JPH02188970A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置Info
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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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は2層ゲート構造を有する不揮発性記憶装置に関
するもので、特にEPROMやEEPRO帽こ使用され
るものである。
するもので、特にEPROMやEEPRO帽こ使用され
るものである。
(従来の技術)
従来、2層ゲート構造を有する不揮発性記憶装置は浮遊
ゲート電極及び制御ゲート電極間の層間絶縁膜に、浮遊
ゲート電極の材料として通常使用される多結晶シリコン
の熱酸化膜を使用していた。このため、半導体素子の微
細化に伴い層間絶縁膜の薄膜化が進行すると、データ保
持中に層間絶縁膜に加わる電界が強くなるため、素子特
性の劣化が避けられなかった。そこで、最近では酸化膜
、窒化膜及び酸化膜の3層構造(以下rON。
ゲート電極及び制御ゲート電極間の層間絶縁膜に、浮遊
ゲート電極の材料として通常使用される多結晶シリコン
の熱酸化膜を使用していた。このため、半導体素子の微
細化に伴い層間絶縁膜の薄膜化が進行すると、データ保
持中に層間絶縁膜に加わる電界が強くなるため、素子特
性の劣化が避けられなかった。そこで、最近では酸化膜
、窒化膜及び酸化膜の3層構造(以下rON。
構造」という。)の層間絶縁膜を用いて層間絶縁膜の耐
圧向上を図っている。しかしながら、浮遊ゲート電極側
の酸化膜には高濃度に不純物を拡散させた多結晶シリコ
ン(浮遊ゲート電極)の熱酸化膜を使用するため、その
特性が悪くなっている。
圧向上を図っている。しかしながら、浮遊ゲート電極側
の酸化膜には高濃度に不純物を拡散させた多結晶シリコ
ン(浮遊ゲート電極)の熱酸化膜を使用するため、その
特性が悪くなっている。
従って、半導体素子が微細化し層間絶縁膜の薄膜化が進
行すると、結果として長期電荷保持特性が保障できなく
なる欠点がある。
行すると、結果として長期電荷保持特性が保障できなく
なる欠点がある。
(発明が解決しようとする課題)
このように、従来は、半導体素子の微細化により浮遊ゲ
ート電極及び制御ゲート電極間の層間絶縁膜が薄膜化す
ると、長期電荷保持特性が劣化する欠点があった。
ート電極及び制御ゲート電極間の層間絶縁膜が薄膜化す
ると、長期電荷保持特性が劣化する欠点があった。
よって、本発明の目的は、浮遊ゲート電極及び制御ゲー
ト電極間の層間絶縁膜が薄膜化されても、長期データ保
持特性に優れる信頼性の高い不揮発性記憶装置を提供す
ることである。
ト電極間の層間絶縁膜が薄膜化されても、長期データ保
持特性に優れる信頼性の高い不揮発性記憶装置を提供す
ることである。
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、本発明の不揮発性半導体記
憶装置は、例えば多結晶シリコンの浮遊ゲート電極−L
に形成される層間絶縁膜が、前記浮遊ゲート電極側から
シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シ
リコン酸化膜という4層構造をしているものである。
憶装置は、例えば多結晶シリコンの浮遊ゲート電極−L
に形成される層間絶縁膜が、前記浮遊ゲート電極側から
シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シ
リコン酸化膜という4層構造をしているものである。
また、前記第1の窒化膜の膜厚を60Å以下とすれば、
制御ゲート電極からの正孔の注入を防止できるので効果
的である。
制御ゲート電極からの正孔の注入を防止できるので効果
的である。
さらに、前記第1の酸化膜の膜厚を50Å以上とすれば
、充分なエネルギーギャップを確保し、かつ、キャリア
のトンネリングを防止することができる。
、充分なエネルギーギャップを確保し、かつ、キャリア
のトンネリングを防止することができる。
また、前記第2の窒化膜の膜厚を70Å以上とすること
により浮遊ゲート電極からの電子の抜けを防止でき、ま
た、150Å以下とすることにより正孔の注入を防止す
ることができる。
により浮遊ゲート電極からの電子の抜けを防止でき、ま
た、150Å以下とすることにより正孔の注入を防止す
ることができる。
さらに、前記第2の酸化膜の膜厚は制御ゲート電極から
の正孔の注入を防止するため20Å以上が良い。
の正孔の注入を防止するため20Å以上が良い。
(作 用)
このような構造によれば、各層の膜厚を最適化すること
により浮遊ゲート電極からの電子の抜けを抑制すること
ができる。また、最下層のシリコン窒化膜を酸化するこ
とによりその上のシリコン酸化膜を形成することができ
、前記シリコン酸化膜の膜質が向上し電荷保持特性が向
上する。
により浮遊ゲート電極からの電子の抜けを抑制すること
ができる。また、最下層のシリコン窒化膜を酸化するこ
とによりその上のシリコン酸化膜を形成することができ
、前記シリコン酸化膜の膜質が向上し電荷保持特性が向
上する。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の不、揮発性半導体記憶装置を示したも
のである。
のである。
p型シリコン基板10表面にはフィールド酸化ellが
形成されている。フィールド酸化膜11により囲まれた
素子領域の表面には熱酸化膜12が形成されている。ま
た、熱酸化膜12上には多結晶シリコンの浮遊ゲート電
極13が形成されている。浮遊ゲート電極13上には層
間絶縁膜として、浮遊ゲート電極13側からシリコン窒
化膜14並びにシリコン酸化11115、シリコン窒化
sie及びシリコン酸化膜17のONO構造の絶縁膜が
形成されている。シリコン酸化膜17上には制御ゲート
電極18が形成されている。なお、シリコン窒化膜14
はシリコン酸化膜15の膜質を向上させるが、この窒化
膜14へ正孔の注入が起こるためできるだけ薄い方が良
く、例えば60λ以下とするのが望ましい。また、シリ
コン酸化膜15は充分なエネルギーギャップを確保し、
かつ、キャリアの直接トンネリングを防止するため50
Å以上が良い。シリコン窒化膜16は電子の抜けを抑制
するため70Å以上とし、かつ、正孔の注入を抑制する
ため150Å以下とする。
形成されている。フィールド酸化膜11により囲まれた
素子領域の表面には熱酸化膜12が形成されている。ま
た、熱酸化膜12上には多結晶シリコンの浮遊ゲート電
極13が形成されている。浮遊ゲート電極13上には層
間絶縁膜として、浮遊ゲート電極13側からシリコン窒
化膜14並びにシリコン酸化11115、シリコン窒化
sie及びシリコン酸化膜17のONO構造の絶縁膜が
形成されている。シリコン酸化膜17上には制御ゲート
電極18が形成されている。なお、シリコン窒化膜14
はシリコン酸化膜15の膜質を向上させるが、この窒化
膜14へ正孔の注入が起こるためできるだけ薄い方が良
く、例えば60λ以下とするのが望ましい。また、シリ
コン酸化膜15は充分なエネルギーギャップを確保し、
かつ、キャリアの直接トンネリングを防止するため50
Å以上が良い。シリコン窒化膜16は電子の抜けを抑制
するため70Å以上とし、かつ、正孔の注入を抑制する
ため150Å以下とする。
さらに、制御ゲート電極18直下のシリコン酸化膜I7
は制御ゲート電IJi!18からの正孔の注入を抑制す
るため20Å以上が良い。基板10の表面領域にはソー
ス領域19及びドレイン領域20が形成されている。浮
遊ゲート電極13及び制御ゲート電極18の表面を覆っ
て薄い熱酸化膜22が形成されている。全面にはパッシ
ベーション膜としてのCVDu化膜23が形成されてい
る。そして、コンタクトホールを介してソース電極24
及びドレイン電極25が形成されている。
は制御ゲート電IJi!18からの正孔の注入を抑制す
るため20Å以上が良い。基板10の表面領域にはソー
ス領域19及びドレイン領域20が形成されている。浮
遊ゲート電極13及び制御ゲート電極18の表面を覆っ
て薄い熱酸化膜22が形成されている。全面にはパッシ
ベーション膜としてのCVDu化膜23が形成されてい
る。そして、コンタクトホールを介してソース電極24
及びドレイン電極25が形成されている。
第2図(a)〜(e)は本発明を紫外線消去型EFRO
Mセルに実施した場合の製造工程を示している。なお、
前記第1図と同一の部分には同じ符号が付しである。
Mセルに実施した場合の製造工程を示している。なお、
前記第1図と同一の部分には同じ符号が付しである。
まず、同図(a)に示すように、p型シリコン基板10
の表面に選択酸化法によりフィールド酸化11i11を
形成する。この後、約900℃で熱処理を行い、基板1
0の素子領域表面に第1のゲート絶縁膜となる膜厚20
0人程程度熱酸化膜12を形成する。また、全面には浮
遊ゲート電極となる膜厚4000人程度0第1の多結晶
シリコン膜13′を堆積形成する。さらに、PO(4)
3を拡散源として約900℃で第1の多結晶シリコン膜
13″にリンを拡散させる。次に、同図(b)に示すよ
うに、第1の多結晶シリコン膜り3′上に例えばLPC
VD法を用いて第1のシリコン窒化膜14を110人程
程度積形成する。また、窒化膜14表面を燃焼酸化法で
酸化し、この窒化膜14表面に90人程度の第1のシリ
コン酸化膜15を形成する。この時、窒化膜14は60
人程度消費され50人程度の膜厚となる。この後、酸化
膜15上に例えばLPCVD法を用いて第2のシリコン
窒化膜IBを120人程程度積形成する。さらに、窒化
膜16表面を燃焼酸化法で酸化し、この窒化膜16表面
に30人程度の第2のシリコン酸化膜11を形成する。
の表面に選択酸化法によりフィールド酸化11i11を
形成する。この後、約900℃で熱処理を行い、基板1
0の素子領域表面に第1のゲート絶縁膜となる膜厚20
0人程程度熱酸化膜12を形成する。また、全面には浮
遊ゲート電極となる膜厚4000人程度0第1の多結晶
シリコン膜13′を堆積形成する。さらに、PO(4)
3を拡散源として約900℃で第1の多結晶シリコン膜
13″にリンを拡散させる。次に、同図(b)に示すよ
うに、第1の多結晶シリコン膜り3′上に例えばLPC
VD法を用いて第1のシリコン窒化膜14を110人程
程度積形成する。また、窒化膜14表面を燃焼酸化法で
酸化し、この窒化膜14表面に90人程度の第1のシリ
コン酸化膜15を形成する。この時、窒化膜14は60
人程度消費され50人程度の膜厚となる。この後、酸化
膜15上に例えばLPCVD法を用いて第2のシリコン
窒化膜IBを120人程程度積形成する。さらに、窒化
膜16表面を燃焼酸化法で酸化し、この窒化膜16表面
に30人程度の第2のシリコン酸化膜11を形成する。
この時、窒化膜16は20人程度消費され100人程程
度膜厚となる。これにより、浮遊ゲート電極側から窒化
膜14(膜厚50人)、酸化膜15(90人)、窒化膜
1B (100人)、酸化膜17(30人)という4層
構造の層間絶縁膜が形成される。次に、同図(c)に示
すように、全面には制御ゲート電極となる膜厚4C10
0A程度の第2の多結晶シリコン111g−を堆積形成
する。さらに、poB。
度膜厚となる。これにより、浮遊ゲート電極側から窒化
膜14(膜厚50人)、酸化膜15(90人)、窒化膜
1B (100人)、酸化膜17(30人)という4層
構造の層間絶縁膜が形成される。次に、同図(c)に示
すように、全面には制御ゲート電極となる膜厚4C10
0A程度の第2の多結晶シリコン111g−を堆積形成
する。さらに、poB。
を拡散源として約900℃で30分間、第2の多結晶シ
リコン膜IJIにリンを拡散させる。次に、同図(d)
に示すように、写真蝕刻法を用いて第2の多結晶シリコ
ン膜18゛、酸化膜17、窒化膜16、酸化膜15、窒
化膜14及び第1の多結晶シリコン膜13′を項次エツ
チングする。この結果、基板1o上には第1のゲート絶
縁膜としての熱酸化膜12を介して第1の多結晶シリコ
ン膜13−で構成された浮遊ゲート電極13が形成され
る。また、浮遊ゲート電極13上には前記4層構造から
なる第2のゲート絶縁膜2Bが形成される。さらに、第
2のゲート絶縁膜2δ上には第2の多結晶シリコン膜1
B=で構成された制御ゲート電極18が形成される。続
いて、制御ゲート電極18をマスクにしてヒ素をイオン
注入することにより、基板10の表面にn+型のソース
領域19及びドレイン領域20を形成する。次に、同図
(e)に示すよう1こ、乾燥酸化雰囲気中で約950℃
の熱酸化を行い、浮遊ゲート電i13及び制御ゲート電
極18のそれぞれの表面に膜厚400人程程度薄い熱酸
化膜22を形成する。また、全面にパッシベーション膜
としてリンをドープした膜厚が0.8μm程度のCVD
酸化膜23を堆積形成する。さらに、写真蝕刻法により
コンタクトホールを開孔した後、全面には膜厚1.0μ
m程度のアルミニウムとシリコンからなる合金膜を堆積
形成する。この後、バターニングを行なって前記合金膜
によるソース電極24及びドレイン電極25を形成する
。
リコン膜IJIにリンを拡散させる。次に、同図(d)
に示すように、写真蝕刻法を用いて第2の多結晶シリコ
ン膜18゛、酸化膜17、窒化膜16、酸化膜15、窒
化膜14及び第1の多結晶シリコン膜13′を項次エツ
チングする。この結果、基板1o上には第1のゲート絶
縁膜としての熱酸化膜12を介して第1の多結晶シリコ
ン膜13−で構成された浮遊ゲート電極13が形成され
る。また、浮遊ゲート電極13上には前記4層構造から
なる第2のゲート絶縁膜2Bが形成される。さらに、第
2のゲート絶縁膜2δ上には第2の多結晶シリコン膜1
B=で構成された制御ゲート電極18が形成される。続
いて、制御ゲート電極18をマスクにしてヒ素をイオン
注入することにより、基板10の表面にn+型のソース
領域19及びドレイン領域20を形成する。次に、同図
(e)に示すよう1こ、乾燥酸化雰囲気中で約950℃
の熱酸化を行い、浮遊ゲート電i13及び制御ゲート電
極18のそれぞれの表面に膜厚400人程程度薄い熱酸
化膜22を形成する。また、全面にパッシベーション膜
としてリンをドープした膜厚が0.8μm程度のCVD
酸化膜23を堆積形成する。さらに、写真蝕刻法により
コンタクトホールを開孔した後、全面には膜厚1.0μ
m程度のアルミニウムとシリコンからなる合金膜を堆積
形成する。この後、バターニングを行なって前記合金膜
によるソース電極24及びドレイン電極25を形成する
。
このようにして形成されたEFROMセルは、電荷が抜
は難いように各膜厚が設定された酸化膜■5、窒化J1
116及び酸化膜I7のONO構造が存在し、また、浮
遊ゲート電極13に近い酸化膜15が窒化膜14の酸化
で得られた膜質の良好なものとなっている。
は難いように各膜厚が設定された酸化膜■5、窒化J1
116及び酸化膜I7のONO構造が存在し、また、浮
遊ゲート電極13に近い酸化膜15が窒化膜14の酸化
で得られた膜質の良好なものとなっている。
従って、浮遊ゲート電極13に蓄積された電子が制御ゲ
ート18へ時間とともに抜けることが有効に防止される
。すなわち、長期保持特性の優れたUPROMセルを形
成できる。
ート18へ時間とともに抜けることが有効に防止される
。すなわち、長期保持特性の優れたUPROMセルを形
成できる。
第3図は300℃高温放置における電荷保持特性の一例
を示している。同図から明らかなように、電荷保持時間
について本発明は従来に比べ約2倍となっている。
を示している。同図から明らかなように、電荷保持時間
について本発明は従来に比べ約2倍となっている。
なお、前記実施例はEPROMについて述べているが、
EEFROMその他の不揮発性記憶装置について有効で
あることは言うまでもない。
EEFROMその他の不揮発性記憶装置について有効で
あることは言うまでもない。
【発明の効果]
以上、説明したように本発明によれば次のような効果を
奏する。
奏する。
浮遊ゲート電極及び制御ゲート電極間の層間絶縁膜が窒
化膜、酸化膜、窒化膜及び酸化膜から構成されているの
で、浮遊ゲート電極側の酸化膜の膜質が向上する。従っ
て、このような4層構造の各層の膜厚をそれぞれ最適化
することにより電荷保持特性の向上が達成できる。
化膜、酸化膜、窒化膜及び酸化膜から構成されているの
で、浮遊ゲート電極側の酸化膜の膜質が向上する。従っ
て、このような4層構造の各層の膜厚をそれぞれ最適化
することにより電荷保持特性の向上が達成できる。
第1図は本発明の一実施例に係わる不揮発性半導体記憶
装置を示す断面図、第2図は本発明を紫外線消去型EF
ROMに実施した場合の製造工程を示す断面図、第3図
は300℃高温放置における電荷保持特性を示す図であ
る。 13・・浮遊ゲート電極、14・・・シリコン窒化膜、
15・・・シリコン酸化膜、16・・・シリコン窒化膜
、17・・・シリコン酸化膜、18・・・制御ゲート電
極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 図 第2図 300@C高1放置テスト時間[任意目盛]第3図
装置を示す断面図、第2図は本発明を紫外線消去型EF
ROMに実施した場合の製造工程を示す断面図、第3図
は300℃高温放置における電荷保持特性を示す図であ
る。 13・・浮遊ゲート電極、14・・・シリコン窒化膜、
15・・・シリコン酸化膜、16・・・シリコン窒化膜
、17・・・シリコン酸化膜、18・・・制御ゲート電
極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 図 第2図 300@C高1放置テスト時間[任意目盛]第3図
Claims (5)
- (1)2層ゲート構造を有する不揮発性記憶装置におい
て、第1のゲート電極及び第2のゲート電極間の層間絶
縁膜は、前記第1のゲート電極側から第1の窒化膜、第
1の酸化膜、第2の窒化膜及び第2の酸化膜という4層
構造から構成されていることを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置。 - (2)前記第1の窒化膜の膜厚は60Å以下であること
を特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。 - (3)前記第1の酸化膜の膜厚は50Å以上であること
を特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。 - (4)前記第2の窒化膜の膜厚は70Å以上150Å以
下であることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導
体記憶装置。 - (5)前記第2の酸化膜の膜厚は20Å以上であること
を特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1008006A JPH07118511B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 不揮発性半導体記憶装置 |
KR1019890019284A KR930001888B1 (ko) | 1989-01-17 | 1989-12-22 | 불휘발성 반도체 기억장치 |
EP90100445A EP0383011B1 (en) | 1989-01-17 | 1990-01-10 | Semiconductor non-volatile memory device |
DE69025784T DE69025784T2 (de) | 1989-01-17 | 1990-01-10 | Nichtflüchtige Speicher-Halbleiteranordnung |
US07/730,704 US5304829A (en) | 1989-01-17 | 1991-07-16 | Nonvolatile semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1008006A JPH07118511B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 不揮発性半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02188970A true JPH02188970A (ja) | 1990-07-25 |
JPH07118511B2 JPH07118511B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=11681271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1008006A Expired - Fee Related JPH07118511B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 不揮発性半導体記憶装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0383011B1 (ja) |
JP (1) | JPH07118511B2 (ja) |
KR (1) | KR930001888B1 (ja) |
DE (1) | DE69025784T2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5729035A (en) * | 1995-11-07 | 1998-03-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Non-volatile semiconductor device with multi-layered capacitor insulating film |
KR19990057077A (ko) * | 1997-12-29 | 1999-07-15 | 구본준 | 비휘발성 메모리 소자 제조방법 |
US7101749B2 (en) | 1998-12-09 | 2006-09-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-volatile semiconductor memory device |
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DE69226358T2 (de) * | 1992-05-27 | 1998-11-26 | Sgs Thomson Microelectronics | EPROM-Zelle mit Dielektricum zwischen Polysiliziumschichten, das leicht in kleinen Dimensionen herstellbar ist |
JP3600326B2 (ja) * | 1994-09-29 | 2004-12-15 | 旺宏電子股▲ふん▼有限公司 | 不揮発性半導体メモリ装置およびその製造方法 |
JPH10256400A (ja) * | 1997-03-10 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 不揮発性半導体記憶装置 |
JP4189549B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2008-12-03 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 情報記憶素子及びその製造方法並びにメモリアレイ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61136274A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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1989
- 1989-01-17 JP JP1008006A patent/JPH07118511B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-22 KR KR1019890019284A patent/KR930001888B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-01-10 EP EP90100445A patent/EP0383011B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-10 DE DE69025784T patent/DE69025784T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5729035A (en) * | 1995-11-07 | 1998-03-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Non-volatile semiconductor device with multi-layered capacitor insulating film |
KR19990057077A (ko) * | 1997-12-29 | 1999-07-15 | 구본준 | 비휘발성 메모리 소자 제조방법 |
US7101749B2 (en) | 1998-12-09 | 2006-09-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-volatile semiconductor memory device |
US7479430B2 (en) | 1998-12-09 | 2009-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-volatile semiconductor memory device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69025784D1 (de) | 1996-04-18 |
EP0383011A2 (en) | 1990-08-22 |
KR930001888B1 (ko) | 1993-03-19 |
KR900012338A (ko) | 1990-08-03 |
EP0383011B1 (en) | 1996-03-13 |
EP0383011A3 (en) | 1990-12-12 |
DE69025784T2 (de) | 1996-08-08 |
JPH07118511B2 (ja) | 1995-12-18 |
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