Slide2020_07_30_by_Hagiwara


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hagiwara-yoshiaki@aiplab.com ( http://www.aiplab.com/ )

hagiwara@ssis.or.jp ( http://www.ssis.or.jp/en/index.html )

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Hagiwara Publication List
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List of Life Work
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最新のメモ書きの掲載 -->  Slide_Index

Part 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010

Part 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020

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What is AIPS ( Artificial Intelligent Partner System ) ?
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 賢い撮像装置( Intelligent Image Sensor System)の研究です。
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監視カメラでの応用では、助けを必要とする人や泥棒さんの検出、

外科手術用内視鏡では、がん細胞群の検出などに期待されます・

 (a) 画像信号による撮影制御(焦点制御技術、手ぶら補正技術等)

 (b) 画像シーンの解析(構図抽出、被写体認識、撮影 Mode分析)

 (c) 高解像化技術(ひずみ補正、HDR合成、超高解像化処理技術

 (d) 画像加工技術(画像をマンガ化、人の顔を似顔絵にする技術等も)
 
 (e) 画像合成技術(パノラマ合成技術、特殊効果技術など)

 (f) Refocus 技術(ぼけた映像や文字情報をはっきりさせます)

 (g) 符号化開口などの特殊技術の構築等

いろいろな技術検討項目があり大変な総合技術力が不可欠です。

スマホ、自動運転車、ロボットなど応用され、現代文明の基盤に

とって、不可欠のものとなっています。これは日本の将来を豊かに

する産業です。その産業の活性化と発展のために、政府も企業も

是非、全力で取り組み、その未来に投資していただきたいです。

萩原にも、お金をください(笑顔)。


                              萩原 良昭 

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萩原考案の1975-127647 特許では、

この埋め込み電荷蓄積部のP+層の電位に注目した、かつ受光表面がN+層で
ピン留され、かつ、世界初の考案のGLOBAL SHUTTER機能と裏面照射型 
を持つDynamic Photo  Transistor の動作原理を明らかにした。

萩原の1975-134985 特許では、

この埋め込み電荷蓄積部のN層の電位に注目した、かつ受光表面がP+層で
ピン留された VOD 機能を持つ Dynamic Photo  Transistor の
動作原理を明らかにした。

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Hagiwara wrote a book on
the AIPS digital circuits world.

Yoshiaki Hagiwara wrote a book on "the World of Artificial Intelligent Digital Circuits",

which is important and needed to built the intelligent image sensor systems.


ISBM978-4-88359-339-2 ( Hard Cover, 460 page, 9000 Japanese Yen + tax )

If you are interestied in the book, Please visit

https://www.seizansha.co.jp/ISBN/ISBN978-4-88359-339-2.html

https://www.seizasha.co.jp/



     
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Today's E_Tegami ( Picture and Photo Diary )













Top Homepage of Ogino Junior High School in Atsugi-city

E_Tegami Poster Meassage July 2020




Back Numbers ....


20.01 20.02 20.03
,20.04 20.05 20.06

20.07 20.08 20.09 20.10 20.11 20.12

19.01 19.02 19.03 19.04
19.05 19.06

19.07 19.08 19.09 19.10 19.10x 19.11 19.12

18.12 18.11 18.10 18.08 18.06 18.05 18.03 18.01 

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WAKA ( Japanese Short Poem )
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萩原良昭はこの歌集を教科書にして今和歌を学習中です(笑顔)。

     





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豆知識  <-- 萩原良昭が知らなかった言葉です(苦笑)。
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岳樺(ダケカンバ)

木犀(もくせい)

曼珠沙華(マンジュシャゲ)

欅(ケヤキ)

凭れる(もたれる)

繁(しげ)

諍(いさか)う

言争(いいあらがう)

ひぐらし

ユキノシタ(雪の下)の花言葉とは?

切岸(きりぎし)とは?

莪 とは ?

蓼莪之詩 (りくがのし) とは ?

梢(こずえ) とは?


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SSIS ( Society of Semiconductor Industry Specialists )
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For Japanese language, visit
http://www.ssis.or.jp/

For English language, visit
http://www.ssis.or.jp/en/index.html

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Semiconductor History Museum of Japan
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For Japanese language, visit https://www.shmj.or.jp/

For English language, visit https://www.shmj.or.jp/english/index.html

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    Review of Early Developments of Image Sensors in Japan
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https://www.shmj.or.jp/museum2010/exhibi1005.html in Japanese

https://www.shmj.or.jp/english/pdf/dis/exhibi1005E.pdf in English

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https://electronics.stackexchange.com/questions/83018/difference-between-buried-photodiode-and-pinned-photodiode








Image Sensorの3つの大きな誤解

「Image Sensorの3つの大きな誤解」を萩原は指摘します。

●光超感度とは「暗闇みでもきれいがカラー映像」が実現する機能を言います。


(1) 世界はCCDが超光感度と誤解しました。

実は CCDは電荷転送雑音(N)が少ないことが
特徴ですが光感度(S)とは無関係です。

(2)しかい今はCCDは消えました。
   では何が超感度だったのでしょうか?

  CCDはもうほとんどの Image Sensorには
  使用されていません。消費電力が大きいのが
  最大の欠点です。CMOS回路の方がずっと
  消費電力が少なくて魅力的になりました。

  CCDはスーパースターでしたが、どうも偽者だとも
  言われるようになりました。本当のスーパースター
  は昔からCCDではなく、べつのものだったようです??

  

(3)CMOSが今超感度です。でも本当に
   CMOSが超光感度なのでしょうか?

(4)いいえ、それも誤解です。世界は2度
   大きな誤解をしています。

(5)本当はCCDでもCMOSでもなくPPDが
   超光感度でした。

(6)しかし、またここでも3度目の誤解があります。
   「PPDはNECの寺西さんの発明だ」と世界
   は今も誤解しています。

(7)実はSONYの萩原が本当の発明者でした。


この3つの誤解にSONYも萩原もどうすれば
発明者として名誉が回復できるが困っています(大涙)。



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 Image Sensorの開発背景  1975年~2020年までの45年間の開発の歴史について
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http://www.aiplab.com/Hagiwara_invented_PPD_and_Sony_HAD_in_1975.pdf

●Image Sensorは受光素子 (LRD) と電荷転送装置 (CTD)
  の2つの主要部品で構成されています。

電荷転送装置 (CTD) は (1) MOS型 (2) CCD型 (3) CMOS 型と進化しました。

受光素子(LRD は (1) N+P接合型 (2) MOS容量型 (3) P+NPNsub接合型と進化しました。

(1) N+P接合型受光素子は、表面のN+層が電荷蓄積部となりますが、
その電位が浮遊状態になり完全電荷転送が不可能となり、映像に
残像が生じ、それがビデオカメラの致命的な欠点となりました。

(2) MOS容量型の受光素子は、金属電極で電荷蓄積部の埋込みN層の
空乏化電位を固定することが可能となり、完全空乏化電荷転送
(CCD転送 mode )が実現し、残像のない映像が可能となりました。

しかし、MOS容量型ではシリコン表面に強い電界が生じ、白点や
暗電流が多発し、量産性が乏しいという致命的な欠点がありました。

(3) そこで1975年萩原良昭(もとSONY)は、3つの特許を出願し
その中で基板(Nsub)にP+NP接合のDynamic Phototransistor型の
受光素子を発明しました。受光部はこのP+NP接合のDynamic
Phototransistorのbase領域のN層を電荷蓄積部としました。

後にこの受光素子は埋め込み型Photodiodeと呼ばれるようになりました。

またこの萩原の特許出願 1975-134985 では受光表面のP層を外部金属
端子で固定、ピン止めすることを考案しました。その表面がピン止め
された受光素子は後に Pinned Photodiodeと呼ばれるようになりました。

表面のP層がピン止めされることにより、埋込みN層の空乏化電位
( Empty Potential Well ) もピン止め固定され、その埋込みN層の固定電圧
より深い電位で、隣接する電荷転送電極(CTG)が信号電荷を取り残す
事なくすべての信号電荷を吸い取り、隣接する電荷転送装置(CTD)へ
電荷転送することが可能となりました。その結果、この表面のP層が
ピン止めされた Pinned Photodiodeは、残像のない映像を提供することが
可能となりました。さらにこの萩原の1975年の特許で萩原が考案した
基板(Nsub)にP+NP接合のDynamic Phototransistorを形成した受光素子は、
その結果、P+NPNsub接合型の dynamic動作するサイリスタ―構造でもありました。

サイリスタ―のパンチスルー動作で埋め込みN層の電荷を取り残しなく
すべて基板Nsubへ掃き出す、縦型 Overflow Drain (VOD)機能を
構造上持っている受光素子の発明でもありました。萩原はその結果 
VOD機能を持つPPDをこの1975-134985で発明しました。

後に1987年にSONYはこのVOD付きPPDを
Hole Accumulation Diode (HAD) と呼びました。

●1975年の特許1975-134985の中で萩原良昭(もとSONY)は
  VOD機能付PPDを発明しました。

●1978年には萩原良昭(もとSONY)はP+NP接合受光素子(PPD)を
  採用した FT CCDの 原理試作に成功し、SSDM1978で学会発表
  しました。SONYは1980年にはこのP+NP接合受光素子(PPD)
  を採用した、One chip FT CCD カラーカメラに原理試作に成功し
  東京とNYで同時記者会見を開催し、民生用ビデオカメラの商品化
  をSONYがこれから注力することを宣言しました。

●1982年には、この萩原が1975年に発明し、1978年に FT CCD に
  採用した P+NP接合型受光素子を NECは、ILT CCDに採用し、
  その特性を学会発表し、埋込み型 Photodiodeと呼びました。

●1984年には、この萩原が1975年に発明し、1978年に FT CCD に
  採用した P+NP接合型受光素子を KODAKも ILT CCDに採用し、
  その特性を学会発表し Pinned Photodiodeと呼びました。

●1987年には、この萩原が1975年に発明し、1978年に FT CCD に
  採用した P+NPNsub接合型受光素子、すなわち、この萩原が
  1975年に発明した、VOD付きPPD受光素子の量産商品化に成功し、
  Hole Accumulation Diode (HAD) と呼び、SONY独自商品として
  Image Sensorの市場を制覇しました。そしてCCD Image Sensorの
  技術は現在若い世代の技術者の努力により CMOS Image Sensor
  を支える技術への進化し、これからは裏面照射型の三次元集積回路
  の Multi Chip 構成の 「賢い電子の目」としてさらなる進化を期待します。

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(1)萩原の1975年の3件の特許と1978年のSSDM1978での論文
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   <1> JP1975-127646   http://www.aiplab.com/JP1975-127646.pdf

   <2> JP1975-127647   http://www.aiplab.com/JP1975-127647.pdf

   <3> JP1975-134985   http://www.aiplab.com/JP1975-134985.pdf

   <4> Y. Daimon-Hagiwara et.al., Proc. 10th Conf. on Solid-State Devices,
      SSDM1978, Tokyo, 1978, pp.335-340,

   http://www.aiplab.com/P1978_Pinned_Photodiode_1978_Paper_by_Hagiwara.pdf  


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(2)この件で Albert さんの 2006年の論文の中では「萩原のSSDM1978
  の論文の受光素子が、(1)NEC(2)KODAK(3)SONYの
  原型 MOTHER(生みの親)である」と賞賛しています。これは
  「萩原がPPDの概念を最初に考案した発明者だ」と解釈できるものです。
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http://www.harvestimaging.com/pubdocs/089_2005_dec_IEDM_hole_role.pdf

萩原のSSDM1978の論文の重要性を、その論文の発表の28年後の2006年に
世界ではじめて、Delft 大学のProf. Albert Theuwissenは彼のIEDM2006年
の論文で下記のようにコメントしています。

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The effect can be solved by defining the potential in the open
areas through an extension of the p+ channel stopper.

A simple self-aligned implant of 2x10(13) /cm(2) boron ions is
sufficient to extend the channel stop areas to the gate edge
and consequently fix the potential in the open areas [2].

The result after this self-aligned implant is shown in Figure 3.

The presence of enough holes plays a crucial role in fixing the
potential for the regions “beyond control” of the gates.

(Is this structure the mother of the pinned-photodiode
or buried diode or hole-accumulation device ? )

[2] Y. Daimon-Hagiwara et.al., Proc. 10th Conf. on Solid-State Devices,
   SSDM1978, Tokyo, 1978, pp.335-340,

http://www.aiplab.com/P1978_Pinned_Photodiode_1978_Paper_by_Hagiwara.pdf 

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(3)IEEE 主催の国際学会での下記2件の論文で引用されました。
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    <1> 3DIC2019 Conference Paper in Sendai, Japan 2019

   "Multichip CMOS Image Sensor Structure for Flash Image Acquisition"
   IEEE International 3D Systems Integration Conference 2019 (3DIC2019)
    Digest of Technical Papers, Sendai, Japan, Paper4017, October 2019

   http://www.aiplab.com/P2019_3DIC2019Paper_on_3D_Pinned_Photodiode.pdf


    <2> EDTM2020_PaperID3C-4

    "Simulation and Device Characterization of the P+PN+P Junction Type
    Pinned Photodiode and Schottky Barrier Photodiode

    http://www.aiplab.com/P2020_EDTM2020_PaperID_3C4_by_Hagiwara.pdf 

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(3)半導体産業人協会の歴史館の公式WEB掲載記事
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    Review of Early Developments of Image Sensors in Japan
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   https://www.shmj.or.jp/museum2010/exhibi1005.html  in Japanese 

   https://www.shmj.or.jp/english/pdf/dis/exhibi1005E.pdf  in English

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(4)SONY(株)とSSS(株)からの共同WEB掲載記事
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本社知財をはじめIR関係者の皆さんに協力いただき

下記URLにてソニー/SSS連名で公開いたしました。

和文:

積層型多機能CMOSイメージセンサーを支える代表的なソニー発明について

https://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/notice/20200626/
 

英文:

Sony's Representative Inventions Supporting Stacked
   Multi-Functional CMOS Image Sensors

https://www.sony.net/SonyInfo/News/notice/20200626/ 

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Hagiwara Publication List
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What is Pinned Photodiode ?

Study Special Relativity Theory

What is Abura Wake Zan ?

Study Korean for Your Enjoyment

Enjoy C-programming.

IEEE_EDS_Kansai_Chapter_IMFEDK2006_Hagiwara.pdf

DRAM_SRAM_Technology_and_Problems_1998_07_29_Hagiwara

Pinned_Photodiode_must_have_a_heavy_doped_Channel_Stops

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Part 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010

Part 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020

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001 Compare NPNP,PNP and NPS phododieo, SONY PPD AWARD

002 The three basic Hagiwara 1975 patents

003 Heavy Surface P+ Channel Stops

004 IEDM1982 paper

005
Active Pixel sesnor

006 SSDM1978 paper

007 JP1975-127647 and JP1975-134985 patents

008 JP2014-135497 patent

009 The World of Digital Circuits

010 Sony Bipolar Transistor

011 My old wonderful memory pictures

012 Future of Robot Vision

013 ANA Jumbo Jet, SONY Patent Wars

014 IEEE Solid State Circuits Magazine, Summer 2013

015 Sony Kumamoto Tech Visit, Nov 19 2018

016 016 Three types of VOD

017 Inonovation 100 and History Museum WEB

018 JP1975-127647 and the future 3D integration

019 Awards

020 Difference of PPD and Buried Photodiode


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Slide_Index



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hagiwara-yoshiaki@aiplab.com ( http://www.aiplab.com/ )

hagiwara@ssis.or.jp ( http://www.ssis.or.jp/en/index.html )

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