JPH06101477B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH06101477B2 JPH06101477B2 JP24800188A JP24800188A JPH06101477B2 JP H06101477 B2 JPH06101477 B2 JP H06101477B2 JP 24800188 A JP24800188 A JP 24800188A JP 24800188 A JP24800188 A JP 24800188A JP H06101477 B2 JPH06101477 B2 JP H06101477B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/4916—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET the conductor material next to the insulator being a silicon layer, e.g. polysilicon doped with boron, phosphorus or nitrogen
- H01L29/4925—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET the conductor material next to the insulator being a silicon layer, e.g. polysilicon doped with boron, phosphorus or nitrogen with a multiple layer structure, e.g. several silicon layers with different crystal structure or grain arrangement
- H01L29/4941—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET the conductor material next to the insulator being a silicon layer, e.g. polysilicon doped with boron, phosphorus or nitrogen with a multiple layer structure, e.g. several silicon layers with different crystal structure or grain arrangement with a barrier layer between the silicon and the metal or metal silicide upper layer, e.g. Silicide/TiN/Polysilicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法、特に、MOS型トラン
ジスタを有する半導体装置の製造方法に関する。
ジスタを有する半導体装置の製造方法に関する。
第3図(a)〜(d)は、従来の半導体装置の製造方法
を説明するための工程順に示した半導体チップの断面図
である。
を説明するための工程順に示した半導体チップの断面図
である。
第3図(a)に示すように、P型シリコン基板1の一主
面に、素子分離用のフィールド酸化膜2を設けて素子形
成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲート絶縁
膜用の酸化シリコン膜3を形成する。
面に、素子分離用のフィールド酸化膜2を設けて素子形
成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲート絶縁
膜用の酸化シリコン膜3を形成する。
次に、第3図(b)に示すように、酸化シリコン膜3の
所定の領域を選択的にエッチングしてコンタクト用開孔
部4を形成する。
所定の領域を選択的にエッチングしてコンタクト用開孔
部4を形成する。
次に、第3図(c)に示すように、開孔部4を含む表面
にリン等のN型不純物を含む多結晶シリコン層5を堆積
し、熱処理により、開孔部4から前記素子形成領域中へ
N型不純物を拡散してN型拡散領域7を形成する。次に
多結晶シリコン層5の上にパターニングしたホトレジス
ト膜12を形成する。
にリン等のN型不純物を含む多結晶シリコン層5を堆積
し、熱処理により、開孔部4から前記素子形成領域中へ
N型不純物を拡散してN型拡散領域7を形成する。次に
多結晶シリコン層5の上にパターニングしたホトレジス
ト膜12を形成する。
次に、第3図(d)に示すように、ホトレジスト膜12を
マスクにして多結晶シリコン層5をエッチングして、ゲ
ート電極8及び開孔部4のN型拡散領域7と接続する電
極配線9を形成する。
マスクにして多結晶シリコン層5をエッチングして、ゲ
ート電極8及び開孔部4のN型拡散領域7と接続する電
極配線9を形成する。
次に、フィールド酸化膜2,ゲート電極8及び電極配線9
をマスクとしてヒ素イオンをイオン注入して前記素子形
成領域中にN型拡散領域10及びN型拡散領域7と接続す
るN型拡散領域11を形成する。その結果、N型拡散領域
と電極配線9はN型拡散領域7を介して接続することが
できる。
をマスクとしてヒ素イオンをイオン注入して前記素子形
成領域中にN型拡散領域10及びN型拡散領域7と接続す
るN型拡散領域11を形成する。その結果、N型拡散領域
と電極配線9はN型拡散領域7を介して接続することが
できる。
上述した従来の半導体装置は、次のような問題点があ
る。
る。
第4図(a),(b)は従来の半導体装置のコンタクト
部の第1の例を示す平面図及びA−A′線断面図であ
る。
部の第1の例を示す平面図及びA−A′線断面図であ
る。
第4図(a),(b)に示すように、従来の半導体装置
のコンタクト部は、開孔部4の電極配線9が開孔部4の
N型拡散領域7の表面を完全に覆うようにはなっておら
ず、後にイオン注入工程で形成されるN型拡散領域11と
接続する領域では、開孔部4のゲート電極側のN型拡散
領域7を露出させるように形成するのが普通である。
のコンタクト部は、開孔部4の電極配線9が開孔部4の
N型拡散領域7の表面を完全に覆うようにはなっておら
ず、後にイオン注入工程で形成されるN型拡散領域11と
接続する領域では、開孔部4のゲート電極側のN型拡散
領域7を露出させるように形成するのが普通である。
第5図(a),(b)は従来の半導体装置のコンタクト
部の第2の例を示す平面図及びB−B′線断面図であ
る。
部の第2の例を示す平面図及びB−B′線断面図であ
る。
第5図(a),(b)に示すように、開孔部4のN型拡
散領域7の表面を電極配線9で完全に覆う構造にする
と、N型拡散領域7に電極配線9をマスクとするイオン
注入により形成されたN型拡散領域11が接続されない場
合が生じ、N型拡散領域11と電極配線9との電気的接続
ができない。
散領域7の表面を電極配線9で完全に覆う構造にする
と、N型拡散領域7に電極配線9をマスクとするイオン
注入により形成されたN型拡散領域11が接続されない場
合が生じ、N型拡散領域11と電極配線9との電気的接続
ができない。
従って、従来のコンタクト部は、第5図(a),(b)
のような構造は不可能で第4図(a),(b)のよう
に、N型拡散領域7とN型拡散領域11が必ず重なる部分
を設けるようになっていた。しかし、この方法では、次
に示すような重大な問題がしばしば生じていた。
のような構造は不可能で第4図(a),(b)のよう
に、N型拡散領域7とN型拡散領域11が必ず重なる部分
を設けるようになっていた。しかし、この方法では、次
に示すような重大な問題がしばしば生じていた。
第6図(a),(b)は従来の半導体装置のコンタクト
部の第3の例を示す平面図及びC−C′線断面図であ
る。
部の第3の例を示す平面図及びC−C′線断面図であ
る。
第6図(a),(b)に示すように、コンタクト用開孔
部4の一部に電極配線9に覆われていない領域が必ず設
けられていたが、その領域(シリコン基板が露出した領
域)は、多結晶シリコン層を選択的にエッチングして電
極配線9を形成する際にエッチング雰囲気に必ずさらさ
れる領域であり、前記多結晶シリコン層5のエッチング
が過剰になると、N型拡散領域7がエッチングされてし
まい、凹部16を生じ、イオン注入でN型拡散領域11を形
成してもN型拡散領域7とN型拡散領域11が接続できな
い。何故なら、多結晶シリコン層からなる電極配線9と
シリコン基板ではどちらも同じシリコンであることか
ら、エッチングに選択性をもたせることが難しい為であ
る。
部4の一部に電極配線9に覆われていない領域が必ず設
けられていたが、その領域(シリコン基板が露出した領
域)は、多結晶シリコン層を選択的にエッチングして電
極配線9を形成する際にエッチング雰囲気に必ずさらさ
れる領域であり、前記多結晶シリコン層5のエッチング
が過剰になると、N型拡散領域7がエッチングされてし
まい、凹部16を生じ、イオン注入でN型拡散領域11を形
成してもN型拡散領域7とN型拡散領域11が接続できな
い。何故なら、多結晶シリコン層からなる電極配線9と
シリコン基板ではどちらも同じシリコンであることか
ら、エッチングに選択性をもたせることが難しい為であ
る。
その結果、N型拡散領域11と電極配線9が電気的に接続
できないという問題点がある。
できないという問題点がある。
本発明の半導体装置の製造方法は、一導電型半導体基板
の一主面にフィールド絶縁膜を選択的に設けて素子形成
領域を区画し前記素子形成領域の表面に絶縁膜を設ける
工程と、前記絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタク
ト用の開孔部を設ける工程と、前記開孔部を含む表面に
逆導電型不純物を含む多結晶シリコン層及び前記多結晶
シリコン層とエッチングレートの異なる導体層を順次堆
積する工程と、熱処理により前記多結晶シリコン層の不
純物を前記開孔部の前記素子形成領域内に導入して逆導
電型の第1の拡散領域を形成する工程と、前記導体層を
選択的にエッチングしてゲート電極及び前記開孔部の前
記第1の拡散領域と接続し且つ前記開孔部の前記ゲート
電極に近い側の前記多結晶シリコン層を露出させる電極
配線を形成する工程と、前記フィールド絶縁膜,前記ゲ
ート電極及び前記電極配線をマスクとして逆導電型の不
純物をイオン注入し前記素子形成領域内に前記第1の拡
散領域と接続する逆導電型の第2の拡散領域を形成する
工程と、前記多結晶シリコン層を選択的にエッチングし
前記開孔部を覆い前記電極配線と接続する電極を設ける
工程とを含んで構成される。
の一主面にフィールド絶縁膜を選択的に設けて素子形成
領域を区画し前記素子形成領域の表面に絶縁膜を設ける
工程と、前記絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタク
ト用の開孔部を設ける工程と、前記開孔部を含む表面に
逆導電型不純物を含む多結晶シリコン層及び前記多結晶
シリコン層とエッチングレートの異なる導体層を順次堆
積する工程と、熱処理により前記多結晶シリコン層の不
純物を前記開孔部の前記素子形成領域内に導入して逆導
電型の第1の拡散領域を形成する工程と、前記導体層を
選択的にエッチングしてゲート電極及び前記開孔部の前
記第1の拡散領域と接続し且つ前記開孔部の前記ゲート
電極に近い側の前記多結晶シリコン層を露出させる電極
配線を形成する工程と、前記フィールド絶縁膜,前記ゲ
ート電極及び前記電極配線をマスクとして逆導電型の不
純物をイオン注入し前記素子形成領域内に前記第1の拡
散領域と接続する逆導電型の第2の拡散領域を形成する
工程と、前記多結晶シリコン層を選択的にエッチングし
前記開孔部を覆い前記電極配線と接続する電極を設ける
工程とを含んで構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
に示した半導体チップの断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、P型シリコン基板1
の一主面に素子分離用フィールド酸化膜2を設けて素子
形成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲート絶
縁膜用の酸化シリコン膜3を20nmの厚さに形成する。
の一主面に素子分離用フィールド酸化膜2を設けて素子
形成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲート絶
縁膜用の酸化シリコン膜3を20nmの厚さに形成する。
次に、第1図(b)に示すように、酸化シリコン膜3を
選択的にエッチング除去し、コンタクト用の開孔部4を
形成する。
選択的にエッチング除去し、コンタクト用の開孔部4を
形成する。
次に、第1図(c)に示すように、開孔部4を含む表面
に、N型不純物を含む厚さ50nmの多結晶シリコン層5及
びW,Mo,Ti等の高融点金属層もしくはそれらの硅化物層
からなる厚さ0.5μmの導体層6を順次堆積する。次
に、熱処理により、多結晶シリコン層5より開孔部4の
前記素子形成領域の表面にN型不純物を拡散させてN型
拡散領域7を形成する。ここで、多結晶シリコン層5と
導体層6とは、互いに所定のエッチング選択比を有する
ように選ぶ。
に、N型不純物を含む厚さ50nmの多結晶シリコン層5及
びW,Mo,Ti等の高融点金属層もしくはそれらの硅化物層
からなる厚さ0.5μmの導体層6を順次堆積する。次
に、熱処理により、多結晶シリコン層5より開孔部4の
前記素子形成領域の表面にN型不純物を拡散させてN型
拡散領域7を形成する。ここで、多結晶シリコン層5と
導体層6とは、互いに所定のエッチング選択比を有する
ように選ぶ。
次に、第1図(d)に示すように、導体層6を選択的に
エッチングしてゲート電極8及び開孔部4のゲート電極
7の側以外を含む領域に電極配線9を形成する。次に、
フィールド酸化膜2,ゲート電極8,電極配線9をマスクと
してリンイオンを加速エネルギー150keV,ドーズ量1×1
016cm-2でイオン注入し、前記素子形成領域内にN型拡
散領域10及びN型拡散領域7に接続するN型拡散領域11
をそれぞれ形成する。
エッチングしてゲート電極8及び開孔部4のゲート電極
7の側以外を含む領域に電極配線9を形成する。次に、
フィールド酸化膜2,ゲート電極8,電極配線9をマスクと
してリンイオンを加速エネルギー150keV,ドーズ量1×1
016cm-2でイオン注入し、前記素子形成領域内にN型拡
散領域10及びN型拡散領域7に接続するN型拡散領域11
をそれぞれ形成する。
次に、第1図(e)に示すように、開孔部4及び電極配
線9を含む領域を覆うホトレジスト膜12を選択的に形成
する。次に、ホトレジスト膜12及びゲート電極8をマス
クとして多結晶シリコン層5をエッチング除去する。次
に、ホトレジスト膜12を除去して、MOS型トランジスタ
を有する半導体装置を構成する。
線9を含む領域を覆うホトレジスト膜12を選択的に形成
する。次に、ホトレジスト膜12及びゲート電極8をマス
クとして多結晶シリコン層5をエッチング除去する。次
に、ホトレジスト膜12を除去して、MOS型トランジスタ
を有する半導体装置を構成する。
ここで、開孔部4のN型拡散領域7の表面は多結晶シリ
コン層5により被覆されているため、エッチング液にさ
らされてえぐられることがなく、N型拡散領域7とN型
拡散領域11との良好な接続が得られる。
コン層5により被覆されているため、エッチング液にさ
らされてえぐられることがなく、N型拡散領域7とN型
拡散領域11との良好な接続が得られる。
第2図は本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
に示した半導体チップの断面図である。
第2図(a)に示すように、第1図(a),(b)によ
り説明した第1の実施例と同様にしてP型シリコン基板
1の主表面に素子分離用のフィールド酸化膜2を設けて
素子形成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲー
ト絶縁膜用の酸化シリコン膜3を設け、酸化シリコン膜
3を選択的にエッチングしてコンタクト用の開孔部4を
形成する。
り説明した第1の実施例と同様にしてP型シリコン基板
1の主表面に素子分離用のフィールド酸化膜2を設けて
素子形成領域を区画し、前記素子形成領域の表面にゲー
ト絶縁膜用の酸化シリコン膜3を設け、酸化シリコン膜
3を選択的にエッチングしてコンタクト用の開孔部4を
形成する。
次に、第2図(b)に示すように、開孔部4を含む表面
にN型不純物を含む多結晶シリコン層5,窒化チタン層1
3,多結晶シリコン層14,窒化シリコン層15を順次積層し
て堆積し、多結晶シリコン層5より開孔部4の前記素子
形成領域の表面にN型不純物を導入してN型拡散領域7
を形成する。
にN型不純物を含む多結晶シリコン層5,窒化チタン層1
3,多結晶シリコン層14,窒化シリコン層15を順次積層し
て堆積し、多結晶シリコン層5より開孔部4の前記素子
形成領域の表面にN型不純物を導入してN型拡散領域7
を形成する。
次に、第2図(c)に示すように、窒化チタン15,多結
晶シリコン層14,窒化チタン層13を選択的に順次エッチ
ングしてゲート電極8及び電極配線9を形成する。ここ
で窒化チタン13は多結晶シリコン層14をエッチングする
際にエッチン選択比を利用して過剰エッチングから下側
の多結晶シリコン層5を保護することができる利点があ
る。次に、フィールド酸化膜2,ゲート電極8及び電極配
線9をマスクとしN型不純物をイオン注入し前記素子形
成領域中にN型拡散領域10及びN型拡散領域7と接続す
るN型拡散領域11をそれぞれ形成する。
晶シリコン層14,窒化チタン層13を選択的に順次エッチ
ングしてゲート電極8及び電極配線9を形成する。ここ
で窒化チタン13は多結晶シリコン層14をエッチングする
際にエッチン選択比を利用して過剰エッチングから下側
の多結晶シリコン層5を保護することができる利点があ
る。次に、フィールド酸化膜2,ゲート電極8及び電極配
線9をマスクとしN型不純物をイオン注入し前記素子形
成領域中にN型拡散領域10及びN型拡散領域7と接続す
るN型拡散領域11をそれぞれ形成する。
次に、第2図(d)に示すように、多結晶シリコン層5
を選択的にエッチングして半導体装置を構成する。ここ
で、窒化チタン層15は多結晶シリコン層5をエッチング
る際の多結晶シリコン層14の表面を保護する。
を選択的にエッチングして半導体装置を構成する。ここ
で、窒化チタン層15は多結晶シリコン層5をエッチング
る際の多結晶シリコン層14の表面を保護する。
以上説明したように本発明は、一導電型の素子形成領域
上に設けた絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクト
用開孔部を設け、コンタクト用開孔部を含む表面に逆導
電型の不純物を含む多結晶シリコン層及び導体層を順次
堆積して設け、熱処理により多結晶シリコン層にて開孔
部の素子形成領域内に不純物を導入して逆導電型の第1
の拡散領域を設けた後導体層を選択的にエッチングして
ゲート電極及び開孔部のゲート電極に近い側の多結晶シ
リコン層を露出させる電極配線を設け、ゲート電極と電
極配線をマスクして逆導電型不純物イオンを素子形成領
域中に導入して第1の拡散領域と接続する第2の拡散領
域を形成することによって、電極配線形成時の過剰エッ
チングにより開孔部の第1の拡散領域が除去されるのを
防止してコンタクト特性を向上して半導体装置の信頼性
を向上させる半導体装置の製造方法を実現できるという
効果を有する。
上に設けた絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクト
用開孔部を設け、コンタクト用開孔部を含む表面に逆導
電型の不純物を含む多結晶シリコン層及び導体層を順次
堆積して設け、熱処理により多結晶シリコン層にて開孔
部の素子形成領域内に不純物を導入して逆導電型の第1
の拡散領域を設けた後導体層を選択的にエッチングして
ゲート電極及び開孔部のゲート電極に近い側の多結晶シ
リコン層を露出させる電極配線を設け、ゲート電極と電
極配線をマスクして逆導電型不純物イオンを素子形成領
域中に導入して第1の拡散領域と接続する第2の拡散領
域を形成することによって、電極配線形成時の過剰エッ
チングにより開孔部の第1の拡散領域が除去されるのを
防止してコンタクト特性を向上して半導体装置の信頼性
を向上させる半導体装置の製造方法を実現できるという
効果を有する。
第1図(a)〜(f)及び第2図(a)〜(d)は本発
明の第1及び第2の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第3図(a)〜(d)は従
来の半導体装置の製造方法を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第4図(a),(b)は従
来の半導体装置のコンタクト部の第1の例を示す平面図
及びA−A′線断面図、第5図(a),(b)は従来の
半導体装置のコンタクト部の第2の例を示す平面図及び
B−B′線断面図、第6図(a),(b)は従来の半導
体装置のコンタクト部の第3の例を示す平面図及びC−
C′線断面図である。 1……P型シリコン基板、2……フィールド酸化膜、3
……酸化シリコン膜、4……開孔部、5……多結晶シリ
コン層、6……導体層、7……N型拡散領域、8……ゲ
ート電極、9……電極配線、10,11……N型拡散領域、1
2……ホトレジスト膜、13……窒化チタン層、14……多
結晶シリコン層、15……窒化チタン層、16……凹部。
明の第1及び第2の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第3図(a)〜(d)は従
来の半導体装置の製造方法を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第4図(a),(b)は従
来の半導体装置のコンタクト部の第1の例を示す平面図
及びA−A′線断面図、第5図(a),(b)は従来の
半導体装置のコンタクト部の第2の例を示す平面図及び
B−B′線断面図、第6図(a),(b)は従来の半導
体装置のコンタクト部の第3の例を示す平面図及びC−
C′線断面図である。 1……P型シリコン基板、2……フィールド酸化膜、3
……酸化シリコン膜、4……開孔部、5……多結晶シリ
コン層、6……導体層、7……N型拡散領域、8……ゲ
ート電極、9……電極配線、10,11……N型拡散領域、1
2……ホトレジスト膜、13……窒化チタン層、14……多
結晶シリコン層、15……窒化チタン層、16……凹部。
Claims (1)
- 【請求項1】一導電型半導体基板の一主面にフィールド
絶縁膜を選択的に設けて素子形成領域を区画し前記素子
形成領域の表面に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜を
選択的にエッチングしてコンタクト用の開孔部を設ける
工程と、前記開孔部を含む表面に逆導電型不純物を含む
多結晶シリコン層及び前記多結晶シリコン層とエッチン
グレートの異なる導体層を順次堆積する工程と、熱処理
により前記多結晶シリコン層の不純物を前記開孔部の前
記素子形成領域内に導入して逆導電型の第1の拡散領域
を形成する工程と、前記導体層を選択的にエッチングし
てゲート電極及び前記開孔部の前記第1の拡散領域と接
続し且つ前記開孔部の前記ゲート電極に近い側の前記多
結晶シリコン層を露出させる電極配線を形成する工程
と、前記フィールド絶縁膜,前記ゲート電極及び前記電
極配線をマスクとして逆導電型の不純物をイオン注入し
前記素子形成領域内に前記第1の拡散領域と接続する逆
導電型の第2の拡散領域を形成する工程と、前記多結晶
シリコン層を選択的にエッチングして前記開孔部を覆い
前記電極配線と接続する電極を設ける工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24800188A JPH06101477B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24800188A JPH06101477B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0294636A JPH0294636A (ja) | 1990-04-05 |
JPH06101477B2 true JPH06101477B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=17171716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24800188A Expired - Lifetime JPH06101477B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06101477B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24800188A patent/JPH06101477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0294636A (ja) | 1990-04-05 |
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