JPH11250685A - ノ―ア型半導体メモリ装置 - Google Patents

ノ―ア型半導体メモリ装置

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JPH11250685A
JPH11250685A JP37143898A JP37143898A JPH11250685A JP H11250685 A JPH11250685 A JP H11250685A JP 37143898 A JP37143898 A JP 37143898A JP 37143898 A JP37143898 A JP 37143898A JP H11250685 A JPH11250685 A JP H11250685A
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selection signal
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bit line
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    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センシング能力を向上させることができる非
揮発性半導体メモリ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数のメモリセルブロックを有し、各メ
モリセルブロックはビットラインを含むメモリセルアレ
ー100と、複数のディコーディング信号を発生する列
ディコーダ200と、複数の第1バイアス/接地選択信
号を発生する第1バイアス/接地選択制御回路400
と、複数のビットラインのバイアス条件を判断するため
の第1バイアス/接地選択回路500と、複数の第2バ
イアス/接地選択信号を発生する第2バイアス接地選択
制御回路420と、第2選択信号に応じて他のグループ
の複数のビットラインのバイアス条件を判断するための
第2バイアス/接地選択回路と520を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一ビット又はマ
ルチビットを貯蔵する複数のメモリセルのノーア型メモ
リアレーを有する非揮発性半導体メモリ装置及びメモリ
セルからデータを読出するための方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ノーア型メモリセルアレーを有するマス
クROMの階層的なビットライン構造が1988年Sy
mposium onVLSIで16MB ROM Des
ignUsing Bank Select Arch
itecture題目の pp85−88に詳細に示し
ている。この論文において読出動作は、3つの段階、即
ちメーンビットラインを予め設定された電圧レベルにプ
レチャージする段階、選択されたメモリセルがオンセル
であるか、オフセルであるか、決定するためメーンビッ
トラインの電圧レベルを感知する段階、選択されたメモ
リセルから感知された出力データをメモリ装置に出力す
る段階からなる。図1を参照すると、メモリブロックの
メモリセルに貯蔵された感知データのため1対のバンク
選択ラインBS1、BE2がメーンビットラインMB5
に選択するため活性化され、電源電圧が選択されたメモ
リセルM81連結されるワードラインWL0に印加され
る。メモリセルからデータビットを指定する電圧レベル
が選択されたメモリセルを通して流れる電流状態によっ
て感知増幅器SA5から検出される。選択されたメモリ
セルM81がオンセルであると、メーンビットラインM
B5に対応する電圧レベルがプレチャージレベルよりも
っと低め、選択されたメモリセルがオフセルであると、
メーンビットラインMB5のプレチャージレベルがその
まま維持される。
【0003】しかしながら、選択されたメモリセルM8
1がオンセルであり、メーンビットラインMB3に対応
するM41がオフセルであり、M51、M62、M71がオ
ンセルである場合において、バンク選択ラインBS1、
BE2がインエイブルされ、ワードラインWL0が活性
化されることによってM51、M61、M71を通する電
流パスがサブビットラインSB8に沿って形成され、そ
れによってメーンビットラインMB5に連結されるサブ
ビットラインSB9の感知電流がM51乃至M71のオン
セルに起因する電流によって流れることができないた
め、選択されたメモリセルM81の状態感知が行われな
い。M81がオフセルに見なすと、メーンビットライン
MB5の電圧レベルが電流流れの妨害のためもっと低め
ることができない。
【0004】又、選択されたメモリセルM81がオフセ
ルであり、隣接したメモリセルM91、M101、そして
M111がオンセルであると、隣接したセルを通して漏
泄電流が選択されたメモリセルM81に流れてセンシン
グ安定を低下させる。その結果、選択されたメモリセル
の状態が何でもメモリセルのパフォーマンスが低下され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は上述の諸般問題点を解決するため提案されたこと
として、メモリセルのセンシング能力を向上させること
ができる非揮発性半導体メモリ装置を提供するためであ
る。
【0006】本発明の他の目的はセンシング速度及び安
定性を向上させるための非揮発性半導体メモリ装置を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述のような本発明の目
的を達成するための本発明の特徴によると、半導体メモ
リ装置は、複数のメモリセルブロックを有し、各メモリ
セルブロックはビットラインを含むメモリセルアレー
と、複数のアドレス信号に応じて複数のディコーディン
グ信号を発生する列ディコーダと、1つのグループの複
数のビットラインのバイアス条件を決定する複数の第1
バイアス/接地選択信号を発生する第1バイアス/接地選
択制御回路と、第1バイアス/接地選択制御回路から発
生された第1バイアス/接地選択信号に応じて1つグル
ープの複数のビットラインのバイアス条件を判断するた
めの第1バイアス/接地選択回路と、1つグループの複
数のビットラインのバイアス条件を決定するための複数
の第2バイアス/接地選択信号を発生する第2バイアス/
接地選択制御回路と、第2バイアス/接地選択制御回路
から発生される第2選択信号に応じて他のグループの複
数のビットラインのバイアス条件を判断するための第2
バイアス/接地選択回路を含む。
【0008】この望ましい実施形態において、Y−パス
ゲートは、第1バイアス/接地選択回路と感知増幅器と
の間に連結される。
【0009】この望ましい実施形態において、第1バイ
アス/接地選択制御回路から発生される第1選択信号
は、複数のバイアス選択信号と複数の接地選択信号を含
む。
【0010】この望ましい実施形態において、第1バイ
アス/接地選択制御回路は、バイアス選択信号の電圧レ
ベルを調節するための回路手段を含む。
【0011】この望ましい実施形態において、第2バイ
アス/接地選択制御回路から発生される第2バイアス/接
地選択信号は、複数のバイアス選択信号と複数の接地選
択信号を含む。
【0012】(作用)本発明によると、オンセルの電流流
入とオフセルの漏泄電流流れを防ぐことができ、半導体
装置のセンシング安定及びセンシング速度を向上させる
ことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明による実施形態を添附
された図面、図2乃至図8を参照して詳細に説明する。
【0014】図2を参照すると、本発明によるマスクR
OMはメモリセルアレー100、列ディコーダ200、
Y−パスゲート300、第1バイアス/接地選択制御回
路400、第2バイアス/接地選択制御回路420、第
2バイアス/接地選択回路500、第2バイアス/接地選
択回路520、そして感知増幅器600とを含む。メモ
リセルアレー100は複数のメモリブロックBLK0-
BLKjで構成される。列ディコーダ200は、アドレ
ス信号Aiを受けてディコーディング信号YAi、YA
j、YBkを発生する。YAiは、第1及び第2バイア
ス/接地選択制御回路400、420に印加される。Y
Aj及びYBkは、ビットラインと感知増幅器600を
連結する列を選択するためのY−パスゲート300に印
加される。第1バイアス/接地選択制御回路400は列
ディコーダ200からアドレス信号Aiとディコーディン
グ信号YAiを受けて第1バイアス/接地選択回路50
0に印加されるバイアス選択信号BIjと接地選択信号
Gjを発生する。第2バイアス/接地選択制御回路42
0は列ディコーダ200からアドレス信号Aiとディコ
ーディング信号YAiを受けて第2バイアス/接地選択
回路500に印加されるバイアス選択信号BIjと接地
選択信号Gjを発生する。第1及び第2バイアス/接地
選択回路500、520は、メモリセルアレー100の
上下部に位置し、2つのうち、1つはバイアスライン及
び接地ラインを有するメモリセルアレーのメーンビット
ラインを選択する。
【0015】図3及び図4は、メモリセルアレーブロッ
クとバイアス/接地選択回路の間の相互連結を示す。
【0016】メーンビットラインMB1−MB64は、
メモリセルアレー100のメモリブロックに含まれる。
図3を参照すると、1バイアス/接地選択回路500
は、奇数番目メーンビットラインMB1、MB3、…、
MB63を連結するNMOSトランジスター501-5
05とバイアス選択信号BI0、BI1、BI7、BI
8に応じて奇数番目ビットラインをバイアス電圧レベル
にチャージするPMOSトランジスター506と、そし
て接地選択信号G0、G1、G7、G8に応じて奇数番目ビ
ットラインを接地レベルにディスチャージするNMOS
トランジスター507を含む。そして図4を参照する
と、第2バイアス/接地選択回路520は、偶数番目メ
ーンビットラインMB2、MB4、MB64を連結する
NMOSトランジスター521−525と、接地選択信
号G0、G1、G7、G8に応じて偶数番目メーンビッ
トラインを接地レベルにディスチャージするNMOSト
ランジスター526と、そして偶数番目メーンビットバ
イアス電圧レベルにチャージするPMOSトランジスタ
ー527を含む。
【0017】メモリブロックに対応するバイアス/接地
選択回路のユニット数は、メモリセルアレー100内で
分離される。
【0018】図5及び図6に示すように列ディコーダ2
00は、アドレス信号A0/A0B、A1/A1B、A2
/ A2B、A5/A5B、A6/A6Bを受けて複数のナ
ンドゲート201とナンドゲート201の出力を変換し
てメーンビットライン及び接地ラインを選択することに
おいて、使用されるディコーダ信号YA0−YA7、Y
B0−YB3に出力する個のインバータ202で構成さ
れる。接地ラインは接地選択信号によって接地と連結さ
れるメーンビットラインである。
【0019】図7は、バイアス/接地選択制御回路40
0、420に共通に含まれるロジック回路を示す。
【0020】ナンドゲート401は、アドレス信号A0
/A0B、A1/A1B、A2/A2Bを受ける。ナンド
ゲート402は、ナンドゲート401の出力を受けて、
それの出力は、アドレス信号A3によって制御される排
他的論理(exclusive OR)ゲートXOR4
03の入力に印加される。XORの出力は直列に連結さ
れるインバータ404、405を通して信号BYA0−
BYA7に出力される。信号BYA0−BYA7はバイ
アス及び接地選択信号を発生する図8及び図9の回路に
各各印加される。以下は、図7の回路に配列される構成
のディコーディングを示す表であり、各各の表1及び表
2はXORゲート403の入力を制御するアドレス信号
A3が論理"1"と論理"0"であるときである。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】A3のトグルは、BYAi論理値が反対に
なるようにし、これは第1バイアス/接地選択回路がバ
イアス電圧(又は、プレチャージ電圧)に連結されるか、
又は接地電圧に連結されるか、又は第2バイアス/接地
選択回路が接地電圧に連結されるか、又はバイアス電圧
(又は、プレチャージ電圧)に連結されるかを決定する。
【0024】図8は、第1バイアス/電圧選択制御回路
400を示す図面にバイアス選択及び接地選択信号を発
生する回路の各ユニットを提供する。ユニット400b
は列ディコーダ200及び図7の回路から各各YA0、
BYA0を受けて接地選択信号G0とバイアス選択信号
BIOを発生する。ユニット400bは、列ディコーダ
200と図7の回路から各各YA1及びBYA1を受け
て接地選択信号G1とバイアス選択信号BI1を発生す
る。ユニット400cは、他のユニットと同一である。
【0025】接地選択信号発生回路400cgで、列デ
ィコーダ200から発生されたYA7はインバータ40
6、407を通してXORゲート410の入力に印加さ
れ、NORゲート409の入力に直接印加される。ディコ
ーディング信号BYA7はインバータ408を通してN
ORゲート410の入力に印加される。NORゲート4
09の出力は、XORゲート410の入力に印加され
る。XORゲート410の出力は、直列連結されるイン
バータ411、412を通して接地選択信号G7に出力
される。
【0026】バイアス選択信号発生回路400cdは、
回路400cgのXORゲート410の1対の入力ノ
ードN1、N2に連結される1対の入力端子を有する。
N2は電源電圧に連結されるMOSトランジスター41
3のゲートに連結され、又バイアス選択信号BI7と接
地との間に連結されるNMOSトランジスター418の
ゲートにも連結される。N1は、PMOSトランジスタ
ー413とBI7との間に連結されるPMOSトランジ
スター414のゲートに連結され、接地に連結されるN
MOSトランジスター417のゲートにも連結される。
PMOSトランジスター415がPMOSトランジスタ
ー413とBI7との間に連結され、PMOSトランジ
スター415のゲートはBI7に連結される。ゲートが
基準電圧VREFに連結されるNMOSトランジスター
416はBI7とNMOSトランジスター417との間
に連結される。
【0027】図8の第2バイアス/接地選択制御回路4
20は接地及びバイアス選択信号を発生する回路のユニ
ットが形成される。ユニット420aは列ディコーダ2
00と図7の回路から各各YA0とBYA0を受け、接
地選択信号G0及びバイアス信号BI0を発生する。ユ
ニット420bは、列ディコーダ200と図7の回路か
ら各各YA1とBYA1を受けて接地選択信号G1とバ
イアス選択信号BI1を発生する。ユニット420c構
造は、他のユニットと同一である。420cユニット
で、YA7はインバータ421を通してナンドゲート4
22の入力に印加され、BYA1はナンドゲート422
のようにナンドゲート423の入力に印加される。イン
バータ421の出力は、ナンドゲート423の入力にも
印加される。ナンドゲート422、423の出力は、各
々接地及びバイアス選択信号G7、B17になる。
【0028】Y−パスゲート300は、メーンビットラ
インMB1、MB3、…、MB63に連結される PM
OSトランジスター601を含む。PMOSトランジス
ター601のソースは、電源電圧端子に連結される。P
MOSトランジスター601のドレーンは、ゲートがY
A0−YA7に連結される。NMOSトランジスター6
03のソースと連結される。第4NMOSトランジスタ
ーの各グループは、ゲートがYBi(i=0-3)に連結さ
れるNMOSトランジスター606を通して感知増幅器
600と連結される。PMOSトランジスター601の
導電は、メーンビットラインの電圧レベルによって決定
される。
【0029】読出動作時、メモリセルからデータを読出
するためメーンビットラインMB13が感知されると仮
定すると、現アドレスが110(A2A1A0)であり、A
3が1、YA6(=1)を除外した列ディコーダ200か
らのディコーディング信号YAiは全部0であり、バイ
アス/接地選択制御回路400、420が共通に含まれ
る図7の回路から発生される信号BYAiは表1のよう
に示す。YA6=1、BYA=0になることによって、第
1バイアス/接地選択制御回路400はG6=0及びBI
6=0を発生し、反面に第2バイアス/接地選択制御回路
420は、G6=1及びBI6=1を発生する。図8の
回路において、BI6の電圧レベルはメーンビットライ
ンのプレチャージ電圧レベルに影響を及ぼすVREFの
電圧レベルによって決定される。BI6(=0)の電圧レ
ベルは、論理的に完全に接地レベルに低めない。
【0030】その次、図3を参照すると、G6(=0)
は、第1バイアス/接地選択回路500のNMOSトラ
ンジスター507のゲートに印加され、それによってト
ランジスター507がターンオフされ、BI6のためメ
ーンビットラインMB13にプレチャージ電圧(選択さ
れたメモリセルの状態を感知するための電源電圧とし
て)を供給するため第1バイアス/接地選択回路500の
PMOSトランジスター506がターンオンされる。反
面に、図4を参照すると、第2バイアス/接地選択制御
回路420から発生されたG6(=1)及びB1(=1)はメ
ーンビットラインMB14に連結されるNMOSトラン
ジスター及びPMOSトランジスター526、527の
ゲートに各各印加され、メーンビットラインMB14は
1のG6によってターンオンされるNMOSトランジス
ター526を通して選択されたメモリを接地と連結する
導電ラインで作用する。
【0031】もし、MB13とMB14の間に配列され
る選択されたメモリセルがオンセルであると、MB13
の電圧レベルは、低レベルになり、それによってY−パ
スゲート300のPMOSトランジスター601がMB
13の電圧変化に応じてターンオンされる。YA6が高
レベルになることによって、PMOSトランジスター6
01を通したフールダウン電圧がNMOSトランジスタ
ー603、606(YB=1)を通して感知増幅器600
に伝達される。反面に、MB13とMB14との間に配
列される選択されたメモリセルがオフセルであるとき、
MB14からMB14まで電流パスが形成されないため
MB13の電圧レベルはPMOSトランジスター506
を通して供給されるプレチャージ電圧レベルを維持す
る。
【0032】メーンビットラインMB13が感知される
間、MB13の左側に配列されるメーンビットラインは
接地レベルに設定され、MB14の右側に配列されるメ
ーンビットラインはPMOSトランジスター527によ
って供給されるバイアス電圧に維持される。アドレス1
10を有する表1によると、MB13とMB14との間
に配列される選択されたメモリセルに貯蔵されたデータ
を読出するためMB13とMB14を通して形成された
センシングパスは第2バイアス/電圧選択回路520の
PMOSトランジスター527を通して印加されるバイ
アス電圧にチャージされ、トランジスター527はBI
7(BI7に連結されるすべてのPMOSトランジスタ
ー同一)によってターンオンされ、MB6、MB8、M
B10、そしてMB12は接地電圧に連結される。その
ため、MB13とMB14との間に選択されたセルがオ
ンセルであるとき、選択されたセンシングパスに電流が
流入されなく、選択されたメモリセルがオフセルである
とき、選択されたセンシングパスに漏洩電流が落ちるこ
とができない。
【0033】図11乃至図13は、本発明の実施形態に
よる隣接する各メモリブロックBLK0、BLK1のM
B0からMB15までの16個のメーンビットラインの
多様な条件を示す。
【0034】図11を参照すると、MB8が感知される
ため選択されるとき、MB8の右側に配列されるMB9
乃至MB15はバイアス電圧に連結され、MB8の左側
に配列されるMB0乃至MB7は接地電圧に連結され
る。隣接したブロックBLK1において、メーンビット
ラインのバイアス条件はブロックBLK0と同一であ
る。他の場合において、図12を参照すると、BLK0
とBLK1に属するメーンビットラインのうち、1つの
第1メーンビットラインMB0が指定されると仮定する
と、第1メーンビットラインMB0は接地レベルに維持
され、 BLK0とBLK1のMB8からMB15まで
は接地電圧に維持され、BLK0とBLK1のMB1か
らMB7まではバイアス電圧に連結される。図13はB
LK0内にあるし、BLK1に一番近接したメーンビッ
トラインが選択された境遇を示す。
【0035】図12のように、BLK0とBLK1のM
B8乃至B15は、接地電圧に維持され、BLK0とB
LK1のMB1乃至この望ましいMB7はバイアス電圧
に連結される。
【0036】上述のように、本発明によると、オンセル
から感知した電流と隣接したオンセルによる漏洩電流の
流入を防ぎ、ノーア型メモリ装置のセンシング安定と読
出速度を向上させることができる。
【0037】以上から、本発明による回路の構成及び動
作をした説明及び図面によって図示したが、これは例を
あげて説明したことにし、本発明の技術的思想を外れな
い範囲内で多様した変化及び変更が可能である。
【0038】
【発明の効果】以上のような本発明によると、セルの状
態によって入される電流の流れを防ぐことができ、半導
体メモリ装置のセンシング安定及び読出速度を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的な非揮発性メモリ装置のノーア型メモ
リセルアレーの構造を示す図である。
【図2】 本発明によるメモリ装置の機能的な構成を示
すブロック図である。
【図3】 メモリセルアレーと周邊回路の構成を示す図
である。
【図4】 メモリセルアレーと周邊回路の構成を示す図
である。
【図5】 列ディコーダのロジック回路を示す図であ
る。
【図6】 列ディコーダのロジック回路を示す図であ
る。
【図7】 バイアス電圧及び接地電圧の選択を制御する
信号を発生するロジック回路を示す図である。
【図8】 第1バイアス電圧及び接地電圧の選択を制御
するための回路の構造を示す図である。
【図9】 第1バイアス電圧及び接地電圧の選択を制御
するための回路の構造を示す図である。
【図10】 Y−パスゲートの回路図である。
【図11】 本発明によるメモリセルの感知電流流れの
特性を示す図である。
【図12】 本発明によるメモリセルの感知電流流れの
特性を示す図である。
【図13】 本発明によるメモリセルの感知電流流れの
特性を示す図である。
【符号の説明】
100 メモリセルアレー 200 列ディコーダ 300 Y−パスゲート 400 第1バイアス/接地選択制御回路 420 第2バイアス/接地選択制御回路 500 第1バイアス/接地選択回路 520 第2バイアス/接地選択回路 600 感知増幅器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルブロックを有し、前記
    各メモリセルブロックはビットラインを含むメモリセル
    アレーと、 複数のアドレス信号に応じて複数のディコーディング信
    号を発生する列ディコーダと、 1つのグループの複数のビットラインのバイアス条件を
    決定する複数の第1選択信号を発生する第1選択制御回
    路と、 前記第1選択制御回路から発生された前記第1選択信号
    に応じて1つのグループの複数のビットラインのバイア
    ス条件を判断するための第1選択回路と、 1つのグループの複数のビットラインのバイアス条件を
    決定するための複数の第2選択信号を発生する第1選択
    制御回路と、 前記第2選択制御回路から発生される第2選択信号に応
    じて他のグループの複数のビットラインのバイアス条件
    を判断するための第2選択回路を含むことを特徴とする
    半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】 前記第2選択回路と感知増幅器の間に連
    結されるパスゲート回路を付加的に含むことを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1選択制御回路から発生される第
    1選択信号は、複数のバイアス選択信号と複数のグラウ
    ンド選択信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の
    半導体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1選択制御回路は、前記バイアス
    選択回路の電圧レベルを調節するための回路手段を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
  5. 【請求項5】 前記第2選択制御から発生される前記第
    1選択信号は、複数のバイアス信号と複数のグラウンド
    選択信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導
    体メモリ装置。
  6. 【請求項6】 複数のメモリブロックを有し、前記各メ
    モリブロックは複数のメモリセルに連結される複数のビ
    ットラインを含み、前記ビットライン第1方向のビット
    ラインと第2方向のビットラインに分かれるメモリセル
    アレーと、 複数のアドレス信号に応じて複数のディコーディング信
    号を発生する列ディコーダと、 第1電圧端子と第1方向のビットラインの間に連結され
    る数個の第1トランジスターと、前記第1方向のビット
    ラインと第2電圧端子の間に連結される複数の第2トラ
    ンジスターを含み、前記第1トランジスターは第1選択
    信号に応じて前記第2トランジスターは第2選択信号に
    応じる第1選択回路と、 前記第1電圧端子と第2方向のビットラインの間に連結
    される複数の第3トランジスターと、前記第2方向のビ
    ットラインと前記第2電圧端子の間に連結される第4ト
    ランジスターを含み、前記第3トランジスターは第3選
    択信号に応じ、前記第4トランジスターは第4選択信号
    に応じる第2選択回路を含むことを特徴とする半導体メ
    モリ装置。
  7. 【請求項7】 前記第1選択信号は、第1トランジスタ
    ーを通してバイアス電圧の第1電圧端子に前記第1方向
    のビットラインを連結するためのものであり、前記第3
    選択信号は、前記第3トランジスターを通してバイアス
    電圧に前記第2方向のビットラインを連結するためのこ
    とを特徴とする請求項6に記載の半導体メモリ装置。
  8. 【請求項8】 前記第2選択信号は第2トランジスター
    を通して接地電圧の前記第2電圧端子に第1方向のビッ
    トラインを連結するためのものであり、前記第4選択信
    号は第4トランジスターを通して接地電圧に第2方向の
    ビットラインを連結するためのことを特徴とする請求項
    6に記載の半導体メモリ装置。
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