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JPS625337B2 - - Google Patents
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JPS625337B2 - - Google Patents

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JPS625337B2
JPS625337B2 JP7980580A JP7980580A JPS625337B2 JP S625337 B2 JPS625337 B2 JP S625337B2 JP 7980580 A JP7980580 A JP 7980580A JP 7980580 A JP7980580 A JP 7980580A JP S625337 B2 JPS625337 B2 JP S625337B2
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junction
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impurity
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体デバイス及びその製造方法に
関し、特に−族化合物半導体を用いた半導体
デバイス及びその製造方法に関する。 半導体を使つた可視光領域の光を発生するpn
接合発光ダイオードは、赤色、黄色、緑色はすで
に得られるが、青色を中心としその周辺すなわち
青緑色から紫色にかけての色を発生する効率の高
い発光ダイオードは存在しなかつた。−化合
物に比べて−化合物は禁制帯巾Egが広くし
たがつて、この波長帯の発光を生ずる材料として
期待されたが、周知のように従来の−化合物
半導体では伝導型を自由に制御することが困難で
あつた。第１表に−族化合物半導体の得られ
る伝導型と禁制帯巾の例を示す。
【表】 たとえば、ZnSe、CdS、ZnSなどはｎ形の伝導
型は容易に得られるが、ｐ型を得ようとしてアク
セプタ不純物を添加してもｎ形のままか、又は非
常な高抵抗結晶となり、仮にｐ形になつたとして
も、到底pn接合として動作しない。 本発明の目的は、−族化合物半導体を使つ
たpn接合デバイス及びその製造方法を提供する
ことにあり、特にZnSe結晶を使つた青色発光を
生ずるpn接合デバイス及びその製造方法を提供
することである。 以下本発明を具体的に説明する。 ZnSe、CdSなどの−族化合物半導体にお
いて、一方の伝導形は容易に形成されるが、反対
導電形が形成されないか、仮に形成されたとして
も、ほとんど絶縁体に近い高抵抗結晶となり実用
的なpn接合が得られない理由は、たとえば
ZnSe、CdSではアクセプタ不純物を添加すると
SeやＳの空格子点が熱力学的に生成され、アク
セプタを補償するドナーとして働くからであり、
このような効果は自己補償効果として知られてい
る。ところで、従来のZnSeなどの−化合物
の成長法ではSeの蒸気圧を自由に制御するとい
うことは行われていなかつた。これに対して、本
願発明者提案に係る特願昭48−11416号などによ
る蒸気圧制御温度差法液相成長法は、まず第一に
−族化合物半導体に適用されたが、ZnSeな
どの−化合物にも適用できる。（本願発明者
提案に係る昭和55年６月11日付特許願「−族
化合物半導体の結晶成長法」を参照）。また従来
法でZnSeを成長する場合、成長温度がかなり高
く、融点での成長法だと1520℃、また気相輸送法
だと1000℃以上が通常であつたが、温度差法を使
えば、はるかに低い温度、すなわち900〜950℃あ
るいはそれ以下の低温でも充分に成長できるの
で、ＳやSeなどの族元素の飛び出しによる化
学量論的組成からのずれを著しく低くおさえられ
る。 すなわち、第１図に示すように結晶の化学量論
的組成からのずれの範囲は、低温に行くほど狭く
なる。この狭くなり方は、温度に対して指数関数
的に変化し、ずれδは、 δ＝Ae×Ｐ（−Ｅ／ＫＴ） の形で表わすことができる。δが小さくなるとい
うことは、ＳやSeの空格子点密度が減少すると
いうことである。そのうえ蒸気圧制御法ではＳや
Seの蒸気圧を成長中に任意に制御できる。そこ
で、この蒸気圧制御温度差法を適用することによ
り、ＳやSeの空格子発生による自己補償効果を
抑え、−族化合物のpn接合ダイオードを製
作することが可能となる。 従来、pn接合の製作は不可能であつたことは
前述の通りであるが、SeやＳの空格子点の発生
は蒸気圧制御法でかつ低温で成長することによつ
て抑えられるものの、続いて不純物拡散を一般的
な条件のもとに行なつただけでは、所定の禁制帯
幅近くのフオトンエネルギーを持つ光を発するよ
うな良質のpn接合を得ることができない。つま
り、以下の実施例で具体的に示すような拡散条件
のもとでなければ、空格子点の再発生によりpn
接合が得られない、即ち不純物拡散時にもSeの
蒸気圧（又はＳの蒸気圧）を印加し、かつ前式か
らわかるように温度も高くしてはならないので、
拡散温度は300℃から400℃の間にあることが是非
望ましいのである。このようにしてはじめて所望
のpn接合が得られる。 実施例 １ Seの蒸気圧制御下で成長したｎ形ZnSe結晶を
基板として用いる（１％程度のTeを含有してい
てもよい）。この基板結晶の製造法は、化学量論
的組成からのずれをできるだけ小さくし、かつア
クセプタ不純物の添加を行つても自己補償による
空格子点の発生、すなわちストイキオメトリから
のずれの拡大が勝手に生じないように成長中に加
える蒸気圧を比較的高い値で一定にし、かつより
低温で成長することが必要である。具体的には、
ZnSe結晶の場合、特にpn接合を形成するには、
基板結晶の成長温度は1000℃以下、望ましくは
950℃あるいはそれ以下として、蒸気圧は1Torr
以上、望ましくは102Torr以上とする。そうする
ことにより空格子点密度を減らし、その後のpn
接合製作を可能とする。すなわち、ｐ形不純物の
拡散は後に述べるようにSe空格子点の発生を抑
えるため、できるだけ低温で行う必要があり、そ
の結果、拡散不純物密度も充分大きくはできず、
たとえば1017cm-3のオーダーあるいはそれ以下だ
から空格子点密度を拡散した実効ｐ形不純物密度
以下となるようにできるだけ低温で、かつ高い
Se蒸気圧下で成長することが必要なのである。
基板結晶を石英管中に真空又はアルゴン雰囲気で
封じ、通常の拡散に比べかなり低い温度、300℃
〜600℃位の温度でアクセプタ不純物を拡散す
る。たとえば、金は低温でも拡散が速く300℃〜
400℃で１μ拡散するのに約３分、また銀を拡散
するときは、１μ拡散するのには１分以下の拡散
時間である。 このように、金や銀は拡散時間としては、通常
の−化合物におけるZn拡散（数100℃以上）
やシリコン中のＢ拡散に比べて著しく低い温度で
行え、かつ拡散係数が大きいため、１時間を要せ
ずに不純物拡散を行える。つまり拡散中における
Seの蒸発によるSe空格子点の拡散係数より著し
く大きな拡散係数を不純物が有しているというこ
とであり、空格子点発生を少くし、ｐ形領域を得
ることを可能にするゆえんである。 蒸気圧制御されていない通常のZnSe結晶中に
上記不純物を拡散した場合、空格子点が発生し
pn接合となりにくい、それだけでなく禁制帯巾
に非発光的な深い準位を形成し、かつ不純物とコ
ンプレツクスも形成するため発光を得られない。
一方、蒸気圧制御された基板結晶中のSe空格子
点の密度は著しく少ない。しかしながら真空中で
不純物拡散させると拡散中にSe分子が蒸発する
ので第２図のように２ゾーンを有する真空または
アルゴン雰囲気の石英管１を用い、第２ゾーンに
Se３を置き、この部分の温度T2と基板２の温度
T1と独立に制御する。図中４は、拡散波であ
り、たとえば金蒸着膜である。温度T2は所望の
Seの蒸気圧によつて決定されるが熱力学テーブ
ルから知ることができる。一般にSe圧はできる
だけ高いこと、したがつてT2が高いことが望ま
しいがT2をT1以上に高くするとSeが第１ゾーン
に輸送されてしまう。この輸送量がわずかである
ような短い拡散時間なら、必ずしもT2＜T1であ
る必要はない。たとえば、T1＝350℃、T2＝330
℃で先に述べた金、銀などの拡散を行う。Se蒸
気圧は少なくとも0.1Torr以上必要であり、上記
例では、Seの蒸気圧はおよそ0.5Torrである。そ
の結果は、Seの空格子点の発生は著しく少な
く、また自己補償効果を生じないので、拡散領域
はｐ形となる。すなわち、自己補償効果に関して
いえば、通常の場合はアクセプタ不純物を添加す
るとアクセプタに捕えられた正孔により結晶の自
由エネルギーが高くなる。したがつて、ドナーと
して働く族元素の空格子点を発生して、このア
クセプタ不純物を補償することが可能な場合は空
格子点発生による結晶全体の自由エネルギー増加
よりも、補償による正孔の消滅による自由エネル
ギー減少の方が大きければ、結晶全体の自由エネ
ルギーは下るから、アクセプタ不純物の投入に比
例して空格子点を発生し、ストイキオメトリがよ
り大きくずれて結晶はｐ形にならないか、又は非
常に高抵抗となる。 ところが、拡散中蒸気圧が一定に加えられてい
れば、空格子点密度はアクセプタ不純物にかかわ
らず、ほぼ一定であり、しかも非常に少なく、自
己補償は極めて起こりにくいのである。基板とな
る結晶を蒸気圧制御してなければ、既に発生して
いる空格子点を減らすことは容易でないからpn
接合となりにくい。 半導体への不純物拡散中に成分元素の蒸気圧を
加える不純物拡散法自体は既に知られているが、
この方法によつては、従来pn接合が得られてい
ない。その理由は、基板結晶の成長時に蒸気圧制
御法が適用されていない為、空格子点密度が著し
く大きい基板結晶しか得られない為、その後の不
純物拡散時の蒸気圧では、空格子点密度を減らす
には全く不十分であり、かつ拡散時間も短いた
め、その間に空格子点密度を減らすことができな
いのである。ところで、室温におけるZnSeの禁
制帯巾Egは約2.80evであり、一方青緑色から紫
色にかけての波長帯は、5500Åから4500Å、光量
子エネルギーにして2.25evから2.75evに相当す
る。またZnSeのドナ準位ＥDは約0.03ev〜0.2evで
あるから青緑色から紫色の波長帯の発光を得るに
は、伝導帯アクセプタ間遷移が主のときは、アク
セプタ準位の深さとしては、0.55〜0.05ev、ドナ
ーアクセプタ遷移が主の時は、0.4〜0.02evが適
当である。そこで、ｐ形伝導を与える不純物のア
クセプタ準位が約0.5ev以下の値を有することが
必要である。しかも、0.5evでは室温での正孔の
電離が少なすぎるから、一般には電気伝導を与え
る為には、アクセプタ準位が0.2ev以下であるよ
うな不純物が適当である。 金の不純物としての特性は、従来ほとんど知ら
れていなかつたが、青色発光帯を有するpn接合
が得られることから、0.2ev以下のアクセプタ準
位を有するものと思われる。他の既知のアクセプ
タ準位をいくつかのZnSe中不純物について第２
表に示すが、銀もpn接合用に使える。ただし、
0.5ev程度の深い準位をも形成することに注意し
なければならない。
【表】 蒸気圧制御下で不純物拡散を行つても、蒸気圧
が充分高くない時はSeの蒸発が起こり得る。そ
の場合はSe空格子点が結晶内部へ拡散する速度
より充分速い拡散速度を有する不純物を拡散し、
短時間で拡散を終了すれば、そのような恐れはな
い。 金はそのような不純物としても特に有効であ
る。 実施例 ２ 蒸気圧制御下で成長したｎ形のZnSe基板結晶
を用い、Seの蒸気圧下において、基板上にｐ形
ZnSeエピタキシヤル成長層を形成する。エピタ
キシヤル成長装置としては、−族化合物の蒸
気圧制御エピタキシヤル成長装置を使用できる。 第３図のように、石英管内のカーボンスライダ
１上に前記基板５を配置し、メルト槽２にはTe
とSeの混液（メルト）３を入れる。この場合、
上部のフタを気密とし、TeとSeの比率により蒸
気圧を所定の値に保つ方法と、第３図３のように
石英管を通じて温度T2に加熱されたSeベセル４
から所定のSe蒸気圧を与える方法とがある。 Teを溶媒としているがSeが添加されているう
え、温度差法なので1000℃以下で成長されるた
め、結晶中へのTeの偏析係数が極めて小さいた
め、Te含有量は１％以下となり、実質的にZnSe
結晶であり、かつ蒸気圧制御されているためSe
空格子点密度が小さいのが特徴である。 メルト中には、不純物として先の第２表に示し
たような金や銀、あるいは燐を入れる。エピタキ
シヤル層は薄くてよいので、基板結晶を成長する
温度、950〜900℃、さらに低く800〜400℃の低温
度で成長することがPn接合の特性上望ましい。
通常の不純物拡散に比べて低い温度で製造できる
ので、化学量論的組成からのずれの範囲が狭い
為、Se空格子点やそのコンプレツクスの密度が
一層低くなり効率の良い青色発生ダイオードが得
られる。 以上述べたpn接合製造法は、ZnSe以外にZnS
やCdS、CdSeにも適用できるが青色発光ダイオ
ードを得ようとする場合は、ZnSは禁制帯巾が広
い為、不純物準位が相対的に深くなり高抵抗とな
りあまり好ましくない。また、ZnTe、CdSe、
CdTeはEgが狭すぎる。CdSは禁制帯巾が2.5ev
であるので、アクセプタ準位を差引くと緑色また
は黄色の発光ダイオードとして適している。 −化合物中のアクセプタは、表２に示した
銀などのように、２つ以上の準位を作る場合があ
る。したがつて、ZnSeでは青色だけでなく、赤
色、黄色などの発光が同時に生じ得る。その場合
は、発光ダイオードを被うエポキシ樹脂に赤色、
黄色帯の光を吸収する物質、たとえばFe2O3を混
入させれば、純粋に近い青色発光を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図はZnSe結晶の化学量論的組成からのず
れの範囲と温度の関係を示す模式図、第２図は基
板結晶中に金を不純物として拡散する方法を示す
図、第３図はエピタキシヤル成長法により
ZnSepn接合を製造する方法を示す概略図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ｎ形は得やすいがｐ形を得ることが困難であ
    ることを特徴とする−族化合物半導体におい
    て、前記−族化合物半導体を蒸気圧制御温度
    差法液相成長法で成長し、続いて不純物を拡散し
    てpn接合を形成する方法において、不純物拡散
    がSe又はＳの蒸気圧印加のもとで行なわれ、か
    つ拡散温度が400℃から300℃の間であることを特
    徴する−族化合物半導体pn接合の製造方
    法。 ２ 前記−族化合物半導体がZn及びSeを含
    むことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
    載の半導体pn接合の製造方法。 ３ 前記不純物が金であることを特徴とする前記
    特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体
    pn接合の製造方法。 ４ 前記拡散におけるSe蒸気圧が0.1Torr以上で
    あることを特徴とする前記特許請求の範囲第２項
    又は第３項記載の半導体pn接合の製造方法。
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FR8110656A FR2485811B1 (fr) 1980-06-12 1981-05-27 Dispositif semi-conducteur a jonction pn, et procede de fabrication de celui-ci
GB8117243A GB2081010B (en) 1980-06-12 1981-06-05 Semiconductor device with a pn junction and its method of manufacture
DE19813123231 DE3123231A1 (de) 1980-06-12 1981-06-11 "halbleiteranordnung und verfahren zu dessen herstellung"
US06/628,974 US4619718A (en) 1980-06-12 1984-07-10 Method of manufacturing a Group II-VI semiconductor device having a PN junction
US06/636,408 US4685979A (en) 1980-05-29 1984-07-31 Method of manufacturing a group II-VI compound semiconductor device having a pn junction
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11787217B2 (en) 2019-04-16 2023-10-17 3M Innovative Properties Company Over-laminate film and graphic laminate

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5863183A (ja) * 1981-10-09 1983-04-14 Semiconductor Res Found ２−６族間化合物の結晶成長法
JPS58176991A (ja) * 1982-04-09 1983-10-17 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レ−ザ
JPS598383A (ja) * 1982-07-06 1984-01-17 Semiconductor Res Found ＺｎＳｅ緑色発光ダイオ−ド
FR2588885B1 (fr) * 1985-10-22 1987-11-27 Labo Electronique Physique Creuset pour l'epitaxie en phase liquide de couches semiconductrices de composition controlee
US5140385A (en) * 1987-03-27 1992-08-18 Misawa Co., Ltd. Light emitting element and method of manufacture
EP0316161B1 (en) * 1987-11-10 1994-01-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of heat treatment of a groups II-VI compound semiconductor
US5045894A (en) * 1988-06-29 1991-09-03 Hitachi, Ltd. Compound semiconductor light emitting device
US4904618A (en) * 1988-08-22 1990-02-27 Neumark Gertrude F Process for doping crystals of wide band gap semiconductors
US5252499A (en) * 1988-08-15 1993-10-12 Rothschild G F Neumark Wide band-gap semiconductors having low bipolar resistivity and method of formation
US5139960A (en) * 1988-11-28 1992-08-18 Xerox Corporation Interstitital doping in III-V semiconductors to avoid or suppress DX center formation
JPH0387073A (ja) * 1989-06-27 1991-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子
JPH0391270A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 半導体発光素子
JP2525930B2 (ja) * 1990-05-15 1996-08-21 スタンレー電気株式会社 ▲ｉｉ▼―▲ｖｉ▼族化合物半導体の結晶成長方法
US5633192A (en) * 1991-03-18 1997-05-27 Boston University Method for epitaxially growing gallium nitride layers
US6953703B2 (en) * 1991-03-18 2005-10-11 The Trustees Of Boston University Method of making a semiconductor device with exposure of sapphire substrate to activated nitrogen
WO1992016966A1 (en) * 1991-03-18 1992-10-01 Boston University A method for the preparation and doping of highly insulating monocrystalline gallium nitride thin films
US5351255A (en) * 1992-05-12 1994-09-27 North Carolina State University Of Raleigh Inverted integrated heterostructure of group II-VI semiconductor materials including epitaxial ohmic contact and method of fabricating same
US5818072A (en) * 1992-05-12 1998-10-06 North Carolina State University Integrated heterostructure of group II-VI semiconductor materials including epitaxial ohmic contact and method of fabricating same
AU4104293A (en) * 1992-05-19 1993-12-13 California Institute Of Technology Wide band-gap semiconductor light emitters
US5382812A (en) * 1993-04-14 1995-01-17 Kobe Development Corporation Diamond and II-VI heterojunction semiconductor light emitting device
JPH07120953A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体およびそれを用いた画像形成方法
JPH09148341A (ja) * 1995-11-17 1997-06-06 Stanley Electric Co Ltd ２族―６族化合物半導体結晶の熱処理方法
WO2006054580A1 (ja) * 2004-11-18 2006-05-26 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. ＣｄＴｅ系化合物半導体単結晶

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL111118C (ja) * 1954-04-01
US3326730A (en) * 1965-04-13 1967-06-20 Ibm Preparing group ii-vi compound semiconductor devices
US3568306A (en) * 1965-09-25 1971-03-09 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method of making photovoltaic device by electroplating
US3549434A (en) * 1968-09-19 1970-12-22 Gen Electric Low resisitivity group iib-vib compounds and method of formation
US3578507A (en) * 1969-04-28 1971-05-11 Zenith Radio Corp Method of producing non-opaque p-type wide band gap semiconductor materials
US3732471A (en) * 1969-11-10 1973-05-08 Corning Glass Works Method of obtaining type conversion in zinc telluride and resultant p-n junction devices
FR2071085A5 (ja) * 1969-12-17 1971-09-17 Thomson Csf
GB1352449A (en) * 1970-07-28 1974-05-08 Sumitomo Electric Industries Semiconductor production
US3870473A (en) * 1970-09-02 1975-03-11 Hughes Aircraft Co Tandem furnace crystal growing device
US3670220A (en) * 1971-02-26 1972-06-13 Zenith Radio Corp Pn junctions in znse, zns, or zns/znse and semiconductor devices comprising such junctions
US3745073A (en) * 1971-02-26 1973-07-10 Zenith Radio Corp Single-step process for making p-n junctions in zinc selenide
US3743553A (en) * 1971-06-18 1973-07-03 Honeywell Inc Pn junctions in mercury cadmium telluride
US3783051A (en) * 1972-04-25 1974-01-01 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method of making light emitting diode with good brightness characteristic
JPS4999266A (ja) * 1973-01-27 1974-09-19
US4190486A (en) * 1973-10-04 1980-02-26 Hughes Aircraft Company Method for obtaining optically clear, high resistivity II-VI, III-V, and IV-VI compounds by heat treatment
US3940847A (en) * 1974-07-26 1976-03-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method of fabricating ion implanted znse p-n junction devices
US4000508A (en) * 1975-07-17 1976-12-28 Honeywell Inc. Ohmic contacts to p-type mercury cadmium telluride
FR2336804A1 (fr) * 1975-12-23 1977-07-22 Telecommunications Sa Perfectionnements apportes aux dispositifs semi-conducteurs, notamment aux detecteurs photovoltaiques comprenant un substrat a base d'un alliage cdxhg1-xte, et procede de fabrication d'un tel dispositif perfectionne
US4105478A (en) * 1977-01-06 1978-08-08 Honeywell, Inc. Doping hgcdte with li
US4087293A (en) * 1977-01-06 1978-05-02 Honeywell Inc. Silicon as donor dopant in Hg1-x Cdx Te
US4137544A (en) * 1977-07-05 1979-01-30 Honeywell Inc. Mercury cadmium telluride photodiode
US4263604A (en) * 1977-12-27 1981-04-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Graded gap semiconductor detector
JPS5525159A (en) * 1978-08-10 1980-02-22 Kubota Ltd Automatic dispenser
US4377904A (en) * 1978-10-10 1983-03-29 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating a narrow band-gap semiconductor CCD imaging device
JPS6037076B2 (ja) * 1980-06-11 1985-08-23 潤一 西澤 ３−６族化合物半導体の温度液相成長法
JPS577171A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Junichi Nishizawa Manufacture of znsepn junction
JPS577131A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Junichi Nishizawa Manufacture of p-n junction
JPS5863183A (ja) * 1981-10-09 1983-04-14 Semiconductor Res Found ２−６族間化合物の結晶成長法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11787217B2 (en) 2019-04-16 2023-10-17 3M Innovative Properties Company Over-laminate film and graphic laminate

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Publication number Publication date
US4619718A (en) 1986-10-28
FR2485811B1 (fr) 1986-06-27
US4819058A (en) 1989-04-04
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JPS575325A (en) 1982-01-12
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US4685979A (en) 1987-08-11
DE3123231C2 (ja) 1988-05-05
GB2081010A (en) 1982-02-10
DE3123231A1 (de) 1982-02-25

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