JPH01227474A - Manufacture of complementary bipolar transistor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
相補型バイポーラトランジスタの製造方法に関し、
少ない工程で高速動作のものを実現させることを目的と
し、
第1のトランジスタをエミッタ・ベース・セルファライ
ン構造に、第2のトランジスタを、エミッタ領域がエピ
層とフィールド絶縁膜の上に跨る一導電型シリコンのエ
ミッタ引出し電極からの不純物拡散により形成される縦
型構造にし、第1のトランジスタのフィールド絶縁験上
に延在する一導電型シリコンのベース引出し電極と上記
エミッタ引出し電極とを、共通のシリコン膜から形成す
るようにtll晟する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for manufacturing complementary bipolar transistors, the aim is to realize high-speed operation with fewer steps. The second transistor has a vertical structure in which the emitter region is formed by impurity diffusion from an emitter lead electrode of silicon of one conductivity type spanning over the epitaxial layer and the field insulating film, and extends over the field insulation field of the first transistor. The existing base lead electrode of one conductivity type silicon and the emitter lead electrode are formed from a common silicon film.
本発明は、相補型バイポーラトランジスタの製造方法に
関する□。The present invention relates to a method for manufacturing complementary bipolar transistors.
相補型バイポーラトランジスタは、共通の基板にNPN
)ランジスタとPNP )ランジスタを組合せたもので
あり、メモリ向路やアナログ回路などに用いられて動作
の高速化が望まれている。Complementary bipolar transistors are NPN on a common substrate.
) It is a combination of a transistor and a PNP (PNP) transistor, and is used in memory circuits, analog circuits, etc., and is expected to operate at high speed.
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕バイポー
ラトランジスタには、エミッタ領域〜コレクタ領域の能
動部の並び方向を基板面に対して垂直にした縦型構造と
平行にした横型構造とがあり、後者は製造の面からベー
ス幅が大きくなるため、前者の方が高速動作に適してい
る。[Prior art and problems to be solved by the invention] Bipolar transistors include a vertical structure in which the active parts from the emitter region to the collector region are arranged perpendicularly to the substrate surface, and a horizontal structure in which the active parts are arranged parallel to the substrate surface. , since the latter has a larger base width from a manufacturing standpoint, the former is more suitable for high-speed operation.
そして前者は、コレクターベース間容量を小さくするこ
とにより動作の一層の高速化を図ることができる。この
ためには、コレクターベース間の接合面積が小さ(なる
ようにベース領域の広さを小さくする構造にすれば良い
。In the former case, the operation speed can be further increased by reducing the capacitance between the collector bases. To this end, a structure may be created in which the width of the base region is made small so that the joint area between the collector bases is small.
第2図の側面図に示すエミッタ・ベース・セルファライ
ン構造は、この主旨を実現した構造であり、NPN )
ランジスタの場合を示す同図において、lはp−シリコ
ン基板、2はn+−埋没拡散層、3はn−エピ層、4は
n−コレクタ領域、4aはn+−コレクタコンタクト領
域、4Aはn+−ポリシリコンのコレクタ引出し電極、
5はベース領域、5a及び5bはベース領域5における
p−真性ベース領域及びp4−外部ベース領域、5Aは
C−ポリシリコンのベース引出し電極、6はn+−エミ
ッタ領域、6Aはn+−ポリシリコンのエミッタ引出し
電極、7はフィールド絶縁膜、7Aは素子分離絶!!領
域、8は層間絶縁膜、9は配線、である。コレクタ引出
し電極4^は、接続部がベース領域5から離れているの
を補償するため不純物濃度を特に高(しである。The emitter-base self-line structure shown in the side view of Fig. 2 is a structure that realizes this purpose.
In the same figure showing the case of a transistor, l is a p- silicon substrate, 2 is an n+- buried diffusion layer, 3 is an n- epi layer, 4 is an n- collector region, 4a is an n+- collector contact region, and 4A is an n+- Polysilicon collector lead electrode,
5 is a base region, 5a and 5b are p-intrinsic base regions and p4-extrinsic base regions in base region 5, 5A is a C-polysilicon base extraction electrode, 6 is an n+-emitter region, and 6A is an n+-polysilicon base region. Emitter extraction electrode, 7 is field insulating film, 7A is element isolation! ! 8 is an interlayer insulating film, and 9 is a wiring. The impurity concentration of the collector lead-out electrode 4^ is particularly high in order to compensate for the distance of the connection portion from the base region 5.
この構造は、ベース引出し電極5Aがフィールド絶縁膜
7上に延在して、フィールド絶縁膜7がベース領域5に
接続する配線9の接続部の下に入り込んでいることによ
り、ベース領域5の広さが小さくなり、通常の縦型構造
の場合より高速動作に適している。In this structure, the base lead electrode 5A extends over the field insulating film 7, and the field insulating film 7 goes under the connecting portion of the wiring 9 connecting to the base region 5, so that the base region 5 is wide. This makes it more suitable for high-speed operation than a normal vertical structure.
このことから、相補型バイポーラトランジスタの動作を
高速化するには、NPN )ランジスタとPNPトラン
ジスタの両方をエミッタ・ベース・セルファライン構造
にすれば良い。From this, in order to speed up the operation of the complementary bipolar transistor, both the NPN transistor and the PNP transistor should have an emitter-base self-line structure.
しかしながら、そのようにした相補型バイポーラ;・ラ
ンジスタは、コレクタ領域、ベース領域及びエミッタ領
域の導電型を両トランジスタの間で逆にすることが止む
を得ぬこととしても、コレクタ引出し電極、ベース引出
し電極及びエミッタ引出し電極の導電型を両トランジス
タの間で逆にするために、NPNまたはPNPI−ラン
ジスタの単独である場合より製造工程が極めて多くなる
難点がある。However, in such a complementary bipolar transistor, it is unavoidable that the conductivity types of the collector region, base region, and emitter region are reversed between both transistors, and the collector lead electrode, base lead electrode Since the conductivity types of the electrodes and the emitter extraction electrodes are reversed between both transistors, there is a disadvantage that the manufacturing steps are significantly more than in the case of an NPN or PNPI transistor alone.
このため従来は、片方のトランジスタを横型構造にして
、工程があまり多くならないようにしているのが実状で
あり、望ましい高速化が得られていない。For this reason, in the past, one of the transistors had a horizontal structure to avoid increasing the number of steps, and the desired speed-up was not achieved.
そこで本発明は、相補型バイポーラトランジスタの製造
方法において、少ない工程で高速動作のものを実現させ
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to realize a method for manufacturing a complementary bipolar transistor that operates at high speed with fewer steps.
・上記目的は、第1のトランジスタをエミッタ・ベース
・セルファライン構造に、第2のトランジスタを、エミ
ッタ領域がエピ層とフィールド絶縁膜の上に跨る一導電
型シリコンのエミッタ引出し電極からの不純物拡散によ
り形成される縦型構造にし、第1のトランジスタのフィ
ールド絶縁膜上に延在する一導電型シリコンのベース引
出し電極と上記エミッタ引出し電極とを、共通のシリコ
ン膜から形成する本発明の製造方法によって達成される
。・The above purpose is to configure the first transistor with an emitter-base-self-line structure and the second transistor with impurity diffusion from the emitter extraction electrode of silicon of one conductivity type, where the emitter region straddles the epitaxial layer and the field insulating film. A manufacturing method of the present invention in which a base lead electrode of one conductivity type silicon extending on a field insulating film of a first transistor and the emitter lead electrode are formed from a common silicon film. achieved by
上記第1のトランジスタは、エミッタ・ベース・セルフ
ァライン構造であることから高速動作に適している。The first transistor has an emitter-base self-line structure and is suitable for high-speed operation.
また、上記第2のトランジスタは、縦型構造であり、然
も、エミッタ領域に接続する配線の接続部をフィールド
絶縁膜上に配置できることから、ベース領域の引出し位
置をエミッタ領域に近づけてベース領域の広さを小さく
することが可能であり、第1のトランジスタと同様に通
常の縦型構造の場合より高速動作に適している。Further, the second transistor has a vertical structure, and since the connecting portion of the wiring connected to the emitter region can be placed on the field insulating film, the base region is drawn out close to the emitter region. It is possible to reduce the width of the transistor, and as with the first transistor, it is suitable for high-speed operation than a normal vertical structure.
そして上記第1及び第2のトランジスタを組合わせた相
補型バイポーラトランジスタは、第1のトランジスタの
ベース引出し電極と第二のトランジスタのエミッタ引出
し電極とを、共通のp+−またはn+−シリコン膜から
形成するので、製造工程が少なくて済む。In a complementary bipolar transistor in which the first and second transistors are combined, the base lead electrode of the first transistor and the emitter lead electrode of the second transistor are formed from a common p+- or n+-silicon film. Therefore, fewer manufacturing steps are required.
以下本発明の実施例についてその工程を示す第1図の側
面図(a)〜(e)を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to side views (a) to (e) of FIG. 1 showing the steps thereof.
第1図は、左側の第1のトランジスタがNPNトランジ
スタ、゛右側の第2のトランジスタがPNPトランジス
タである場合を示し、図(e)が完成状態を示す。FIG. 1 shows a case where the first transistor on the left side is an NPN transistor and the second transistor on the right side is a PNP transistor, and FIG. 1(e) shows the completed state.
第1のトランジスタは第2図で述べたエミッタ・ベース
・セルファライン構造であり、第2のトランジスタは、
エミッタ領域がエピ層とフィールド絶縁膜の上に跨るエ
ミッタ引出し電極からの不純物拡散により形成される縦
型構造である。従って先に述べたように両ト、ランジス
タとも高速動作に適しており、これを組合せた相補型バ
イポーラトランジスタは高速動作のものとなる。The first transistor has the emitter-base self-line structure described in FIG. 2, and the second transistor has the
This is a vertical structure in which the emitter region is formed by impurity diffusion from an emitter extraction electrode spanning over the epitaxial layer and the field insulating film. Therefore, as mentioned above, both transistors and transistors are suitable for high-speed operation, and a complementary bipolar transistor in which they are combined is capable of high-speed operation.
第1図において、第2図と同一符号は同一対象物を示し
、14はp−コレクタ領域、14aはp+−コレクタコ
ンタクト領域、14Aはp+−ポリシリコンのコレクタ
引出し電極、15はn−ベース領域、15Aはn+−ポ
リシリコンのベース引出し電極、16はp+−エミッタ
領域、16Aはp+−ポリシリコンのエミッタ引出し電
極、である。In FIG. 1, the same symbols as in FIG. 2 indicate the same objects, 14 is a p-collector region, 14a is a p+-collector contact region, 14A is a p+-polysilicon collector extraction electrode, and 15 is an n-base region. , 15A is an n+-polysilicon base extraction electrode, 16 is a p+-emitter region, and 16A is a p+-polysilicon emitter extraction electrode.
第1図に示す製造方法実施例の手順は以下のようである
。即ち、
図(a)−を参照して、
■ 公知の方法により基板lに埋没拡散層2を形成する
。The procedure of the embodiment of the manufacturing method shown in FIG. 1 is as follows. That is, with reference to Figure (a), (1) a buried diffusion layer 2 is formed in the substrate l by a known method.
■ CVD法によりエピ層3を成長する。(2) Grow epitaxial layer 3 by CVD method.
■ LOCO3法によりフィールド絶縁膜7を形成する
。(2) A field insulating film 7 is formed by the LOCO3 method.
■ 公知の方法により素子分離絶縁領域7Aを形成する
。これによりエピ層3が分割されてコレクタ領域4が形
成される。(2) Form an element isolation insulating region 7A by a known method. This divides the epitaxial layer 3 and forms the collector region 4.
■ イオン注入によりコレクタコンタクト領域4aを形
成する。(2) Form collector contact region 4a by ion implantation.
■ マスクを別にした2回のイオン注入によりコレクタ
領域14とベース領域15を形成する。(2) The collector region 14 and the base region 15 are formed by two ion implantations using different masks.
図山)を参照して、
■ CVD法により全面に第1のポリシリコン膜を形成
し、LOCO3法により、コレクタ引出し電極4A、ベ
ース引出し電極5A、及びエミッタ引出し電極16A+
コレクタ引出し電極14.Aのパターンを形成する(真
性ベース領域5a上の部分、及びエミッタ引出し電極1
6Aとコレクタ引出し電極14Aの間の部分は、ポリシ
リコン層のままにしておく)。1) Form a first polysilicon film on the entire surface by CVD method, and form collector lead electrode 4A, base lead electrode 5A, and emitter lead electrode 16A+ by LOCO3 method.
Collector extraction electrode 14. Form a pattern A (a portion above the intrinsic base region 5a and the emitter extraction electrode 1).
6A and the collector lead-out electrode 14A is left as a polysilicon layer).
■ マスクを別にした2回のイオン注入により、コレク
タ引出し電極4Aをn+に、ベース引出し電極5A、エ
ミッタ引出し電極16A及びコレクタ引出し電極14A
を1にする。この際Cの注入濃度をp+より大きくする
。■ By performing ion implantation twice using separate masks, the collector extraction electrode 4A is changed to n+, the base extraction electrode 5A, the emitter extraction electrode 16A, and the collector extraction electrode 14A.
Set to 1. At this time, the implantation concentration of C is made higher than p+.
図(C)を参照して、
■ CVD法により全面に二酸化シリコンを堆積し眉間
絶縁膜8を形成する。Referring to Figure (C), (1) silicon dioxide is deposited on the entire surface by CVD method to form a glabellar insulating film 8;
[相] マスクを用いたエツチングにより、眉間絶縁膜
8からベース引出し電極5Aパターンまで及びエミッタ
引出し電極16A+コレクタ引出し電極14Aパターン
までを貫通除去して真性ベース領域5aに対するベース
窓とベース領域15上のベース窓を開ける。後者のベー
ス窓は、エミッタ引出し電極16Aとコレクタ引出し電
極14Aを分断してそれぞれを所定のパターンにする。[Phase] By etching using a mask, the parts from the glabella insulating film 8 to the base extraction electrode 5A pattern and the emitter extraction electrode 16A+collector extraction electrode 14A pattern are penetrated and removed, and the base window for the intrinsic base region 5a and the base region 15 are etched. Open the base window. The latter base window separates the emitter lead electrode 16A and the collector lead electrode 14A, forming each into a predetermined pattern.
そして、後者のベース窓をマスクしたイオン注入により
真性ベース領域5aを形成する。Then, the intrinsic base region 5a is formed by ion implantation while masking the latter base window.
■ CVD法によりベース窓の側面を含む全面に二酸化
シリコンを堆積した抜、RIE(反応性イオンエツチン
グ)法によりベース窓の側面に二酸化シリコン膜を残し
てそれぞれのベース窓の底゛に真性ベース領域5aまた
はベース領域15を露出させる。上記残された二酸化シ
リコン膜は眉間絶縁膜8の一部となり、真性ベース領域
5a上の窓がエミツタ窓となる。■ After depositing silicon dioxide on the entire surface including the side surfaces of the base window using the CVD method, a silicon dioxide film is left on the side surface of the base window using the RIE (reactive ion etching) method, and an intrinsic base region is formed at the bottom of each base window. 5a or base region 15 is exposed. The remaining silicon dioxide film becomes a part of the glabellar insulating film 8, and the window above the intrinsic base region 5a becomes an emitter window.
図(d)を参照して、
e CVD法によりエミツタ窓及びベース窓を埋めて
全面に第2のポリシリコン膜を形成し、これをイオン注
入によりn+にした後エミツタ窓部とベース窓部が残る
ようにパターニングしてエミッ夕引出し電極6Aとベー
ス引出し電極15Aを形成する。Referring to Figure (d), a second polysilicon film is formed on the entire surface by filling the emitter window and the base window by the CVD method, and after making it n+ by ion implantation, the emitter window and the base window are The emitter extraction electrode 6A and the base extraction electrode 15A are formed by patterning so that the remaining electrodes remain.
図(e)を参照して、
■ マスクを用いたエツチングにより、コレクタ引出し
電極4A、14A、及びベース引出し電極5Aに配線9
を接続するためのコレクタ窓及びベース窓を層間絶縁v
IJ、8に形成する。Referring to FIG.
interlayer insulation between collector window and base window for connecting
Formed at IJ, 8.
[相] エミッタ・ドライブとする熱処理により、エミ
ッタ引出し電極6Aのn型不純物が真性ベース領域5a
に拡散してなるエミッタ領域6、エミッタ引出し電極1
6Aのn型不純物がベース領域15に拡散してなるエミ
ッタ領域16、ベース引出し電極5Aのn型不純物がコ
レクタ領域4に拡散してなり真性ベース領域5aに繋が
る外部ベース領域5b、及びコレクタ引出し電極14^
のn型不純物がコレクタ領域14に拡散してなるコレク
タコンタクト領域14aを同時に形成する。[Phase] Through the heat treatment for emitter drive, the n-type impurity of the emitter extraction electrode 6A is converted into the intrinsic base region 5a.
emitter region 6 and emitter extraction electrode 1
An emitter region 16 formed by diffusing 6A of n-type impurity into the base region 15, an external base region 5b formed by diffusing the n-type impurity of the base extraction electrode 5A into the collector region 4 and connecting to the intrinsic base region 5a, and a collector extraction electrode. 14^
At the same time, a collector contact region 14a is formed by diffusing n-type impurities into the collector region 14.
■ スパッタ法によりアルミニウムを被着し、これをパ
ターニングして配線9を形成する。(2) Aluminum is deposited by sputtering and patterned to form wiring 9.
以上の工程を見ると、■工程を除く全ての工程は、エミ
ッタ・ベース・セルファライン構造をなす第1のトラン
ジスタ即ち第2図に示すトランジスタを単独に製造する
場合に必要な工程である。Looking at the above steps, all steps except step (1) are necessary when manufacturing the first transistor having an emitter-base self-line structure, that is, the transistor shown in FIG. 2, alone.
従って、■工程のみを追加すれば良いという少ない工程
で、即ち、工程増加が第2のトランジスタを横型構造に
した場合とほぼ同じ程度で、高速動作の相補型バイポー
ラトランジスタを実現させている。これは、ベース引出
し電極5Aとエミッタ引出し電極16へとコレクタ引出
し電極14^の形成、及びエミッタ引出し電極6^とベ
ース引出し電極15Aの形成のそれぞれが、ポリシリコ
ン膜を共通にしイオン注入及びパターニングを共通化し
ていることにより可能になったものである。Therefore, a high-speed complementary bipolar transistor can be realized with a small number of steps in which only step (1) needs to be added, that is, the increase in steps is approximately the same as in the case where the second transistor has a horizontal structure. This is because the formation of the collector extraction electrode 14^ on the base extraction electrode 5A and the emitter extraction electrode 16, and the formation of the emitter extraction electrode 6^ and the base extraction electrode 15A are performed by using a common polysilicon film and performing ion implantation and patterning. This was made possible by commonality.
なお実施例は第1のトランジスタをNPN )ランジス
クにした場合であるが、これをPNP l−ランジスタ
にした場合も工程が同様になることはいうまでもない。In the embodiment, the first transistor is an NPN transistor, but it goes without saying that the process is similar if the first transistor is a PNP transistor.
以上説明したように本発明の構成によれば、相補型バイ
ポーラトランジスタの製造方法に関し、複数の引出し電
極の形成の工程共通化ができて、少ない工程で高速動作
のものを実現することを可能にさせる効果がある。As explained above, according to the configuration of the present invention, regarding the manufacturing method of complementary bipolar transistors, it is possible to share the process of forming a plurality of extraction electrodes, and it is possible to realize high-speed operation with fewer steps. It has the effect of
第1図は実施例の工程を示す側面図、
第2図はエミッタ・ベース・セルファライン構造の側面
図、
である
図において、
1はp−シリコン基板、
2は01−埋没拡散層、
3はn−エピ層、
4はn−コレクタ領域、
4aはn+−コレクタコンタクト領域、4Aはn+−ポ
リシリコンのコレクタ引出し電極、5はベース領域、
5aは5におけるp−真性ベース領域、5bは5におけ
るp+−外部ベース領域、5Aはp+−ポリシリコンの
ベース引出し電極、6はn“−エミッタ領域、
6Aはn+−ポリシリコンのエミッタ引出し電極、7は
フィールド絶縁膜、
7Aは素子分離絶縁領域、
8は層間絶縁膜、
9は配線、
14はp−コレクタ領域、
14aはp+−コレクタコンタクト領域、14^はp+
−ポリシリコンのコレクタ引出し電極、15はn−ベー
ス領域、
15Aはn+−ポリシリコンのベース引出し電極、16
はp+−エミッタ領域、
16^はp+−ポリシリコンのエミッタ引出し電極、で
ある。
第 1 図
1ブタ・■−λ・セルファライ−/a逍め11面ID第
2I211 is a side view showing the process of the embodiment, and FIG. 2 is a side view of the emitter-base self-line structure. In these figures, 1 is a p-silicon substrate, 2 is an 01-buried diffusion layer, and 3 is a n-epi layer, 4 is an n-collector region, 4a is an n+-collector contact region, 4A is an n+-polysilicon collector extraction electrode, 5 is a base region, 5a is a p-intrinsic base region in 5, 5b is a p-intrinsic base region in 5 p+-external base region, 5A is a p+-polysilicon base extraction electrode, 6 is an n"-emitter region, 6A is an n+-polysilicon emitter extraction electrode, 7 is a field insulating film, 7A is an element isolation insulation region, 8 is an interlayer insulating film, 9 is a wiring, 14 is a p-collector region, 14a is a p+-collector contact region, 14^ is a p+
- Polysilicon collector extraction electrode, 15 is n- base region, 15A is n+- polysilicon base extraction electrode, 16
is a p+-emitter region, and 16^ is a p+-polysilicon emitter extraction electrode. 1st Figure 1 Pig・■-λ・Selfarai-/a Shoume page 11 ID No. 2I21
Claims (1)
イン構造に、第2のトランジスタを、エミッタ領域がエ
ピ層とフィールド絶縁膜の上に跨る一導電型シリコンの
エミッタ引出し電極からの不純物拡散により形成される
縦型構造にし、第1のトランジスタのフィールド絶縁膜
上に延在する一導電型シリコンのベース引出し電極と上
記エミッタ引出し電極とを、共通のシリコン膜から形成
することを特徴とする相補型バイポーラトランジスタの
製造方法。The first transistor has an emitter-base self-line structure, and the second transistor has a vertical emitter region formed by impurity diffusion from an emitter extraction electrode of one conductivity type silicon spanning over the epitaxial layer and the field insulating film. A complementary bipolar transistor having a type structure, wherein the base lead electrode of one conductivity type silicon extending on the field insulating film of the first transistor and the emitter lead electrode are formed from a common silicon film. Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63053911A JPH01227474A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Manufacture of complementary bipolar transistor |
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JP63053911A JPH01227474A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Manufacture of complementary bipolar transistor |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH01227474A true JPH01227474A (en) | 1989-09-11 |
Family
ID=12955897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63053911A Pending JPH01227474A (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Manufacture of complementary bipolar transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01227474A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006216972A (en) * | 1991-09-27 | 2006-08-17 | Harris Corp | Complementary bipolar transistor having high early voltage, excellent high-frequency performance, and high breakdown voltage, and method of manufacturing the same |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP63053911A patent/JPH01227474A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006216972A (en) * | 1991-09-27 | 2006-08-17 | Harris Corp | Complementary bipolar transistor having high early voltage, excellent high-frequency performance, and high breakdown voltage, and method of manufacturing the same |
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