Slide_Sony_Atsugi_Tech_2020_07_10_Slide061_to_070.html
by Yoshiaki Daimon Hagiwara
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これから特許1975-134985の請求範囲の定義文を説明します。
詳細は1975年の３つの出願特許（ＰＤＦ）を参照してください。
（１）JPＡ１９７５－１２７６４６
（２）ＪＰＡ１９７５－１２７６４７
（３）ＪＰＡ１９７５－１３４９８５
この特許(JPA1975-134985)の請求範を定義した文章は
非常に簡潔で論理で、萩原が作文したものではありません。
ＳＯＮＹの特許部のプロの弁理士が半導体を専門にした特許部の
担当者の立ち合いのもと作文していただいたものです。そのため
にいろいろ萩原は説明しました。これは感度向上を最大の目的に
した出願特許でした。ＳＯＮＹはＣＣＤＭＯＳ型受光素子を採用
することにより残像問題はすでに解決済みでした。
問題はＭＯＳ型の金属電極のために光が金属電極で反射して光
感度がたいへん悪いでした。特に青色感度がほとんどありません
でした。色再現が無茶苦茶でした。それで電極のない同時の
Ｎ＋Ｐ接合型は受光素子は魅力的でしたが、表面のＮ＋は浮遊
状態にあり、それが原因で残像が発生していました。
だからＳＯＮＹはＮ＋Ｐ接合型受光素子を利用しませんでした。
そこで萩原は表面電位が外部金属端子で固定できるＰＮＰ接合
型の受光素子が有望でないかと考えるようになりました。
これで表面の電圧がピン止め固定でき、かつ両側の電圧を固定
することにより、埋込みＮ層のBase領域の電位も、完全空乏化
した場合の、Empty Potential Well の電位の値も固定できると
考えました。それで電圧が浮遊状態でなく、固定できふらつか
ないので、ＣＣＤと同様に ＰＮＰ構造でも完全電荷転送が
可能であると考えました。これは世界初めての BASE領域に
蓄積された電荷を隣接する電荷転送装置（ＣＣＤ型でもＣＭＯＳ
型でもＯＫ）に電荷を完全転送できる条件であると理解しました。
それがこの図６でした。世界で初めてのＰＮＰ接合型 Pinned Photodiodeの
Empty Potential Well を描いたものです。また 受光表面は図６では右でも
左でもＯＫです。受光部が右面としますと、過剰電荷は基板に流れることに
なります。「PNP接合型 Pinned Photodiodeは 両端の両方のＰ層が同じ
ＧＮＤ電位であるべき」と世界は誤解しています。真実は受光面側のＰ層が
ＧＮＤに接地されているべきものです。この図から、右側がＧＮＤに接地され
た図です。こちら側は現在が受光面であることが定着しています。またこれは
実はＰ＋ＮＰ接合ではありません。Ｐ＋ＰＮＰ接合で、Collector領域はＰ＋Ｐ
層となりかなり幅があります。このＰ＋Ｐ層で短波長青色光の光電変換が実現
しています。そのことも一般の素人さんにはまったくこの45年間理解されて
いないままです。学会で信じられているＰ＋ＮＰ接合型 Pinned Photodiodeは
実際に世界が安定生産しているＰＰＤではありません。本当はこの図６が示す
Ｐ＋ＰＮＰ合型です。いや、Ｐ＋ＰＮ＋Ｐ接合型というべきものです。これは長い
間ＳＯＮＹの企業秘密だったと萩原は当時のＰＰＤのプロセス開発の阿部元昭
さんとの会話でああでもないこうでもないと一緒にＰＰＤの最適化プロセスの
開発で話し合って阿部さんが指示したとおりに プロセスデバイスの数値計算
プログラムを走られ、Ｉｍａｇｅｒを萩原は一人で設計しました。ＳＯＮＹ中研で
当時、阿部元昭さんが1人でＰＰＤのプロセスを担当し、萩原が1人でデバイス
とＣＣＤの設計を担当し、その電気特性の評価は岡田さんが1人で担当しました。
話がそれてしまいました。
特許請求範囲の説明にもどります。
まず（１）基体に、とあります。基板のことです。
（Ａ）実際は、Nsubでも Psub でも Intrinsiの
３通りが可能です。ここでは Nsubの場合で特許
請求文を読んでみます。
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そのNsubに第１の領域があるとしています。
その第１の領域をＰ１と表記します。
図のようにＰ１領域を描くことが可能です。
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