JPS6158263A - 半導体装置の製造法 - Google Patents
半導体装置の製造法Info
- Publication number
- JPS6158263A JPS6158263A JP59178370A JP17837084A JPS6158263A JP S6158263 A JPS6158263 A JP S6158263A JP 59178370 A JP59178370 A JP 59178370A JP 17837084 A JP17837084 A JP 17837084A JP S6158263 A JPS6158263 A JP S6158263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- well
- diffusion
- conductivity type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8248—Combination of bipolar and field-effect technology
- H01L21/8249—Bipolar and MOS technology
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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】
〔技術分野〕
本発明は半導体装置に係り、特にCMOS F ET(
相補型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)を有す
るIC(半導体集積回路装置)の製造技術を対象とする
。
相補型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)を有す
るIC(半導体集積回路装置)の製造技術を対象とする
。
CMOSデバイスの基本的構造は同一基板上に異なる導
電形の部分を設け、そこに相補的な特性をもつMOSF
ETを形成したものである。例えば工業調査会発行電子
技術1982年1月号、P。
電形の部分を設け、そこに相補的な特性をもつMOSF
ETを形成したものである。例えば工業調査会発行電子
技術1982年1月号、P。
32〜P、33にその構成が記載されている。
CMO8ICKさらにバイポーラ素子を組み込んだもの
がBi−CMO8ICである。Bi(バイポーラ)−0
MO3ICの製造においては、一つの半導体基体、例え
ば第18図に示すように、p−型Si基板1の一主表面
に一部でn+型埋込層2を埋め込んで、全面Kn−型5
1M3をエピタキシャル成長させ、次いで第19図に示
すようにこのn−型Si層3のうち上記n 型埋込層2
の形成されない部分にp−型ウェル≠=餐磐幸4を不純
物イオン打込み等により形成し、この後第20図に示す
ようにn+型埋込層2の形成されたn−型′Si層3表
面には、pチャネルMOSFET及びバイポーラnpn
)ランジスタを形成するとともに、p−Wウェル4表
面にはnチャネルMOSFETを形成することによって
0MO5FETをつくり込む方法が採られている。
がBi−CMO8ICである。Bi(バイポーラ)−0
MO3ICの製造においては、一つの半導体基体、例え
ば第18図に示すように、p−型Si基板1の一主表面
に一部でn+型埋込層2を埋め込んで、全面Kn−型5
1M3をエピタキシャル成長させ、次いで第19図に示
すようにこのn−型Si層3のうち上記n 型埋込層2
の形成されない部分にp−型ウェル≠=餐磐幸4を不純
物イオン打込み等により形成し、この後第20図に示す
ようにn+型埋込層2の形成されたn−型′Si層3表
面には、pチャネルMOSFET及びバイポーラnpn
)ランジスタを形成するとともに、p−Wウェル4表
面にはnチャネルMOSFETを形成することによって
0MO5FETをつくり込む方法が採られている。
ところで上記p−型タウェルはn−型Si層層表表面ら
p−型Si基板1に到達する程に十分に深く形成する必
要があり、n−型Si層3の厚さが3〜5μm程度ある
とp−型ウェル形式のためのB(ボロン)イオン打込み
後の拡散時間が長(なる。その際にバイポーラnpn)
ランジスタの形成される部分でn+型埋込層2よりのド
ナ不純物、たとえばSb(アンチモン)がn−型SiJ
惨3内に「わき上り」拡散を起し、このためlpnトラ
ンジスタのペース・コレクタ耐圧の低下を来すことが問
題となることが本発明者の検討により明ら〔発明の目的
〕 本発明は上記した問題を克服するためになされたもので
あり、その目的は、Bi CMO3ICにおけるバイ
ポーラ部の耐圧向上にある。
p−型Si基板1に到達する程に十分に深く形成する必
要があり、n−型Si層3の厚さが3〜5μm程度ある
とp−型ウェル形式のためのB(ボロン)イオン打込み
後の拡散時間が長(なる。その際にバイポーラnpn)
ランジスタの形成される部分でn+型埋込層2よりのド
ナ不純物、たとえばSb(アンチモン)がn−型SiJ
惨3内に「わき上り」拡散を起し、このためlpnトラ
ンジスタのペース・コレクタ耐圧の低下を来すことが問
題となることが本発明者の検討により明ら〔発明の目的
〕 本発明は上記した問題を克服するためになされたもので
あり、その目的は、Bi CMO3ICにおけるバイ
ポーラ部の耐圧向上にある。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、p−型Si基板上に一部でn 型埋込層を介
して、n−型3 iエピタキシャル層を形成し、n−型
Si層の一部にp−型ウェルバイポーラnpn)ランジ
スタ、pチャネルMO3FET及びnチャネルMOSF
ETを形成するバイポーラCM C) S半導体装置の
製造法であって、上記ウェルとなるn−型SiN表面部
分をあらかじめ適当深さにエッチすることによりp型ウ
ェルの実質的厚さを減少させ、これによってウェル拡散
時間を少なくし、n+型埋込層よりの「わき上り」拡散
によるバイポーラトランジスタの耐圧低下を防止し、前
記発明の目的が達成できる。
して、n−型3 iエピタキシャル層を形成し、n−型
Si層の一部にp−型ウェルバイポーラnpn)ランジ
スタ、pチャネルMO3FET及びnチャネルMOSF
ETを形成するバイポーラCM C) S半導体装置の
製造法であって、上記ウェルとなるn−型SiN表面部
分をあらかじめ適当深さにエッチすることによりp型ウ
ェルの実質的厚さを減少させ、これによってウェル拡散
時間を少なくし、n+型埋込層よりの「わき上り」拡散
によるバイポーラトランジスタの耐圧低下を防止し、前
記発明の目的が達成できる。
第1図乃至第16図は本発明をゲートアレイと称する半
導体論理回路装置に応用した場合の一実施例の製造プロ
セスを示す工程断面図である。
導体論理回路装置に応用した場合の一実施例の製造プロ
セスを示す工程断面図である。
(a) 第1図で示すように高比抵抗p−−Si基板
(ウェハ状サブストレート)11の一主表面にSb (
アンチモン)等をデポジットした上に低濃度のn−型S
i層12を3〜4μmの厚さにエピタキシャル成長させ
るとともにp−型基板11とn/i&12との間にn+
型埋込層13を形成する。
(ウェハ状サブストレート)11の一主表面にSb (
アンチモン)等をデポジットした上に低濃度のn−型S
i層12を3〜4μmの厚さにエピタキシャル成長させ
るとともにp−型基板11とn/i&12との間にn+
型埋込層13を形成する。
なお同図において、領域工はSBDを含むバイポーラ素
子の形成されるべき領域、■はMO8素子の形成される
べき領域とする。なお、領域■は通常バイポーラトラン
ジスタを形成する領域の一部にSBDを形成するもので
あって電極形成以外は通常のバイポーラトランジスタと
同じプロセスをとる。
子の形成されるべき領域、■はMO8素子の形成される
べき領域とする。なお、領域■は通常バイポーラトラン
ジスタを形成する領域の一部にSBDを形成するもので
あって電極形成以外は通常のバイポーラトランジスタと
同じプロセスをとる。
(bl n−型Si層12の表面を酸化して酸化膜(
5i02 flu) 14を形成しその一部をホトエツ
チング法により窓開する。この窓開された酸化膜14を
マスクとし、HF系エッチ液によるエッチ、又はKOH
系エッチ液による異方性エッチを行ってn+型埋込層の
形成されないn−壓層表面に深さ0.5−0.7μm程
度の凹陥部10をあける。
5i02 flu) 14を形成しその一部をホトエツ
チング法により窓開する。この窓開された酸化膜14を
マスクとし、HF系エッチ液によるエッチ、又はKOH
系エッチ液による異方性エッチを行ってn+型埋込層の
形成されないn−壓層表面に深さ0.5−0.7μm程
度の凹陥部10をあける。
(第2図参照)
(cl 表面の酸化膜(SiOx膜)14の一部をホ
トエツチング法により窓開する。このうち一部の窓開部
以外をマスク(図示しない)で覆い、アイソレーション
のためのB(ホウ素)をデポジット・拡散することによ
りp 型拡散層15をつくる。
トエツチング法により窓開する。このうち一部の窓開部
以外をマスク(図示しない)で覆い、アイソレーション
のためのB(ホウ素)をデポジット・拡散することによ
りp 型拡散層15をつくる。
同様にして領域Iにおいてコレクタ・コンタクトのため
の他の一つの窓開部にはp(リン)等をデポジット・拡
散することによりn 型拡散層16をつくる。これらの
p 型拡散層15.n 型拡散層16はn−型Si層
12の半分の厚さ程度に拡散される。さらに領域■にお
いて、一つの窓開部に対しp型ウェル形式のkめのB(
ホウ素)イオン打込みを行なう(第3図参照)。
の他の一つの窓開部にはp(リン)等をデポジット・拡
散することによりn 型拡散層16をつくる。これらの
p 型拡散層15.n 型拡散層16はn−型Si層
12の半分の厚さ程度に拡散される。さらに領域■にお
いて、一つの窓開部に対しp型ウェル形式のkめのB(
ホウ素)イオン打込みを行なう(第3図参照)。
(dl ウェルの引伸し拡散を行なって第4図に示す
ように凹陥部(10)内にp−型ウェル17を形成する
。同時にp+型型数散層15p−型基板11に接続して
領域1と領域■とを分離する。又、コレクタ・コンタク
トのn 型拡散層16もn++埋込層16もn++埋込
層13に達する。
ように凹陥部(10)内にp−型ウェル17を形成する
。同時にp+型型数散層15p−型基板11に接続して
領域1と領域■とを分離する。又、コレクタ・コンタク
トのn 型拡散層16もn++埋込層16もn++埋込
層13に達する。
(el 全面の酸化膜をいったん除去した後、第5図
に示すように新たに薄い酸化膜18を介してS r s
N4 (シリコンナイトライド)膜19をデポジy)
し、マスク処理により選択酸化のための耐酸化マスクを
形成する。このあと図示されないが一部をさらにマスク
材で覆った別々の不純物イオン打込み工程でn−型Si
表面にチャネルストッパのためのn型及びp型不純物を
導入する。
に示すように新たに薄い酸化膜18を介してS r s
N4 (シリコンナイトライド)膜19をデポジy)
し、マスク処理により選択酸化のための耐酸化マスクを
形成する。このあと図示されないが一部をさらにマスク
材で覆った別々の不純物イオン打込み工程でn−型Si
表面にチャネルストッパのためのn型及びp型不純物を
導入する。
げl Si基体の選択酸化(LOCO8)を行ない第
6図に示すように耐酸化マスクの形成されない部分のS
i表面に厚いフィルド酸化膜(S r Ox膜)20を
形成する。この酸化処理時にフィルド酸化膜下に前工程
で導入されたp型及びn型のチャネルストッパ21が形
成される、 (gl S i3 N4 膜19を除去し、プレ酸化
後にSiの低温酸化+1’J 22をデポジットし、第
7図に示すように領域■側でペース部のみを窓開してB
(ホウ素)をデポジット又はイオン打込みし浅いp型拡
散層(23)をつくる。
6図に示すように耐酸化マスクの形成されない部分のS
i表面に厚いフィルド酸化膜(S r Ox膜)20を
形成する。この酸化処理時にフィルド酸化膜下に前工程
で導入されたp型及びn型のチャネルストッパ21が形
成される、 (gl S i3 N4 膜19を除去し、プレ酸化
後にSiの低温酸化+1’J 22をデポジットし、第
7図に示すように領域■側でペース部のみを窓開してB
(ホウ素)をデポジット又はイオン打込みし浅いp型拡
散層(23)をつくる。
fhl 領域■の表面をエッチし、ゲート酸化を行な
い第8図に示すMO8素子のゲート酸化膜24を形成す
る。
い第8図に示すMO8素子のゲート酸化膜24を形成す
る。
(il 全面にポリSiをデポジットし、ホトエツチ
ング処理により不要部を除去して第9図に示すように領
域■においてゲー)2化膜24の上にポリSiゲート2
5を形成する。
ング処理により不要部を除去して第9図に示すように領
域■においてゲー)2化膜24の上にポリSiゲート2
5を形成する。
(jl CVD(化学気相デポジション)・5ift
膜26を形成し、第10図に示すようにpチャネルMO
8素子となる部分のみをあけてポリS iゲートをマス
クとしてBをデポジット・拡散することにより自己整合
的にp 型ソース・ドレイン27を形成する。
膜26を形成し、第10図に示すようにpチャネルMO
8素子となる部分のみをあけてポリS iゲートをマス
クとしてBをデポジット・拡散することにより自己整合
的にp 型ソース・ドレイン27を形成する。
(kl 新たなCvD@SiO2膜28を形成し、第
11図に示すようにp−型ウェルのnチャネル間O8素
子となる部分及び領域I側のバイポーラnpn素子のエ
ミッタとなる部分をあけてAs(ヒ素)又はP(リン)
をデポジット・拡散することによりn++ソース・ドレ
イン29及びn++エミッタ30を形成する。
11図に示すようにp−型ウェルのnチャネル間O8素
子となる部分及び領域I側のバイポーラnpn素子のエ
ミッタとなる部分をあけてAs(ヒ素)又はP(リン)
をデポジット・拡散することによりn++ソース・ドレ
イン29及びn++エミッタ30を形成する。
(11全面にPSG(リン・シリケートガラス)等の絶
縁膜31をデポジットした後、第12図に示すようにコ
ンタクトホトエッチを行ない各領域のコンタクト部を露
出する。このうち領域IにおいてはSBD電極を形成す
るためn−型5iN12(コレクタ)の一部とp型(ペ
ース)層23の一部が短絡できろように絶縁膜を窓開す
る。
縁膜31をデポジットした後、第12図に示すようにコ
ンタクトホトエッチを行ない各領域のコンタクト部を露
出する。このうち領域IにおいてはSBD電極を形成す
るためn−型5iN12(コレクタ)の一部とp型(ペ
ース)層23の一部が短絡できろように絶縁膜を窓開す
る。
mAlアルミニウム)を全面に蒸着(又はスパッタ)し
第13図に示すように厚さ0.4μm程度のPure
AJ 膜(32)を形成する。
第13図に示すように厚さ0.4μm程度のPure
AJ 膜(32)を形成する。
(nlsBD電極となる部分のみを残してA)の他の部
分をエツチングにより除去する。次に4500Cで15
分アUイ処理することによりSBD電極32を第14(
2)に示すように形成する。
分をエツチングにより除去する。次に4500Cで15
分アUイ処理することによりSBD電極32を第14(
2)に示すように形成する。
(ol 第15図に示すように全面にAl・5l(2
b/ど原子Si)を蒸着(又はスパッタ)し厚さ0.8
μm程度のAl−8I膜(33)を形成する。
b/ど原子Si)を蒸着(又はスパッタ)し厚さ0.8
μm程度のAl−8I膜(33)を形成する。
(pi Alll5 iをホトエツチングし、その一
部を除去する。この場合第16図に示すようにPure
Al・SBD電極32の上にはAl・Siが重ならない
ように取除くが、5BDt極の端部ではAle S i
が重なるようになる。この後、470’C,60分でア
ロイ処理し、kl−8iと基板、およびSBDのPur
e A lとAl−8iとの低抵抗接触を形成し電極及
び配線が完成する。
部を除去する。この場合第16図に示すようにPure
Al・SBD電極32の上にはAl・Siが重ならない
ように取除くが、5BDt極の端部ではAle S i
が重なるようになる。この後、470’C,60分でア
ロイ処理し、kl−8iと基板、およびSBDのPur
e A lとAl−8iとの低抵抗接触を形成し電極及
び配線が完成する。
第17図はSBD電極のPureAl(32)、上KA
l−8i(33)が全(重なった場合の例を示す。この
場合、AleSiのSiがPureAl中に拡散しない
ようにAleSiの厚さ及びAl・Siアロイ温度・時
間を制御する必要がある。
l−8i(33)が全(重なった場合の例を示す。この
場合、AleSiのSiがPureAl中に拡散しない
ようにAleSiの厚さ及びAl・Siアロイ温度・時
間を制御する必要がある。
以上実施例で説明した本発明によれば、p−型ウェル部
のSi層エッチによってp−型ウェルの実質的な厚さが
減少でき、この部分へのボロン打込み後の引伸し拡散時
間が短かくてすむ。このことによりn 型埋込層よりS
b(アンチモン)のn−型Si層への「わき上り」拡散
か少さくなり、領域Iのバイポーラnpn )ランジス
タにおいてコレクタのn++埋込層とペースp型層との
間での耐圧が高く保たれる。たとえば凹陥部をあげない
でp−型ウェルを形成した場合のバイポーラトランジス
タの耐圧は4■程度であるが、深さ0.5μmの凹陥部
をあけた士でp−型ウェルを形成した本発明の場合はバ
イポーラトランジスタの耐圧は5v以上となることが認
められた。
のSi層エッチによってp−型ウェルの実質的な厚さが
減少でき、この部分へのボロン打込み後の引伸し拡散時
間が短かくてすむ。このことによりn 型埋込層よりS
b(アンチモン)のn−型Si層への「わき上り」拡散
か少さくなり、領域Iのバイポーラnpn )ランジス
タにおいてコレクタのn++埋込層とペースp型層との
間での耐圧が高く保たれる。たとえば凹陥部をあげない
でp−型ウェルを形成した場合のバイポーラトランジス
タの耐圧は4■程度であるが、深さ0.5μmの凹陥部
をあけた士でp−型ウェルを形成した本発明の場合はバ
イポーラトランジスタの耐圧は5v以上となることが認
められた。
なお、本発明によれば、プロセスの中でウェル部のエッ
チマスクはウェル拡散マスクを共用でき、エツチングの
ために工程が1回増加する程度で前記の効果が実現でき
ろ。
チマスクはウェル拡散マスクを共用でき、エツチングの
ために工程が1回増加する程度で前記の効果が実現でき
ろ。
本発明はバイポーラCMO8半導体装置に適用すること
ができる。
ができる。
第1図乃至第17図は本発明の一実施例を示すハイホー
ラC’MO5半導体装置の製造プロセスの工程断面図で
ある。 818図乃至第20図はバイポーラCMO5半導体装置
の製造プロセスのこれまでの例を示す一部工程断面図で
ある。 10・・・凹陥部、11・・・p−型Si基板(サブス
トレート)、12・・・エピタキシャル成in ff
lSi層、13・・・n++埋込層、14・・・表面酸
化膜(S iOr JIi )、is・ p+型型数散
層16・・−n+型型数散層17・・・p−型フェル、
18・・・酸化膜、19−・・窒化!IN (S ja
N4 膜)、20 ・・・7 イーyv )”酸化膜
。
ラC’MO5半導体装置の製造プロセスの工程断面図で
ある。 818図乃至第20図はバイポーラCMO5半導体装置
の製造プロセスのこれまでの例を示す一部工程断面図で
ある。 10・・・凹陥部、11・・・p−型Si基板(サブス
トレート)、12・・・エピタキシャル成in ff
lSi層、13・・・n++埋込層、14・・・表面酸
化膜(S iOr JIi )、is・ p+型型数散
層16・・−n+型型数散層17・・・p−型フェル、
18・・・酸化膜、19−・・窒化!IN (S ja
N4 膜)、20 ・・・7 イーyv )”酸化膜
。
Claims (2)
- 1.半導体基板の一主表面に一部で基板と導電型の異な
る高濃度第1導電型埋込層を埋め込んでこの上に低濃度
の第1導電型半導体層を形成し、この第1導電型半導体
層のうち上記埋込層の形成されない部分に基板と同じ導
電型である第2導電型のウェル(半導体領域)を形成し
、この第2導電型ウェル表面とウェルの形成されない第
1導電型半導体層表面とにわたって相補型MOSFET
やバイポーラトランジスタ等の半導体能動素子を形成す
る半導体装置の製造法であって、上記ウェルとなる基板
表面部分をあらかじめ適当深さにエッチすることにより
第2導電型ウェルの実質的の厚さを減少させることを特
徴とする半導体装置の製造法。 - 2.上記半導体基板はp型シリコンSiからなり、第1
導電型半導体層をn型Si層、第2導電型ウェルをp型
ウェルとする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置
の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59178370A JPS6158263A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 半導体装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59178370A JPS6158263A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 半導体装置の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6158263A true JPS6158263A (ja) | 1986-03-25 |
Family
ID=16047304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59178370A Pending JPS6158263A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 半導体装置の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6158263A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05199840A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-08-10 | Airemu Kk | 食品およびその製造方法 |
KR100273858B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2001-01-15 | 다니구찌 이찌로오 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP59178370A patent/JPS6158263A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05199840A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-08-10 | Airemu Kk | 食品およびその製造方法 |
KR100273858B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2001-01-15 | 다니구찌 이찌로오 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
US6376891B1 (en) | 1995-12-30 | 2002-04-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High voltage breakdown isolation semiconductor device and manufacturing process for making the device |
US6596575B2 (en) | 1995-12-30 | 2003-07-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High voltage breakdown isolation semiconductor device and manufacturing process for making the device |
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