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モハメド・M・アタラ（アラビア語: محمد عطاالله、1924年8月4日 - 2009年12月30日）は、エジプト系アメリカ人のエンジニア、物理学者、暗号学者、発明家、起業家でした。彼は半導体のパイオニアであり、現代のエレクトロニクスに重要な貢献をしました。彼は同僚のダウォン・カンとともに、 1959年にMOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ、またはMOSトランジスタ）を発明したことで最もよく知られています。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]この発明は、アタラの以前の表面パッシベーションに関する研究とともに、エレクトロニクス産業の発展に大きな影響を与えました。[ 8 ]彼はまた、1972年に設立されたデータセキュリティ企業Atalla Corporation（現在のUtimaco Atalla ）の創設者としても知られています。彼はスチュアート・バランタイン・メダル（現在は物理学のベンジャミン・フランクリン・メダル）を受賞し、半導体技術とデータセキュリティへの重要な貢献により、全米発明家殿堂入りを果たしました。
エジプトのポートサイドで生まれた彼は、エジプトのカイロ大学、そしてアメリカのパデュー大学で教育を受け、1949年にベル研究所に入社。その後、より英語風の「ジョン」または「マーティン」M.アタラという職業名を用いるようになった。ベル研究所では、表面パッシベーションプロセスの開発や、1959年にカーンと共にMOSFETを実証するなど、半導体技術に数々の重要な貢献をした。
MOSFETに関する彼の研究はベル研究所では当初見過ごされ、それがベル研究所を辞職し、ヒューレット・パッカード（HP）に入社するきっかけとなった。彼は1962年にHPの半導体研究所を設立し、1966年にはHPラボを設立した。その後、フェアチャイルド・セミコンダクターに移籍し、1969年にマイクロ波・光電子工学部門を設立した。HPとフェアチャイルドでの彼の研究には、ショットキーダイオード、ガリウムヒ素（GaAs）、ガリウムヒ素リン（GaAsP）、インジウムヒ素（InAs）、発光ダイオード（LED）技術の研究が含まれていた。彼は後に半導体業界を離れ、暗号技術とデータセキュリティの起業家となった。1972年、彼はアタラ・コーポレーションを設立し、遠隔個人識別番号（PIN）セキュリティシステムの特許を出願した。 1973年、彼はPINとATMメッセージを暗号化する初のハードウェアセキュリティモジュール「アタラボックス」を発表し、世界のATM取引の大部分のセキュリティを確保した。その後、1990年代にインターネットセキュリティ企業TriStrata Securityを設立。2009年12月30日、カリフォルニア州アサートンで死去。
モハメド・モハメド・アタラ[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]はエジプト王国のポートサイドで生まれた。[ 12 ]彼はエジプトのカイロ大学で学び、理学士号を取得した。その後、彼は米国に移り、パデュー大学で機械工学を学んだ。そこで、彼は1947年に修士号（MSc ）、 1949年に博士号（PhD ）を、いずれも機械工学の分野で取得した。[ 12 ]彼の修士論文のタイトルは「正方形ディフューザー内の高速流れ」[ 13 ]、博士論文のタイトルは「正方形ディフューザー内の高速圧縮性流れ」[ 10 ]であった。
アタラはパデュー大学で博士号を取得した後、1949年にベル電話研究所（BTL）に入社した。 [ 14 ] 1950年にはベルのニューヨーク市の事業所で働き始め、電気機械式リレーの信頼性に関する問題に取り組み、[ 15 ]回線交換電話網の研究を行った。[ 16 ]トランジスタの出現に伴い、アタラはマレーヒル研究所に移り、1956年に小規模なトランジスタ研究チームを率いるようになった。[ 15 ]機械工学のバックグラウンドを持ち、物理化学の正式な教育を受けていなかったにもかかわらず、彼は物理化学と半導体物理学をすぐに習得し、最終的にはこれらの分野で高いスキルを発揮した。[ 17 ]彼は、とりわけシリコン半導体の表面特性や、シリコン半導体デバイスの保護層としてのシリカの使用について研究した。[ 14 ]彼は最終的に、職業上のキャリアにおいて「マーティン」M.アタラまたは「ジョン」M.アタラというペンネームを採用した。 [ 11 ]
1956年から1960年にかけて、アタラはアイリーン・タンネンバウム、エドウィン・ジョセフ・シャイブナー、ダウォン・カンを含む数名のBTL研究者からなる小規模チームを率いた。[ 18 ]彼らはアタラ自身と同様にBTLの新入社員であり、チームには上級研究者はいなかった。チームが新入社員で構成されていたこと、そしてチームリーダーのアタラ自身が機械工学のバックグラウンドを持っていたこと（物理学者、物理化学者、数学者とは対照的）から、当初、彼らの研究はBTLとその所有者であるAT&Tの上級管理職によって真剣に受け止められなかった。アタラは物理化学と半導体物理学において高度なスキルを示していたにもかかわらずである。[ 17 ]
アタラとそのチームは、ほとんど独力で研究を進めたにもかかわらず、半導体技術において大きな進歩を遂げた。[17]フェアチャイルド・セミコンダクターのエンジニア、チータン・サによれば、1956年から1960年にかけてのアタラとそのチームの研究は、シリコン半導体技術における「最も重要かつ意義深い技術進歩」であった。[ 18 ]
アタラの研究の当初の焦点は、シリコン表面状態の問題を解決することでした。当時、ゲルマニウムやシリコンなどの半導体材料の電気伝導率は不安定な量子表面状態によって制限されていました[ 19 ]。これは、表面に不飽和結合が存在するために発生するダングリングボンドにより、電子が表面に捕捉されるためです[ 20 ] 。これにより、電気が表面を確実に透過して半導体シリコン層に到達することが妨げられました[ 14 ] [ 21 ]。表面状態の問題のため、ゲルマニウムはキャリア移動度が高いことから、初期の半導体産業ではトランジスタやその他の半導体デバイスに最もよく使用される半導体材料でした[ 22 ] [ 23 ]。
彼は表面パッシベーションプロセスの開発で画期的な成果を上げました。[ 14 ]これは、半導体表面を不活性にし、結晶の表面または端に接触する空気や他の材料との相互作用の結果として半導体特性を変化させないプロセスです。表面パッシベーションプロセスは、1950 年代後半に Atalla によって初めて開発されました。[ 14 ] [ 24 ]彼は、熱成長した二酸化ケイ素(SiO 2 ) 層の形成により、シリコン表面の電子状態の濃度が大幅に減少することを発見し、[ 24 ] p-n 接合の電気特性を維持し、これらの電気特性がガス状環境によって劣化するのを防ぐSiO 2膜の重要な性質を発見しました。 [ 25 ]彼は、シリコン酸化物層を使用してシリコン表面を電気的に安定化できることを発見しました。[ 26 ]彼は表面パッシベーションプロセスを開発しました。これは、シリコンウェハーを酸化シリコンの絶縁層でコーティングして、電気が下の導電性シリコンに確実に浸透できるようにする、半導体デバイス製造の新しい方法です。シリコンウェハーの上に二酸化シリコンの層を成長させることで、アタラは、電気が半導体層に到達するのを妨げる表面状態を克服することができました。彼の表面パッシベーション法は、シリコン集積回路の普及を可能にした重要なステップであり、後に半導体産業にとって重要なものとなりました。[ 14 ] [ 21 ]表面パッシベーションプロセスでは、彼は熱酸化法を開発しました。これはシリコン半導体技術における画期的なものでした。[ 27 ]
アタラは1957年にBTLのメモで初めて研究成果を発表し、1958年には電気化学会の会議[ 28 ] [ 29 ] 、無線技術者の半導体デバイス研究会議[ 15 ]で研究成果を発表しました。半導体業界はアタラの表面酸化法の潜在的な重要性を認識し、RCAはそれを「表面分野におけるマイルストーン」と呼びました[ 15 ]。同年、彼は同僚のアイリーン・タンネンバウムとエドウィン・ジョセフ・シャイブナーと共にこのプロセスをさらに改良し、1959年5月にその結果を発表しました[ 30 ] [ 31 ]。フェアチャイルド・セミコンダクターのエンジニア、チータン・サによると、アタラと彼のチームが開発した表面パッシベーションプロセスは、シリコン集積回路の開発につながる「道を切り開いた」とのことです。[ 32 ] [ 30 ]アタラの熱酸化膜によるシリコントランジスタのパッシベーション技術[ 33 ]は、1959 年にいくつかの重要な発明の基礎となった。ベル研究所のアタラとダウォン・カンによるMOSFET (MOS トランジスタ) 、フェアチャイルド・セミコンダクターのジャン・ホーニによるプレーナープロセスなどである。[ 29 ] [ 32 ] [ 34 ]
アタラは、表面パッシベーションと熱酸化プロセスに関する以前の先駆的な研究[35]に基づいて、金属酸化物半導体（MOS）プロセスを開発した[ 14 ] 。その後、アタラは、電界効果トランジスタ（1920年代に初めて構想され、1940年代に実験的に確認されたものの、実用的なデバイスとしては実現されなかった概念）を金属酸化物シリコンで構築することを提案した。アタラは、最近彼のグループに加わった韓国人科学者のダウォン・カンに、彼の研究を手伝うよう依頼した。 [ 14 ]それがきっかけとなり、1959年11月にアタラとカンによってMOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）が発明されました。 [ 36 ] [ 37 ] [ 15 ]アタラとカンは1960年初頭に初めてMOSFETを実証しました。[ 38 ] [ 39 ]高いスケーラビリティ、[ 40 ]バイポーラ接合トランジスタよりもはるかに低い消費電力と高い密度、[ 41 ]により、 MOSFETは高密度集積回路（IC）チップの製造を可能にしました。[ 42 ]
1960年、アタラとカンはゲート酸化膜厚100 nm、ゲート長20 μmの最初のMOSFETを製造した。[ 43 ] 1962年、アタラとカンはナノ層ベースの金属-半導体接合（M-S接合）トランジスタを製造した。このデバイスは、2つの半導体層の間にナノメートル厚の金属層が挟まれており、金属がベースを形成し、半導体がエミッタとコレクタを形成している。薄い金属ナノ層ベースの抵抗が低く、通過時間が短いため、このデバイスはバイポーラトランジスタに比べて高い動作周波数が可能であった。彼らの先駆的な研究は、単結晶半導体基板（コレクタ）の上に金属層（ベース）を堆積し、エミッタは上面または鈍角が金属層（点接触）に押し付けられた結晶半導体片であった。彼らは、n型ゲルマニウム（n-Ge）上に厚さ10 nmの金（Au）薄膜を堆積させ、点接触にはn型シリコン（n-Si）を用いた。[ 44 ]アタラは1962年にBTLを辞任した。[ 37 ]
アタラとカンは、MOS技術の研究を発展させ、次にホットキャリアデバイスに関する先駆的な研究を行った。このデバイスは、後にショットキーバリアと呼ばれるものを使用した。[ 45 ]ショットキーダイオード（ショットキーバリアダイオードとも呼ばれる）は、長年にわたり理論的に研究されてきたが、1960年から1961年にかけてのアタラとカンの研究の結果として初めて実際に実現された。[ 46 ]彼らは1962年に研究成果を発表し、このデバイスを半導体金属エミッタを備えた「ホットエレクトロン」三極管構造と呼んだ。[ 47 ]これは最初の金属ベーストランジスタの1つであった。[ 48 ]ショットキーダイオードは、ミキサーアプリケーションで重要な役割を果たすようになった。[ 46 ]
1962年、アタラはヒューレット・パッカードに入社し、ヒューレット・パッカード・アンド・アソシエイツ（HPアソシエイツ）を共同設立し、ヒューレット・パッカードに基礎的な固体素子技術を提供した。[ 12 ]彼はHPアソシエイツの半導体研究部長であり、[ 37 ] HPの半導体研究所の初代所長でもあった。[ 49 ]
彼はHPアソシエイツのロバート・J・アーチャーと共にショットキーダイオードの研究を続けた。彼らは高真空金属膜堆積技術を開発し[ 50 ] 、安定した蒸着/スパッタリング接点を作製し[ 51 ] [ 52 ] 、1963年1月にその成果を発表した[ 53 ]。金属-半導体接合[ 51 ]とショットキー障壁に画期的な進歩がもたらされ、点接触ダイオードに内在する製造上の問題のほとんどが克服され、実用的なショットキーダイオードの製造が可能になった[ 50 ] 。
1960年代、半導体研究所で彼は材料科学研究プログラムを開始し、ガリウムヒ素（GaAs）、ガリウムヒ素リン（GaAsP）、インジウムヒ素（InAs）デバイスの基盤技術を提供しました。これらのデバイスは、HPのマイクロ波部門が20 ～ 40GHzの周波数帯域を拡張するスイーパーやネットワークアナライザを開発するために使用するコア技術となり、HPは軍事通信市場の90%以上を占めるようになりました。[ 49 ]
1969年、彼はHPを退社し、フェアチャイルド・セミコンダクターに入社した。[45] 彼は1969年5月の設立から1971年11月まで、マイクロ波・光電子部門の副社長兼ゼネラルマネージャーを務めた。[ 54 ]彼は発光ダイオード（LED）の研究を続け、 1971年には表示灯や光学式リーダーに使用できると提案した。[ 56 ]その後、1972年にフェアチャイルドを退社した。[ 45 ]
彼は1972年に半導体業界を離れ、データセキュリティ[ 45 ]と暗号[ 57 ]の分野で起業家として新たなキャリアをスタートさせた。1972年[57]、彼はアタラ・テクノベーション[58]（後にアタラ・コーポレーションと改名）を設立し、銀行や金融機関のセキュリティ問題に取り組んだ[ 59 ]。
彼は最初のハードウェアセキュリティモジュール（HSM）[ 60 ] 、いわゆる「アタラボックス」を発明しました。これは、今日ATMからの取引の大部分を保護するセキュリティシステムです。同時に、アタラは個人識別番号（PIN）システムの開発にも貢献しました。PINは、銀行業界などで認証の標準として発展しました。
1970年代初頭のアタラの研究は、ハードウェアセキュリティモジュールの使用につながった。彼の「アタラボックス」は、PINとATMメッセージを暗号化し 、推測不可能なPIN生成キーでオフラインデバイスを保護するセキュリティシステムである。[ 61 ]彼は1973年に「アタラボックス」を商用リリースした。[ 61 ]この製品はIdentikeyとしてリリースされた。これはカードリーダーと顧客識別システムであり、プラスチックカードとPIN機能を備えた端末を提供する。このシステムは、銀行や貯蓄機関が通帳プログラムからプラスチックカード環境に移行できるように設計された。Identikeyシステムは、カードリーダーコンソール、2つの顧客PINパッド、インテリジェントコントローラ、および内蔵電子インターフェースパッケージで構成されていた。[ 62 ]このデバイスは、顧客用と窓口係用の2つのキーパッドで構成されていた。顧客は秘密のコードを入力することができ、デバイスはマイクロプロセッサを使用してそれを窓口係用の別のコードに変換する。[ 63 ]取引中、顧客の口座番号はカードリーダーによって読み取られました。このプロセスにより手動入力が不要になり、キー入力ミスの可能性が回避されました。これにより、署名確認やテスト質問などの従来の顧客確認方法を、安全なPINシステムに置き換えることが可能になりました。[ 62 ]
Atalla Box の重要な革新は、銀行業界の他の関係者と対称鍵や PIN を安全に交換するために必要なキーブロックです。この安全な交換は、 Atalla Key Block (AKB) フォーマットを使用して実行され、これはPayment Card Industry Data Security Standard (PCI DSS) およびAmerican National Standards Institute (ANSI) 規格で使用されるすべての暗号化ブロック フォーマットの根幹となっています。[ 64 ]
アタラが市場を独占することを恐れた銀行やクレジットカード会社は、国際標準の策定に取り組み始めた。[ 61 ]そのPIN認証プロセスは、後のIBM 3624に似ていた。[ 65 ]アタラは銀行市場におけるIBMの初期の競合相手であり、データ暗号化標準（DES）に取り組んだIBM社員から影響を受けたとされている。[ 58 ]情報セキュリティ管理のPINシステムに関する彼の功績が認められ、アタラは「PINの父」[ 12 ] [ 66 ] [ 67 ] 、そして情報セキュリティ技術の父と呼ばれている。[ 68 ]
Atalla Boxは、1998年時点で稼働中のATMネットワークの90%以上を保護しており[ 69 ]、2006年時点では世界中のATM取引の85%を保護していました[ 70 ]。2014年時点でも、Atalla製品は世界のATM取引の大部分を保護しています[ 60 ]。
1972年、アタラは米国特許3,938,091を出願した。このシステムは、個人識別情報を入力する際の電話回線のセキュリティを確保するために暗号化技術を使用し、入力された情報は暗号化されたデータとして通信ネットワークを介して遠隔地に送信され、検証される仕組みだった。これは、電話バンキング、インターネットセキュリティ、電子商取引の先駆けとなった。[ 58 ]
1976 年 1 月に開催された全米相互貯蓄銀行協会 (NAMSB) 会議で、アタラは同社の Identikey システムのアップグレード版である Interchange Identikey を発表しました。これにより、オンライン取引の処理 とネットワーク セキュリティへの対応機能が追加されました。銀行取引のオンライン化に重点を置いて設計されたIdentikey システムは、共有施設での運用にも拡張されました。さまざまなスイッチングネットワークと一貫性があり互換性があり、カード データ情報に基づいて64,000 種類の不可逆非線形アルゴリズムのいずれかに電子的にリセットすることができました。Interchange Identikey デバイスは 1976 年 3 月に発売されました。これは、同じ NAMSB 会議で発表されたBunker Ramo Corporation の製品とともに、オンライン取引に対応するために設計された最初の製品の 1 つです。[ 63 ] 1979 年に、アタラは最初のネットワークセキュリティ プロセッサ(NSP) を発表しました。[ 71 ]
1987年、アタラ・コーポレーションはタンデム・コンピューターズと合併した。アタラは1990年に引退した。
2013年現在、毎日2億5000 万件のカード取引がAtalla製品によって保護されています。 [ 57 ]
間もなく、大手銀行の幹部数名が、インターネット時代向けのセキュリティシステムを開発するよう彼を説得した。彼らは、当時、コンピュータおよびネットワークセキュリティ業界の革新がなければ、電子商取引のための有用なフレームワークは不可能だったという事実を懸念していた。[ 12 ] 1993年にウェルズ・ファーゴ銀行の元頭取ウィリアム・ズエントからの依頼を受け、アタラは、企業が安全なコンピュータファイル、電子メール、デジタルビデオおよびオーディオをインターネット経由で暗号化して送信できるようにする新しいインターネットセキュリティ技術の開発を開始した。 [ 66 ]
これらの活動の結果、彼は 1996 年に TriStrata Security 社を設立しました。[ 72 ]当時、ほとんどの従来のコンピュータ セキュリティ システムは、企業のコンピュータ ネットワーク全体を壁で囲み、内部の情報を泥棒や企業スパイから保護していましたが、TriStrata は異なるアプローチを採用しました。同社のセキュリティ システムは、個々の情報 (ワープロファイル、顧客データベース、電子メールなど) を安全な暗号化された封筒で包み、電子許可証でのみ開封および解読できるようにすることで、企業がどのユーザーがこの情報にアクセスできるか、および必要な許可証を制御できるようにしました。[ 66 ]これは当時、企業セキュリティに対する新しいアプローチと考えられていました。[ 12 ]
アタラは2003年時点でA4システムの会長を務めていた。[ 12 ]
彼はカリフォルニア州アサートンに住んでいた。アタラは2009年12月30日にアサートンで亡くなった。[ 73 ]
アタラは、シリコン半導体技術への重要な貢献とMOSFETの発明により、 1975年のフランクリン研究所賞でスチュアート・バランタイン・メダル（現在は物理学のベンジャミン・フランクリン・メダル）を授与された。 [ 74 ] [ 75 ] 2003年には、パデュー大学から傑出した卒業生博士号を授与された。[ 12 ]
2009年、彼は半導体技術とデータセキュリティへの重要な貢献により、全米発明家殿堂入りを果たした。 [ 14 ]彼は他の数人の半導体パイオニアとともに「シリコンのスルタン」の一人と呼ばれた。[ 39 ]
2014年、1959年のMOSFETの発明がIEEEの電子工学におけるマイルストーンのリストに含まれた。[ 76 ] 2015年、アタラは情報技術への重要な貢献により、 IT歴史協会のIT名誉殿堂入りを果たした。[ 77 ]
学会の会合にも出席し、そこでモハメド「ジョン」アタラが酸化物によるPN接合の不動態化に関する論文を発表した。[...] モハメド・M・アタラ、別名マーティンまたはジョン・アタラは、エジプトのカイロ大学を卒業し、修士号と博士号を取得するためにパデュー大学に通った。
1956 年～1960 年の間にシリコン材料およびデバイスの研究に携わっていた私たちは、アタラが率いるベル研究所グループによるシリコン表面の安定化に成功したこの取り組みを、最も重要かつ意義深い技術的進歩とみなしており、これが第 2 段階のシリコン集積回路技術開発、第 3 段階の量産へとつながる道を切り開いたと考えています。
博士は、1969年5月のマイクロ波および光電子部門の設立から、半導体部品グループに統合された1971年11月まで、同部門のゼネラルマネージャーを務めた。
の責任者であるジョン・アタラ（ヒューレット・パッカードでグリーンの前任者）は、LEDの初期用途を小型ディスプレイ、主に表示灯に見込んでいる。集積回路との互換性があるため、これらの発光体は故障検出に役立つ可能性がある。「信頼性はすでに疑いの余地なく実証されている」とアタラは続ける。「特別な電源は必要ない。設計に時間はかからず、ダイオードを入れるだけだ。したがって、導入は純粋に経済的な問題となる。」
光学リーダーの明るい展望
アタラは、大量生産の光学リーダーにおけるダイオードの用途について特に楽観的である。
[...] カリフォルニア州のアタラ・テクノベーションズ社長のマーティン・M・アタラ氏とベル研究所のダウォン・カン氏は、「半導体シリコン・二酸化ケイ素技術への貢献、およびMOS絶縁ゲート電界効果トランジスタの開発」により選ばれました。