイス、88・・・均質層、92・・・不均
質層。 F/G2 hσ4A hσ4B IG 54 IG5B
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)互に対向する第1及び第2表面を備えこれら第1
及び第2表面間に位置する光感応接合を含む半導体デバ
イスの第1表面を任意の材料で電気コーティングするた
めの方法であって、前記半導体デバイスを電解液に浸漬
し該デバイスの第1表面に光を照射して前記接合を活性
化させることからなり、外部電流源を前記第2表面と前
記電解液浴との間に接続し、活性化した前記光感応接合
によって電流が前記第2表面から第1表面へと該デバイ
スの損傷を伴うことなく流れるようにすることを特徴と
する方法。 (2) 前記半導体デバイスの第1表面に前記材料を電
気メッキすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 (3) 前記半導体デバイスの第1表面を陽極酸化処理
することにより該表面に酸化ノ9ターンを形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (4) 複数の層を頴次デポジットして電気コーティン
グを行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 (5〕 電気コーティングデポジットを受容するための
予選択パターンを規定すべく前記第1表面に非連続的電
気コーティングレジスト層をデポジットすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (6)前記第1表面を電気コーティングした後、電気コ
ーティング予選択、eターンに対応する前記電気コーテ
ィング部分に耐エツチング試薬膜をデポジットし、次い
でこの耐エツチング試薬膜で被覆されていない前記電気
コーティング部分をエツチング処理することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (7)前記第2表面を構成する細長い基板材料ウェブ上
に前記半導体デバイスを配置し、このウェブを継続的に
移動させて前記電解液中に導入し、該ウェブの該電解液
通過時間と比例する厚みの電気コーティングデポジット
を該半導体デバイスーヒに形成することを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 (8) 半導体デバイスの照射の強さと持続時間とを制
御することにより前記電気コーティングデポジットの厚
みを調整することを特徴とする特許請求の範囲第1項を
と記載の方法。 (9) 前記菓1表面に7耐ターン状電気コーテイング
デポジツトを形成すべく該第1表面上の予選択/ぐター
ン像に対応する第1表面部分のみを照射することを特徴
とする特許請求の範囲第1項lこ記載の方法。 帥 前記第2表面を構成する細長い基板材料ウェブ上に
前記半導体デバイスを配置し、該ウェブを継続的に移動
させて前記電解液に通し、この間前記照射像をこの移動
ウェブに対して位置合わせしておくことを特徴とする特
許請求の範囲第9項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US581499 | 1984-02-17 | ||
US06/581,499 US4507181A (en) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Method of electro-coating a semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60189931A true JPS60189931A (ja) | 1985-09-27 |
JPH0652796B2 JPH0652796B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=24325448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60028163A Expired - Lifetime JPH0652796B2 (ja) | 1984-02-17 | 1985-02-14 | 薄膜半導体デバイスの電気コーティング処理方法および電気コーティング装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4507181A (ja) |
EP (1) | EP0171129A3 (ja) |
JP (1) | JPH0652796B2 (ja) |
AU (1) | AU3873285A (ja) |
BR (1) | BR8500644A (ja) |
ES (1) | ES8604007A1 (ja) |
IN (1) | IN162991B (ja) |
ZA (1) | ZA85974B (ja) |
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