JPS6076884A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPS6076884A JPS6076884A JP58185289A JP18528983A JPS6076884A JP S6076884 A JPS6076884 A JP S6076884A JP 58185289 A JP58185289 A JP 58185289A JP 18528983 A JP18528983 A JP 18528983A JP S6076884 A JPS6076884 A JP S6076884A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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
本発明は固体撮像装置およびその製造方法にしするもの
である。
である。
近年、固体撮像装置の特性向上Ｉ′ｉ著しく基本特性に
おいて撮像管に寸さるものもあられれてきた。
おいて撮像管に寸さるものもあられれてきた。
しかしながら、強いスポット元がｌ（、’、 ４１さ）
′Ｌ／こ時発生ずるスミアおよびブルーミンク４゛ｈ件
は依然として固体撮像素子特有の問題として残っている
。この欠点を補うものとして神々素子構造の検３：１が
行： なわれ現段階ではＰ−ウェル構造が最も効果的で
あるといわれている。
′Ｌ／こ時発生ずるスミアおよびブルーミンク４゛ｈ件
は依然として固体撮像素子特有の問題として残っている
。この欠点を補うものとして神々素子構造の検３：１が
行： なわれ現段階ではＰ−ウェル構造が最も効果的で
あるといわれている。
第１図は従来のＰ−ウェル構造ＣＯＤ型固体撮１ 像装
置の１子断面図を示すものである。第１図において１は
信号電荷を蓄積する光電変換部５２は° 光電変換部よ
り転送部へ信号電荷を移送する移送ゲート、３は転送用
駆動パルスを印加する転送部； 極、４ＶＬ信号電荷が
転送される埋め込みチャンネル、５はゲート酸化１撲、
６はｃａｐ活性領域を形成するＰ−ウコ力し部、７はＮ
型Ｓｉ 基板である。
置の１子断面図を示すものである。第１図において１は
信号電荷を蓄積する光電変換部５２は° 光電変換部よ
り転送部へ信号電荷を移送する移送ゲート、３は転送用
駆動パルスを印加する転送部； 極、４ＶＬ信号電荷が
転送される埋め込みチャンネル、５はゲート酸化１撲、
６はｃａｐ活性領域を形成するＰ−ウコ力し部、７はＮ
型Ｓｉ 基板である。
ここでＰ−ウェル部６は２段の濃度プロファイル１ 領
域から形成される。光電変換部１周辺は層中ば狭く不純
物濃度も低い。一方埋め込みチャンネル以、」二のよう
に構成され／こＰ−ウェル構造素子においてその動１１
丁を以下に説明する。
域から形成される。光電変換部１周辺は層中ば狭く不純
物濃度も低い。一方埋め込みチャンネル以、」二のよう
に構成され／こＰ−ウェル構造素子においてその動１１
丁を以下に説明する。
＋
Ｎ 層からなる光電変換部１」：り入射した光はＰ−ウ
ェル部らにて電子−正孔ス１を発生ずる。この電子は信
は電荷として光電変換部１に蓄積されるが、電子の一部
は移送ゲート２の重下を４ｂ°１方向に拡散して直接転
送チャンネル４に流入する。この雑音成分がスミア現象
である。−また強い光が照射され、光電変換部１に蓄積
される電荷ｈ：が飽和値を越える」：うになると移送ゲ
ー用・２のオン、オフとは無関係に転送チャンネルにあ
ふれ出す１、これがブルーミング現象である。
ェル部らにて電子−正孔ス１を発生ずる。この電子は信
は電荷として光電変換部１に蓄積されるが、電子の一部
は移送ゲート２の重下を４ｂ°１方向に拡散して直接転
送チャンネル４に流入する。この雑音成分がスミア現象
である。−また強い光が照射され、光電変換部１に蓄積
される電荷ｈ：が飽和値を越える」：うになると移送ゲ
ー用・２のオン、オフとは無関係に転送チャンネルにあ
ふれ出す１、これがブルーミング現象である。
この２つの問題ｒ’爪を解消する手ｊグとしてＰウェル
構造は１ず電子−正（［、対を発生させる光′Ｉｂ、変
換活性領域の「１」を極力しぼり込んでいる。通常光電
変換部１周辺のＰウェル層１１］は４７Ｊ程度としてい
る。次に飽和シ上の過剰電荷は素子車重方向のＮ１（光
電変換部１）−Ｐ（Ｐウェル６）−Ｎ（Ｎ基板７）構造
トランジスタのパンチスルー現象を利用して縦方向にぬ
こうとするものである。すなわちＮ基板７とＰウェル６
間に逆バイアスを印加することに」：す、Ｐウェル層を
空令化してボテン／ヤル分布のＭ適化を図り、過１！１
１電荷を基板内に掃き出そうとするものである。しプこ
かって光電変換Ｎ５ｌｊ １周辺のＰ−ウェル領域）：
ＪＪ狭く不純物濃度も低いものが必要である。−力信号
読み出し部である埋め込みチャンネル部４は光電変換特
性とは独）′ｆ、ｌ／ζ高電川か印加さ用、しかも逆バ
イアスされてもりと令化−田す転送ＪＦＪｒ性に支障を
き／こさない必要がある。そのため転送部周辺のＰ−ウ
ェルは光電変換Ｆ？ｌｉ周辺と比へ、その１１」も広く
不純物濃度も高くなりれけならない。、 この」、うに上記したＰ−ウエルイ１η造では２段の淵
１βプロファイルか必要で、その最適化にはイオノ７’
ｌＥ人およ０・ドライブイン条件等のプロセス而での非
常に高存度のフントロールが要求される。捷／こ本質的
にＰ−ウェル構造を必要としない移送ゲートや転送チャ
ンネルの特性もＰ−ウェルの形成条件によりノ、：、右
され安定しないという欠点を有している。
構造は１ず電子−正（［、対を発生させる光′Ｉｂ、変
換活性領域の「１」を極力しぼり込んでいる。通常光電
変換部１周辺のＰウェル層１１］は４７Ｊ程度としてい
る。次に飽和シ上の過剰電荷は素子車重方向のＮ１（光
電変換部１）−Ｐ（Ｐウェル６）−Ｎ（Ｎ基板７）構造
トランジスタのパンチスルー現象を利用して縦方向にぬ
こうとするものである。すなわちＮ基板７とＰウェル６
間に逆バイアスを印加することに」：す、Ｐウェル層を
空令化してボテン／ヤル分布のＭ適化を図り、過１！１
１電荷を基板内に掃き出そうとするものである。しプこ
かって光電変換Ｎ５ｌｊ １周辺のＰ−ウェル領域）：
ＪＪ狭く不純物濃度も低いものが必要である。−力信号
読み出し部である埋め込みチャンネル部４は光電変換特
性とは独）′ｆ、ｌ／ζ高電川か印加さ用、しかも逆バ
イアスされてもりと令化−田す転送ＪＦＪｒ性に支障を
き／こさない必要がある。そのため転送部周辺のＰ−ウ
ェルは光電変換Ｆ？ｌｉ周辺と比へ、その１１」も広く
不純物濃度も高くなりれけならない。、 この」、うに上記したＰ−ウエルイ１η造では２段の淵
１βプロファイルか必要で、その最適化にはイオノ７’
ｌＥ人およ０・ドライブイン条件等のプロセス而での非
常に高存度のフントロールが要求される。捷／こ本質的
にＰ−ウェル構造を必要としない移送ゲートや転送チャ
ンネルの特性もＰ−ウェルの形成条件によりノ、：、右
され安定しないという欠点を有している。
発明の目的
本発明は」２記欠点を鑑み、プロセス的に簡便で安定し
た信号読み出し特性を維持しつつスミアおよびブルーミ
ング現象を除去することのできる固体撮像装置およびそ
の製造方法′ｆ：提供するものである。
た信号読み出し特性を維持しつつスミアおよびブルーミ
ング現象を除去することのできる固体撮像装置およびそ
の製造方法′ｆ：提供するものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の固体撮像装置は光′
ｉＬ変換部の下部に埋め込み型オーバフロートレインを
形成する構成をとり、その製造方法として、半導体基４
Ｉｉｌ／１ｍオーパフｒ、ｒ−トレイン内μｍ１め込み
拡散層を設け、前記半専体基板士（ｌζエピタキンヤル
層を形成１７、前記エピタキシャル層に光１Ｌ変換部お
よび信号電荷読み出し手段を形成するものである。
ｉＬ変換部の下部に埋め込み型オーバフロートレインを
形成する構成をとり、その製造方法として、半導体基４
Ｉｉｌ／１ｍオーパフｒ、ｒ−トレイン内μｍ１め込み
拡散層を設け、前記半専体基板士（ｌζエピタキンヤル
層を形成１７、前記エピタキシャル層に光１Ｌ変換部お
よび信号電荷読み出し手段を形成するものである。
実砲例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第２図は本発明の第１の実施例における素子断面図を示
すものである。第２図において１１は光電変換部、１２
け移送ゲート、１３は転送型枠、１４は転送チャンネル
、１６にゲート酸化１１つ、１６はＣＯＤ活性領域が形
成されるＰ型エピタキ７ヤル層、１７−１Ｐ型Ｓ１基板
、１８は前記光電変換ｉζ１への真下に設けられた埋め
込み型オーバフロードレイン、１９は前記オーバフロー
ドレイン形成用として前記ＰＪ１．ｌ！８１基４ν内に
設けられた埋め込み拡散層である。
すものである。第２図において１１は光電変換部、１２
け移送ゲート、１３は転送型枠、１４は転送チャンネル
、１６にゲート酸化１１つ、１６はＣＯＤ活性領域が形
成されるＰ型エピタキ７ヤル層、１７−１Ｐ型Ｓ１基板
、１８は前記光電変換ｉζ１への真下に設けられた埋め
込み型オーバフロードレイン、１９は前記オーバフロー
ドレイン形成用として前記ＰＪ１．ｌ！８１基４ν内に
設けられた埋め込み拡散層である。
次に第２図に示す素子構造の製造方法についてν１；へ
る３、比抵抗０．１ ＫＪｌ’＋）！−数１００ａｎの
範囲のＰＪ１１１Ｓｉ基板１７に寸ずＪｌｉｊめ込みメ
ーバフロードレイン内のＮ型拡散層１９を選択的に形成
する１、形成θ、は熱拡散でもイオン注入法でもか寸わ
ない。
る３、比抵抗０．１ ＫＪｌ’＋）！−数１００ａｎの
範囲のＰＪ１１１Ｓｉ基板１７に寸ずＪｌｉｊめ込みメ
ーバフロードレイン内のＮ型拡散層１９を選択的に形成
する１、形成θ、は熱拡散でもイオン注入法でもか寸わ
ない。
この基板１７斗−にＰ型化抵抗８〜１２ ＱＣｎｒのエ
ピタキシャル層１６を堆積する。エビ１１φ厚は６−８
μｍである。このエビ層１６上にＣＯＤ標準プロセスＣ
（より固体撮像装置を形成する。ＣＯＤプロセスに含寸
れる熱処理により埋め込み拡散層のＮ型不純物はエビ層
１６内にオー１−１・−プされ約２μｍのオーバフロー
ドレイン領域が形成される８こうして作られたＮ（光電
変換部１１）−Ｐ（Ｐ型エビ層間−Ｎ（埋め込みオーバ
フロードレイン１８）構造は前記した従来例のＰ−ウェ
ル構造のものとは異なり、光電変換部１１周辺のみの１
段構造でよく、プロセス制御は非常に容易なものである
。
ピタキシャル層１６を堆積する。エビ１１φ厚は６−８
μｍである。このエビ層１６上にＣＯＤ標準プロセスＣ
（より固体撮像装置を形成する。ＣＯＤプロセスに含寸
れる熱処理により埋め込み拡散層のＮ型不純物はエビ層
１６内にオー１−１・−プされ約２μｍのオーバフロー
ドレイン領域が形成される８こうして作られたＮ（光電
変換部１１）−Ｐ（Ｐ型エビ層間−Ｎ（埋め込みオーバ
フロードレイン１８）構造は前記した従来例のＰ−ウェ
ル構造のものとは異なり、光電変換部１１周辺のみの１
段構造でよく、プロセス制御は非常に容易なものである
。
また濃度プロファイルも不確実要素を含むＰＮ接合部の
トランジェント領域がバルク１１１１のみに存在するこ
とになるので特性的にも安定したものとなる。
トランジェント領域がバルク１１１１のみに存在するこ
とになるので特性的にも安定したものとなる。
以」二のように構成された埋め込み型オーバフロードレ
イン構造における撮像動作を以下に説明する。
イン構造における撮像動作を以下に説明する。
光を電気信号にかえる光１（Ｊ４変換作川は光電変換部
１１と埋め込みオーバフロートレイン１８の間）ｒＩＪ
型エピタキシャル層で行なわれる。発生した信号電荷
の横方向拡散（スミア現象）や光電変換部１１からのあ
ふれ出しくプルーミング現象）対策についてはすでに述
べた従来例のＰウェル構造と同様にＰ型エピタキシャル
層１６の１１］をしぼり込み、Ｎ−Ｐ−Ｎからなる縦型
トランジスタ構造のパンデスルー効果を利用する。すな
わち、埋め込ミオーバフロードレイン１８ｅＰ型・エピ
タキシャル層１６に対してバイアスをがけるのである。
１１と埋め込みオーバフロートレイン１８の間）ｒＩＪ
型エピタキシャル層で行なわれる。発生した信号電荷
の横方向拡散（スミア現象）や光電変換部１１からのあ
ふれ出しくプルーミング現象）対策についてはすでに述
べた従来例のＰウェル構造と同様にＰ型エピタキシャル
層１６の１１］をしぼり込み、Ｎ−Ｐ−Ｎからなる縦型
トランジスタ構造のパンデスルー効果を利用する。すな
わち、埋め込ミオーバフロードレイン１８ｅＰ型・エピ
タキシャル層１６に対してバイアスをがけるのである。
このｎｌ、′ｉｐ−ウェルＨ１造と比較して、Ｐ型エピ
タキシャルＪｕｌ ｉ ６のｒＩＪｉ１段の埋め込み１
゛レインのコントロールだけで決定できる為しばり込み
も容易となる。また一方、移送ゲート１２および転送チ
ャンネルは直接エピタキシャル層上に形成できるため、
基板比抵抗により一義的に決まるＶ、値や＄ｍ、 ｎ
（空令化電圧月１６の設定がプロセス条件に左右されず
任意にしかも均一に行うことができる。
タキシャルＪｕｌ ｉ ６のｒＩＪｉ１段の埋め込み１
゛レインのコントロールだけで決定できる為しばり込み
も容易となる。また一方、移送ゲート１２および転送チ
ャンネルは直接エピタキシャル層上に形成できるため、
基板比抵抗により一義的に決まるＶ、値や＄ｍ、 ｎ
（空令化電圧月１６の設定がプロセス条件に左右されず
任意にしかも均一に行うことができる。
以上のように本実施例によれば、光７に変換７１４の下
部に埋め込み型オーバフロー）−゛レインｆＢ’／ｆる
ことにより、簡単なプロセス技術でＮ −Ｐ −Ｎ構造
の縦型オーバ７０−ドレイン機能にょジスミアおよびプ
ルーミングを除去することができるととも［ＭＯＳ ）
ランジスタのスイッチング特性やＣＣＤ転送躬°性をも
設δ［通シのｌｔｋ性を得ることができ、固体撮像装置
としての総合唱°性全４ναさせることができる。
部に埋め込み型オーバフロー）−゛レインｆＢ’／ｆる
ことにより、簡単なプロセス技術でＮ −Ｐ −Ｎ構造
の縦型オーバ７０−ドレイン機能にょジスミアおよびプ
ルーミングを除去することができるととも［ＭＯＳ ）
ランジスタのスイッチング特性やＣＣＤ転送躬°性をも
設δ［通シのｌｔｋ性を得ることができ、固体撮像装置
としての総合唱°性全４ναさせることができる。
以下不発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第３図は不発明の第２の実施例を示す素子断面図である
。同図において、１１の光電変換部から１７のＰ型８１
基板までの溝ＩＪＭは第２図と同様なものである。
。同図において、１１の光電変換部から１７のＰ型８１
基板までの溝ＩＪＭは第２図と同様なものである。
第２図の構成と異なるのけ埋め込み型オーバフロードレ
インが光電変換部をとり囲むように巾の広い部分ｉＢａ
とせまい部分１８ｂから形成される点である。この構造
を形成するＫｄＰ型８１基板１７内に設ける埋め込み拡
散層を高グ〉庇部１９゛ａと低濃度部１９ｂにわけ濃度
差による拡散長の違いを利用することにより容易に実現
することができる。
インが光電変換部をとり囲むように巾の広い部分ｉＢａ
とせまい部分１８ｂから形成される点である。この構造
を形成するＫｄＰ型８１基板１７内に設ける埋め込み拡
散層を高グ〉庇部１９゛ａと低濃度部１９ｂにわけ濃度
差による拡散長の違いを利用することにより容易に実現
することができる。
Ｊ： ｎｃのように構成された埋め込み型メーパフロー
ドレインの動作を以下に説明する。Ｎ −Ｐ −Ｎ構造
の縦型トラン２２２７１間性を利用したプルーミング抑
制効果については第１実施例と全く同じである。一方、
スミア抑制機能についてはその形状効果より倍加される
。すなわち光電変換部１１をとりかこむようにオーバフ
ロードレインｆｆ１ｉ 全形成することに」：す、Ｐ型
エビ層１６内に発生する信号電荷ｉ−ｈ Ｉ；“♂ヱカ
向の拡散が完全に抑制さ）１１、スミア成分は無視でき
るものとなる。
ドレインの動作を以下に説明する。Ｎ −Ｐ −Ｎ構造
の縦型トラン２２２７１間性を利用したプルーミング抑
制効果については第１実施例と全く同じである。一方、
スミア抑制機能についてはその形状効果より倍加される
。すなわち光電変換部１１をとりかこむようにオーバフ
ロードレインｆｆ１ｉ 全形成することに」：す、Ｐ型
エビ層１６内に発生する信号電荷ｉ−ｈ Ｉ；“♂ヱカ
向の拡散が完全に抑制さ）１１、スミア成分は無視でき
るものとなる。
以上のように埋め込みオーパンロー１゛レイン部の形状
を光電変換部を包囲するようなものにすることによりス
ミア現象を完全に除去することができる。
を光電変換部を包囲するようなものにすることによりス
ミア現象を完全に除去することができる。
なお上記実施例においてはＮチャンネルＣ１ＣＤ川とし
てＰ型エビタギンヤル層を用いたがＰチャンネル川とし
てＮ型エビクギンヤル層を用いても」：いことは計う寸
でもない。
てＰ型エビタギンヤル層を用いたがＰチャンネル川とし
てＮ型エビクギンヤル層を用いても」：いことは計う寸
でもない。
オだ上記実施例においてはｃｃＤ型固体撮像装：ｕＶＣ
ついて述べたが、本発明−ＩＶ（ＯＳ型固体撮像装置に
も適用でき、さらに−次元および二次元のいずｉｚの固
体撮像装置にも適用できるものである。
ついて述べたが、本発明−ＩＶ（ＯＳ型固体撮像装置に
も適用でき、さらに−次元および二次元のいずｉｚの固
体撮像装置にも適用できるものである。
発明の効果
以上のように本発明は固体撮像装置において光電変換部
の下部に埋め込み型オーバフロードレインを設けること
により、筒中なプロセス技術で、安定した電荷読み出し
！［１゛性を達成しつつ、スミアおよびブルーミング現
象を完全に除去することができ、その実用的効果は大な
るものがある。
の下部に埋め込み型オーバフロードレインを設けること
により、筒中なプロセス技術で、安定した電荷読み出し
！［１゛性を達成しつつ、スミアおよびブルーミング現
象を完全に除去することができ、その実用的効果は大な
るものがある。
第１図は１ｔ’ｆｌ来のＰウェル（１１ｊ造ＣＣＤ型固
体撮像装置の素子断面図、第２図は本発明の第１の実施
例における埋め込み型オーバーフロードレイン構造の素
子断面１図、第３図は本発明の第２の実施例における素
子断面図である。 １１ ゛−光電変換部、１２ ・・移送ゲート、１４−
”°転送チャンネル、１ｓ−−Ｐ型エピタキシャル層
、１８””・・埋め込み型オーバフロードレイン。 代Ｐ１１人の氏名 弁！１１士 中 尾 敏 男 ほか
１名第 １ 図
体撮像装置の素子断面図、第２図は本発明の第１の実施
例における埋め込み型オーバーフロードレイン構造の素
子断面１図、第３図は本発明の第２の実施例における素
子断面図である。 １１ ゛−光電変換部、１２ ・・移送ゲート、１４−
”°転送チャンネル、１ｓ−−Ｐ型エピタキシャル層
、１８””・・埋め込み型オーバフロードレイン。 代Ｐ１１人の氏名 弁！１１士 中 尾 敏 男 ほか
１名第 １ 図
Claims (2)
- （１） エビタキ／ヤル基板に形成された複敬個の消電
変換部と、前記光電変換部に蓄積された信士電荷を読み
出す手段と、前記光電変換部の下世に形成された埋め込
み型オーバフロードレインを有する固体撮像装置。 - （２）半導体基板にオーバフロードレイン用埋めジみ拡
散層を設ける工程と、前記半導体基板上げエピタキシャ
ル層を形成する工程と、前記エピタキシャル層に光電変
換部および信号電荷読膨出し手段を形成する工程とをそ
なえた固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185289A JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185289A JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076884A true JPS6076884A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0614544B2 JPH0614544B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=16168241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185289A Expired - Lifetime JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614544B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774334A (ja) * | 1990-05-11 | 1995-03-17 | Gold Star Electron Co Ltd | Ｃｃｄ映像素子およびその製造方法 |
| US6106306A (en) * | 1996-03-21 | 2000-08-22 | Framatome Connectors International | Electrical connector housing having projecting parts with reduced size fitting gap dimensions |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152466U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58185289A patent/JPH0614544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152466U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0774334A (ja) * | 1990-05-11 | 1995-03-17 | Gold Star Electron Co Ltd | Ｃｃｄ映像素子およびその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614544B2 (ja) | 1994-02-23 |
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