JPH03184375A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH03184375A JPH03184375A JP1324542A JP32454289A JPH03184375A JP H03184375 A JPH03184375 A JP H03184375A JP 1324542 A JP1324542 A JP 1324542A JP 32454289 A JP32454289 A JP 32454289A JP H03184375 A JPH03184375 A JP H03184375A
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- JP
- Japan
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- electrode layer
- polysilicon electrode
- polysilicon
- layer
- solid
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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
〔産業上の利用分野J
この発明は、固体撮像素子に関し、さらに詳しくは、内
部クロック波形の遅延を少なくした固体撮像素子の改良
構造に係るものである。 〔従来の技術〕 従来例によるこの種の固体撮像素子(以下、CCD (
Charge Coupled Device)と呼ぶ
)での1画素部の模式的に表わしたパターン構成を第4
図(a)に示し、また、同図におけるmb−mb、およ
びIHc41c線部のそれぞれに断面構成を同図(b)
および(c)に示す。 これらの第4図(a)および(b)、(c)に示す従来
例構成において、符号lは半導体基板を示し、2および
3は第1層目および第2層目(φ1およびφ2)の各ポ
リシリコン電極層であって、これらの各電極層2,3は
CCDにおける転送電極と配線とを兼ねており、それぞ
れに水平方向へ延びている。4はCCDのチャネル、5
は光電変換を行なうフォトダイオードである。 なお、前記第1層目および第2層目の各ポリシリコン電
極層2,3間における層間膜の厚さt。については、製
造上の問題のために、これを厚く形成することが困難で
ある。 また、前記構成による従来例でのCODにおいては、よ
く知られているように、フォトダイオード5に蓄積され
た信号電荷がチャネル4上に読み出されると共に、この
読み出された信号電荷は、転送電極に対して順次に印加
されるクロックパルスに同期して、このCCD中を転送
されるようになっている。 そして、この従来例構成においては、通常の場合、CC
Dにおける転送電極として、ポリシリコン配線層2.3
を用いており、このために、これをクロック供給端側か
らみると、これらのポリシリコン配線層2.3自体が大
きな抵抗となるものであった。 次に、第5図は前記した従来例でのCCDにおける第1
層目および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3の2
次元的な等価回路を示すもので、この第4図の等価回路
において、RIGおよびFltaはそれぞれに第1層目
および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3の配線抵
抗であり、Catはこれらの第1H目および第2層目の
各ポリシリコン電極層2.3がオーバーラツプする部分
に寄生する寄生容量であり、C1,j15よびC1゜は
それぞれに第1層目および第2層目の各ポリシリコン電
極層2,3の対地容量である。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかして、近年におけるこの種の固体撮像素子の高密度
化および高速駆動化の進展に伴なって、前記した第1層
目および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3での配
線抵抗および負荷容量を低減させることの要求が次第に
強まっている。 こ\で、第6図(a)には、前記した従来例での固体撮
像素子における撮像部を模式的に表わしており、かつ同
図(b)には、同上撮像部での各位置、この場合にあっ
ては、供給ロ部A、中間部B、中央部Cにおける各駆動
クロック波形をそれぞれに示している。 すなわち、この従来例構成の場合には、第5図(b)か
ら明らかなように、CCDの供給口部Aにおいて、たと
え急峻な駆動クロック波形を入力したとしても、その内
部の中間部Bおよび中央部Cでは、前記した第1層目お
よび第2層目の各ポリシリコン電極2.3の配線抵抗お
よび負荷容量などのために、この駆動クロック波形に遅
延を生ずることになる。こ)で、この遅延時間τの目安
としては、 R+azRma+ C+a4C*aとする
と、Z OCR+a・(cov+c+a) のように表現することができる。 つまり、これを換言すると、装置の高密度化を図るため
に、第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極層2
.3の配線幅を細くした場合には、内部クロックの遅延
時間が増加して、高速駆動に対応できなくなるという問
題点がある。 この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、CCDにお
ける第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極層の
配線抵抗を低減させて、高密度化ならびに高速駆動化に
対応させ得るようにした。この種の固体撮像素子を提供
することである。
部クロック波形の遅延を少なくした固体撮像素子の改良
構造に係るものである。 〔従来の技術〕 従来例によるこの種の固体撮像素子(以下、CCD (
Charge Coupled Device)と呼ぶ
)での1画素部の模式的に表わしたパターン構成を第4
図(a)に示し、また、同図におけるmb−mb、およ
びIHc41c線部のそれぞれに断面構成を同図(b)
および(c)に示す。 これらの第4図(a)および(b)、(c)に示す従来
例構成において、符号lは半導体基板を示し、2および
3は第1層目および第2層目(φ1およびφ2)の各ポ
リシリコン電極層であって、これらの各電極層2,3は
CCDにおける転送電極と配線とを兼ねており、それぞ
れに水平方向へ延びている。4はCCDのチャネル、5
は光電変換を行なうフォトダイオードである。 なお、前記第1層目および第2層目の各ポリシリコン電
極層2,3間における層間膜の厚さt。については、製
造上の問題のために、これを厚く形成することが困難で
ある。 また、前記構成による従来例でのCODにおいては、よ
く知られているように、フォトダイオード5に蓄積され
た信号電荷がチャネル4上に読み出されると共に、この
読み出された信号電荷は、転送電極に対して順次に印加
されるクロックパルスに同期して、このCCD中を転送
されるようになっている。 そして、この従来例構成においては、通常の場合、CC
Dにおける転送電極として、ポリシリコン配線層2.3
を用いており、このために、これをクロック供給端側か
らみると、これらのポリシリコン配線層2.3自体が大
きな抵抗となるものであった。 次に、第5図は前記した従来例でのCCDにおける第1
層目および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3の2
次元的な等価回路を示すもので、この第4図の等価回路
において、RIGおよびFltaはそれぞれに第1層目
および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3の配線抵
抗であり、Catはこれらの第1H目および第2層目の
各ポリシリコン電極層2.3がオーバーラツプする部分
に寄生する寄生容量であり、C1,j15よびC1゜は
それぞれに第1層目および第2層目の各ポリシリコン電
極層2,3の対地容量である。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかして、近年におけるこの種の固体撮像素子の高密度
化および高速駆動化の進展に伴なって、前記した第1層
目および第2層目の各ポリシリコン電極層2.3での配
線抵抗および負荷容量を低減させることの要求が次第に
強まっている。 こ\で、第6図(a)には、前記した従来例での固体撮
像素子における撮像部を模式的に表わしており、かつ同
図(b)には、同上撮像部での各位置、この場合にあっ
ては、供給ロ部A、中間部B、中央部Cにおける各駆動
クロック波形をそれぞれに示している。 すなわち、この従来例構成の場合には、第5図(b)か
ら明らかなように、CCDの供給口部Aにおいて、たと
え急峻な駆動クロック波形を入力したとしても、その内
部の中間部Bおよび中央部Cでは、前記した第1層目お
よび第2層目の各ポリシリコン電極2.3の配線抵抗お
よび負荷容量などのために、この駆動クロック波形に遅
延を生ずることになる。こ)で、この遅延時間τの目安
としては、 R+azRma+ C+a4C*aとする
と、Z OCR+a・(cov+c+a) のように表現することができる。 つまり、これを換言すると、装置の高密度化を図るため
に、第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極層2
.3の配線幅を細くした場合には、内部クロックの遅延
時間が増加して、高速駆動に対応できなくなるという問
題点がある。 この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、CCDにお
ける第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極層の
配線抵抗を低減させて、高密度化ならびに高速駆動化に
対応させ得るようにした。この種の固体撮像素子を提供
することである。
前記目的を達成するために、この発明に係る固体撮像素
子は、第1層目のポリシリコン電極層と、この第1層目
のポリシリコン電極層に平行して延びる第2層目のポリ
シリコン電極層とを転送電極とする固体撮像素子におい
て、前記第1層目のポリシリコン電極層には、これに平
行するアルミ配線を接続させ、かつ前記第2層目のポリ
シリコン電極層をシリサイド化させてそれぞれに抵抗値
を調整し、これらの各電極層の時定数をほゞ同一に設定
したものである。 〔作 用〕 従って、この発明においては、第1層目のポリシリコン
電極層に、これに平行するアルミ配線を接続させると共
に、第2層目のポリシリコン電極層をシリサイド化させ
て、それぞれの抵抗値を調整することにより、これらの
各電極層の時定数をほゞ同一に設定したので、COD内
部での駆動クロック波形の遅延を軽減し得るのである。 (実 施 例〕 以下、この発明に係る固体撮像素子の実施例につき、第
1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。 第1図(a)および(b)、(c)はこの発明の−実施
例を適用したCCDにおける画素部の概要を模式的に示
す平面パターン構成図および同上I b−I b。 Ic−1cIl!部の拡大断面図である。 この第1図実施例構成において、符号11は半導体基板
を示し、12は第1層目(φl)のポリシリコン電極層
、13は低抵抗化のためにシリサイド化された第2層目
(φ2)のポリシリコン電極層であって、これらの各電
極層12.13はCCDにおける転送電極と配線とを兼
ねており、それぞれに水平方向に延びている。14はC
ODのチャネル、15は光電変換を行なうフォトダイオ
ードであり、また、16は第1層目のポリシリコン電極
層12に平行に配置されて、同電極層12にコンタクト
穴17で接続されたアルミ配線である。 この第1図実施例構成において、第2層目のポリシリコ
ン電極層13については、その配線の低抵抗化のために
シリサイド化している。しかし、方、第1層目のポリシ
リコン電極層12については、製造上の問題によって、
その配線をシリサイド化することが困難である。すなわ
ち、この第1層目のポリシリコン電極層12に対しては
、シリサイド上にのみ絶縁膜を形成することが極めて難
しいからである。 また、こ\で注意すべき点は、これらの各電極層12.
13における配線抵抗の設定である。つまり、この場合
、第1層目のポリシリコン電極層12でのアルミ配置J
116と、第2層目のシリサイド化されたポリシリコン
電極層13との抵抗値がそれぞれに異なるために、CO
Dにおける同一位置でも、その時定数での差によって、
前記した第6図B、Cで示すような駆動クロック波形の
伝搬時間に遅延を生ずる可能性があり、これを防止する
ために、各電極層12.13の時定数を一致、もしくは
はf−致させる必要がある。 すなわち、これを換言すると、アルミ配線16の抵抗を
RA、シリサイド層での抵抗をRoとした場合。 RA−(cov+c+a) RtaiCev+C*a
)を満足するように、それぞれのパラメータを調整して
選択する必要がある。 そして、このパラメータ調整のためには、アルミ配線1
6の厚さ1幅などを選択して設定するのがよく、これに
よって、これらの両者の時定数を容易に一致、もしくは
はf一致させることができるのである。 また、前記第1図実施例では、第2層目のポリシリコン
電極層13のみをシリサイド化しているが、この第2層
目のシリサイド化に併せて、第1層目のポリシリコン電
極層12の開口部についてもシリサイド化(12a)さ
せることによって、この第1層目のポリシリコン電極層
12をより一層、低抵抗化させることができる。すなわ
ち、この別実施例の場合での前記第1図実施例における
I b−I b。 Ic−Ic線部のそれぞれに対応した断面を第2図(a
)、(b)に示してあり、また、第3図(a)ないしく
g)には、同上第2図実施例における主要な製造工程を
順次に示しである。 こ)で、第3図に示す製造工程の概要は、次の通りであ
る。 (a)工程二重導体基板ll上に、絶縁膜を介して第1
層目のポリシリコン電極層12を選択的に形成する。 (b)工程;これらの上に、絶縁膜を介して第2層目の
ポリシリコン電極層12を形成する。 (c)工程;第2層目のポリシリコン電極層12を選択
的に成形し、第1層目のポリシリコン電極層12に対応
する部分を選択的に開口する。 (d)工程;第2層目のポリシリコン電極層12の選択
開口部に做って絶縁膜を開口する。 (e)工程;第1層目、および第2層目の各ポリシリコ
ン電極層12.13の露出部分をシリサイド化する。 (f)工程;これらの上を眉間絶縁膜で覆う。 (g)工程;層間絶縁膜を選択的に開口させ、同開口部
を通して第2層目のポリシリコン電極層12にアルミ配
線16を接続形成させる。 〔発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、第1層目のポ
リシリコン電極層と、この第1層目のボリシリコン電極
層に平行して延びる第2層目のポリシリコン電極層とを
転送電極とする固体撮像素子において、第1層目のポリ
シリコン電極層に、これに平行するアルミ配線を接続さ
せると共に、第2層目のポリシリコン電極層をシリサイ
ド化させて、それぞれの抵抗値を調整することにより、
これらの各電極層の時定数をほゞ同一に設定したから、
CCD内部での駆動クロック波形の遅延を容易に軽減さ
せることができ、これによって、この種の固体撮像素子
における高密度化ならびに高速駆動化に良好に対応させ
得るのであり、しかも構造的にも比較的簡単で容易に実
施できるなどの優れた特長を有するものである。
子は、第1層目のポリシリコン電極層と、この第1層目
のポリシリコン電極層に平行して延びる第2層目のポリ
シリコン電極層とを転送電極とする固体撮像素子におい
て、前記第1層目のポリシリコン電極層には、これに平
行するアルミ配線を接続させ、かつ前記第2層目のポリ
シリコン電極層をシリサイド化させてそれぞれに抵抗値
を調整し、これらの各電極層の時定数をほゞ同一に設定
したものである。 〔作 用〕 従って、この発明においては、第1層目のポリシリコン
電極層に、これに平行するアルミ配線を接続させると共
に、第2層目のポリシリコン電極層をシリサイド化させ
て、それぞれの抵抗値を調整することにより、これらの
各電極層の時定数をほゞ同一に設定したので、COD内
部での駆動クロック波形の遅延を軽減し得るのである。 (実 施 例〕 以下、この発明に係る固体撮像素子の実施例につき、第
1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。 第1図(a)および(b)、(c)はこの発明の−実施
例を適用したCCDにおける画素部の概要を模式的に示
す平面パターン構成図および同上I b−I b。 Ic−1cIl!部の拡大断面図である。 この第1図実施例構成において、符号11は半導体基板
を示し、12は第1層目(φl)のポリシリコン電極層
、13は低抵抗化のためにシリサイド化された第2層目
(φ2)のポリシリコン電極層であって、これらの各電
極層12.13はCCDにおける転送電極と配線とを兼
ねており、それぞれに水平方向に延びている。14はC
ODのチャネル、15は光電変換を行なうフォトダイオ
ードであり、また、16は第1層目のポリシリコン電極
層12に平行に配置されて、同電極層12にコンタクト
穴17で接続されたアルミ配線である。 この第1図実施例構成において、第2層目のポリシリコ
ン電極層13については、その配線の低抵抗化のために
シリサイド化している。しかし、方、第1層目のポリシ
リコン電極層12については、製造上の問題によって、
その配線をシリサイド化することが困難である。すなわ
ち、この第1層目のポリシリコン電極層12に対しては
、シリサイド上にのみ絶縁膜を形成することが極めて難
しいからである。 また、こ\で注意すべき点は、これらの各電極層12.
13における配線抵抗の設定である。つまり、この場合
、第1層目のポリシリコン電極層12でのアルミ配置J
116と、第2層目のシリサイド化されたポリシリコン
電極層13との抵抗値がそれぞれに異なるために、CO
Dにおける同一位置でも、その時定数での差によって、
前記した第6図B、Cで示すような駆動クロック波形の
伝搬時間に遅延を生ずる可能性があり、これを防止する
ために、各電極層12.13の時定数を一致、もしくは
はf−致させる必要がある。 すなわち、これを換言すると、アルミ配線16の抵抗を
RA、シリサイド層での抵抗をRoとした場合。 RA−(cov+c+a) RtaiCev+C*a
)を満足するように、それぞれのパラメータを調整して
選択する必要がある。 そして、このパラメータ調整のためには、アルミ配線1
6の厚さ1幅などを選択して設定するのがよく、これに
よって、これらの両者の時定数を容易に一致、もしくは
はf一致させることができるのである。 また、前記第1図実施例では、第2層目のポリシリコン
電極層13のみをシリサイド化しているが、この第2層
目のシリサイド化に併せて、第1層目のポリシリコン電
極層12の開口部についてもシリサイド化(12a)さ
せることによって、この第1層目のポリシリコン電極層
12をより一層、低抵抗化させることができる。すなわ
ち、この別実施例の場合での前記第1図実施例における
I b−I b。 Ic−Ic線部のそれぞれに対応した断面を第2図(a
)、(b)に示してあり、また、第3図(a)ないしく
g)には、同上第2図実施例における主要な製造工程を
順次に示しである。 こ)で、第3図に示す製造工程の概要は、次の通りであ
る。 (a)工程二重導体基板ll上に、絶縁膜を介して第1
層目のポリシリコン電極層12を選択的に形成する。 (b)工程;これらの上に、絶縁膜を介して第2層目の
ポリシリコン電極層12を形成する。 (c)工程;第2層目のポリシリコン電極層12を選択
的に成形し、第1層目のポリシリコン電極層12に対応
する部分を選択的に開口する。 (d)工程;第2層目のポリシリコン電極層12の選択
開口部に做って絶縁膜を開口する。 (e)工程;第1層目、および第2層目の各ポリシリコ
ン電極層12.13の露出部分をシリサイド化する。 (f)工程;これらの上を眉間絶縁膜で覆う。 (g)工程;層間絶縁膜を選択的に開口させ、同開口部
を通して第2層目のポリシリコン電極層12にアルミ配
線16を接続形成させる。 〔発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、第1層目のポ
リシリコン電極層と、この第1層目のボリシリコン電極
層に平行して延びる第2層目のポリシリコン電極層とを
転送電極とする固体撮像素子において、第1層目のポリ
シリコン電極層に、これに平行するアルミ配線を接続さ
せると共に、第2層目のポリシリコン電極層をシリサイ
ド化させて、それぞれの抵抗値を調整することにより、
これらの各電極層の時定数をほゞ同一に設定したから、
CCD内部での駆動クロック波形の遅延を容易に軽減さ
せることができ、これによって、この種の固体撮像素子
における高密度化ならびに高速駆動化に良好に対応させ
得るのであり、しかも構造的にも比較的簡単で容易に実
施できるなどの優れた特長を有するものである。
第1図(a)および(b) 、 (c)はこの発明の一
実施例を適用したCCDにおける画素部の概要を模式的
に示す平面パターン構成図および同上I b−I b。 Ic−Ic線部のそれぞれに拡大した断面模式図、第2
図(a) 、 (b)は他の実施例による同上I b−
I b。 Ic−1c線部のそれぞれに対応した断面模式図、第3
図は同上第2図実施例における主要な製造工程を順次に
示すそれぞれに断面模式図であり、また、第4図(a)
および(b) 、 (c)は従来例でのCCDにおける
画素部の概要を模式的に示す平面パターン構成図および
同上IVb−IVb、 IVc−IVc線部ノソれぞれ
に拡大した断面模式図、第5図は同上従来例でのCCD
における第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極
層の2次元的な等価回路図、第6図(a) 、 (b)
は同上従来例での固体撮像素子における撮像部を模式的
に表わした説明図、および同上撮像部での各位置におけ
る駆動クロック波形をそれぞれに示すグラフである。 II・・・・半導体基板、12・・・・第1層目のポリ
シリコン電極層、13・・・・第2層目のシリサイド化
されたポリシリコン電極層、14・・・・チャネル、1
5・・・・フォトダイオード、16・・・・アルミ配線
、17・・・・コンタクト穴。
実施例を適用したCCDにおける画素部の概要を模式的
に示す平面パターン構成図および同上I b−I b。 Ic−Ic線部のそれぞれに拡大した断面模式図、第2
図(a) 、 (b)は他の実施例による同上I b−
I b。 Ic−1c線部のそれぞれに対応した断面模式図、第3
図は同上第2図実施例における主要な製造工程を順次に
示すそれぞれに断面模式図であり、また、第4図(a)
および(b) 、 (c)は従来例でのCCDにおける
画素部の概要を模式的に示す平面パターン構成図および
同上IVb−IVb、 IVc−IVc線部ノソれぞれ
に拡大した断面模式図、第5図は同上従来例でのCCD
における第1層目および第2層目の各ポリシリコン電極
層の2次元的な等価回路図、第6図(a) 、 (b)
は同上従来例での固体撮像素子における撮像部を模式的
に表わした説明図、および同上撮像部での各位置におけ
る駆動クロック波形をそれぞれに示すグラフである。 II・・・・半導体基板、12・・・・第1層目のポリ
シリコン電極層、13・・・・第2層目のシリサイド化
されたポリシリコン電極層、14・・・・チャネル、1
5・・・・フォトダイオード、16・・・・アルミ配線
、17・・・・コンタクト穴。
Claims (1)
- 第1層目のポリシリコン電極層と、この第1層目のポ
リシリコン電極層に平行して延びる第2層目のポリシリ
コン電極層とを転送電極とする固体撮像素子において、
前記第1層目のポリシリコン電極層には、これに平行す
るアルミ配線を接続させ、かつ前記第2層目のポリシリ
コン電極層をシリサイド化させてそれぞれに抵抗値を調
整し、これらの各電極層の時定数をほゞ同一に設定した
ことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324542A JPH03184375A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324542A JPH03184375A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184375A true JPH03184375A (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=18166968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324542A Pending JPH03184375A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03184375A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188119B1 (en) | 1997-02-10 | 2001-02-13 | Nec Corporation | Semiconductor device having barrier metal layer between a silicon electrode and metal electrode and manufacturing method for same |
| US7352013B2 (en) | 1998-03-19 | 2008-04-01 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof |
| JP2009081402A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び撮像装置 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1324542A patent/JPH03184375A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188119B1 (en) | 1997-02-10 | 2001-02-13 | Nec Corporation | Semiconductor device having barrier metal layer between a silicon electrode and metal electrode and manufacturing method for same |
| US7352013B2 (en) | 1998-03-19 | 2008-04-01 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof |
| JP2009081402A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び撮像装置 |
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