< Part twenty>






*********************

●まずPinned Photodiode は完全な埋め込みPhotodiodeでなければなりません。

不完全は完全な埋め込みPhotodiodeはバリアが生じ残像が発生します。

●Pinned Photodiode はP+ Channel Stops 領域が絵素の近傍になければなりません。

   P+ Channel Stops 領域がないと受光部のP+ 層が RC 遅延を持ち電位がふらつき
   浮遊状態(Floating)になり、その結果残像が生じます。

http://www.aiplab.com/Difference_of_Pinned_Photodiode_and_Buiried_Photodiode_1.jpg

 

NECのIEDM1982の論文は上記の2つの問題が重なり残像があったと観察します。

NECのIEDM1982年論文も 1980年特許も PPD 特許ではありません。

世界の人々はほとんどの方々が半導体デバイス物理の専門家でないので
世界のほとんどの方々はこの重要な事実を理解できず誤解しています。
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Pinned Photodiode must have the heavily doped channel stops nearby
and also completely buried signal charge collection and storage N region.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

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.

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++


********************************
下記の発明協会の記載は事実誤認もはなはだしいです。
********************************

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

***************************************


撮像デバイスの研究開発は、19世紀後期のテレビジョン研究がスタートである。
機械式、撮像管、固体撮像素子(以下「イメージセンサー」と呼ぶ)と発展し
社会に大きなインパクトを与えつつ、大きく発展してきた。

真空管の一種である撮像管は、サイズが大きい、割れ物である、消費電力が大きい、
画像にゆがみがある、高価である、などの欠点があり、固体化が望まれていた。

1960年代半ばにイメージセンサーの開発がスタートした。そのときは、MOS
(Metal Oxide Semiconductor)型が中心であった。

 1970年にBoyleとSmith(当時Bell研究所)がCCD(Charge-Coupled Device、
電荷結合素子)を発表した (1)。構造が単純であり、イメージセンサーのような
大規模なアレイ構造を製造するのに適していること、矢継ぎ早にCCDに改善
が加えられたことから、イメージセンサー開発の中心はCCDになった。

1970年後半からは開発の中心は日本に移った。1978年、山田哲生(当時 東芝)は、
強い光が入射したときに縦線の偽信号を発生させるブルーミングを抑制する
縦型オーバーフロードレイン構造を発明した(2)。

●SONYの萩原はすでに特許 1975-134985 の中で VOD付きにPPDを発明しています!

1979年には寺西信一(当時 NEC)が、白傷や暗電流を大幅に低減し、残像や
転送ノイズを解消する埋込フォトダイオード(Pinned Photodiode)を発明した(3)。

●SONYの萩原はすでに特許 1975-134985 の中で (Pinned Photodiode)を発明した。

●この発明協会の記載は埋込フォトダイオードとPinned Photodiodeの違いを理解していない。






これらの結果、CCDはまずムービーを、引き続きコンパクトデジタルスチル
カメラを主な市場として量産されていった。

1990年代になると、CMOSの微細化が進み、4個ほどのトランジスターを
画素内に配置することが可能になり、さらには、埋込フォトダイオードを
CMOSイメージセンサーに適用することでCCDと同等以上の低ノイズが
達成でき、世界の多くの機関で熱心に開発が進められた。

画素内に4個ほどのトランジスターを配置する In Pixel Active Sensor 
はすでに1960年代に Intel社が 3T1C から 1T1C DRAMの商品化を
進めている時に 英国の Peter Noble が考案していた。


2000年に米田智也ら(当時 キヤノン)が、強い光が入射したときに
発生するシェーディングを抑制する構造を発明した)4)。

2001年に鈴木亮司ら(当時 ソニー)が、裏面照射型に関する発明をした(5)。

●萩原はすでに 特許1975-127646 と 特許1975-127647 で裏面照射型PPDを考案した。

これらの技術開発によりCMOSイメージセンサーが主役になり、低消費電力
という特性のお陰もあり、携帯電話に搭載され、生産量を爆発的に増加させて
いった。2010年に梅林拓ら(当時 ソニー)が、イメージセンサーに画像
処理回路を積層する構造を発明し(6)、高速化と多機能化を飛躍的に推し進めた。

2014年には携帯電話用を中心に約38億個もの生産が行われた。パソコンカメラ、
デジタルスチルカメラ、ゲームなどのコンシューマー用途、監視用、車載用、
放送用カメラなどの社会インフラとして、さらには医療、科学用などあらゆる
ところでイメージセンサーが使われるようになった。

**************************************

参考文献等

1.  W. S. Boyle and G. E. Smith 「Charge Coupled Semiconductor Devices」,

  The Bell System Technical Journal, vol.49 (1970) pp.587-593

2. 山田哲生「固体撮像装置」特開昭54-95116、1978年1月13日出願

3.寺西信一 外「固体撮像装置」特開57-62557、1980年10月2日出願

4.米田智也 外「固体撮像装置」特開2001-230400、2000年11月30日出願

5.鈴木亮司 外「X-Yアドレス型固体撮像素子およびその製造方法」

  特開2003-31785、2001年7月11日出願

6.梅林拓 外「半導体装置とその製造方法、及び電子機器」

  特開2015-65479、2010年1月22日原出願

**************************************






****************
Hagiwara Publication List
****************

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

***********************************************

Part 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010

Part 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020

***********************************************



Slide2020_05_31

Slide2020_06_10

Slide2020_06_10a

Slide2020_06_11

Slide2020_06_19

Slide2020_06_24

****************************************************

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

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

********************************************************
         Return to Top Page
*********************************************************