JPS61228664A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS61228664A JPS61228664A JP60069314A JP6931485A JPS61228664A JP S61228664 A JPS61228664 A JP S61228664A JP 60069314 A JP60069314 A JP 60069314A JP 6931485 A JP6931485 A JP 6931485A JP S61228664 A JPS61228664 A JP S61228664A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- type
- transistor
- base
- epitaxial layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8222—Bipolar technology
- H01L21/8226—Bipolar technology comprising merged transistor logic or integrated injection logic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明に半導体装置、特に通常のバイポーラ集積回路と
集積注入論理回路(IntegratedInject
ion Logic、以下ILとい5)とを有する半導
体装置に関する。
集積注入論理回路(IntegratedInject
ion Logic、以下ILとい5)とを有する半導
体装置に関する。
(従来の技術〕
従来、I2L は注入素子としての一極性型の横方向ト
ランジスタ(インジェクタ・トランジスタ)とキャリア
増幅素子としての他の極性型の縦方向逆動作トランジス
タ(インバータ・トランジスタ]とから構成され、横方
向トランジスタのコレクタ領域と、逆動作縦方向トラン
ジスタのベース領域が共通になっている。
ランジスタ(インジェクタ・トランジスタ)とキャリア
増幅素子としての他の極性型の縦方向逆動作トランジス
タ(インバータ・トランジスタ]とから構成され、横方
向トランジスタのコレクタ領域と、逆動作縦方向トラン
ジスタのベース領域が共通になっている。
ILLは、製造工程が簡単で、集積度が扁く、通常のバ
イポーラ集積回路と共存できるという特徴を有している
。
イポーラ集積回路と共存できるという特徴を有している
。
1!2図は従来のI”L の第1の例の断面図である。
第2図において、1はP型半導体基板、2はN1型埋込
層、4はN型エピタキシャル層、51mF”型絶縁分離
領域、7aはP型インジェクタ領域(横方向PNP)ラ
ンジスタのエミッタ領域)、7bは逆動作縦方向NPN
)ランジスタのP型ベース領域(横方向PNP)ランジ
スタのコレクタ領域)、7Cは通常のNPN)ランジス
タのP型ベース、8aは逆動作縦方向NPN)ランジス
タのN十型エミッタコンタクト領域、Bbd同トランジ
スタのN+型コレクタ領域58clc通常のNPN )
ランジスタのN+型エミッタ領域、8del!同トラン
ジスタのN生型コレクタコンタクト領域、10はインジ
ェクタ電極パターン、11,12.13i逆動作NPN
トランジスタのエミッタ、ベース。
層、4はN型エピタキシャル層、51mF”型絶縁分離
領域、7aはP型インジェクタ領域(横方向PNP)ラ
ンジスタのエミッタ領域)、7bは逆動作縦方向NPN
)ランジスタのP型ベース領域(横方向PNP)ランジ
スタのコレクタ領域)、7Cは通常のNPN)ランジス
タのP型ベース、8aは逆動作縦方向NPN)ランジス
タのN十型エミッタコンタクト領域、Bbd同トランジ
スタのN+型コレクタ領域58clc通常のNPN )
ランジスタのN+型エミッタ領域、8del!同トラン
ジスタのN生型コレクタコンタクト領域、10はインジ
ェクタ電極パターン、11,12.13i逆動作NPN
トランジスタのエミッタ、ベース。
コレクタ電極パターン、14,15.16は通常のNP
N) ランジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パ
ターンをそれぞれ示す、尚7a、”Ib。
N) ランジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パ
ターンをそれぞれ示す、尚7a、”Ib。
7C及び8at 8bs 8ce 8dはそれぞれ同時
に形成されている。
に形成されている。
しかし、従来のIL の構造では以下の欠点があった。
+1) 逆動作縦方向NPNトランジスタの電流増幅
率(以下九、という)は通常のNPN)ランジスタの電
流増@皐(以下hFl という)に依り決定され、β
upt−高くする几めにhym t−高く決定する必要
があり、この結果、通常のNPNトランジスタの耐圧(
以下BVolOという]が低下してしまり九。
率(以下九、という)は通常のNPN)ランジスタの電
流増@皐(以下hFl という)に依り決定され、β
upt−高くする几めにhym t−高く決定する必要
があり、この結果、通常のNPNトランジスタの耐圧(
以下BVolOという]が低下してしまり九。
(2) 通常のNPN)ランジスタのBvolot−
確保するために、エピタキシャル層の濃度t−Iトさく
し、逆動作NPN)ランジスタのベース領域直下の実効
エピタキシャル層厚(以下Wepiという)t−大きく
とる必要があり、この結果、ホールの蓄積に19、動作
速度が低下してしまう九。
確保するために、エピタキシャル層の濃度t−Iトさく
し、逆動作NPN)ランジスタのベース領域直下の実効
エピタキシャル層厚(以下Wepiという)t−大きく
とる必要があり、この結果、ホールの蓄積に19、動作
速度が低下してしまう九。
以上の欠点をなくすために、第3図に示す構造のI2L
が考案された。この構造では、逆動作縦方1ol N
P N )ランジスタの活性ベース領域6(内部ベー
ス領域]が低濃度で形成され、かつ不活性ベース領域7
b(外部ベース領域)エリも深く形成されていることが
特徴である。又、インジェクタ領域7a及び逆動作縦方
向NPN)ランジスタの不活性ベース領域7bは通常の
NPr1ランジスタのベース領域7Cと同時に形成され
ている。
が考案された。この構造では、逆動作縦方1ol N
P N )ランジスタの活性ベース領域6(内部ベー
ス領域]が低濃度で形成され、かつ不活性ベース領域7
b(外部ベース領域)エリも深く形成されていることが
特徴である。又、インジェクタ領域7a及び逆動作縦方
向NPN)ランジスタの不活性ベース領域7bは通常の
NPr1ランジスタのベース領域7Cと同時に形成され
ている。
この構造は、従来のI2L に比べて以下の利点を有
している。
している。
(1)通常のNPN)ランジスタhFlと独立に逆動作
縦方向NPN)ランジスタの九、ヲ高く制御できる。
縦方向NPN)ランジスタの九、ヲ高く制御できる。
(2)実効エピタキシャル厚W −を小さくてきps
動作速Kf:大きくすることができる。
(3)逆動作縦方向NPN)ランジスタの活性ベース領
域を低濃度で形成しているために、接合容量を小さくす
ることができ、低電流における動作速度を大きくするこ
とができる。
域を低濃度で形成しているために、接合容量を小さくす
ることができ、低電流における動作速度を大きくするこ
とができる。
(発明が解決しようとする問題点ン
以上の様に、第3図に示す構造のI”L にお匹ては、
従来に比べて優れた特性含有しているが、さらに高速化
、特に低電流における高速化を狙り場合には限界があっ
た。なぜなら、一般に、低電流における伝搬遅延時間(
以下t p tl という)はインジェクタ電流(以下
l1nj という]及びインジェクタ印加電圧c以下
vbiasという)、よ小さくすることが困難であるか
らである。すなわち、Vbias uインジェクタP
NP)ランジスタの電流増幅率(以下βinjという)
に依存し、第2図に示す構造のILにおいては、βin
j’tさらに大きくすることができない次めVb j
a sを小さくすることができなかった。
従来に比べて優れた特性含有しているが、さらに高速化
、特に低電流における高速化を狙り場合には限界があっ
た。なぜなら、一般に、低電流における伝搬遅延時間(
以下t p tl という)はインジェクタ電流(以下
l1nj という]及びインジェクタ印加電圧c以下
vbiasという)、よ小さくすることが困難であるか
らである。すなわち、Vbias uインジェクタP
NP)ランジスタの電流増幅率(以下βinjという)
に依存し、第2図に示す構造のILにおいては、βin
j’tさらに大きくすることができない次めVb j
a sを小さくすることができなかった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、通常のバイボー
ラド2ンジスタの耐圧Bvago及びI”Lのβ。pt
−確保しさらにβinj の上昇を計って低電流におけ
る動作速にの向上を実現する半導体装置を提供すること
にある。
ラド2ンジスタの耐圧Bvago及びI”Lのβ。pt
−確保しさらにβinj の上昇を計って低電流におけ
る動作速にの向上を実現する半導体装置を提供すること
にある。
C問題点t″解決するための手段】
本発明の半導体装1tは、−導電型半導体基板上に形成
された反対導電屋のエピタキシャル層と、前記半導体基
板とエピタキシャル層との境界領域に形成された複数個
の反対導電型の111埋込層と、前記エピタキシャル層
の上面から前記半導体基板に達して前記エピタキシャル
層を複数の島に分離する一擲電型の絶縁分離領域と、前
記島のうちの一つの島に形成され九通常のバイポーラト
ランジスタと、前記島のうちの他の一つの島に形成され
た一4電型の第1及び第2領域と該第2領域に比して低
a度かつ深く形成され友−導電型の第3領域と該第3領
域内に形成され九少くとも1個の反対導電型のI!4領
域と、前記他の一つの島内の前記藁3領域直下を除く前
記第1埋込層上にかつ第111込層に接して形成される
第2埋込層と1−有し、前記他の島の第1領域をエミッ
タ、前記他の一つの島のエピタキシャル層をベース、前
記g2領域tコレクタとする横方向トランジスタと、前
記他の一つの島のエピタキシャル層をエミッタ、前記第
3領域をベース、前記第4領斌をコレクタとするスイッ
チング素子としての縦方向トランジスタとを含んで構成
される。
された反対導電屋のエピタキシャル層と、前記半導体基
板とエピタキシャル層との境界領域に形成された複数個
の反対導電型の111埋込層と、前記エピタキシャル層
の上面から前記半導体基板に達して前記エピタキシャル
層を複数の島に分離する一擲電型の絶縁分離領域と、前
記島のうちの一つの島に形成され九通常のバイポーラト
ランジスタと、前記島のうちの他の一つの島に形成され
た一4電型の第1及び第2領域と該第2領域に比して低
a度かつ深く形成され友−導電型の第3領域と該第3領
域内に形成され九少くとも1個の反対導電型のI!4領
域と、前記他の一つの島内の前記藁3領域直下を除く前
記第1埋込層上にかつ第111込層に接して形成される
第2埋込層と1−有し、前記他の島の第1領域をエミッ
タ、前記他の一つの島のエピタキシャル層をベース、前
記g2領域tコレクタとする横方向トランジスタと、前
記他の一つの島のエピタキシャル層をエミッタ、前記第
3領域をベース、前記第4領斌をコレクタとするスイッ
チング素子としての縦方向トランジスタとを含んで構成
される。
(実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図(a)〜(C)は本発明の一実施例の製造方法を
説明するための工程順に示した断面図である。
説明するための工程順に示した断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、P型シリコン基板I
KN+型不純物、例えはアンチモン(sb)f拡散する
ことによl)N 型纂1埋込層2を形成し、その後、
後述するI”L のインバータNPN)ランジスタのP
型第2ベース領域96の直下領域を除く第1埋込層2表
面エリ、sb↓D拡散係数の大きい不純物、例・えはリ
ンtP) t−イオン注入して、N型第2埋込層3t−
形成する0次に、N″″型エピタキシャル層4t−成長
させ、その後エピタキシャル層4表面工vP+型不純物
を拡散し、絶縁分離領域5を形成する。その後、エピタ
キシャル層4表面よりP型不純物、例えばホウ素@をイ
オン注入し、インバータトランジスタのPffi纂1ベ
ース領域61″形成する。ここで第1ベース領域6はイ
ンバータNPN)ランジスタの活性ベース領域となって
いる。又、第2埋込層3は、後述するI”Lのインジェ
クタ領域直下に接するように形成するのが望ましい。
KN+型不純物、例えはアンチモン(sb)f拡散する
ことによl)N 型纂1埋込層2を形成し、その後、
後述するI”L のインバータNPN)ランジスタのP
型第2ベース領域96の直下領域を除く第1埋込層2表
面エリ、sb↓D拡散係数の大きい不純物、例・えはリ
ンtP) t−イオン注入して、N型第2埋込層3t−
形成する0次に、N″″型エピタキシャル層4t−成長
させ、その後エピタキシャル層4表面工vP+型不純物
を拡散し、絶縁分離領域5を形成する。その後、エピタ
キシャル層4表面よりP型不純物、例えばホウ素@をイ
オン注入し、インバータトランジスタのPffi纂1ベ
ース領域61″形成する。ここで第1ベース領域6はイ
ンバータNPN)ランジスタの活性ベース領域となって
いる。又、第2埋込層3は、後述するI”Lのインジェ
クタ領域直下に接するように形成するのが望ましい。
次ニ、第1図(b)に示す工うに、エピタキシャル層4
表面工り@1ベース領域6に比して高濃度かつ浅い接合
のP+型インジェクタ領域7m、インバータNPN)ラ
ンジスタの不活性ベース領域となるP“型第2ベース領
域7b及びP+型ベース領域7ct−同時に形成する。
表面工り@1ベース領域6に比して高濃度かつ浅い接合
のP+型インジェクタ領域7m、インバータNPN)ラ
ンジスタの不活性ベース領域となるP“型第2ベース領
域7b及びP+型ベース領域7ct−同時に形成する。
次に、第1図(c)K示すように、エピタキシャル層4
表面工りN十型不純物を拡散し、インバータNPN)ラ
ンジスタのN+型エミッタコンタクト領域8a、N+型
コレクタ領域8b及び通常のNPNトランジスタのN1
型エミツタ領域8c%N+型コレクタコンタクト領域8
dl同時に形成する。
表面工りN十型不純物を拡散し、インバータNPN)ラ
ンジスタのN+型エミッタコンタクト領域8a、N+型
コレクタ領域8b及び通常のNPNトランジスタのN1
型エミツタ領域8c%N+型コレクタコンタクト領域8
dl同時に形成する。
その後、ILのインジェクタ領域、インバータNPN)
ランジスタのエミッタ、ベース、:2レクタ領域及び通
常のバイポーラトランジスタのエミッタ、ベース、コレ
クタ領域の所定=ンタクト開口領域の酸化[9’にエツ
チングし、各電極パターン10,11.12.13及び
14,15,16を形成する。この工うにして本発明に
よる半導体装置が製造される。
ランジスタのエミッタ、ベース、:2レクタ領域及び通
常のバイポーラトランジスタのエミッタ、ベース、コレ
クタ領域の所定=ンタクト開口領域の酸化[9’にエツ
チングし、各電極パターン10,11.12.13及び
14,15,16を形成する。この工うにして本発明に
よる半導体装置が製造される。
以上説明した実施例において、第2埋込層3t−インジ
ェクタ領域の底面付近迄深く形成することができるため
、従来に比してインジェクタPNPトランジスタのβ
、が上昇する。これは、従n3 米に比して、インジェクタ領域直下の実効エピタキシャ
ル層の厚さが小さくなり、N型第2jl込層とN 型エ
ピタキシャル層界面における内在電界の効果に19イン
ジ工クタ領域底面から注入され九ホールが効率良くイン
バータNPN)ランジスタのベース領域に到達する九め
である。第2埋込層をインジェクタ領域の底面に接する
ように形成した場合はインジェクト領域からの底面のホ
ール0注入が低下しベース電流の減少となってβinj
は上昇する。すなわち、βinjの上昇に工り同−工i
nj におけるvbiasが小さくなり低電流におけ
る高速化が実現できる。さらに、第2埋込層が第1ベー
ス領域の横方向に形成されている究め、第1ベース領域
からの注入され九ホールのエミッタ領域内での蓄積が減
少し、大電流における高速化も計ることができる。尚、
従来通り、インバータNPN)ランジスタのβ、と通常
のNPN)ランジスタ0hFlは独立に制御でき通常の
NPNトランジスタのBvcloの確保も容易にできる
ことはいうまでもない。
ェクタ領域の底面付近迄深く形成することができるため
、従来に比してインジェクタPNPトランジスタのβ
、が上昇する。これは、従n3 米に比して、インジェクタ領域直下の実効エピタキシャ
ル層の厚さが小さくなり、N型第2jl込層とN 型エ
ピタキシャル層界面における内在電界の効果に19イン
ジ工クタ領域底面から注入され九ホールが効率良くイン
バータNPN)ランジスタのベース領域に到達する九め
である。第2埋込層をインジェクタ領域の底面に接する
ように形成した場合はインジェクト領域からの底面のホ
ール0注入が低下しベース電流の減少となってβinj
は上昇する。すなわち、βinjの上昇に工り同−工i
nj におけるvbiasが小さくなり低電流におけ
る高速化が実現できる。さらに、第2埋込層が第1ベー
ス領域の横方向に形成されている究め、第1ベース領域
からの注入され九ホールのエミッタ領域内での蓄積が減
少し、大電流における高速化も計ることができる。尚、
従来通り、インバータNPN)ランジスタのβ、と通常
のNPN)ランジスタ0hFlは独立に制御でき通常の
NPNトランジスタのBvcloの確保も容易にできる
ことはいうまでもない。
(発明の効果)
以上説明し九よjjC本発明によれば、X2L 。
インジェクタトランジスタの/1月の上昇とエピタキシ
ャル層における少数キャリアの蓄積電荷の減少を計るこ
とができるため12Lの高速化、特に低電流における高
速化が実現できる半導体装置が得られる。
ャル層における少数キャリアの蓄積電荷の減少を計るこ
とができるため12Lの高速化、特に低電流における高
速化が実現できる半導体装置が得られる。
第1!1図(a)〜(C)は本発明の一実施例の製造方
法を説明するための工程順に示した断面図、第2図は従
来とIL の通常のバイポーラトランジスタとv含む半
導体装置のillの例の断面図、IE3図は従来のX2
Lと通常のバイポーラトランジスタとを含む半導体装置
の第2の例の断面図である。 1・・・・・・PIJIlシリコン基板、2・・・・・
・N”1l(III)埋込層、3・・・・・・N型II
2埋込層、4・・・・・・N−型エピタキシャル層、5
・・・・・・P+型絶縁分離領域、6・・・・・・P型
m1ベース領域、7a・・・・・・P+麗インジェクタ
領域、7b・・・・・・P+型纂2ベース領域、7c・
・・・・・P+型ベース領域ssa・・・・・・N+型
型層ミッタコンタクト領域8b・・・・・・N++コレ
クタ領域、8c・・・・・・N++エミッタ領域、8d
・・・・・・N+H1l:ルクタコンタクト領域、9・
・・・・・酸化膜、10・・・・・・インジェクタ電極
パターン、11.12.13・・・・・・インバータN
PNトランジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パ
ターン、14,15.16・山・・通常のNPN)ラン
ジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パターン。 5;P!絶縁9鹸傾亀 第1図 第2図 弗3図
法を説明するための工程順に示した断面図、第2図は従
来とIL の通常のバイポーラトランジスタとv含む半
導体装置のillの例の断面図、IE3図は従来のX2
Lと通常のバイポーラトランジスタとを含む半導体装置
の第2の例の断面図である。 1・・・・・・PIJIlシリコン基板、2・・・・・
・N”1l(III)埋込層、3・・・・・・N型II
2埋込層、4・・・・・・N−型エピタキシャル層、5
・・・・・・P+型絶縁分離領域、6・・・・・・P型
m1ベース領域、7a・・・・・・P+麗インジェクタ
領域、7b・・・・・・P+型纂2ベース領域、7c・
・・・・・P+型ベース領域ssa・・・・・・N+型
型層ミッタコンタクト領域8b・・・・・・N++コレ
クタ領域、8c・・・・・・N++エミッタ領域、8d
・・・・・・N+H1l:ルクタコンタクト領域、9・
・・・・・酸化膜、10・・・・・・インジェクタ電極
パターン、11.12.13・・・・・・インバータN
PNトランジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パ
ターン、14,15.16・山・・通常のNPN)ラン
ジスタのエミッタ、ベース、コレクタ電極パターン。 5;P!絶縁9鹸傾亀 第1図 第2図 弗3図
Claims (1)
- 一導電型半導体基板上に形成された反対導電型のエピタ
キシャル層と、前記半導体基板とエピタキシャル層との
境界領域に形成された複数個の反対導電型の第1埋込層
と、前記エピタキシャル層の上面から前記半導体基板に
達して前記エピタキシャル層を複数の島に分離する一導
電型の絶縁分離領域と、前記島のうちの一つの島に形成
された通常のバイポーラトランジスタと、前記島のうち
の他の一つの島に形成された一導電型の第1及び第2領
域と該第2領域に比して低濃度かつ深く形成された一導
電型の第3領域と該第3領域内に形成された少くとも1
個の反対導電型の第4領域と、前記他の一つの島内の前
記第3領域直下を除く前記第1埋込層上にかつ第1埋込
層に接して形成される第2埋込層とを有し、前記他の島
の第1領域をエミッタ、前記他の一つの島のエピタキシ
ャル層をベース、前記第2領域をコレクタとする横方向
トランジスタと、前記他の一つの島のエピタキシャル層
をエミッタ、前記第3領域をベース、前記第4領域をコ
レクタとするスイッチング素子としての縦方向トランジ
スタとを含むことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60069314A JPS61228664A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60069314A JPS61228664A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61228664A true JPS61228664A (ja) | 1986-10-11 |
Family
ID=13398970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60069314A Pending JPS61228664A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61228664A (ja) |
-
1985
- 1985-04-02 JP JP60069314A patent/JPS61228664A/ja active Pending
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