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The AIPS image sensor watching at its inventor, Yoshiaki Hagiwara.
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Hagiwara_Awards_and_Publication_List

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 Physics of Pinned Photodidoe invented by Hagiwara in 1975
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萩原の1975年の仕事に関して下記のコメントは
その事実を正確に述べています。

“The first Pinned PD was invented by Hagiwara at Sony and
is used in ILT CCD PD's, these same PD's and the principles
behind this complete transfer of charge are used in most CMOS
imagers built today.“ commented by Place Holer in the Electrical
Engineering WEB site Q/A cimmunications.



●下記 WEBサイトにそのコメントが2018年8月16日より掲載されています。

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


●しかし、投稿者は WEBでのPEN NAME が 
Place Holderとなっているだけで匿名希望者です。

WEBサイトの責任者 David Tweedは
その人物を知っているようですが?

David Tweed はたいへん有名な方です。

https://twitter.com/DavidTweed

●PPDは1975年に萩原が発明しました。

●1978年には SONY開発のFT CCDに採用された。

●1982年には NEC開発のILT CCD に採用された。

●現在では、世界中の CMOS Image Sensorに採用されている。


発明は1人でも可能ですが、開発は企業の
多くの社員の努力があってこそ実現します。

個人が評価されるのは、その個人の創造性と
発明が文明の起爆剤となるからです。

開発は企業が利益を目的に努力します。その
見返りは企業の製品の販売営業利益で報われます。

一方、発明者は賞を受賞します。発明者の名誉を
たたえるのが目的です。

開発では個人が賞を受賞することは難しいです。

発明者を無視して開発者だけdが賞を受賞することは
絶対にありえません。

リチウムイオン電池でも青色発光ダイオードでも
材料の選択という重要な創造性へに挑戦がありました。


萩原の1975年の仕事に関して下記のコメントは
その事実を正確に述べています。

“The first Pinned PD was invented by Hagiwara at Sony and
is used in ILT CCD PD's, these same PD's and the principles
behind this complete transfer of charge are used in most CMOS
imagers built today.“


以下の論点をまとめます。


(1) Prof. Albert Theuwissen は 2006年5月のドイツでの
 Workshopで初めて 萩原の SSDM1978の論文を
 引用しました。その時の 彼の発表 slide です。

http://www.aiplab.com/image208.jpg


(2) Prof. Albert Theuwissen は IEDM2006での論文で
「萩原が PPDと埋め込みPhotodiodeとHADの3つの
 子供の生みの親(Mother) ではないか」とコメント
 しました。彼の文献は、以下のサイトから論文を 
Down Load 可能です。

http://www.harvestimaging.com/pubdocs/101_2006_dec_TED_hole_role.pdf

(3) Prof. Albert Theuwissen は また萩原との E-mailによる
Private Communication でも 「萩原が PPDの発明者」だと
断定しています。

“I do agree with you that the structure you developed is indeed a PPD, “
“maybe not called that way at that time and also invented for some other purpose. “

Prof. Albert Theuwissen は PPDのもっとも重要な特性は (2) 表面P+層が
ピン止めされ、電圧が固定されるこにより表面暗電流の抑圧である事を
論文で強調しています。しかし、萩原1975年特許では(1)青色感度向上
と(4) VOD を強調した特許でした。(3)萩原はこのPPDが完全空乏化電荷
転送が可能であること(残像のない映像を可能にする)を 完全空乏化
した 蓄積層の電位図 ( Empty Potential 図) で明示しました。


(4) Prof. Albert Theuwissenは世界的な Image Sensorの世界の
学識見識者です。彼の発表論文リストが掲載されています。

http://harvestimaging.com/publications.php

   
   もと Phillips勤務の A. Theuwissen さんと 
IMEC のもとPresident の  G. Declerckさんは
Image Sensorの研究者として、1980年代からの
萩原の古い友人です。

   http://harvestimaging.com/pubdocs/002_ESSDERC_1980.pdf


(5) Fossumの2014年の論文は 以下のサイトからDown Load 可能です。

  https://digitalcommons.dartmouth.edu/facoa/2423/


Fossumはこの論文(fake paper)の中で嘘を並べて 「萩原の1975年の特許には
残像に関する記述がない」と嘘を報じています。そして「寺西が世界で
はじめて残像のないPPDを発明し開発した」と虚論を述べています。


萩原の1975年特許の実施例図には完全に空乏化された電位図(Empty Potential
Well ) が明示されています。これは信号電荷が完全に受光部から Reset時に
完全に吐き出され、電荷の転送残りがないことを意味し、残像のないことを
意味します。どうも Fossum は 萩原の1975年の特許の実施図を見ていない
のか、それともEmpty Potential Well の図を理解していないかのどちらかです。

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


(6) electronics.stackexchange.comのサイトには PPDと埋め込み diodeの違いを
説明しています。また、PPDの発明者が萩原であるとコメントしています。


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


「寺西と Fossumが長い間間違って評価されている。
PPDの発明者が萩原である。」とコメントしています。

“The first Pinned PD was invented by Hagiwara at Sony and
is used in ILT CCD PD's, these same PD's and the principles
behind this complete transfer of charge are used in most CMOS
imagers built today.“

“I've edited this Answer to acknowledge Hagiwara-san's contribution.
It has long been incorrectly attributed to Teranishi and to Fossum
(in CMOS image sensors)“


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




今までの経過を説明します。


(1)去年の6月に 寺西さんがPPDの発明者として
女王賞を受賞したことを知りました。

(2)その後、Fossumの2014年の論文を発見しました。
萩原の1975年の特許を嘘のかたまりで、猛烈に攻撃していました。
あきらかにFossumの2014年の論文は Fake 論文でした。

(3)すぐに 友人のProf. Albert TheuwissenにMAILを入れました。
彼は萩原が最初にPPDの発明者だと MAILの中で認めてくれました。

(4)また彼がそのことを IEDMの2006年の論文でも公言していることを
萩原ははじめて知りました。

この SSDM1978の萩原の論文を証拠に、Prof. Albert Theuwisseは萩原が 

(1) NEC が IEDM1982の論文で命名した Buired Photodiode (BPD)  も
(2) Kodakが IEDM1984の論文で命名した Pinned Photodiode (PPD) も
(3) SONYが 1984年に開発した Hole Accumulation Diode (HAD) のMother、

すなわち、3人の子供の生みの親(発明者)ではないかと公言していました。


(5) Prof. Albert Theuwissenは、「Fossumから
Fossumの2014年の論文の共著になるようにと
依頼を受けたが、どうも内容に疑問(嘘)があり、
断った。」と mail で萩原に答えてくれました。

事実、Fossumの2014年の論文は嘘だらけでした。

Fossumの2014年の論文の存在に気付かず、
萩原は反論せず、4年が過ぎていました(大涙)。


すべてはあとのまつりでした(大涙)

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

しかし、萩原がPPDとHADの発明者であることは
あきらかです。そのことをご理解いただきたいです。
.
*****************************


*************************
①デルフト大学教授「PPDの発明は萩原」とコメントした出典。
について説明します。いつの学会で、何の文献で、その時の
正確なコメント内容などをここに報告します。
*************************

Prof. Albert Theuwissenは欧米の科学者ではじめて2006年に
萩原のSSDM1978の論文の存在に気がつきびっくりしました。

2006年の5月16日、ドイツのDuisburgで開催の“Workshop on
CMOS Imaging” で萩原のSSDM1978の論文を世界ではじめて
Prof. Albert Theuwissenが引用しました。

NECのIEDM1982の論文も KODAKのIEDM1984にも引用がない
ことを間接的に批判していました。SONYのHADも間接的に批判
しました。この3つの母親(生みの親=発明者)であることが完全
無視され、全く文献に引用されていないこと指摘しました。この意味
ではSONYも同罪でした。しかし、それは萩原も同罪であることを
意味します。萩原も生みの親(発明者)として子供(発明)を大切に
せず、置き去りにして子供(発明)の存在を忘れていたからです。

http://www.aiplab.com/image208.jpg

また、Prof. Albert TheuwissenはIEDM2006でも
萩原の SSDM1978の論文を引用しました。

「萩原のP+NPNsub接合受光素子が (1)KODAKの
PDD (2) NECの埋め込み Photodiode  (3)SONY
の HAD のMother (生みの親=発明) ではないか?」 

とコメントしました。

正確に論文に記載された英文のProf. Albert Theuwissenのコメントです: 。

[ Is this structure the Mother of the PPD or buried diode or hole-accumulation diode (HAD) ? ]


萩原のSSDM1978の論文を発見してすぐに
「萩原が Mother 発明者だ」と彼は納得しました。

Prof. Albert Theuwissenの見解でした。

7月10日にProf. Albert Theuwissenは
以下に様なe-mail を萩原に書きました。

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From: albert theuwissen [mailto:a.theuwissen@scarlet.be]
Sent: Tuesday, July 10, 2018 6:55 PM
To: hagiwara-yoshiaki@aiplab.com
Subject: Re: How are you ? from Yoshi of Sony(Hagiwara180710)

Dear Yoshi,

Good to hear from you, although it is not all good news you are sending to me.

Can you tell me the reference of the Pain paper ?

When and where was it published ? Very interesting information !!

At the time Fossum started to write the overview paper about the PPD,

he asked me to become a co-author and to help him out with the paper.

After some doubt I declined his invitation, because I do know that

the discussion about the inventor of the PPD is very sensitive, and

I do agree with you that the structure you developed is indeed a PPD,

maybe not called that way at that time and also invented for some other purpose.

But it still remains a PPD !

At Philips, in the late '70s a very similar structure was implemented

in the CCDs, this was before I joined Philips in 1983.

So yes, there were several p+/n-/p- structures known by the time

that Teranishi issued his patent. I fully agree to that.

Looking forward to hear from you,

Regards,

Albert.

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

寺西が1980年に特許を出す前にすでに
いくつかの PPD を (SONYもPhillipsも)
考案していたとコメントしています。

“So yes, there were several p+/n-/p- structures known by the time

that Teranishi issued his patent. I fully agree to that.”



さらにI fully agree と強くそれを断定しています。 


Fossumが論文を書いていた時、その論文の共著になれとの
依頼を受けたが、「疑問な嘘の内容」なので断ったよと
萩原のMAILの中で明らかにしています。

“After some doubt I declined his invitation,”

彼の2014年の論文を昨年6月にはじめて読むと
嘘だらけでした。しかし4年間反論していません
でした。欠席裁判で嘘が真実を誤解されました(大涙) 

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


Fossumの2014年の論文は 萩原の発明とSONY HAD を
侮辱する内容でした。

Prof. Albert Theuwissen は萩原宛の7月10日の E-mailの中で


“the structure you developed is indeed a PPD,”

とコメントしました。

「萩原が1978年に開発した構造、(P+NP接合)は
まさに PPDそのものだ」と断定しています。 

“maybe not called that way at that time and also invented for some other purpose. “


「当時はPPDとは呼ばれておらず、他の目的で発明されたが」と
コメントしています。

他の発明の目的とは、(1)青色感度と(2) VOD  機能を意味します。


しかし、萩原の1975年の特許の実施図(形式知)には

(3)残像なしを示す Empty Potential 図(形式知)が明示されています。

(4) ピン止めの実施図(形式知)も明示してあります。



(1),(3),(4)をもって PPDが定義されます。

(1)(2)(3)(4)をもってSONY HAD が定義されます。

萩原が PPD も 埋め込みDiode も SONY HADも、この
3つの子供(発明)の生みの親Mother (発明者)とIEDM2006で
萩原を賞賛しました。

しかしながら、世界の多くの見識者は必ずしも半導体デバイス
物理や Image Sensorの動作原理をしっかり理解しているわけ
でなく、今でも理解されていません。今では Image Sensorの
設計者でも半導体デバイス物理を知らなくても設計できる
支援環境が整備されている時代です。仕事は非常に細分化
されています。


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

②「Empty Potential Wellの図が残像がないこと
 を示すこと」をFossumは理解していませんかも?

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

FOSSUMは2014年論文の中で、

「萩原の1975年の特許には「残像がない」ことを記述していない」

とFossumは記載しました。

FOSSUMは2014年論文の中で、
萩原の1975年の特許を攻撃しています。

FOSSUMは2014年論文の中で、
「世界で最初に残像を説明したのは
NECの寺西だ」と断定しています。

「NECの寺西がPPDの発明者」だと
2014年の論文で断定しています。

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


Fossumは 2014年の論文で 「嘘」を書いて、
萩原の発明を侮辱しています。

https://digitalcommons.dartmouth.edu/facoa/2423/


Fossumの 2014年の論文は 「嘘」を書いた、
Fake Paperです。Fossum は 嘘つき( Liar ) です。

この論文でPPDの発明者の萩原を侮辱し、
NECの寺西がPPDの発明者だと嘘を書いて、
世界をだました詐欺師です。


Fossumは、自分も CMOS Image Sensorの
開発者として、寺西をおみこしにのせてかついで、
ついでに自分も便乗し英国女王までもだまして
2人で女王賞をもらいました。受賞自体は委員会が
だまされて授与したことで萩第3者はどうこうと
関与できません。

しかし、英国女王賞は 「PPDの発明者」として
授与されました。

萩原に代わりに別人が社会認知されていることは
「萩原がPPDの発明者」との事実と反します。

これは無視できません。

事実を世界に伝える義務が発明者として
あります。SSISの歴史館もその使命が
あります。日本発明協会も真実を伝える
義務があります。現在は「嘘」を日本発明
協会がWEB掲示していることになります。

これは絶対に許されるものではありません。

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

*****************
③このほかに、この道の専門家で
萩原をサポートするコメントがります。 
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http://www.aiplab.com/ElectricalEnginnerering_on_Pinned_Photodiode.jpg


この専門WEBサイトでは 埋め込み Photodiodeと
PPDの違いを解説しています。

結論として、NECの寺西の1980年の発明とされる、
埋め込み Photodiodeはかならずしも PPD の発明
ではないことを意味します。

実際、NECの寺西の1980年の発明特許には表面が
空乏化し表面電界がある実施図が明示されていています。

これはPPDの図ではありません。

また このWEBサイトには 

「 Fossum と 寺西が長い間まちがって評価された」

とコメントしています。また、

「真のPPDの発明者は萩原である」

とコメントしています。 


Fossumは CMOS Image Sensor に不可欠な
2つの重要な機能である、 Global Shutter機能や
Active Pixel Amp 機能の発明者ではありません。 

CMOS  Image sensor の商品化はSONYや他の、
多くの国内外の民生企業が開発研究して、非常に
性能のいいCMOS Image Sensorを商品化しています。

CMOS Image Sensorに不可欠な (1) In-pixel AMP 回路 
の発明者はPeter Noble 氏です。 (2) Global Shutter 駆動
方式の発明者の 萩原です。 CMOS Image Sensorが
実現したのはこの2つの萩原とNoble 氏の発明が実現
したからです。   

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


このWEBで次の様に コメントしています。

“The first Pinned PD was invented by Hagiwara at Sony and
is used in ILT CCD PD's, these same PD's and the principles
behind this complete transfer of charge are used in most CMOS
imagers built today.“

“I've edited this Answer to acknowledge Hagiwara-san's contribution.
It has long been incorrectly attributed to Teranishi and to Fossum
(in CMOS image sensors)“


Fossum と 寺西をまちがって評価されている事を
このWEBでコメントしています。

他にもProf. Albert Theuwissen からの 7月10日に
E-mail コメントでも 萩原がPPDを発明し開発した
とコメントしています。

I do agree with you that the structure you developed is indeed a PPD,



以下にまとめます:
*****************************

PPDは PNP接合の受光素子で次の3つの特長を持つのもです。

(1) 青色感度(2)低暗電流(3)残像なし

SONY HADは PPD+VOD 構造です。

(1)青色感度(2)低暗電流(3)残像なし(4)VOD

の4つの特長を持ちます。この4つの特長は萩原の
すべて、1975年の発明です。


IEDM2006の論文で PPDもSONY HADも 埋め込み diode (PNP接合)も
萩原がその Mother (生みの親、すなわち、発明者)と 
Prof. Albert Theuwissenはコメントしました。

すなわち 「生みの親(発明者)は もと SONYの
萩原ではないか?」とProf. Albert Theuwissen は
IEDM2006の論文で世界に公言しました。 

萩原は去年2018年6月まで、この
Prof. Albert TheuwissenのIEDM2006
の論文を知りませんでした。

Fossumの 2014年の論文の存在を
去年6 月に知りました。びっくりしました。

Fossumは 2014年の論文で萩原の1975年の
特許と1978年の論文には残像の記述がないと
攻撃していました。これに4年間萩原は反論し
ないで沈黙していたことになります。

舞台で1人相撲していたFossumが反論者が
登場しないので、一人勝ちした構図でした(大涙)。

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

PPDは表面暗電流を抑止します。DRAM
でもリーク電流が問題でした。Image Sensor
でもリーク問題が最大の問題と、当時萩原は
認識していました。

大学4年の卒研は、リークが少ない、N-typeの
Ga2O3結晶の電気特性の研究でした。

Prof. C. A. Mead 、Prof. James McCalden と
Prof. Tom McGill の3人の恩師から学びました。

今話題になっている結晶体です。

リークが少なくLow Power化 LSIの
可能性があります。

Minority Carrierの少ない半導体結晶は
リークが少なくて、1TDRAMでもその
まま、NVRAMとして利用可能かも?。

Ga2O3結晶のFETは、リークが少なく、
Low Power LSI への実現が可能です。

自分が、1971年に、そのGa2O3結晶を、世界で
最初に研究していた事実を萩原は忘れていました。

SONYのCCDは白点と暗電流が問題で
たいへん日立のMOS Image Sensor
と比較して歩留まりが悪いでした。

そこで萩原が考案したのがP+NP接合の
PPDでした。

大学の3人の恩師からリーク電流問題を学び、
川名さんと加藤俊夫さんが気づいたSONYの
Bipolar Process技術を学び、PPDの発明に
至りました。萩原は本当にラッキーでした

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




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(1) 昔はCCDだから超感度と言われていたが
    どうしてCCDがなくなったのか?


(2)CMOS Image  Sensorがなぜ 高解像で
   CCDより性能がよくなったのか?

(3)超感度の本体はなにか?

(4)太陽電池も CMOS Image Sensorも
   光をエネルギーに変換するものです。
   原理は同じはずでは?

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

(5)超感度 CMOS Image Sensorが
   できるのなら、超感度太陽電池も
   造れるはずでは、その原理は?

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



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(1) 東芝の1978年特許は 基板にNP接合を形成した構造です。
    VOD機能を目的とする構造の発明です。

   http://www.aiplab.com/JP1978-1971.pdf

(2) NECの1980年特許は 基板にPN接合を形成した構造です。
   完全空乏化転送をする埋め込みPhotodiodeの発明です。

   http://www.aiplab.com/JP1980-123259.pdf

(3) 萩原の1975年特許は 基板にPNP接合を形成した構造です。

   http://www.aiplab.com/JP1975-134985.pdf

  構造的には、PNP接合は、東芝のNP接合もNECのPN接合も含む複合構造です。

  したがって両方のいろいろな機能が期待できる複雑構造の発明です。



(1)まず表面のP+の Hole Accumulation領域を利用して
   表面酸化膜の露出により青色感度の向上が期待できます。

   Image Sensor は 超感度が命でこれが一番重要な特徴です。

   「CCDだから超感度」とよくテレビなどで話題になりましたが
   今はCCDはまったく存在しません。どうしてなのか世界は
   その理由をいまだに知りません。いつの間にか CMOSが
   出てきて、今は CMOSが超感度ですばらしいということに
   なっています。実は CCDも CMOSも 電荷転送装置で
   信号電荷の「運び屋」さんです。超感度なのは「目」の機能
   をするこのPhotodiode です。それは 1975年の萩原の発明
   から今まで CCDの時代も CMOSの時代も活用され今も
   未来も「賢い電子の目」として愛用されるものです。

http://www.aiplab.com/004_FCX018_Pinned_Photodiode.jpg
 

(2)かつ実施図にも明示しているが、表面のP層はピン止めが可能で、
   その結果表面電位を固定することが可能で表面暗電流を抑止します。
   白点や暗電流を抑止し、生産歩留まりが向上し、企業に利益をもた
   らします。シリコン界面の不完全な原子構造の問題を解決します。

http://www.aiplab.com/image71.jpg

(3)また、実施図にも明示していますが、PNP接合の電位図は、
   Reset直後には、 信号電荷が完全転送されはき出され、
   電荷蓄積部(N)は 完全空乏化されていますが、その
   Empty Potential Well の 図を 特許に実施図は明示しています。

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

   このEmpty Potential Well の 図は、信号電荷が
   完全転送され、取り残しのない事を示す、「残像なし」
   の性質があることを意味する。Empty Potential Well は
   「残像なし」を意味する、学術専門用語です。 

(4)また実施図で VOD機能が期待できる事例を明示しています。

   これはあくまで事例です。垂直電荷転送動作によるVOD機能は
   ほかにもいろいろこの複雑構造体では可能です。

   http://www.aiplab.com/image136.jpg


Photodiodeは歴史的にいろいろな構造があります。

まず、単純な N+P 接合型の Photodiodeがありました。
残像があり、かつ表面はN+の浮遊電圧であり、バリア電界
がなく、せっかく表面で光電変換され生まれた 電子とHole
のペアは離れることなく、すぐに再結合し、青色感度が非常
に悪いでした。 光電変換は N+P接合の空乏層領域の
バリア電界の中でしか、効率良く実行できません。電子と
Holeのペアの瞬間分離にはバリア電界の存在が不可欠
でした。バリア電界は PN接合の空乏層領域だけでなく
P+Pの濃度勾配を利用しても、バリア電界をつくる事は
可能です。萩原は1975年にその物理原理に着目しました。

シリコン表面にP+Pの濃度勾配を利用し、空乏層の存在
なしでもバリア電界がシリコン表面で形成可能な事に
着目し、シリコン結晶内を 0.3 ミクロン以上透過しない
青色光を効率よくシリコン表面で光電変換し、電子と
Hole を瞬間電界分離し、信号電荷(電子)を効率よく
抽出することを考案発明しました。 
   
(1) PNP 接合型 埋め込み の Buried Photodiode  の定義構造

http://www.aiplab.com/image_020.jpg

(2) PNP 接合型 完全空乏化した Depletion Photodiode の定義構造

埋め込み N 層は完全空乏化しているが、表面はまだ濃度が
 充分濃くはなく、PN接合の空乏層が表面に到達する場合もあり、
 その場合は、まだ 致命的な 表面暗電流が発生する。

NEC1980年特許は実はこの構造特許です。

http://www.aiplab.com/image_022.jpg

NEC1980年特許はPPDの発明ではない。

(3) P+NP 接合型 表面がピン止めされた  Pinned Photodiode の定義構造

http://www.aiplab.com/image_024.jpg

(4) P+NPNsub 接合型 VOD機能をも持つ持つPinned Photodiode の定義構造

http://www.aiplab.com/image_028.jpg

     結論として 萩原は 1975年特許 1975-134985 で 
     基板にPNP接合を形成する構造を発明しました。

    (1)超青色感度(2)低表面暗電流(3)残像なしの性質
     を持つ Pinned Photodiodeを萩原は1975年に発明しました。

     かつ、(4)VOD機能をもつ受光素子も発明しました。

     (1)から(4)の機能を持つ受光素子をSONYはHADと命名しました。

      萩原はこの HAD = PPD+ VOD 構造の発明者です。

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

     SONYはこの事実を認めています。
 
     問題は、1991年から10年以上にもわたり、SONYは、
     萩原発明のHADに対して、他社から特許攻撃を受けました。
 
    FAIRCHILD、KODAK、NEC, CALTEC/JPL の各社から受け、
    そのいいがかりの対応に萩原自身も発明者として時間を取られ
    本業が妨げられ、昇進の機会を失くし、苦労していました。

SONYの特許部やImage Sensor の社内の専門家は
この事実を理解し、2001年にSONYは 萩原を
 受光素子 HAD = PPD+ VOD 構造の発明者
と認め、SONY社内で萩原は特許1級を受賞しました。

しかしその時でも社内では 「SONY HADは過去のものだ」と
「よくもまあ、わかりにくい特許を萩原は書いたものだ」と
萩原の努力を冷視する当時のTOP(森尾副社長や越智さんたち)が
いました。彼らが当時の SONYのImage SensorのTOPでした。

彼らが、萩原のこのすばらしい発明を発明協会に推薦することは
ありませんでした。萩原が大賀会長や安藤社長と親しくする姿を
見て、それを不快と感じているのは萩原にも理解できていました。

http://www.aiplab.com/SONY_Ohga_Chairman_and_Hagiwara_1996.jpg

http://www.aiplab.com/SONY_Ando_President_and_Hagiwara_2003.jpg


SSISのWEB記述は完全に当時のSONY社内の判断(萩原に社内特許発明賞)
と矛盾する内容になります。特に NEC(寺西)が「残像なし」の性質を
発明したとの記述は完全に間違いです。 NEC(寺西)の1980年特許は
埋め込みPhotodiodeの製法特許であり、残像という言葉は一度も特許に
なかで使われていません。この特許が「残像なし」の発明というのは嘘です。


発明協会のWEBサイトも、女王賞の受賞CITATIONも完全に
SONY社内の判断と矛盾する内容になっています。

これに対していまだにSONYからは公式な抗議表明はありません。

今のSONYのTOPは世代交代で、昔のことをご存知ありませんでした。

当時はSONY常務の清水さんも、SONY知的財産センサーの
小池さんも、まだかけだしの、現役若手社員でした。 

もう萩原は71歳で人生の締めに入る時期となりました。
おわった人間です。しかし、何が事実で何が嘘だった
かについては後世に伝える義務があると思っています。

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SONY HAD ( PPD+ VOD ) の 発明と、その
開発背景について正確な歴史認識をお願い申し上げます。
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特許 1975-134985 の特許請求範囲文

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(1)半導体基体 ( Nsub or Psub or Isub ) に、第1電導型の第1半導体領域 ( P1 ) と、

(2) 之の上に形成された第2導電型の第2半導体領域 (N 2) とが 形成されて

(3)光感知部と 之よりの電荷を転送する電荷転送部 ( CTD ) とが

(4)上記半導体基体 ( Nsub or Psub or Isub ) の主面 に沿う如く配置されて成る
固体撮像装置 ( Solid State Image Sensor ) に 於いて、

(5) 上記光感知部の上記第2半導体領域 (N 2) に 整流性接合 ( P2N2 junction ) が
形成され、該接合をエミッタ接合 ( Je )とし、

(6)上記第1及び(N1) 第2半導体領域間(P2) の接合 を コレクタ接合 Jc
( N2P1junction) とする トランジスタ ( P2N2P1 Transistor ) を形成し、

(7) 該 トランジスタ ( P2N2P1 Transistor ) の ベース ( N2 ) となる
上記第2半導体領域(N2)に 光学像に応じた電荷を蓄積し、
ここに蓄積された電荷を 上記転送部 ( CTD ) に移行させて、
その(完全空乏化電荷)転送を行うようにしたことを特徴とする固体撮像装置。


●完全空乏化電荷転送であることは この特許に実施例図6が明示している。

またこの特許は単純明快に以下の合計48通りの具体的な構造を特許請求範囲に
含み、PNP接合型受光素子であるが、当然その中には両端のP層を導通させて
PNP Photodiode, すなわち現在、標準PPDと呼ばれるものも特許範囲に含まれる。

(A) 基体 ( Nsub or Psub or Isub ) は3つの場合で構造図を描くことが可能である。

(B) 電荷転送部 ( CTD ) が 基体の主面に沿って存在するが、
  主面は 構造図の 上または下の、2つの場合で描くことが可能である。

(C) トランジスタ ( P2N2P1 Transistor ) の ベース ( N2 ) を電荷蓄積部としているが
  この時の光の照射面は、その構造図の上下の2つの場合がある。

(D) VOD機能を  P2N2 junction (Je) に持たせるか、P2N1 junction (Jc) 
   に持たせるかの、2つの場合がある。

(D) この構造図に描かれるトランジスタ ( P2N2P1 Transistor ) の
  P2領域とP1領域は、導通する場合と、導通しない場合の2つの場合がある。


以上の観察からこの特許請求範囲は合計 3 x 2 x 2 x 2 x 2 = 48 通りの自由度のある構造である。

この特許 1975-133985 の実施例では、合計 48個の構造図のうち、そのうちの特殊な
場合の、図5 (Jeを受光面側)と図6(Jcを受光面側)の 2つの事例のみを明示している。

また、図5はこれがピン止めされていることを強調した実施例図である。

表面がP+の濃い濃度であることを明示している。Pinned Photodiode および 
SONYの Hole Acumulation Diode (HAD) の語源である。

また実施例図6は、Reset時に隣接するCTDへ信号電荷が完全空乏化電荷転送され、
蓄積層(N)が完全空乏化した、 PPD Empty Potential Curve を描いていることを示す。

世界で初めて、萩原は この特許で残像のないことを明示した、
PPD Empty Potentail Curve を 描いた。

また実施例図6は、VOD機能をもつ接合 Je が、埋込み接合である例を示す。

この構造も、萩原のこの1975年の発明特許に含まれ、萩原の発明である証拠である。

また、特許の請求範囲の定義文には このPNP接合が 基体の中に
形成されると定義している事から、この図6の左側には基板が
存在することも明らかである。その基体は Nsub の場合と、Psub
の場合、Intrinsic Silicon Isub でもこの萩原1975年特許の請求
範囲に入ることは明らかです。すなわち、P+NPNsub接合も萩原の
1975年特許 1975-134985の発明である証拠である。




(1)青色光感度が良好なことも明示する。
(2)表面層が電圧固定(ピン止め)され、
   金属コンタクトが可能な濃い濃度であること、
   表面に電界がなく、表面暗電流が抑圧されていることを意味する。
(3)残像のない完全空乏化転送
(4)縦型 overflow drain 機能

特長(1)、(2)、(3)は Pinned Photodidodeを定義する。

特長(1)、(2)、(3)、(4)は SONYのHADを定義する。


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Fossum did not understand the difference of

the Buried Photodiode ( PNP junction ) and

the True Pinned Photodiode (P+NP junction ) !















http;//www.aiplab.com/E-mail_communication_with_Albert_and_Yoshi.pdf



Difference-between-buried-photodiode-and-pinned-photodiode






Difference between Buried Photodiode and Pinned Photodiode


>So what is the buried Photodiode?

A buried Photodiode is a PNP junction type photodiode, with the charge
collecting N layer being buied in the silicon scystal. The signal charge
in the buierd N storage region is to be completely transfered to the
adjacent charge transfer device (CTD) which is either CCD type CTD
or CMOS type CTD.


>What is the difference between Buried Photodiode and Pinned Photodiode?

Pinned Photodiode is a Buried Photodiode with the surface hole accumulation
P+ lyaer with the surface potential being fixed (pinned) with no surface electric
field. The surface electric field is very bad generating the surface dark current,
degrading very imaging quality and creating chip yield problems.

Pinned Photodiode is always a Buired Phtoodiode. But Buried Photodiode is not
by necessity Pinned Photodiode. Hagiwara at SONY invented P+NPNsub junction
type Pinned Photodiode in his Japanese 1975-134985 patent with (1) very high
blue sensitivity, (2) pinned surface P+ hole accumulation layer with no surface
dark current, (3)complete charge transfer of the buried N layer to the adjacent
charge transfer device (CTD) and (4) Vertical Ovefleo Drain Fucntion (VOD).

SONY HAD is PPD + VOD. Hagiwara invented in 1975 the Buied Photodiode,
Pinned Photodiode and Hole Accumulation Diode (HAD).

>I understand that the P+/N/P structure where the P+ and P layers
>have the same potential is the Pinned Photodiode.


Hagiwara at SONY reported in his SSDM 1978 paper the P+NP juntion type
Pinned Phtoodiode (PPD) where the P+ and P layers have the same potential.
SONY used this PPD in Frame Trandfer CCD image sensor in SSDM1978 paper.

NEC used the PPD in interline transfer CCD in IEDM1982 paper, and named
Buried Photodiode while Kodak used also this PPD in interline transfer CCD
in IEDM1984 paper and named this P+PN structure as Pinned Photodiode.

Sony developed the P+NPwellNsub structure and used it in interline transfer CCD
and named this PPD + VOD structure the SONY Hole Accumulation Diode (HAD).

PPD has the pinned surface potentail as well as the pinned empty potential well
of the complete charge transfer operation resulting the no image lag picture quality
for fast action pictures. Hagiwara invented Buried Photodiode, Pinned Photodiode
and SONY Hole Accumulation Diode (HAD).

The evidence are give in Japanese 1975-127647 and 1975-134985 patents and
Hagiwara SSDM1978 paper on the P+NP junction type Pinned Photodidoe (PPD)
used in Frame Trandfer CCD image sensor.

Hagiwara recently published in the IEEE 3DIC2019 conference held in Sendai, Japan,
also a paper on the three dimensional back light illuminated Pinned Phtotodiode.






Modern CMOS Image Sensors are based on Noble 1969 invention
on Active In-pixel Amp circuit and Hagiwara 1975 inventions on
the Pinned Photodiode and Global Shutter Scheme.




P+NP 接合型の受光素子、

(1)青色光超感度で
(2)低暗電流雑音、かつ
(3)残像のない、

この、3つの重要な特徴を持つ受光素子、
すなわち、一般に、Pinned Photodiode と呼ばれ、
別称、SONY Hole Accumulation Diode ( HAD)は、

もとSONYの萩原良昭が1975年に発明した。



その根拠として、萩原の 1975年出願の3件の
日本国出願特許と、1978年に萩原が東京で開催の
国際学会SSDM1978で発表した学会論文があります。

特願1975-127646

特願1975-127647

特願1975-134985


“A 380H X 488V CCD Imager with Narrow Channel Transfer Gates “
Proceeding of the 10th Conference on Solid State Devices (SSDM1978),
Tokyo 1978; Japanese Journal of Applied Physics, Volume 18 ,
Sup 18-1, pp.335-340 November 1979


萩原の 1975年出願の3件の日本国出願特許と、
1978年の国際学会SSDM1978での論文と、もう1つ
1979年出願の日本国出願特許(1979-51318) から
以下の6つの事実が結論できます。

(1)青色光超感度特性
(2)低暗電流特性
(3)残像のない映像特性
(4)縦型VOD機能
(5)CMOSに不可欠な Global Shutter用の
in-pixel Buffer Memory機能
(6)電子shutter 機能、および 
γ特性機能 (Dynamic Range向上)

この6つの特徴機能はすべて萩原の発明である。

(1)~(3)の特徴をもつPhotodiodeは 
Pinned Photodiodeと呼ばれるもので、
Pinned Photodiodeは萩原の発明です。

(1)~(4)の特徴をもつPhotodiodeは 
SONY Hole Accumulation Diode (HAD) と
呼ばれるもので、SONY HAD も萩原の
発明です。SONY Hole Accumulation
Diode (HAD) は VOD機能をもつ、
Pinned Photodiode そのものです。


(5)の Global Shutter 機能は CMOS
Image Sensorには不可欠な機能ですが
これも萩原の1975年の発明です。この
事実も世界は知りません。現在、萩原の
母校の Caltechの研究者による発明と
なっていますが、それは萩原の1975年
発明の派生特許です。Buffer Memory
には MOS容量と拡散容量が可能ですが
Caltechの特許は拡散容量を採用した
派生特許です。USP特許に1990年代
になり登録されました。

Buffer Memoryとして1970年代には
すでに MOS容量と拡散容量がある
ことは周知ですので、このCaltechの
特許は当然類推できるものとして
無効特許として攻撃も可能でしたが
SONYは商売で儲かっていたので、
金額も数億円程度なので攻撃しません
でした。萩原の母校でもあり、SONYと
Caltechは友好関係を構築しました。


(6)従来のMOS Image Sensorには Rolling
Shutterによる distortion が生じ、車など
が走行するとき、縦線が横に流れて、車
がひし形に映る欠点があった。それを
各絵素に Buffer Memory を装備し、
Global Shutter 機能を実現する必要が
あった。このCMOS に不可欠な Global
Shutter 機能も 1975年の萩原の発明
です。また、電子shutter や Dynamic
Range の向上のためのガンマ―特性を
映像信号に持たせる、VODの駆動方式
も萩原の発明(特許 1979-51318 ) です。


越智、橋本、萩原の連名での特許出願
でした。アイデアは萩原ですが、セット事
からのカメラの電子shutter の特性要求
に対して、越智さん、橋本さんのニーズに
萩原が半導体デバイスの専門家として
アイデアを提供し、特許にまとめましたが
いつのまにか、越智課長と橋本係長の
あとに萩原が最後に連名で出願した形
になってしまいました。当時のことを
はっきり記憶していません?いずれに
せよ、これも萩原のアイデアで越智さん
と橋本さんが上司として上に乗っかり
ました(涙)。

セットとしては重要な特許だったから
でしょう??

非常に重要な「電子の目」の機能です。

最終目的は、発明協会のWEB掲載の訂正です。

すでに東京工業大学の若林整教授が発明協会の
ドアをたたいてくれましたが、
「萩原は社会認知されていない」という理由で
門前払いを喰らいました(大涙)。

エリザベス女王賞は、日本の発明協会の間違った
WEB掲載が一役からんでいるのかも、と視察します。

すでに寺西さんは Pinned Photodiodeの発明者として
NECの会社の支援もあり、日本国内の賞を総なめして
おりました。それをSONYも、当時の半導体TOPも、
商売が忙しく、萩原も他の分野で仕事しており、
その社外の動向には完全に無知でした。

問題はSONYの態度と萩原自身にありました(大涙)。


「今さら何を?」とお叱りを受けっても仕方のない
状況ですが、どうか、萩原が「社会認知される為」に
ご尽力の程をおねがいもうしあげます。





●image sensor の重要な開発背景



(1)N+P接合型の受光素子を採用した
 MOS型電荷装置のImage sensor は
 1960年代にはすでに考案され実用化
 したいた。


(2) 1969年には英国の Peter Noble が
  N+P接合型の受光素子を採用した
  MOS型電荷装置のImage sensor の
  各画素( pixel )に source follower
  型電流増幅回路( in pixel amp 回路)
  を考案したが、MOSの微細加工
  技術がまだ未熟で各画素にこの3つの
  余分な MOS Transistorを組み込む
  事は不可能だった。



(3)1970年になり表面型のCCDが発明された。
 1974年には 埋め込み型CCDの転送効率が
 99.999%にも近い値を持つことが注目され
 Image Sensorの電荷転送装置として脚光
 を浴びた。当時はまだN+P接合型の受光
 素子が主流であった。

(4) 1975年もとSONYの萩原は基板にP+NP接合
 型の受光素子を発明した。3件の日本国特許
 を発願した。●特許の中ですぐれた青色感
度特性がある事を強調した。そしてまた、
 ●特許の実施例図では、この受光素子が
 完全電荷転送を可能にした、残像のない特性
 を持つ事を明示した。さらに、●縦型 overflow
drain 機能(VOD)が構造上組み込まれている
 事を明示した。また、その実施応用例は、
 当時有望視されたいた、Interline Transfer方式
 のCCD型電荷転送装置への応用だった。










(5) 1978年にはそのP+NP接合型受光素子を
採用した、Frame Transfer型のCCD電荷
転送方式の Image Sensorの原理試作に
 萩原は成功し、国際学会SSDM1978にて
 学会発表した。そこでこの受光素子が、

 ●すぐれた青色光の超感度特性を持つこと
 ●表面のP+層に守られ、暗電流雑音が
   非常に少ない特性を持つ事を報告した。








(6)この構造は後に Hole Accumulation Diodeと
 SONYは命名し、商標登録したが、その開発
 には、たて型 overflow flow drain (VOD)機能
 を持たせた、P+NPNsub構造としており、
 その開発と生産化を優先し、1984年以後と
 遅れた。その間、SONYは量産化を優先し、
 国際学会での技術発表をしていなかった。
 SONYが量産技術を優先したいる間に、NEC
 とKODAKも同様な開発努力をしており、
 NECは IEDM1982で、埋め込みPhotodiode
 の名称で、さらに、IEDM1984では、KODAK
 が、Pinned Phiotodiodeの名称で学会発表
 した。しかし、NECの埋め込みPhotodiodeも
 KODAK社のPinned Phiotodiodeも萩原が
 1975年に特許出願し、1978年にSSDM1978で
 萩原が学会発表した、P+NP接合型の受光
 素子そのものであった。




(7) 1975年の3件の特許と1978年の学会発表で
   萩原発明の基板に P+NP接合を形成した
  受光素子が次の4つの特徴を持つことを
  萩原は明示したことになる。

 (i) すぐれた青色光の超感度特性を持つこと

(ii)表面のP+層に守られ、暗電流雑音が
   非常に少ない特性を持つこと

 (iii)完全空乏化電荷転送を実現した、
   残像のない特性を持つこと

 (iv)縦型 overflow drain 機能(VOD)が構造上
組み込まれている事.


現在、このPNP接合型受光素子は NECの寺西の
IEDM1982年の学会発表以後、別名で、「埋め込み
型Photodiode」と呼ばれるものである。また、
1984年のKODAK社による、EDM1982年の学会発表
以後、別名で、「 Pinned Photodiode」と呼ばれ
るものである。また、その後、SONYはさらに別名
の、SONY Hole Accumualtion Diode(HAD)と
呼ぶものとなった。


しかし、NECの「埋め込み型Photodiode」も、
KODAKの「Pinned Photodiode」も、SONYの 
Hole Accumualtion Diode(HAD)もまったく
同一のもので、すべて萩原が1975年に発明した, 
基板に P+NP接合型の受光素子構造である。

従って、NECの「埋め込み型Photodiode」も、
KODAKの「Pinned Photodiode」も、SONYの 
Hole Accumualtion Diode(HAD)も、すべては、
1975年に特許出願し萩原良昭が発明したものである。










Pinned Photodiode は 表面に濃いP+層を有し、
このP+層は、hole accumualtion でもあり、Sony
の商標の hole accumulation diode (HAD)の語源
でもある。

また、表面のP+層は電圧が固定(ピン留め)されている
ことから、Pinned Photodiodeと一般に呼ばれることになった。

しかし、SONY HADと Pinned Photodiodeは同じ構造で、
1975年にもと SONYの萩原良昭が発明した受光素子構造
である。その構造は、以下の3つの優れれた特徴を持つ。

(1)優れた青色量子効率の特徴
(2)優れた低暗電流雑音の特徴
(3)残像のない映像の特徴


以下にその3つの特徴を説明します。


(1)優れた青色量子効率の特徴

表面近傍のP+層の濃度勾配を利用した、バリア
ポテンシャルにより生じる電界が効率よく電子と
Holeを分離し、量子効率の優れた光電変換を実現する。


(2)優れた低暗電流雑音の特徴

表面の酸化膜とP+層の界面の電位は固定(ピン
留め)されることにより、酸化膜とシリコン結晶
体の界面には電界がなく、界面の原子構造の
不完全性により生じる暗電流が完全に抑止され
非常に暗電流雑音の少ない映像を可能にしている。

(3)残像のない映像の特徴

また、このP+NP型の受光素子は、電荷蓄積部の
N層が埋め込み型をしており、埋め込み型CCDの
完全電荷転送と同様に、このP+NP型の受光素子も
完全電荷転送が実現可能であることを1975年考案の
萩原の3つの日本国特許の実施図に明示している。


この3つの特徴を持つ、受光素子を1975年にもと
SONYの萩原良昭は発明した。


基板にP+NP接合型の光感知ダイオード(photodiode)
をもとSONYの萩原良昭が1975年に発明した。

萩原良昭は1975年に3件の日本国特許、

(1)1975-127646(2)1975-127647(3)1975-134985

を出願した。

2つの1975年特許の、(1)1975-127646と (2)1975-127647
では、実効的に、タイプ(1)の P+NP接合型の光感知用の
ダイオード (photodiode)を考案発明した。

この受光素子の表面近傍では、実は、P+P型の濃度勾配を
持ち、バリアポテンシャルの電界の存在により、効率よく
電子とHoleの電界分離が実行でき、量子効率に優れた光電
変換を可能している事を萩原は特許の実施図に明示した。


3つ目の特許の (3)1975-134985では、基板に、トランジスタ―
型の、P+NP接合型の光感知ダイオード(photodiode)を
形成すると定義した。


1975年の萩原特許では,基板にPNP接合を形成するとしている。

一方、1978年の東芝の山田特許では、基板にNP接合を形成とし、
また、1980年のNECの白井・寺西特許では、基板にPN接合を
形成するとしている。

この2つは基板にダイオードを形成するとした特許である。

一方の、SONYの萩原の1975年の特許は、基板にトランジスタ―
型のPNP接合を形成するとした特許である。

もとSONYの萩原良昭がの1975年に考案した3件の特許構造が

1978年の山田特許 1980年の白井・寺西特許

両方の構造を含む、複合体の発明であることは自明である。

従って、1978年の山田特許と1980年の白井・寺西特許の構造は
1975年時点ですでに周知構造となる。

従って、1978年の山田特許と1980年の白井・寺西特許は無効である。

しかしながら、SONYは最終的に東芝特許とNEC特許とは、
クロスライセンス関係があり、特許を自由にお互いに利用
できる立場にあり、特許問題は存在しない状態にSONYは
現在ある。SONYはNECに対しても東芝に対しても無効裁判
を起こす必要はない。歴史的にはNECとSONYがクロスライセンス
を持つ以前には、事実、NECからSONYは多額の特許使用料の
請求を、1980年の白井・寺西特許を武器に攻撃を受けていたが
SONYは萩原の1975年の特許を武器に完全にNECの主張を
跳ね飛ばしている。その結果、NECは逆にイメージセンサーの
ビジネスから撤退したという結果が生じている。また、KODAK社
も同様にIEDM1984で世界で初めて Pinned Photodiodeと
命名した受光素子を発表したが、このKODAKのPinned
Photodiode特許もSONYは萩原の1975年特許を武器に無効
であることを主張し、KODAKの主張を完全に跳ね飛ばしている。

SONYはKODAK社とは、萩原の1975年の特許を武器にSONYに
有利な立場でKODAK社ともクロスライセンス関係を勝ち得た。




また、SONYのHADは実際には 縦型OFD構造(VOD)を持つPinned Photodiodeである。


すなわち、VOD付きのHole Accumualtion Diode の、 PNPN接合構造と定義される。

VOD基本特許で、米国 Fairchild社も SONYを相手取り、当時の金額で、600億~800億円
とも言われる多額の特許使用料をSONYに請求していた。

その裁判は1991年にはじまり、米国最高裁の判断が2000年に下されるまで、
10年間におよびSONYとFairchild社は特許戦争を繰り広げることになった。

しかし、これもSONYは萩原の1975年の特許を武器にこの特許戦争でも勝利を得た。







萩原の1975年の特許に守られ、SONYは、image sensorのビジネスの基礎を構築した。


萩原の3つの1975年の特許発明と1978年のSSDMの学会での発表は重要な意義がある。

その詳細は、今回、2019年10月に仙台で開催の3次元集積回路の国際学会 3DIC2019
の中で、萩原は世界に対して、初めて1975年の3つの日本国特許の内容を英文で開示した。


http://www.aiplab.com/3DIC2019_Conference_at_Sendai_Paper4017_on_3D_Pinned_Phtoodiode.pdf




今までこの3つの特許の詳細は、国際社会には開示されることがなかった。

そのことが、Pinned Photodiodeの真の発明者が別人として誤解される結果を長年招いたいた。

ここに初めて、萩原は国際社会で、「Pinned Photodiodeの発明者が 萩原である」ことを
開示し、説明することができまた・





萩原の1975年の特許は単純だが基本的な構造特許で強力な普遍的
特許である。どのイメージセンサーの受光素子として、過去には
CCDイメージセンサーに採用され、現在では広くCMOSイメージ
センサーに採用され、今なお、3つの優れた特徴をもつ受光素子
として採用され活躍している。


(1) 優れた青色量子効率の特徴
(2)優れた低暗電流雑音の特徴

一般に基板はNタイプ、Pタイプ、または、Intrinsinc
タイプが可能であることは周知である。

従って、通常、次の2つのタイプの光感知ダイオード
(photodiode)の構造が実現可能である。

すなわち、Type(1)のP+NPsub接合型と、Type(2)の
P+NPNsub接合型の光感知ダイオード(photodiode)が
実現可能である。

1978年に萩原はType(1)のP+NPsub接合型の光感知
ダイオード(photodiode)を採用した、Frame Transfer
型CCD電荷転送方式の Image Sensorを開発し、国際
学会のSSDM1978で発表した。

萩原はSSDM1978で次の2つの重要な特性を報告した。

国際学会SSDM1978の学会で、この受光素子が、

(1)優れた青色光の超感度特性と
(2)暗電流が少ないことを報告した。
(3)残像のない映像の特徴

このtype(1)のP+NPsub接合型の光感知ダイオード
(photodiode)は、受光素子の表面近傍では、実は、
表面のP+層は濃度勾配を持ち、実効的に、P+P層を
形成しており、そのバリアポテンシャルの電界の
存在により、電子とHoleの電界分離が効率よく実行
される。従って、大変、量子効率に優れた光電変換を
可能していることを、1975年の2つの特許の実施図で
示唆していた。そしてその特徴をSSDM1978の国際
学会で世界で初めて萩原は報告した。


この事実はあまり世界で現在理解されていない。

光電変換は通常 PN接合の空乏層領域の電界に
より電子とHOLEが分離されるとされるが実際には
その空乏層領域による光電変換ではない。あくまで
表面近傍のP+層の濃度勾配を利用した光電変換に
より、すぐれた青色光の超感度特性を実現している。

まったく違った物理現象によるものである。

また、表面のP+層は、Hole Accumulation 層であり、
その電圧は固定(Pinned留め)されており、電界が
シリコンと酸化膜の界面近傍では存在せず、酸化膜
界面の原子構造に起因する暗電流が抑止できる効果
が期待され、その事実を検証し、国際学会SSDM1978
の学会で、この受光素子が、(1)優れた青色光の
超感度特性と(2)暗電流が少ないことを報告した。

また3件の1975年出願の萩原の特許の実施例には、
(3)CCDの特徴としては、周知であったが、
完全空乏層電荷転送の特徴をもつ。

その結果、残像のないアクション映像を可能にする
特徴を持つことを明示していた。







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The AIPS image sensor watching at its inventor, Yoshiaki 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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