Slide_2020_07_04 by Yoshiaki Daimon Hagiwara

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●下記発明協会のWEB記載には事実誤認の記載がありその訂正を
  強くおねがいする次第です。以下その説明となります。

●まず、Pinned Photodiodeの定義を説明します。

●萩原が1975年にこのPinned Photodiodeの発明者であることを
 実証する資料を提示します。そして萩原がSONYのHADセンサー
 の発明者であることを説明します。 HAD = PPD + VOD です。

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●萩原が Pinned Photodiode の発明者であることを証拠を明示します。
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     まずは Pinned Photodiodeの定義を説明します:


  Pinned Photodiodeとは 受光表面の電圧が固定ピン止めされた
  埋め込み型の Dynamic Photo Transistor と定義されます。

  この受光表面の電圧が固定ピン止めされた埋め込み型の Dynamic
  Photo Transistor
には PNP接合型と NPN型の接合型があります。
  そのBase 領域は 信号電荷蓄積部となります。

  この受光表面の電圧が固定ピン止めされることにより、
  
そのBase 領域の電荷蓄積部の完全空乏化電位も
  ピン止めされ固定が可能です。

  そのBase 領域の電荷蓄積部隣接する電極(CTG)により
  電荷転送装置(CTD)に信号電荷が完全電荷転送する事
  がこの固定ピン止めされることにより、そのBase 領域の
  電荷蓄積部の完全空乏化電位の実現により、完全電荷
  転送が可能となります。
残像のない特性を持ちます。

  この重要な Pinned Photodiodeの基本動作原理が
  まだまだ世界は理解していません。

  http://www.aiplab.com/Difference_of_Pinned_Photodiode_and_Buiried_Photodiode.jpg

  下記投稿サイトには匿名ですが、Pinned Photodiodeと 埋込みPhotodiodeの違いを
  正確に記述した記事が掲載されています。Pinned Photodiodeは受光表面が固定、
  ピン止めされたPNP接合型の埋込みPhotodiodeですが、定義により、埋込みPhotodiode
  には、受光表面が ピン止めされたものとされていないものの2種類あることになります。
  
  従って、Pinned Photodiodeはかならず 埋込みPhotodiodeですが、
  埋込みPhotodiodeは 必ずしも Pinned Photodiodeではありません。

  この違いが世界は理解していません。
 
  


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●萩原が Pinned Photodiode の発明者であることを証拠を明示します。
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●また IEDM2006の Prof. Albert Theuwissenの
論文に SSDM1978の萩原の論文の引用があり、
萩原の考案した受光素子がPPDの原型(MOTHER)
であると公言し、Prof. Albert Theuwissenとの
個人的に e-mail の中でも、萩原がPPDの発明者で
すでに寺西の1980年の特許出願以前にPPDはすでに
Phiillps社も周知であったと公言されています。

●2件の萩原の論文がIEEEの学会で受理さて、国際社会にも
萩原の1975年のPPDの発明と1978年のPPDの
世界ではじめての原理試作したことを報告することができました。

●"Multichip CMOS Image Sensor Structure for Flash Image Acquisiti" 単著
   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 

● EDTM2020_PaperID3C-4

"Simulation and Device Characterization of the P+PN+P Junction Type

inned Photodiode and Schottky Barrier Photodiode"

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

● 下記半導体歴史館の資料でもPPDは萩原が1975年に考案したと断定しています。

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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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●また今回のSONYの広報記事でもPPDは萩原が1975年に考案したと断定しています。

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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以上の資料を根拠に、再度挑戦して、
発明協会の事実誤認の記載の訂正
強く萩原はおねがいしたいです。

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●Innovation 100  掲載記事 
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http://koueki.jiii.or.jp/innovation100/

http://koueki.jiii.or.jp/innovation100/innovation_detail.php?eid=00059&test=open&age=stable-growth

以下の事実内容をご理解していただければと切に希望します。

萩原の主張は下記WEBサイトの公開掲示しています。

http://www.aiplab.com/Slide_2020_07_03.html


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萩原はすでに 1975-127647 特許の図7に受光表面高濃度P+層を
基板電位にピン留めしたフォトダイオード(埋め込みダイオード:
Buried Photodiodeと呼んだ)のN層の電位と、外部回路への転送
ゲートの電位の関係を詳細に図示し、空乏化したN層の電位を
転送ゲートのチャネル電位より所要値以上に高く保ち、信号電荷
を完全に転送して残像の発生し様子を図7に明示しています。

http://www.aiplab.com/image14.jpg 

http://www.aiplab.com/image7.jpg 



萩原が1975年出願のアイデアが1980年になり広く理解
されることになりました。そして1978年のSSDM1978年の
萩原のPPDの発表が皮切りとなり、NEC,KODAKが追従しました。

このN層電位に注目したピン留めフォトダイオードの動作原理
に基づく設計指針が広く研究され、今日のCCDやCMOSイメ-ジ
センサ用のピン留めフォトダイオードとして標準化された。

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萩原はまた1975年の1975-127646特許において、サイリスタ―型の
N+N-P+NP接合型受光素子、すなわち、N- 型基板の受光面に
N+NP+接合フォトダイオードを形成し、そのP+層 (エミッター)を
信号電荷の蓄積部として、N層に接続したP層(ベース領域)を
空乏化(パンチスルー状態)にすることで、信号電子をP+層(エミッター)
から電荷転送MOS電荷直下のN型領域にすべ移動する動作原理を、
萩原は日本語特許1975-127646特許の図7に明示しています。

萩原は1975年のこの特許の中で、受光部の空乏化
(パンチスルー状態)の動作原理を考案しています。

http://www.aiplab.com/JP1975-127646_A.jpg 

これがヒントとなり、また、PNPN接合型サイリスタ―の
受光素子を考案、発明し、特許1975-134985を出願し、
その受光素子が、縦型Over flowDrain(VOD) 動作
機能を有することを明示しています。

http://www.aiplab.com/image7.jpg 

1975年に萩原は、P1/N/P2/Nsub接合サイリスタ―型受光素子、
すなわち、Nsub型基板にP1/N/P2接合の埋込み型のPinned
Photodiodeを形成し、N層の/P2層を空乏化(パンチスルー状態)
にすることで、P2領域の電位を深くし、過剰電子をNから
Nsub基板にすべて掃き出すことが可能な、縦型オーバーフロー
ドレイン(VOD)構造を 提案しました。

それまでの横型オーバーフロードレイン(LOD)が不要となり
画素面積が縮小されるので、イメージセンサに広く適用された。

今日では、ほとんどのCCDイメージセンサ、CMOSイメージ
センサにこのVODとピン留めフォトダイオードが組み合わされて
適用されるようになったのは SONYの萩原の1975-134985特許が
その起爆剤となり世界を刺激し、東芝、NEC、KODAKが追従し
最後にSONYの浜崎チームが SONY HAD = PPD+VODの受光
素子を ILT CCD Image Sensorに採用して 完成となりました。

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http://www.aiplab.com/JP1975-127646_A.jpg










それまでの横型オーバーフロードレイン(LOD)が不要となり
画素面積が縮小されるので、イメージセンサに広く適用された。

今日では、ほとんどのCCDイメージセンサ、CMOSイメージ
センサにこのVODとピン留めフォトダイオードが組み合わされて
適用されるようになったのは SONYの萩原の1975-134985特許が
その起爆剤となり世界を刺激し、東芝、NEC、KODAKが追従し
最後にSONYの浜崎チームが SONY HAD = PPD+VODの受光
素子を ILT CCD Image Sensorに採用して 完成となりました。

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Pinned Photodiode must have the heavily doped channel stops nearby
and also completely buried signal charge collection and storage N region.
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In 1975, Sony proposed the Pinned surface PNP and PNPN junction type
dynamic phototransistor with the in pixel vertical overflow drain (VOD)
function for light detecting devices.

In 1978, Sony introduced one chip FT CCD image sensor with the Pinned
surface PNP junction type dynamic phototransistor which then became
the primary photodetector for CCD image sensors.

In 1984 Kodak called the Sony original Pinned surface PNP junction type
dynamic phototransistor simply as Pinnned Photodiode.

In 1987, Sony introduced a 2/3 inch, 380,000-pixel CCD image sensor
(ICX022) with the Pinned surface NPNP junction type dynamic Photo
Thryristor with VOD function which Sony then called simply as Hole
Accumulation Diode (HAD).

In the 1990s, the era of passport size video cameras demands compact
CCD image sensors with large numbers of pixels (1/2 inch or smaller
with 400,000 pixels or more).

In 1995, Kodak adopted Pinned Photodiode for CMOS image sensors.

Pinned Photodiodes, since invention by Sony in 1975, are still
the primary photodetector for CCD and CMOS image sensors now.

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