JPS5870574A - Cmis静電誘導トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
Cmis静電誘導トランジスタ及びその製造方法Info
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- JPS5870574A JPS5870574A JP16931181A JP16931181A JPS5870574A JP S5870574 A JPS5870574 A JP S5870574A JP 16931181 A JP16931181 A JP 16931181A JP 16931181 A JP16931181 A JP 16931181A JP S5870574 A JPS5870574 A JP S5870574A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
- H01L27/092—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
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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】
本発明は、チャンネルが空乏層であり、チャンネル中に
形成された電位障壁によって電流が制御サレル絶縁ゲー
ト静電誘導トランジスタ(以下、証工8s工Tと称す。
形成された電位障壁によって電流が制御サレル絶縁ゲー
ト静電誘導トランジスタ(以下、証工8s工Tと称す。
)において、MWチャンネルM工SEi工Tと、P型チ
ャンネルM工5BITで構成される相補型M工SS工T
(以下OM工8S工Tと称す。)及びその製造方法に関
する。
ャンネルM工5BITで構成される相補型M工SS工T
(以下OM工8S工Tと称す。)及びその製造方法に関
する。
近年、半導体集M@路技術の進展はめざましく、絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタ(以下、MINTと称す。)
のゲート長は3μ愼以下が普遍化しつつある。更に高性
能化、高集積密度化の追求がなされている。一般にMI
NTを高性能化、高集積密度化すべく短チャンネル化し
ていくと、いわゆるパンチスルーを起こし、ゲートによ
るドレイン電流の制御効率が悪くなる。しかしながら電
気特性は短チャンネル化により改善される。これは、M
INTの遅延時間τは一般に、 rQCOL / jl @ (但し、OLはM工8Tの容量、 gsは相互コンダク
タンス) で表わされ、短チャンネル化に伴いOLが低減し、電流
駆動能力が大きいためyIILが増大した結果である。
ート電界効果トランジスタ(以下、MINTと称す。)
のゲート長は3μ愼以下が普遍化しつつある。更に高性
能化、高集積密度化の追求がなされている。一般にMI
NTを高性能化、高集積密度化すべく短チャンネル化し
ていくと、いわゆるパンチスルーを起こし、ゲートによ
るドレイン電流の制御効率が悪くなる。しかしながら電
気特性は短チャンネル化により改善される。これは、M
INTの遅延時間τは一般に、 rQCOL / jl @ (但し、OLはM工8Tの容量、 gsは相互コンダク
タンス) で表わされ、短チャンネル化に伴いOLが低減し、電流
駆動能力が大きいためyIILが増大した結果である。
このようなパンチスルーモードのM工8Tが、前記した
ようにゲートによる制御効率が悪い理由は、パンチスル
ー状態で、チャンネル中の電位分布がソースからドレイ
ンへ向かって単調に減少しており、かつ電流の分布がチ
ャンネルの表面から基板側へ広く広がっているためであ
る。このためパンチスルーモードのMINTは実用的で
はない。
ようにゲートによる制御効率が悪い理由は、パンチスル
ー状態で、チャンネル中の電位分布がソースからドレイ
ンへ向かって単調に減少しており、かつ電流の分布がチ
ャンネルの表面から基板側へ広く広がっているためであ
る。このためパンチスルーモードのMINTは実用的で
はない。
これに対して、同じくチャンネルを空乏化してチャンネ
ル中に電流キャリアに対する電位障壁を形成しこれをゲ
ート電極、及びドレイン電極により制御してドレイン電
流を制御するM工SS工Tが提案されている。M工SS
工Tの一例を第1図に示す。第1図はP子基板1上にエ
ピタキシャル気相成長法などにより形成した低不純物密
度のp−領域2が配されておりP−領域2のうち高不純
物密度の証導電型のソース領域3とドレイン領域4には
さまれたチャンネル領域は拡散電位で空乏層化されてい
る。更に前記チャンネル領域上とはゲート絶RM6 、
他領域上には、フィールド絶縁膜5が形成され、アルミ
ニニームなどの金属で形成されたソース電極7.ドレイ
ン電極9.ゲート電極8が配されM工SS工Tを構成し
ている。このMISS工Tのソースからドレインに沿う
ドレイン電圧印加時のチャンネルの電位分布を第2図に
示す。第2図から明らかなように電流キャリアである電
子に対する電位障壁はドレインに正電圧が印加されてい
るためソース近傍に鞍部を有し、ドレイン側で低くなっ
ている。またチャンネル表面からP子基板1側へ行くに
従いP子基板1の拡散電位の影響が強くなるので電子に
対する電位障壁は高くなり電流は基板側へは広がらない
。このためゲートによる前記電位障壁鞍部の制御効率は
高(、MI88工Tは前記したパンチスルーモードのM
INTと同等の電気特性を有し、より実用的な素子であ
ると言える。
ル中に電流キャリアに対する電位障壁を形成しこれをゲ
ート電極、及びドレイン電極により制御してドレイン電
流を制御するM工SS工Tが提案されている。M工SS
工Tの一例を第1図に示す。第1図はP子基板1上にエ
ピタキシャル気相成長法などにより形成した低不純物密
度のp−領域2が配されておりP−領域2のうち高不純
物密度の証導電型のソース領域3とドレイン領域4には
さまれたチャンネル領域は拡散電位で空乏層化されてい
る。更に前記チャンネル領域上とはゲート絶RM6 、
他領域上には、フィールド絶縁膜5が形成され、アルミ
ニニームなどの金属で形成されたソース電極7.ドレイ
ン電極9.ゲート電極8が配されM工SS工Tを構成し
ている。このMISS工Tのソースからドレインに沿う
ドレイン電圧印加時のチャンネルの電位分布を第2図に
示す。第2図から明らかなように電流キャリアである電
子に対する電位障壁はドレインに正電圧が印加されてい
るためソース近傍に鞍部を有し、ドレイン側で低くなっ
ている。またチャンネル表面からP子基板1側へ行くに
従いP子基板1の拡散電位の影響が強くなるので電子に
対する電位障壁は高くなり電流は基板側へは広がらない
。このためゲートによる前記電位障壁鞍部の制御効率は
高(、MI88工Tは前記したパンチスルーモードのM
INTと同等の電気特性を有し、より実用的な素子であ
ると言える。
しかし、末だM工881’l’においては、低消費電力
性と高い雑音余裕度を合せ持つ相補構造のものは提案さ
れていない。
性と高い雑音余裕度を合せ持つ相補構造のものは提案さ
れていない。
本発明は以上の背景に鑑みてなされたもので、相補型M
工ss工T(以下、OM工SS工Tと称す。)の新規な
構造、及びその製造方法を提案するものである。本発明
の0M1Sf3XTは、−導電型の基板の一部に配した
基板と逆導電型の埋込み層を有する低不純物密度で一導
電型のエピタキシャル層、該エピタキシャル層の前記埋
込み層の周囲に配した逆導電型の分離領域、前記埋込層
上ノ前記エピタキシャル層に配した逆導電型の第一の半
導体領域、前記埋込層上の該分離領域内部の前記エピタ
キシャル層の他の主面、及び前記第一の半導体領域中に
形成したー専−型のドレイン領域、ソース領域、前記第
一の半導体領域中のソース領域を除く主面上に配した絶
縁膜、絶縁膜上に配した第一のゲート電極から成る一導
電型チヤンネルの絶縁ゲート静電誘導トランジスタと、
前記エピタキシャル層の別の主面に互に離間して配した
逆導電型のソース領域とドレイン領域、及び該ソース領
域とドレイン領域間の前記エピタキシャル層の主面上に
配した第二のゲート電極から成る基板と逆導電型の絶縁
ゲート静%銹導トランジスタとから成ることを特徴とす
る。
工ss工T(以下、OM工SS工Tと称す。)の新規な
構造、及びその製造方法を提案するものである。本発明
の0M1Sf3XTは、−導電型の基板の一部に配した
基板と逆導電型の埋込み層を有する低不純物密度で一導
電型のエピタキシャル層、該エピタキシャル層の前記埋
込み層の周囲に配した逆導電型の分離領域、前記埋込層
上ノ前記エピタキシャル層に配した逆導電型の第一の半
導体領域、前記埋込層上の該分離領域内部の前記エピタ
キシャル層の他の主面、及び前記第一の半導体領域中に
形成したー専−型のドレイン領域、ソース領域、前記第
一の半導体領域中のソース領域を除く主面上に配した絶
縁膜、絶縁膜上に配した第一のゲート電極から成る一導
電型チヤンネルの絶縁ゲート静電誘導トランジスタと、
前記エピタキシャル層の別の主面に互に離間して配した
逆導電型のソース領域とドレイン領域、及び該ソース領
域とドレイン領域間の前記エピタキシャル層の主面上に
配した第二のゲート電極から成る基板と逆導電型の絶縁
ゲート静%銹導トランジスタとから成ることを特徴とす
る。
本発明のOM工SS工Tの実施例を第3図に示す。第3
図において、たとえばアンチモンを1014〜10te
atomsゐの濃度で一様にドープしたN型シリコン
基板10上の一部に、固体ソースなどを用いたボロン拡
散またはイオン注入により、表面濃度101γ〜1o
1−gtoms、−のP十型埋込層11を形成する。さ
らにたとえばエピタキシャル気相成長法により、厚さ2
〜5μ集、不純物密度1011〜1o @@ ato“
−程度のN−型エピタキシャル層12を成長させる0次
に、P十埋込層11の外縁を囲むように、ボロンの固体
ソースなどによる熱拡散で表面濃度1011〜10II
atoflll/。
図において、たとえばアンチモンを1014〜10te
atomsゐの濃度で一様にドープしたN型シリコン
基板10上の一部に、固体ソースなどを用いたボロン拡
散またはイオン注入により、表面濃度101γ〜1o
1−gtoms、−のP十型埋込層11を形成する。さ
らにたとえばエピタキシャル気相成長法により、厚さ2
〜5μ集、不純物密度1011〜1o @@ ato“
−程度のN−型エピタキシャル層12を成長させる0次
に、P十埋込層11の外縁を囲むように、ボロンの固体
ソースなどによる熱拡散で表面濃度1011〜10II
atoflll/。
程度拡散深さ約2μ愼以上のP十型分離幀域13を形成
する。P十埋込層11上の、P+分離領域13に囲まれ
たに一部エピタキシャル領域12内には、たとえば打込
エネルギー100 KeV 、ドーズ量1×1014a
t0ffi″ル程度のボロンイオン打込により形成した
P−型の第一の半導体領域14、第一の半導体領域14
の内と外にそれぞれ、リンの気体ソースなどの熱拡散に
より、NチャンネルM工°ss工Tのy十型ソース領域
17.N十型ドレイン領域18を形成する。次に、N基
板10上のM−エピタキシャル層12内には、Pチャン
ネルM工SS工Tのソース領域、ドレイン領域にそれぞ
れ相当する表面濃度1017〜10 ls 1!t01
!1s/cd程度拡散深さ約2μ惰以上のP十型拡散領
域15.16をボロンの固体ソースなどによる熱拡散で
形成する。P−領域14中のN十領域17と、N−エピ
タキシャル領域12間のチャンネル領域2゜上、及び、
N−領域12中のP十領域15.14間のチャンネル領
域19上に、!310.などにより厚さ500〜100
01程度のゲート絶縁膜を熱酸化法により成長させ、さ
らに、その上に蒸着法またはスパッタ法などによりムt
などのゲート金属を選択的に形成する゛。このようにし
て形成したN型、及びP型のM工5sxTにより本発明
の0Ml85工Tは構成される。
する。P十埋込層11上の、P+分離領域13に囲まれ
たに一部エピタキシャル領域12内には、たとえば打込
エネルギー100 KeV 、ドーズ量1×1014a
t0ffi″ル程度のボロンイオン打込により形成した
P−型の第一の半導体領域14、第一の半導体領域14
の内と外にそれぞれ、リンの気体ソースなどの熱拡散に
より、NチャンネルM工°ss工Tのy十型ソース領域
17.N十型ドレイン領域18を形成する。次に、N基
板10上のM−エピタキシャル層12内には、Pチャン
ネルM工SS工Tのソース領域、ドレイン領域にそれぞ
れ相当する表面濃度1017〜10 ls 1!t01
!1s/cd程度拡散深さ約2μ惰以上のP十型拡散領
域15.16をボロンの固体ソースなどによる熱拡散で
形成する。P−領域14中のN十領域17と、N−エピ
タキシャル領域12間のチャンネル領域2゜上、及び、
N−領域12中のP十領域15.14間のチャンネル領
域19上に、!310.などにより厚さ500〜100
01程度のゲート絶縁膜を熱酸化法により成長させ、さ
らに、その上に蒸着法またはスパッタ法などによりムt
などのゲート金属を選択的に形成する゛。このようにし
て形成したN型、及びP型のM工5sxTにより本発明
の0Ml85工Tは構成される。
なお、第3図では、N基板10とP十領域15と16は
、それぞれ直接接合を形成しているが、N基板10は、
前述の説明にあるように、MI8S工Tのゲートの制御
効率を高めるために付加したものであるから、直接接合
を形成せず、互いに離間していても良い。
、それぞれ直接接合を形成しているが、N基板10は、
前述の説明にあるように、MI8S工Tのゲートの制御
効率を高めるために付加したものであるから、直接接合
を形成せず、互いに離間していても良い。
さらに、本発明のOM工SS工Tは、P+分離領域13
とP+ソース領域15.P+ドレイン領域16を同時に
形成できるため、工程数及びマスク数が少ないという特
徴を有する。
とP+ソース領域15.P+ドレイン領域16を同時に
形成できるため、工程数及びマスク数が少ないという特
徴を有する。
第3図に示すM工SS工Tはいずれもチャンネル領域が
ドレイン電圧印加時に空乏層化し、チャンネル内の電位
分布がソース近傍に鞍点を有するため、第1図に示すM
工SS工Tと同様に高速で動作し、しかもゲートの制御
効率は高い。また、本発明の−M工SS工TはPチャン
ネルM工SS工TとNチャンネルM工SS工Tが電気的
に分離されているため、寄生トランジスタ効果も生じな
い。以上の説明はPをHに、NをPにかえた場合も有効
である。
ドレイン電圧印加時に空乏層化し、チャンネル内の電位
分布がソース近傍に鞍点を有するため、第1図に示すM
工SS工Tと同様に高速で動作し、しかもゲートの制御
効率は高い。また、本発明の−M工SS工TはPチャン
ネルM工SS工TとNチャンネルM工SS工Tが電気的
に分離されているため、寄生トランジスタ効果も生じな
い。以上の説明はPをHに、NをPにかえた場合も有効
である。
本発明のOM工ss工Tは、OM工SとM工SS工Tの
特徴をあわせもち、消費電力が小さく、しかも高速で動
作する。また、チャンネル長が短いため、素子自体の大
きさも小さく、集積回路に用いた場合、その集積密度は
きわめて高い。OM工SS工Tは、高速低消費電力とい
う特徴を生かし、電車、時計用ICの高周波部はもちろ
ん、近年、盛んに開発が進められている携帯用テレビ、
携帯用マイクロコンピュータ−など応用範囲は広い。
特徴をあわせもち、消費電力が小さく、しかも高速で動
作する。また、チャンネル長が短いため、素子自体の大
きさも小さく、集積回路に用いた場合、その集積密度は
きわめて高い。OM工SS工Tは、高速低消費電力とい
う特徴を生かし、電車、時計用ICの高周波部はもちろ
ん、近年、盛んに開発が進められている携帯用テレビ、
携帯用マイクロコンピュータ−など応用範囲は広い。
また、エピタキシャル層上に作成する点から、バイポー
ラ素子との共存が容易である。
ラ素子との共存が容易である。
第1図は、従来のM工SS工Tの断面図、第2図は、第
1図に示すV工SS工Tの電位分布図。 第3図は、本発明のOM工SS工Tの実施例の断面図で
ある。 1・・・・・・P子基板 2・拳・・・・P−エピタキシャル層 3…・・・夏+ソース領域 4・・・・・・N+ドレイン領域 5・・・・・・フィールド絶縁膜 6・・・・・・ゲート絶縁膜 7・・・・・・ソース電極 8・・・・・・ゲート電極 9・・・…ドレイン電極 10・・・・・・夏基板 11・・・・・・P十埋込領域 15・・・・・・P十分間領域 14・・・・・・P−ウェル領域 15・・・・・・P+ソース領域 16・・・・・・P+ドレイン領域 17・・・・・・N+ソース領域 18・・・・・・N+ドレイン領域 19・・・・・・P型チャンネル領域 20・・・・・・N型チャンネル領域 21・・・・・・フィールド絶縁膜 22・・・・・・ソース電極 25・・・・・・ゲート電極 24・・・・・・ドレイン電極 25・・・・・・ソース電極 26・・・・・・ゲート電極 27・・・・・・ドレイン電極 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 1g)
1図に示すV工SS工Tの電位分布図。 第3図は、本発明のOM工SS工Tの実施例の断面図で
ある。 1・・・・・・P子基板 2・拳・・・・P−エピタキシャル層 3…・・・夏+ソース領域 4・・・・・・N+ドレイン領域 5・・・・・・フィールド絶縁膜 6・・・・・・ゲート絶縁膜 7・・・・・・ソース電極 8・・・・・・ゲート電極 9・・・…ドレイン電極 10・・・・・・夏基板 11・・・・・・P十埋込領域 15・・・・・・P十分間領域 14・・・・・・P−ウェル領域 15・・・・・・P+ソース領域 16・・・・・・P+ドレイン領域 17・・・・・・N+ソース領域 18・・・・・・N+ドレイン領域 19・・・・・・P型チャンネル領域 20・・・・・・N型チャンネル領域 21・・・・・・フィールド絶縁膜 22・・・・・・ソース電極 25・・・・・・ゲート電極 24・・・・・・ドレイン電極 25・・・・・・ソース電極 26・・・・・・ゲート電極 27・・・・・・ドレイン電極 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 1g)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) −導電型の基板の一部に配した基板と逆導電
型の埋込み層を有する低不純物密度で一導電型のエピタ
キシャル層、該エピタキシャル層の前記埋込み層の周囲
に配した逆導電型の分離領域、前記埋込層上の前記エピ
タキシャル層に配した逆導電型の第一の半導体領域、前
記埋込層上の該分離領域内部の前記エピタキシャル層の
他の主面、及び前記第一の半導体領域中に形成した一導
電型のドレイン領域、ソース領域、前記第一の半導体領
域中のソース領域を除く主面上に配した絶縁膜、絶縁膜
上に配した第一のゲート電極から成る一導電型チヤンネ
ルの絶縁ゲート静電誘導トランジスタと、前記エピタキ
シャル層の別の主面に互し1に離間して配した逆導電型
のソース領域とドレイン領域、及び該ソース領域とドレ
イン領域間の前記エピタキシャル層の主面上に配した第
二のゲート電極から成る逆導電型チャンネルの絶縁ゲー
ト静電誘導トランジスタとから成ることを特徴とする0
M1日静電誘導トランジスタ。 (2)−導電型の基板上に選択的に基板と逆導電型の埋
込層を形成する工程、前記基板上に一導電型のエピタキ
シャル層を形成する工程、エピタキシャル層の主面より
前記埋込層の周囲に逆導電型の分離領域を形成する工程
、前記埋込層上の前記エピタキシャル層の主面から逆導
電型の第一の半導体領域を形成する工程、前記第一の半
導体領域の主面、及び前記埋込層上の前記エピタキシャ
ル層の別の主面に同導電製のソース領域、ドレイン領域
を形成する工程、前記エピタキシャル層の別の主面に互
いに離間して逆導電型のソース領域、ドレイン領域を作
る工程、前記各ドレイン領域、ソース領域間の前記第一
の半導体領域及び前記エピタキシャル層の主面上に絶縁
膜を形成する工程、前記各絶縁膜上に選択的に第一、第
二のゲート電極を形成する工程からなることを特徴とす
るOM工S静電誘導トランジスタの製造方法。 (8)前記分離領域、及び基板と逆導電型の前記ソース
領域、ドレイン領域を、イオン注入または拡散により同
時にV/成することを特徴とする特許請求の範題第2項
記載のOM工S静電誘導トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931181A JPS5870574A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | Cmis静電誘導トランジスタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931181A JPS5870574A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | Cmis静電誘導トランジスタ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5870574A true JPS5870574A (ja) | 1983-04-27 |
Family
ID=15884176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16931181A Pending JPS5870574A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | Cmis静電誘導トランジスタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5870574A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0534329A2 (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-31 | Small Power Communication Systems Research Laboratories Co., Ltd. | Notched insulation gate static induction transistor integrated circuit |
-
1981
- 1981-10-22 JP JP16931181A patent/JPS5870574A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0534329A2 (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-31 | Small Power Communication Systems Research Laboratories Co., Ltd. | Notched insulation gate static induction transistor integrated circuit |
EP0534329A3 (en) * | 1991-09-24 | 1995-10-11 | Small Power Communication Syst | Notched insulation gate static induction transistor integrated circuit |
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