JPH0581191B2 - - Google Patents
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- JPH0581191B2 JPH0581191B2 JP62140225A JP14022587A JPH0581191B2 JP H0581191 B2 JPH0581191 B2 JP H0581191B2 JP 62140225 A JP62140225 A JP 62140225A JP 14022587 A JP14022587 A JP 14022587A JP H0581191 B2 JPH0581191 B2 JP H0581191B2
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- conductivity type
- type
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Links
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Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置に関し特に集積注入論理回
路(Integlated Injection Logic、以下I2Lとい
う)と通常のバイポーラトランジスタとを同一基
板上に有する半導体装置に関する。
路(Integlated Injection Logic、以下I2Lとい
う)と通常のバイポーラトランジスタとを同一基
板上に有する半導体装置に関する。
第4図に従来考えられているI2Lとバイポーラ
トランジスタとが共存した集積回路の構造断面図
を示す。A部はI2Lであり、B部はI2Lと共存する
通常のバイポーラトランジスタであう。すなわち
P型半導体基板1に2つのN+型第1埋込層2を
有しその上にN-型エピタキシヤル層4を有しこ
のエピタクシヤル層4はP型半導体基板1に達す
るP+型分離領域5で複数の島領域に分離されて
いる。A部にはN+型カラー領域7がN+型第1埋
込層2に達するように形成されておりその内部の
エピタキシヤル層に逆動作NPNトランジスタの
少くとも内部ベース領域を含むようにP型第1ベ
ース領域6aが形成される。
トランジスタとが共存した集積回路の構造断面図
を示す。A部はI2Lであり、B部はI2Lと共存する
通常のバイポーラトランジスタであう。すなわち
P型半導体基板1に2つのN+型第1埋込層2を
有しその上にN-型エピタキシヤル層4を有しこ
のエピタクシヤル層4はP型半導体基板1に達す
るP+型分離領域5で複数の島領域に分離されて
いる。A部にはN+型カラー領域7がN+型第1埋
込層2に達するように形成されておりその内部の
エピタキシヤル層に逆動作NPNトランジスタの
少くとも内部ベース領域を含むようにP型第1ベ
ース領域6aが形成される。
A部のエピタキシヤル層4の表面にP+型イン
ジエクタ領域8a、外部ベース領域となるP+型
第2ベース領域8b、B部のエピタキシヤル層4
の表面に通常のNPNトランジスタのP+型ベース
領域8cが各々同時に形成されている。ここで第
1ベース領域6aはインジエクタ領域8a、第2
ベース領域8b、ベース領域8cよりも低濃度で
深く形成されている。尚第1ベース領域6aは第
2ベース領域8bのインジエクタ領域8aに対向
する面S1よりも内側に形成されている。さらにA
部には逆動作NPNトランジスタのN+型エミツタ
コレクト領域9a、同トランジスタのN+型コレ
クタ領域9b、B部には通常のNPNトランジス
タのN+型エミツタ領域9c、同トランジスタの
N+型コレクタコンタクト領域9dが形成されて
いる。
ジエクタ領域8a、外部ベース領域となるP+型
第2ベース領域8b、B部のエピタキシヤル層4
の表面に通常のNPNトランジスタのP+型ベース
領域8cが各々同時に形成されている。ここで第
1ベース領域6aはインジエクタ領域8a、第2
ベース領域8b、ベース領域8cよりも低濃度で
深く形成されている。尚第1ベース領域6aは第
2ベース領域8bのインジエクタ領域8aに対向
する面S1よりも内側に形成されている。さらにA
部には逆動作NPNトランジスタのN+型エミツタ
コレクト領域9a、同トランジスタのN+型コレ
クタ領域9b、B部には通常のNPNトランジス
タのN+型エミツタ領域9c、同トランジスタの
N+型コレクタコンタクト領域9dが形成されて
いる。
尚10は表面に形成された酸化膜、11はイン
ジエクタ電極パターン、12,13,14はI2L
部のエミツタ・ベース・コレクタ電極パターン、
15,16,17は通常のNPNトランジスタの
エミツタ・ベース・コレクタ電極パターンであ
る。
ジエクタ電極パターン、12,13,14はI2L
部のエミツタ・ベース・コレクタ電極パターン、
15,16,17は通常のNPNトランジスタの
エミツタ・ベース・コレクタ電極パターンであ
る。
従来のI2Lは以下の利点を有する。
(1) 通常のNPNトランジスタのエミツタ接地電
流増幅率(以下hFEという)と独立に逆動作
NPNトランジスタのインジエクタオープン時
の電流増幅率(以下βupという)を高く制御で
きる。
流増幅率(以下hFEという)と独立に逆動作
NPNトランジスタのインジエクタオープン時
の電流増幅率(以下βupという)を高く制御で
きる。
(2) 逆動作NPNトランジスタの第1ベース領域
を低濃度で形成している為エミツタ・ベース接
合容量(以下Cebという)及びコレクタ・ベー
ス接合容量(以下Ccbという)が小さくなり特
に低電流における動作速度を向上させることが
できる。
を低濃度で形成している為エミツタ・ベース接
合容量(以下Cebという)及びコレクタ・ベー
ス接合容量(以下Ccbという)が小さくなり特
に低電流における動作速度を向上させることが
できる。
(3) 同トランジスタの第1ベース領域を深く形成
している為第1ベース領域と第1埋込層間の実
効エピタキシヤル厚(以下Wepiという)が小さ
くなりエピタキシヤル層中でのホールの蓄積が
減少し動作速度を向上させることができる。
している為第1ベース領域と第1埋込層間の実
効エピタキシヤル厚(以下Wepiという)が小さ
くなりエピタキシヤル層中でのホールの蓄積が
減少し動作速度を向上させることができる。
以上の様に従来のI2Lにおいては利点を有する
がさらに高速化特に大電流における高速化を狙う
場合には限界があつた。その理由は従来のI2Lに
おいては通常のNPNトランジスタのエミツタ・
コレクタ間耐圧(以下BVCEOという)を確保する
プロセス条件下において逆動作NPNトランジス
タの低濃度の第1ベース領域をWepi0となる迄
深く形成することができない為である。すなわち
第1ベース領域を第1埋込層に到達させることが
できない為、Wepi0とならず逆動作NPNトラ
ンジスタの第1ベース領域直下のエピタキシヤル
層中にホールが蓄積し動作速度に限界を生じるこ
とになる。
がさらに高速化特に大電流における高速化を狙う
場合には限界があつた。その理由は従来のI2Lに
おいては通常のNPNトランジスタのエミツタ・
コレクタ間耐圧(以下BVCEOという)を確保する
プロセス条件下において逆動作NPNトランジス
タの低濃度の第1ベース領域をWepi0となる迄
深く形成することができない為である。すなわち
第1ベース領域を第1埋込層に到達させることが
できない為、Wepi0とならず逆動作NPNトラ
ンジスタの第1ベース領域直下のエピタキシヤル
層中にホールが蓄積し動作速度に限界を生じるこ
とになる。
本発明はかかる問題点を解決すべく考案された
ものであり通常のバイポーラトランジスタの
BVCEOを低下することなくI2Lの動作速度特に大
電流における動作速度の向上を実現する半導体装
置を提供することにある。
ものであり通常のバイポーラトランジスタの
BVCEOを低下することなくI2Lの動作速度特に大
電流における動作速度の向上を実現する半導体装
置を提供することにある。
本発明の半導体装置は、I2Lとバイポーラトラ
ンジスタとを同一基板上に有する半導体装置にお
いて、第1の島内に形成されたエピタキシヤル
層、一導電型の領域及び他の導電型の領域を各々
コレクタ、ベース、エミツタとするバイポーラト
ランジスタと、第2の島内のエピタキシヤル層を
ベース領域とし、かつエピタキシヤル層表面に互
いに横方向に離間して形成されて第1の島内の一
導電型の領域と同じ深さに形成された一導電型の
第1領域及び第2領域を各々エミツタ、コレクタ
領域のする横方向トランジスタと、第2島内のエ
ピタキシヤル層をエミツタ領域、第2領域を外部
ベース領域、第2領域に比し低濃度かつ深く形成
されしかも少なくとも第2領域の第1領域に対向
する面よりも内側に形成された一導電型の第3領
域を内部ベース領域、第3領域内に形成された少
なくとも1個の他の導電型の第4領域をコレクタ
領域とする縦方向トランジスタとを具備し、第2
の島内の前記第1埋込層上の第3領域の直下に形
成され、しかも第3領域と接してなる一導電型の
第2埋込層を有することを特徴としている。
ンジスタとを同一基板上に有する半導体装置にお
いて、第1の島内に形成されたエピタキシヤル
層、一導電型の領域及び他の導電型の領域を各々
コレクタ、ベース、エミツタとするバイポーラト
ランジスタと、第2の島内のエピタキシヤル層を
ベース領域とし、かつエピタキシヤル層表面に互
いに横方向に離間して形成されて第1の島内の一
導電型の領域と同じ深さに形成された一導電型の
第1領域及び第2領域を各々エミツタ、コレクタ
領域のする横方向トランジスタと、第2島内のエ
ピタキシヤル層をエミツタ領域、第2領域を外部
ベース領域、第2領域に比し低濃度かつ深く形成
されしかも少なくとも第2領域の第1領域に対向
する面よりも内側に形成された一導電型の第3領
域を内部ベース領域、第3領域内に形成された少
なくとも1個の他の導電型の第4領域をコレクタ
領域とする縦方向トランジスタとを具備し、第2
の島内の前記第1埋込層上の第3領域の直下に形
成され、しかも第3領域と接してなる一導電型の
第2埋込層を有することを特徴としている。
以下本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す構造断面図で
ある。まず1014〜1016cm-3P-型基板1の裏面より
例えばSb又はAsを拡散し10〜30Ω/□のN+型第
1埋込層2を形成し次に第1埋込層2を形成した
不純物より拡散係数の大きい不純物、例えばB又
はBCl3をI2L部の後述する第1ベース領域6a直
下の第1埋込層表面より拡散又はイオン注入して
0.1〜1kΩ/□のP型第2埋込層を形成する。こ
の場合βupを大きくとる為にはできるだけ低濃度
であることが望ましい。又第2埋込層3は分離領
域の一部として形成しても良い。次に1〜5×
1015cm-3で5〜10μmのN-型エピタキシヤル層4
を成長させエピタキシヤル層4の表面より例えば
BCl3を拡散して10〜20Ω/□のP+型分離領域5
を形成しその後I2L部のエピタキシヤル層4の表
面より例えばBをイオン注入して逆動作NPNト
ランジスタの少くとも内部ベース領域を含むよう
に1〜5kΩ/□のP型第1ベース領域6aを形成
する。次にI2L部のエピタキシヤル層4の表面よ
り例えばPOCl3を拡散して10〜30Ω/□のN+型カ
ラー領域7を形成する。尚第1ベース領域6aと
カラー領域7の工程に入れ換えても良い。次にエ
ピタキシヤル層4の表面より例えばBをイオン注
入して第1ベース領域6aに比して高濃度かつ浅
く100〜300Ω/□のI2L部のP+型インジエクタ領
域8a、P+型第2ベース領域8b及び通常の
NPNトランジスタのP+型ベース領域8cを同時
に形成する。尚第1ベース領域6aは第2埋込層
3と接するように形成されしかも第2ベース領域
8bのインジエクタ領域8a対向する面S1よりも
内側に形成されている。次にエピタキシヤル層4
表面より例えばPOCl3を拡散して5〜15Ω/□の
I2L部の逆動作NPNトランジスタのN+型エミツ
タコンタクト領域9a、N+型コレクタ領域9b
及び通常のNPNトランジスタのN+型エミツタ領
域9c、N+型コレクタコンタクト領域9dを同
時に形成する。その後I2L部のインジエクタ領域、
逆動作NPNトランジスタのエミツタ・ベース・
コレクタ領域及び通常のNPNトランジスタのエ
ミツタ・ベース・コレクタ領域の所定コンタクト
開口領域の酸化膜10をエツチングしアルミをス
パツタ又は蒸着して各々の電極パターン11,1
2,13,14及び15,16,17を形成す
る。かようにして本発明の一実施例の半導体装置
が製造される。
ある。まず1014〜1016cm-3P-型基板1の裏面より
例えばSb又はAsを拡散し10〜30Ω/□のN+型第
1埋込層2を形成し次に第1埋込層2を形成した
不純物より拡散係数の大きい不純物、例えばB又
はBCl3をI2L部の後述する第1ベース領域6a直
下の第1埋込層表面より拡散又はイオン注入して
0.1〜1kΩ/□のP型第2埋込層を形成する。こ
の場合βupを大きくとる為にはできるだけ低濃度
であることが望ましい。又第2埋込層3は分離領
域の一部として形成しても良い。次に1〜5×
1015cm-3で5〜10μmのN-型エピタキシヤル層4
を成長させエピタキシヤル層4の表面より例えば
BCl3を拡散して10〜20Ω/□のP+型分離領域5
を形成しその後I2L部のエピタキシヤル層4の表
面より例えばBをイオン注入して逆動作NPNト
ランジスタの少くとも内部ベース領域を含むよう
に1〜5kΩ/□のP型第1ベース領域6aを形成
する。次にI2L部のエピタキシヤル層4の表面よ
り例えばPOCl3を拡散して10〜30Ω/□のN+型カ
ラー領域7を形成する。尚第1ベース領域6aと
カラー領域7の工程に入れ換えても良い。次にエ
ピタキシヤル層4の表面より例えばBをイオン注
入して第1ベース領域6aに比して高濃度かつ浅
く100〜300Ω/□のI2L部のP+型インジエクタ領
域8a、P+型第2ベース領域8b及び通常の
NPNトランジスタのP+型ベース領域8cを同時
に形成する。尚第1ベース領域6aは第2埋込層
3と接するように形成されしかも第2ベース領域
8bのインジエクタ領域8a対向する面S1よりも
内側に形成されている。次にエピタキシヤル層4
表面より例えばPOCl3を拡散して5〜15Ω/□の
I2L部の逆動作NPNトランジスタのN+型エミツ
タコンタクト領域9a、N+型コレクタ領域9b
及び通常のNPNトランジスタのN+型エミツタ領
域9c、N+型コレクタコンタクト領域9dを同
時に形成する。その後I2L部のインジエクタ領域、
逆動作NPNトランジスタのエミツタ・ベース・
コレクタ領域及び通常のNPNトランジスタのエ
ミツタ・ベース・コレクタ領域の所定コンタクト
開口領域の酸化膜10をエツチングしアルミをス
パツタ又は蒸着して各々の電極パターン11,1
2,13,14及び15,16,17を形成す
る。かようにして本発明の一実施例の半導体装置
が製造される。
第2図は第1図のA−A′断面における濃度プ
ロフアイルを示している。
ロフアイルを示している。
第3図は本発明の他の実施例を示す構造断面図
である。インジエクタ領域8の少くとも第2ベー
ス領域8bに対向する面S2の内側にインジエクタ
領域8aに比して深く形成されたP型第2インジ
エクタ領域6bを第1ベース領域6aと同時に形
成ししかも第1埋込層上の第2インジエクタ領域
6b直下にP型第2埋込層3を有することを特徴
としている。尚第2埋込層を有しなり場合は第2
インジエクタ領域は第1ベース領域と同時に形成
する必要はなく別工程例えば分離領域と同時に形
成しても良い。その他の製造工程は第1図の場合
と同一であるから省略する。
である。インジエクタ領域8の少くとも第2ベー
ス領域8bに対向する面S2の内側にインジエクタ
領域8aに比して深く形成されたP型第2インジ
エクタ領域6bを第1ベース領域6aと同時に形
成ししかも第1埋込層上の第2インジエクタ領域
6b直下にP型第2埋込層3を有することを特徴
としている。尚第2埋込層を有しなり場合は第2
インジエクタ領域は第1ベース領域と同時に形成
する必要はなく別工程例えば分離領域と同時に形
成しても良い。その他の製造工程は第1図の場合
と同一であるから省略する。
かかる本発明の一実施例によればI2L部におい
て逆動作NPNトランジスタの第1ベース領域直
下の第1埋込層に第1ベース領域と接するように
第1ベース領域と同一導電型の第2埋込層を形成
している為第2埋込層もベース領域の一部となり
Wepiは0となる。従つて第1ベース領域直下のエ
ピタキシヤル層中でのホールの蓄積が著しく減少
し動作速度特に大電流における動作説明が向上す
る。又横型インジエクタPNPトランジスタにお
いては第2埋込層を有する為に横型インジエクタ
PNPトランジスタのコレクタ領域の深さが深く
なりインジエクタ領域から注入されたホールのコ
レクタ領域での到達率が上昇する。この結果横型
インジエクタPNPトランジスタのベース接地電
流増幅率αPNPが高くなり低電流での動作速度が向
上する。
て逆動作NPNトランジスタの第1ベース領域直
下の第1埋込層に第1ベース領域と接するように
第1ベース領域と同一導電型の第2埋込層を形成
している為第2埋込層もベース領域の一部となり
Wepiは0となる。従つて第1ベース領域直下のエ
ピタキシヤル層中でのホールの蓄積が著しく減少
し動作速度特に大電流における動作説明が向上す
る。又横型インジエクタPNPトランジスタにお
いては第2埋込層を有する為に横型インジエクタ
PNPトランジスタのコレクタ領域の深さが深く
なりインジエクタ領域から注入されたホールのコ
レクタ領域での到達率が上昇する。この結果横型
インジエクタPNPトランジスタのベース接地電
流増幅率αPNPが高くなり低電流での動作速度が向
上する。
又本発明の他の実施例によれば第2インジエク
タ領域と第2埋込層が接して形成されている為横
型インジエクタPNPトランジスタのエミツタ領
域(インジエクタ領域)の深さが深くなり横方向
のホールの注入が有効に働くようになる。又エミ
ツタ領域底面部はN+型第1埋込層と接している
為底面部からのホールの注入が減少する。従つて
横方向インジエクタPNPトランジスタのαPNPが
さらに高くなりさらに低電流における高速化が実
現できる。尚本実施例においては第2インジエク
タ領域のみ形成し第2埋込層は形成する必要はな
くその場合も同一の効果が得られる。
タ領域と第2埋込層が接して形成されている為横
型インジエクタPNPトランジスタのエミツタ領
域(インジエクタ領域)の深さが深くなり横方向
のホールの注入が有効に働くようになる。又エミ
ツタ領域底面部はN+型第1埋込層と接している
為底面部からのホールの注入が減少する。従つて
横方向インジエクタPNPトランジスタのαPNPが
さらに高くなりさらに低電流における高速化が実
現できる。尚本実施例においては第2インジエク
タ領域のみ形成し第2埋込層は形成する必要はな
くその場合も同一の効果が得られる。
尚本発明は上記実施例に限られることなく例え
ば極性を換えても同様に実施効果が得られる。
ば極性を換えても同様に実施効果が得られる。
第1図は本発明の一実施例を示すI2Lと通常の
NPNトランジスタの共存した集積回路の構造断
面図、第2図は第1図のA−A′断面における濃
度プロフアイル、第3図は本発明の他の実施例を
示す同様の集積回路の構造断面図、第4図は従来
のI2Lと通常のNPNトランジスタの共存した集積
回路の構造断面図である。 1……P-型半導体基板、2……N+型第1埋込
層、3……P型第2埋込層、4……N-型エピタ
キシヤル層、5……P+型分離領域、6a……I2L
のP型第1ベース領域、6b……P型第2インジ
エクタ領域、7……N+型カラー領域、8a……
P+型インジエクタ領域、8……I2LのP+型第2ベ
ース領域、8c……通常のNPNトランジスタの
P型ベース領域、9a……I2LのN+型エミツタコ
ンタクト領域、9b……I2LのN+型コレクタ領
域、9c……通常のNPNトランジスタのN+型エ
ミツタ領域、9d……通常のNPNトランジスタ
のN+型コレクタコンタクト領域、10……誘化
膜、11……インジエクタ電極パターン、12,
13,14……I2Lのエミツタ・ベース・コレク
タ電極パターン、15,16,17……通常の
NPNトランジスタのエミツタ・ベース・コレク
タ電極パターン。
NPNトランジスタの共存した集積回路の構造断
面図、第2図は第1図のA−A′断面における濃
度プロフアイル、第3図は本発明の他の実施例を
示す同様の集積回路の構造断面図、第4図は従来
のI2Lと通常のNPNトランジスタの共存した集積
回路の構造断面図である。 1……P-型半導体基板、2……N+型第1埋込
層、3……P型第2埋込層、4……N-型エピタ
キシヤル層、5……P+型分離領域、6a……I2L
のP型第1ベース領域、6b……P型第2インジ
エクタ領域、7……N+型カラー領域、8a……
P+型インジエクタ領域、8……I2LのP+型第2ベ
ース領域、8c……通常のNPNトランジスタの
P型ベース領域、9a……I2LのN+型エミツタコ
ンタクト領域、9b……I2LのN+型コレクタ領
域、9c……通常のNPNトランジスタのN+型エ
ミツタ領域、9d……通常のNPNトランジスタ
のN+型コレクタコンタクト領域、10……誘化
膜、11……インジエクタ電極パターン、12,
13,14……I2Lのエミツタ・ベース・コレク
タ電極パターン、15,16,17……通常の
NPNトランジスタのエミツタ・ベース・コレク
タ電極パターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一導電型半導体基板と、前記半導体基板上に
形成された他の導電型のエピタキシヤル層と、前
記エピタキシヤル層を第1、第2の島に分離する
一導電型の分離領域と、前記第1、第2の島内の
前記半導体基板と前記エピタキシヤル層との境界
領域に形成された他の導電型の第1埋込層と、前
記第1の島内に形成されて前記エピタキシヤル
層、一導電型の領域及び他の導電型の領域を各々
コレクタ、ベース、エミツトとするバイポーラト
ランジスタと、前記第2の島内の前記エピタキシ
ヤル層をベース領域とし、かつ前記エピタキシヤ
ル層表面に互いに横方向に離間して形成された一
導電型の第1領域及び第2領域を各々エミツタ、
コレクタ領域とする横方向トランジスタと、前記
第2島内の前記エピタキシヤル層をエミツタ領
域、前記第2領域を外部ベース領域、前記第2領
域に比し低濃度かつ深く形成されしかも少なくと
も前記第2領域の前記第1領域に対向する面より
も内側に形成された一導電型の第3領域を内部ベ
ース領域、前記第3領域内に形成された少なくと
も1個の他の導電型の第4領域をコレクタ領域と
する縦方向トランジスタとを具備し、前記第2の
島内の前記第1埋込層上の前記第3領域の直下に
形成され、しかも前記第3領域と接してなる一導
電型の第2埋込層を有することを特徴とする半導
体装置。 2 前記第2の島内の前記第1領域の少なくとも
前記第2領域に対向する面の内側に前記第1領域
に比して深く形成された一導電型の第5領域と、
前記第5領域の直下に形成され、しかも前記第5
領域と接してなる一導電型の第2埋込層を有する
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62140225A JPS63304659A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62140225A JPS63304659A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304659A JPS63304659A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH0581191B2 true JPH0581191B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=15263817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62140225A Granted JPS63304659A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63304659A (ja) |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP62140225A patent/JPS63304659A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63304659A (ja) | 1988-12-12 |
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