世界初の個体増幅器（点接触型トランジスタ）の発明 ショックレ−の創造的

接合トランジスタ開発の経緯と特許
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世界初の個 体増幅器（点接 触 型トランジ スタ）の発明
１９４７年 １２ 月２ ３日、ベル研究所で 歴史的な デモンストレ−ションが行われた。初めての固 体増
幅器で ある点接触 型トランジ スタ（下図参 照）が研究所内で 公開されたので ある。この発明 に貢献したの
はバ−ディ−ンとブラッテンの２ 人で ある。この発明 は接合型トランジ スタを生むアイ デアの触 媒として
の役割があった。
点接触 型トランジ スタの発明 日は特許法 上で は１２ 月２ ３日で あるが、考案す な わち発明 としては彼
らの研究ノ −トより１２ 月１５日で ある。発明 されてから数ケ月はトランジ スタで はな くパ−シスタ
（Persistor）と呼ば れていました。もちろんこの点接触 型トランジ スタの特許をアメリカで 取得 す るとと
もに日本にも出願している（特公昭２ ４−２ ７８ ６ ）。トランジ スタという言 葉を考案したのはジ ョン．
Ｒ． ピアスで ある。
長 年 、固 体増幅器を彼らと研究してきたショック レ−は、この発明 に貢献す ることが出来な かった。
そ のくやしさから猛烈に思考をめぐらした結果、１ケ月後の１９４８ 年 １月２ ３日にショック レ−は接
合型トランジ スタのアイ デアを考案している。
点接触 型トランジ スタは、発明 後３年 間 ベル研究所内で 開発が進められましたが、１９５１年 初めに接
合型トランジ スタに取って代わられました。この年 ショック レ−は接合型トランジ スタの特許を取得 して
いる（ＵＳＰ第２ ５６ ９３４７、日本国特許は特公昭２ ５−４７１）。出願は１９４８ 年 ６ 月２ ６ 日
で 、特許権利者はベル研究所で す 。この特許も含めて点接触 型トランジ スタが公開された１９４８ 年 ６
月３０ 日まで に、ベル研究所は５件の特許を出願しています 。これらはベル研究所が出願した最 初のトラ
ンジ スタに関す るもので あった。
この３人（バ−ディ−ン、ブラッテン、ショック レ−）は、トランジ スタの発明 者ということで １９５
６ 年 にノ −ベル物理学 賞を受賞しています 。またバ−ディンは超伝導理論の開発によって１９７２ 年 に
二度目のノ −ベル物理学 賞を受賞しています 。１人で ノ −ベル賞を２ 回受けるのは非常に珍しいことだ
が、そ れが同じ部門で というのはバ−ディ−ン１人で はな いだ ろうか。
シ ョック レ−の創造的思考活動
１９４５年 ショック レ−は半導体薄膜を用いた電界効果トランジ スタ理論を考案している。これはＮ 形
半導体の薄板を用いたもので ある。そ してこれと金属薄板で 平行板コンデンサを構成したもので あっ
た。しかし実験は完全に失敗してしまった。この実験を担当していたブラッテンから相談を受けたバ−
ディ−ンは９ケ月後に表面準位という概念 を考案し、動作しな いことを理論的に解析した。
表面準位の概念 で は半導体の表面は多数キャリアを寄せ付けな いように帯 電している。つまりＰ形シリ
コンの場合は正の表面準位電荷が、多数キャリアの正孔を寄せ付けな いので ある。バ−ディ−ンはこの表
面準位の概念 を含んだ 電界効果の特許を１９４８ 年 ２ 月２ ６ 日に出願している（ＵＳＰ第２ ５２ ４０
３３）。
この表面準位という概念 が実は点接触 形トランジ スタの発明 に大きく貢献しているので ある。このよう
に１つの実験の失敗からそ の原因を突き止めることにより、次の大きな ステップへの足がかりを得 ること
をショック レ−は『 創造的失敗』と呼んで いる。
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98/05/29
接合トランジスタ開発の経緯と特許
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もう一度整理す ると、
（１）ショック レ−の電界効果トランジ スタの提案があり実験は失敗す る。バ−ディ−ンが表面準位の概念
を確 立し、ブラッテンが半導体の表面を精力的に研究し点接触 形トランジ スタの実験に成功す る。
（２ ）点接触 形トランジ スタで キャリアの注入が行われていることがわかり、そ の注入されたキャリアに
ついて一連の研究が行われる過程で 、接合形トランジ スタのアイ デアが生まれる。
接 合形トランジ スタの製 造技術
接合形トランジ スタはゲ ルマニウムの単結晶 の中にＰ形、Ｎ 形、Ｐ形という３つの層 を作りしかも真ん
中のＮ 形層 の厚さは多くても数１０ ｕｍ以 下で な ければ な らな い。ショック レ−自身は実験家で な い
から、実験屋にいろいろさせるのだ が、うまくいかな い時期があった。
薄いベ−ス領域を接続す る金属のリ−ド線の接続の解決法 として合金法 が開発され、日本にも特許出願
している（特公昭２ ９−４５９４）（下図参 照）。
１９４９年 ４月にはゲ ルマニウムによる接合トランジ スタが一応出来たが、性能は極端に悪かった。１９
５０ 年 には結晶 が成長 す るにつれて溶解液中にド−プす る不純物を変える方法 で 良質のＰＮ 接合が得 ら
れるようにな った。 そ してスパ−ク スとティ−ルが二重ド−ピング 法 という結晶 引き上げ 法 で ＰＮ Ｐ
構造を作り出し、１９５１年 のはじめには増幅作用を持った最 初の成長 接合形トランジ スタが出来上がっ
た。ティ−ルらはこの二重ド−ピング による結晶 成長 法 の特許を取得 している（ＵＳＰ第２ ７０ ３２ ９
６ ）。もちろん日本にも出願されている（特公昭２ ７−９５８ ）。
ベル研究所は 特 許の重要性を認識
１９４７年 １２ 月１６ 日に点接触 型トランジ スタによる増幅に成功した時、これが注入で あることを
理解したショック レ−は思考活動が活発にな る。彼の研究ノ −トはそ れまで 毎月平均２ ペ−ジ くらいだ っ
たのが、次の年 の１月には２ ２ ペ−ジ に増えており、この月末に接合型の考えが完成している。
この研究ノ −トというのは日本にはな い米国独特のもので 、特にベル研究所で 活用されていた。番 号の
打 たれたノ −トが研究者に渡される。このノ −トには考えついた事、新しい考察 をどんどん書いていく。
そ して重要と思われる事は、必ず他人（上役、同僚 ）に読んで もらい署名と日付をもらう。これは米国の
特許法 が日本の特許法 と違って、研究ノ −トの記載が発明 の日時を立証す ると共に特許申請書類で 決定的
な 意味を持っているからで す 。
ブラッテンのノ −トの記録を見ると、特許を取ろうという姿勢が強く、発明 という貢献を確 実に示そ う
という威信 が動機 とな っていることがわかる。
ショック レ−はトランジ スタに関す る特許を９０ 件出願しています が、ほ とんどが接合トランジ スタ
を考案した年 の前 後数年 間 で 出されている。これらの半導体特許で ベル研究所は莫大な 特許使用料を得
ている。この収入で ベル研究所の研究者の数年 分の給料がまかな えたと言 われている。
ただ 出願人はベル研究所な ので 特許料収入は個人には入らな い。トランジ スタの発明 で いくら稼いだ
かというイ ンタビュ−で の質問にバ−ディ−ンはこう答えている。
『 オンリ−・ワン・ダラ−』
ベル研究所との契約で この偉大な 発明 も、ノ −ベル賞の賞金を除けば たった１ドルの報酬しかもたら
さな かった。しかし彼らには社会に貢献したという満足感というす ば らしい報酬があったはずで す 。
Sumiaki Takei
署名は検証され
ていません。
file://C:¥Takei_Homepage¥www¥dokusou¥tokukyo6.html
電子署名者 : Sumiaki
Takei
DN: cn=Sumiaki
Takei, c=JP
日付 : 2001.05.12
22:32:43 +09'00'
理由 : この文書の著者
98/05/29
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