KR100252855B1 - Dram and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디램(DRAM) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 소자의 신뢰성과 수율 및 집적화를 향상시키는 디램 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DRAM and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a DRAM and a method of manufacturing the same, which improve the reliability, yield, and integration of a device.
일반적으로 디램 셀은 한 개의 비트 라인(Bit Line), 한 개의 워드 라인(Word Line), 한 개의 엑세스 트랜지스터(Access Transistor)와, 한 개의 저장 커패시터로 이루어졌고 그 구조는 상기 엑세스 트랜지스터의 게이트가 상기 하나의 워드 라인에 연결되어 있고 상기 엑세스 트랜지스터의 드레인은 상기 비트 라인에 연결되어 있는 이른바 수평적인 구조를 이룬다.In general, a DRAM cell includes one bit line, one word line, one access transistor, and one storage capacitor. The structure of the DRAM cell includes a gate of the access transistor. The drain of the access transistor is connected to one word line and has a so-called horizontal structure connected to the bit line.
이와 같은 디램 소자의 집적화를 높이기 위하여 많은 종류의 셀 어레이(Cell Array) 및 그 구조가 제안되고 있다.In order to increase the integration of DRAM devices, many types of cell arrays and structures thereof have been proposed.
종래 기술에 따른 디램의 제조 방법은 도 1a에서와 같이, 격리 영역의 반도체 기판(11)에 일반적인 로코스(LOCOS)공정으로 필드 산화막(12)을 형성한다.In the DRAM manufacturing method according to the related art, as shown in FIG. 1A, the
그리고, 상기 반도체 기판(11)상에 게이트 산화막(13), 제 1 다결정 실리콘, 제 1 산화막과 제 1 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 1 감광막을 게이트 전극이 형성될 부위만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.Then, a
이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 제 1 산화막, 제 1 다결정 실리콘과, 게이트 산화막(13)을 선택적 식각하여 다수 개의 게이트 전극(14)들과 캡 게이트 산화막(15)들을 형성하고 상기 제 1 감광막을 제거한다.Subsequently, the first oxide film, the first polycrystalline silicon, and the
그리고, 상기 캡 게이트 산화막(15)들을 마스크로 이용하여 상기 반도체 기판(11)에 저농도 n형 불순물 이온을 주입한 다음, 드라이브-인(Drive-in) 확산함으로 상기 각 게이트 전극(14) 양측의 반도체 기판(11) 표면내에 LDD(Lightly Doped Drain) 영역(16)을 형성한다.In addition, the low concentration n-type impurity ions are implanted into the
도 1b에서와 같이, 상기 게이트 전극(14)과 캡 게이트 산화막(15)을 포함한 전면에 제 2 산화막을 형성하고, 에치백(Etch Back)하여 상기 게이트 전극(14)과 캡 게이트 산화막(15)의 양측에 제 2 산화막 측벽(17)을 형성한다.As shown in FIG. 1B, a second oxide film is formed on the entire surface including the
그리고, 상기 캡 게이트 산화막(15)과 제 2 산화막 측벽(17)을 마스크로 이용하여 상기 반도체 기판(11)에 고농도 n형 불순물 이온을 주입한 다음, 드라이브-인 확산함으로 상기 제 2 산화막 측벽(17)을 포함한 각 게이트 전극(14) 양측의 반도체 기판(11) 표면내에 소오스/드레인 불순물 영역(18)을 형성한다.The high concentration n-type impurity ions are implanted into the
도 1c에서와 같이, 전면에 제 3 산화막(19)과 제 2 감광막을 차례로 형성한 후, 상기 제 2 감광막을 스토리지 노드 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1C, after the
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 3 산화막(19)을 선택적으로 식각하여 제 1 콘택홀을 형성하고, 상기 제 2 감광막을 제거한다.The
도 1d에서와 같이, 상기 제 1 콘택홀을 포함한 제 3 산화막(19)상에 제 2 다결정 실리콘과 제 3 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 3 감광막을 스토리지 노드 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1D, a second polycrystalline silicon and a third photoresist film are sequentially formed on the
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 2 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 스토리지 노드(Storage Node) 전극(20)을 형성한 후, 상기 제 3 감광막을 제거한다.The second polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed third photoresist layer to form a
이어, 상기 스토리지 노드 전극(20) 표면상에 유전막(21)을 형성하고, 상기 유전막(21)을 포함한 전면에 제 3 다결정 실리콘과 제 4 감광막을 차례로 형성한다.Subsequently, a
그리고, 상기 제 4 감광막을 플레이트 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.The fourth photosensitive film is selectively exposed and developed so that only the portion where the plate electrode is to be formed remains.
이어서, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로 상기 제 3 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 플레이트(Plate) 전극(22)을 형성한 후, 상기 제 4 감광막을 제거한다.Subsequently, the third polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed fourth photoresist film to form a
여기서 상기 스토리지 노드(20), 유전막(21)과 플레이트 전극(22)으로 커패시터를 형성한다.Here, a capacitor is formed of the
도 1e에서와 같이, 상기 커패시터를 포함한 제 3 산화막(19)상에 제 4 산화막(23)과 제 5 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 5 감광막을 비트라인 콘택이 형성될 부위만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1E, the
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 5 감광막을 마스크로 상기 제 4 산화막(23)과 제 3 산화막(19)을 선택적으로 식각하여 제 2 콘택홀을 형성하고, 상기 제 5 감광막을 제거한다.The
도 1f에서와 같이, 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 4 산화막(23)상에 비트 라인용 금속층(24)을 형성한다.As shown in FIG. 1F, the bit
그러나 종래의 디램 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional DRAM and its manufacturing method had the following problems.
첫째, 커패시터의 스토리지 노드 전극이 반도체 기판과 접하기 때문에, 상기 반도체 기판으로 누설 전류가 발생되어 소자의 신뢰성을 저하시킨다.First, since the storage node electrode of the capacitor is in contact with the semiconductor substrate, a leakage current is generated in the semiconductor substrate to reduce the reliability of the device.
둘째, 수평적인 구조를 가지므로, 소자의 집적도가 저하되고 로코스 공정으로 형성된 필드 산화막에 의해 활성 영역이 줄어 콘택등 식각 마진(Margin)이 없으므로 수율이 저하된다.Second, because of the horizontal structure, the integration of the device is lowered and the active area is reduced by the field oxide film formed by the LOCOS process, so that there is no etching margin such as contact, so the yield is lowered.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 박막 트랜지스터상에 커패시터를 형성하여 수직적 구조를 가지므로 소자의 신뢰성과 수율 및 집적도를 향상시키는 디램 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and therefore has a vertical structure by forming a capacitor on a thin film transistor, and therefore has an object to provide a DRAM and a method of manufacturing the same, which improves the reliability, yield and integration of the device.
도 1a 내지 도 1f는 종래 기술에 따른 디램의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a DRAM according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디램을 나타낸 구조 단면도2 is a structural cross-sectional view showing a DRAM according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디램의 박막 트랜지스터를 나타낸 구조 단면도3 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor of a DRAM according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 실시예에 따른 디램의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도4A to 4I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a DRAM according to an embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
31: 반도체 기판 32: 제 1 산화막31
33: 제 1 다결정 실리콘 34: 게이트 산화막33: first polycrystalline silicon 34: gate oxide film
35: 게이트 전극 36: 캡 게이트 산화막35
37: 제 3 산화막 측벽 38: 제 2 감광막37: third oxide film sidewall 38: second photosensitive film
39: 제 3 다결정 실리콘 40: 제 3 감광막39: third polycrystalline silicon 40: third photosensitive film
41: 제 4 산화막 42: 비트라인41: fourth oxide film 42: bit line
43: 제 5 산화막 44: 스토리지 노드 전극43: fifth oxide film 44: storage node electrode
45: 유전막 46: 플레이트 전극45
본 발명의 디램은 절연 기판, 상기 절연 기판상에 제 1, 제 2 불순물 영역을 갖으며 형성된 다수 개의 박막 트랜지스터들, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 1 불순물 영역상에 제 1 콘택홀을 갖으며 전면에 형성되는 제 1 절연막, 상기 제 1 콘택홀내에 형성되어 상기 각 박막 트랜지스터의 제 1 불순물 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 비트라인들, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 2 불순물 영역상에 제 2 콘택홀을 갖으며 상기 비트라인들을 포함한 제 1 절연막상에 형성되는 제 2 절연막과, 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 2 절연막상에 형성되어 상기 각 박막 트랜지스터의 제 2 불순물 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 커패시터들을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The DRAM of the present invention includes an insulating substrate, a plurality of thin film transistors having first and second impurity regions formed on the insulating substrate, and a first contact hole on the first impurity region of each thin film transistor. A first insulating film to be formed, a plurality of bit lines formed in the first contact hole and electrically connected to the first impurity region of each thin film transistor, and a second contact hole on the second impurity region of each thin film transistor A plurality of capacitors having a second insulating film formed on the first insulating film including the bit lines, and a second insulating film formed on the second insulating film including the second contact hole and electrically connected to the second impurity regions of the thin film transistors. Characterized in that it comprises a.
그리고, 본 발명의 디램의 제조 방법은 절연 기판상에 제 1, 제 2 불순물 영역을 갖는 다수 개의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 다수 개의 박막 트랜지스터를 포함한 절연 기판상에 제 1 절연막을 형성하는 단계, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 1 불순물 영역상에 제 1 콘택홀이 형성되도록 상기 제 1 절연막을 식각하는 단계, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 1 불순물 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 비트라인들을 상기 제 1 콘택홀내에 형성하는 단계, 상기 비트라인들을 포함한 제 1 절연막상에 제 2 절연막을 형성하는 단계, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 2 불순물 영역상에 제 2 콘택홀이 형성되도록 상기 제 1, 제 2 절연막을 식각하는 단계와, 상기 각 박막 트랜지스터의 제 2 불순물 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 커패시터들을 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 2 절연막상에 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a DRAM of the present invention may include forming a plurality of thin film transistors having first and second impurity regions on an insulating substrate, and forming a first insulating film on an insulating substrate including the plurality of thin film transistors. Etching the first insulating layer to form a first contact hole on the first impurity region of each of the thin film transistors, and forming a plurality of bit lines electrically connected to the first impurity region of each of the thin film transistors. Forming in the contact hole, forming a second insulating film on the first insulating film including the bit lines, and forming the second contact hole on the second impurity region of each thin film transistor. And etching a plurality of capacitors electrically connected to the second impurity regions of the thin film transistors. And forming on the second insulating film including the second contact hole.
상기와 같은 본 발명에 따른 디램 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the DRAM and its manufacturing method according to the present invention as follows.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디램을 나타낸 구조 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디램의 박막 트랜지스터를 나타낸 구조 단면도이며, 도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 실시예에 따른 디램의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a DRAM according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a thin film transistor of the DRAM according to an embodiment of the present invention, Figures 4a to 4i according to an embodiment of the present invention It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of a DRAM.
본 발명의 실시예에 따른 디램은 도 2에서와 같이, 반도체 기판(31)상에 형성된 제 1 산화막(32), 상기 제 1 산화막(32)상에 소오스/드레인 불순물 영역을 갖으며 형성된 다수 개의 박막 트랜지스터들, 상기 각 박막 트랜지스터의 드레인 영역상에 제 1 콘택홀을 갖으며 전면에 형성되는 제 4 산화막(41), 상기 제 1 콘택홀내에 형성되어 상기 각 박막 트랜지스터의 드레인 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 비트라인(42)들, 상기 각 박막 트랜지스터의 소오스 영역상에 제 2 콘택홀을 갖으며 상기 비트라인(42)들을 포함한 제 4 산화막(41)상에 형성되는 제 5 산화막(43), 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 5 산화막(43)상에 스토리지 노드 전극(44), 유전막(45)과, 플레이트 전극(46)으로 형성되어 상기 각 박막 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 연결되는 다수 개의 커패시터들로 구성된다.As shown in FIG. 2, a DRAM according to an embodiment of the present invention includes a plurality of
본 발명의 실시예에 따른 디램의 박막 트랜지스터는 도 3에서와 같이, p형인 채널(Channel) 영역과 오프셋(Off set) 영역 그리고 n형인 소오스/드레인 불순물 영역 즉 게이트 전극과 상기 게이트 전극의 제 1측 밑에 형성된 드레인 영역 그리고 상기 게이트 전극 상측과 제 2측에 형성된 소오스 영역으로 구성된다.As shown in FIG. 3, a thin film transistor of a DRAM according to an exemplary embodiment of the present invention includes a p-type channel region and an offset set region and an n-type source / drain impurity region, that is, a gate electrode and a first electrode of the gate electrode. And a drain region formed under the side and a source region formed over the gate electrode and the second side.
본 발명의 실시예에 따른 디램의 제조 방법은 도 4a에서와 같이, 반도체 기판(31)상에 제 1 산화막(32)과 제 1 다결정 실리콘(33)을 차례로 형성한다.In the method of manufacturing a DRAM according to an exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4A, the
그리고, 상기 제 1 다결정 실리콘(33)에 p형 불순물 이온을 주입한다.Then, p-type impurity ions are implanted into the first
도 4b에서와 같이, 상기 제 1 다결정 실리콘(33)상에 열 산화 공정으로 게이트 산화막(34)을 성장시킨다.As shown in FIG. 4B, the
그리고, 상기 게이트 산화막(34)상에 제 2 다결정 실리콘, 제 2 산화막과, 제 1 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 1 감광막을 게이트 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.A second polycrystalline silicon, a second oxide film, and a first photosensitive film are sequentially formed on the
이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 제 2 산화막, 제 2 다결정 실리콘과, 게이트 산화막(34)을 선택적으로 식각하여 다수 개의 게이트 전극(35)과 캡 게이트 산화막(36)을 형성한 다음, 상기 제 1 감광막을 제거한다.Subsequently, the second oxide film, the second polycrystalline silicon, and the
그리고, 전면에 제 3 산화막을 형성하고, 상기 제 3 산화막을 에치백하여 상기 각 게이트 전극(35)과 캡 게이트 산화막(36) 양측의 반도체 기판(31)상에 제 3 산화막 측벽(37)을 형성한다.A third oxide film is formed over the entire surface, and the third oxide film is etched back to form a third
도 4c에서와 같이, 상기 제 3 산화막 측벽(37)을 포함한 전면에 제 2 감광막(38)을 도포하고, 상기 제 2 감광막(38)을 상기 드레인 영역이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 4C, a second
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막(38)을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘(33)을 선택적으로 식각한다.Then, the first
여기서, 상기 제 1 다결정 실리콘(33)의 선택 식각으로 드레인 영역이 형성되면서 트랜지스터간에 격리된다.Here, the drain region is formed by the selective etching of the first
도 4d에서와 같이, 상기 제 2 감광막(38)을 제거하고, 전면에 제 3 다결정 실리콘(39)을 형성한 다음, n형 불순물 이온을 주입한다.As shown in FIG. 4D, the second
여기서, 상기 드레인 영역은 상기 제 3 다결정 실리콘(39)에 n형 불순물 이온을 주입하므로 p형 불순물 영역에서 n형 불순물 영역으로 변한다.Here, the drain region is changed from the p-type impurity region to the n-type impurity region because the n-type impurity ions are implanted into the third
도 4e에서와 같이, 상기 제 3 다결정 실리콘(39)상에 제 3 감광막(40)을 도포하고, 상기 제 3 감광막(40)을 소오스 영역이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 4E, a third
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막(40)을 마스크로 이용하여 상기 제 3 다결정 실리콘(39)을 선택적으로 식각한다.The third
여기서, 상기 제 3 다결정 실리콘(39)의 선택적 식각으로 p형인 채널 영역과 오프셋 영역 그리고 n형인 소오스/드레인 불순물 영역으로 구성되는 다수 개의 박막 트랜지스터들을 형성한다.Here, a plurality of thin film transistors including a p-type channel region, an offset region, and an n-type source / drain impurity region are formed by selective etching of the third
도 4f에서와 같이, 상기 제 3 감광막(40)을 제거하고, 상기 박막 트랜지스터들을 포함한 전면에 제 4 산화막(41)과 제 4 감광막을 차례로 형성한다.As shown in FIG. 4F, the
그리고, 상기 제 4 감광막을 비트라인 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로 상기 제 4 산화막(41)을 선택적으로 식각하여 제 1 콘택홀을 형성하고, 상기 제 4 감광막을 제거한다.After selectively exposing and developing the fourth photoresist layer so as to be removed only at a portion where a bit line contact is to be formed, the
이어, 상기 제 1 콘택홀을 포함한 제 4 산화막(41)상에 금속층을 형성한 후, 상기 금속층을 에치백하여 상기 제 1 콘택홀내에 비트라인(42)을 형성한다.Subsequently, after forming a metal layer on the
도 4g에서와 같이, 상기 비트라인(42)을 포함한 제 4 산화막(41)상에 제 5 산화막(43)과 제 5 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 5 감광막을 스토리지 노드 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 4G, a
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 5 감광막을 마스크로 상기 제 5 산화막(43)과 제 4 산화막(41)을 선택적으로 식각하여 제 2 콘택홀을 형성하고, 상기 제 5 감광막을 제거한다.The
도 4h에서와 같이, 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 5 산화막(43)상에 제 4 다결정 실리콘과 제 6 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 6 감광막을 스토리지 노드 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 4H, a fourth polycrystalline silicon and a sixth photoresist layer are sequentially formed on the
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 6 감광막을 마스크로 상기 제 4 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 2 콘택홀을 포함한 제 5 산화막(43)상에 다수 개의 스토리지 노드 전극(44)을 형성한 다음, 상기 제 6 감광막을 제거한다.The fourth polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed sixth photoresist layer to form a plurality of
도 4i에서와 같이, 상기 스토리지 노드 전극(44)들 표면상에 유전막(45)을 형성한 다음, 상기 유전막(45)을 포함한 제 5 산화막(43)상에 플레이트 전극(46)용 제 5 다결정 실리콘을 형성한다.As shown in FIG. 4I, a
본 발명의 디램 및 그의 제조 방법은 엑세스 트랜지스터로 박막 트랜지스터를 형성하고 상기 박막 트랜지스터상에 커패시터를 형성하여 수직적 구조를 가지므로, 상기 커패시터의 스토리지 노드 전극과 반도체 기판의 접합에 의한 누설 전류의 발생을 방지하고 필드 산화막을 형성하기 위한 로코스 공정을 하지 않아 소자의 신뢰성과 수율 및 집적도를 향상시키는 효과가 있다.The DRAM of the present invention and a method of manufacturing the same have a vertical structure by forming a thin film transistor as an access transistor and forming a capacitor on the thin film transistor, thereby preventing the occurrence of leakage current by the junction of the storage node electrode and the semiconductor substrate of the capacitor. There is an effect of improving the reliability, yield and integration of the device by not performing a LOCOS process for preventing and forming a field oxide film.
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019970072491A KR100252855B1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Dram and method for manufacturing the same |
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KR1019970072491A KR100252855B1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Dram and method for manufacturing the same |
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Family Applications (1)
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-
1997
- 1997-12-23 KR KR1019970072491A patent/KR100252855B1/en not_active IP Right Cessation
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