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| 審決分類 |
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01S |
|---|---|
| 管理番号 | 1300903 |
| 審判番号 | 不服2014-10901 |
| 総通号数 | 187 |
| 発行国 | 日本国特許庁(JP) |
| 公報種別 | 特許審決公報 |
| 発行日 | 2015-07-31 |
| 種別 | 拒絶査定不服の審決 |
| 審判請求日 | 2014-06-10 |
| 確定日 | 2015-05-14 |
| 事件の表示 | 特願2012- 35304「半導体装置、及び、半導体装置の作製方法」拒絶査定不服審判事件〔平成25年 9月 2日出願公開、特開2013-172012〕について、次のとおり審決する。 |
| 結論 | 本件審判の請求は、成り立たない。 |
| 理由 |
1.本願発明 本願は、平成24年2月21日の出願であって、平成26年1月21日に手続補正がなされたところ、同年3月12日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年6月10日に拒絶査定不服審判請求がなされると同時に手続補正がなされたものである。 そして、その請求項に係る発明は、平成26年6月10日に補正された特許請求の範囲の請求項1ないし請求項10に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)については、次のとおりである。 「半導体素子とサブマウントとを備えた半導体装置であって、 前記半導体素子は、n型半導体領域と、前記n型半導体領域の表面上に設けられたｐ型半導体領域と、前記ｐ型半導体領域の表面に設けられたｐ側電極と、前記n型半導体領域の裏面に設けられたn側電極とを有し、 n型半導体領域と、ｐ型半導体領域とは、六方晶系III族窒化物半導体からなり、 前記半導体素子は、その前記n側電極において前記サブマウントの主面に接合され、 前記n型半導体領域は、端部を有し、 前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域の前記裏面を含み、 前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域のIII族構成元素としてGaを含有し、 前記n型半導体領域の前記裏面は、前記六方晶系III族窒化物半導体の半極性面であり、 前記n型半導体領域の前記裏面から5nm以上離れている前記n側電極の領域において前記n側電極が含有する、前記n型半導体領域から拡散したGaの量(原子数%)は、前記n型半導体領域が含有するGaの量(原子数%)の3×10^(-4)倍以下である、 ことを特徴とする半導体装置。」 2.引用例 (1)引用例の記載 これに対して、原査定の拒絶理由に引用された国際公開第2011/149977号(以下「引用例」という。)には、図とともに次の記載がある(日本語訳及び下線は、当審による。)。 ア 「[0037] Figure 2A is a cross-sectional view of a laser device 200 fabricated on a {20- 21 } substrate according to an embodiment of the present invention. As shown, the laser device includes gallium nitride substrate 203, which has an underlying n-type metal back contact region 201. In a specific embodiment, the metal back contact region is made of a suitable material such as those noted below and others. [0038] In a specific embodiment, the device also has an overlying n-type gallium nitride layer 205, an active region 207, and an overlying p-type gallium nitride layer structured as a laser stripe region 209. In a specific embodiment, each of these regions is formed using at least an epitaxial deposition technique of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or other epitaxial growth techniques suitable for GaN growth. In a specific embodiment, the epitaxial layer is a high quality epitaxial layer overlying the n-type gallium nitride layer. In some embodiments the high quality layer is doped, for example, with Si or O to form n-type material, with a dopant concentration between about 10 ^(16) cm ^(-3) and 10 ^(20) cm ^(-3) . [0039] In a specific embodiment, an n-type Al_( u) In_( v) Ga_(i -u-v) N layer, where 0 ≦ u, v, u+v ≦ 1 , is deposited on the substrate. In a specific embodiment, the carrier concentration may lie in the range between about 10^( 16) cm^( -3) and 10^( 20) cm^( -3) . The deposition may be performed using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE). Of course, there can be other variations, modifications, and alternatives. [0040] As an example, the bulk GaN substrate is placed on a susceptor in an MOCVD reactor. After closing, evacuating, and back-filling the reactor (or using a load lock configuration) to atmospheric pressure, the susceptor is heated to a temperature between about 1000 and about 1200 degrees Celsius in the presence of a nitrogen-containing gas. In one specific embodiment, the susceptor is heated to approximately 1100 degrees Celsius under flowing ammonia. A flow of a gallium-containing metalorganic precursor, such as trimethylgallium (TMG) or triethylgallium (TEG) is initiated, in a carrier gas, at a total rate between approximately 1 and 50 standard cubic centimeters per minute (sccm). The carrier gas may comprise hydrogen, helium, nitrogen, or argon. The ratio of the flow rate of the group V precursor (ammonia) to that of the group III precursor (trimethylgallium, triethylgallium, trimethylindium, trimethylaluminum) during growth is between about 2000 and about 12000. A flow of disilane in a carrier gas, with a total flow rate of between about 0.1 and 10 sccm, is initiated. [0041] In a specific embodiment, the laser stripe region is made of the p-type gallium nitride layer 209. In a specific embodiment, the laser stripe is provided by an etching process selected from dry etching or wet etching. In a preferred embodiment, the etching process is dry. As an example, the dry etching process is an inductively coupled process using chlorine bearing species or a reactive ion etching process using similar chemistries. Again as an example, the chlorine bearing species are commonly derived from chlorine gas or the like. The device also has an overlying dielectric region, which exposes 213 contact region. In a specific embodiment, the dielectric region is an oxide such as silicon dioxide or silicon nitride. The contact region is coupled to an overlying metal layer 215. The overlying metal layer is a multilayered structure containing gold and platinum (Pt/Au), nickel gold (Ni/Au). 」 ([0037] 図2Aは、本発明の一実施形態による、｛20-21｝基板上に加工された、レーザーデバイス200の断面図である。示されるように、レーザーデバイスは、下部のn型金属裏面接触領域201を有する、窒化ガリウム基板203を含む。特定の実施形態では、金属裏面接触領域は、下記に記述される材料および他の好適な材料から作製される。 [0038] 特定の実施形態では、デバイスはまた、上部のn型窒化ガリウム層205と、活性領域207と、レーザーストライプ領域209として構築される上部ｐ型窒化ガリウム層とを有する。特定の実施形態では、これらの領域のそれぞれは、少なくとも有機金属気相成長(MOCVD)のエピタキシャル被着技術、分子線エピタキシャル(MBE)、またはGaN成長に好適な他のエピタキシャル成長技術を使用して形成される。特定の実施形態では、エピタキシャル層は、n型窒化ガリウム層を覆う高品質エピタキシャル層である。いくつかの実施形態では、高品質層は、約10^(16)cm^(-3)?10^(20)cm^(-3)のドーパント濃度を有する、n型材料を形成するために、例えば、SiまたはOを用いて、ドープされる。 [0039] 特定の実施形態では、n型Al_(ｕ)In_(ｖ)Ga_(1-ｕ-ｖ)N層(式中、0≦ｕ、ｖ、ｕ+ｖ≦1)は、基板上に被着される。特定の実施形態では、キャリア濃度は、約10^(16)cm^(-3)?10^(20)cm^(-3)の範囲にあってもよい。被着は、有機金属気相成長(MOCVD)または分子線エピタキシャル(MBE)を使用して実施されてもよい。勿論、他の変化、修正、および代替も存在することができる。 [0040] 一例として、バルクGaN基板は、MOCVDリアクタ内のサセプタ上に定置される。リアクタを閉鎖し、排出し、環境圧力にバックフィルした後(または、ロードロック構造を使用して)、サセプタは、窒素含有ガスの存在下で、約1000?約1200℃の温度に加熱される。1つの特定の実施形態では、サセプタは、アンモニア流動下で、約1100℃に加熱される。トリメチルガリウム(TMG)またはトリエチルガリウム(TEG)等のガリウム含有有機金属先駆体の流動は、約1?50の標準立法センチメートル毎秒(ｓccm)の総合比率で、キャリアガス中で開始される。キャリアガスは、水素、ヘリウム、窒素、またはアラゴンを含んでもよい。成長中のグループV先駆体(アンモニア)の流量とグループIII先駆体(トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム)の流量の比率は、約2000?約12000である。キャリアガス中のジシランの流量は、約0.1?10ｓccmの総流量で開始される。 [0041] 特定の実施形態では、レーザーストライプ領域は、ｐ型窒化ガリウム層209から作製される。特定の実施形態では、レーザーストライプは、ドライエッチングまたはウエットエッチングから選択される、エッチング工程によって提供される。好ましい実施形態では、エッチングプロセスは、ドライである。一例として、ドライエッチング工程は、塩素含有種を使用する誘導結合工程、または同様の化学を使用する反応性イオンエッチング工程である。再度、一例として、塩素含有種は、一般に、塩素ガスまたは同等物に由来する。デバイスはまた、213接触領域を露出する、上部誘電領域を有する。特定の実施形態では、誘電領域は、二酸化ケイ素またはシリコン窒化物等の酸化物である。接触領域は、上部金属層215に連結される。上部金属層は、金および白金(Pｔ/Aｕ)、ニッケル金(Ni/Aｕ)を含有する多層構造である。) イ 「[0046] In a specific embodiment, an optical device configured to provide laser beams at different wavelengths is provided. The device includes a gallium and nitrogen containing substrate including a first crystalline surface region orientation. For example, the substrate member may have a surface region on the polar plane (c-plane), nonpolar plane (m-plane, a-plane), and semipolar plain ({11-22}, {10-1-1}, {20-21}, {30-31}, {20-2-1}, {30-3-1}). 」 ([0046] 特定の実施形態では、異なる波長でレーザー光線を提供するように構成された光学デバイスが提供される。デバイスは、第1の結晶表面領域配向を含む、ガリウムおよび窒素含有基板を含む。例えば、基板部材は、極性平面(c平面)、非極性平面(m平面、a面)、および半極性平面(｛11-22｝、｛10-1-1｝、｛20-21｝、｛30-31｝、｛20-2-1｝、｛30-3-1｝)上の表面領域を有してもよい。) ウ 「[0085] In various embodiments, laser chips that are mounted on separate submounts are packaged together on a shared submount. Figure 5 is a simplified diagram illustrating two laser diodes sharing a submount according to an embodiment of the present invention. This diagram is merely an example, which should not unduly limit the scope of the claims. One of ordinary skill in the art would recognize many variations, alternatives, and modifications. As shown in Figure 5, laser chip 1 and laser chip 2 are respectively mounted on their own submounts, and these two submounts are separated from each other. As shown, laser chip 1 is mounted on the submount 501 ; laser chip 2 is mounted on the submount 502. The two submounts 501 and 502 are mounted on a large submount 503. Depending on the application, the submount 501 can be a carrier submount or a package surface for the laser diodes. As an example, the laser 1 is configured to generate an output wavelength of blue (425-475nm) or green (505-545nm) and laser 2 could generate an output wavelength of blue or green. Other color combinations are possible as well, as described above. In addition, there are 2 lasers shown in Figure 5, but there could be a multitude of lasers on the single- chip. The blue laser can be fabricated on nonpolar, semipolar, or polar GaN and the green laser could be fabricated on nonpolar or semipolar GaN. In a preferred embodiment, the front end of the laser chips face the same direction. [0086] It is to be appreciated that the term "submount" and the term "back member" are used interchangeably. The back member or the submount may comprises various types of materials, such as A1N, BeO, diamond, copper, or other like materials. As an example, laser chips are placed on a submount that functions as carrier. For example, the submount 501 electrically conductive and can be used as a carrier that couples to a power source. The submount can be non-conductive as well. Depending on the application, laser diode can be attached to the submount by using solders such as AuSn on A1N, BeO, CuW, composite diamond, CVD diamond, copper, silicon, or other materials. 」 ([0085] 様々な実施形態では、別個のサブマウント上に実装されるレーザーチップは、共有されたサブマウント上に共にパッケージ化される。図5は、本発明の一実施形態による、サブマウントを共有する2つのレーザーダイオードを図示する簡略図である。この図は、単なる一例であり、請求項の範囲を過度に制限してはならない。当業者は、多くの変化、代替、および修正を認識するであろう。図5に示されるように、レーザーチップ1およびレーザーチップ2はそれぞれ、それぞれのサブマウント上に実装され、これらの2つのサブマウントは、互いから分離される。示されるように、レーザーチップ1は、サブマウント501上に実装され、レーザーチップ2は、サブマウント502上に実装される。2つのサブマウント501および502は、大きいサブマウント503上に実装される。用途に依って、サブマウント501は、レーザーダイオード用のキャリアサブマウントまたはパッケージ表面であることができる。一例として、レーザー1は、青色(425?475nm)または緑色(505?545nm)の出力波長を生成するように構成され、レーザー2は、青色または緑色の出力波長を生成することができる。上述のように、他の色の組み合わせも可能である。加えて、図5には2つのレーザーが存在するが、単一チップ上に複数のレーザーが存在することができる。青色レーザーは、非極性、半極性、または極性GaN上で加工することができ、緑色レーザーは、非極性または半極性GaN上で加工することができる。好ましい実施形態では、レーザーチップの前面端は、同一方向で対向する。 [0086] 「サブマウント」という用語、および「後部部材」という用語は、互換的に使用されることを理解されたい。後部部材またはサブマウントは、AlN、BeO、ダイヤモンド、銅、または他の材料等の様々な種類の材料を備えてもよい。一例として、レーザーチップは、キャリアとして機能するサブマウント上に定置される。例えば、サブマウント501は、導電性であり、電源に連結されるキャリアとして使用することができる。サブマウントは、非導電性であることもできる。用途に依って、レーザーダイオードは、AlN、BeO、CｕW、組成ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、銅、シリコン、または他の材料上で、AｕSn等のはんだを使用することによって、サブマウントに取り付けることができる。) (2)引用発明 上記ウによれば、引用例には、サブマウント上にレーザーチップが実装されたレーザデバイスが記載されているものと認められる。 また、そのレーザチップとして、上記アでレーザデバイス200として示されるものが用いられるものと認められる。 ここで、レーザデバイス200は、｛20-21｝基板上に加工され、n型金属裏面接触領域201を有する窒化ガリウム基板203を含むものであり、n型窒化ガリウム層205と、活性領域207と、上部ｐ型窒化ガリウム層とを有し、レーザーストライプ領域がｐ型窒化ガリウム層から作製され、上部金属層215に連結される接触領域を有するものであると認められる。 以上のことから、引用例には、 「サブマウント上にレーザーチップが実装されたレーザデバイスであって、 レーザチップは、｛20-21｝基板上に加工され、n型金属裏面接触領域201を有する窒化ガリウム基板203を含むものであり、n型窒化ガリウム層205と、活性領域207と、上部ｐ型窒化ガリウム層とを有し、レーザーストライプ領域がｐ型窒化ガリウム層から作製され、上部金属層215に連結される接触領域を有するものである レーザデバイス。」(以下「引用発明」という。) が記載されているものと認められる。 3.対比 本願発明と引用発明を対比する。 (1)引用発明の「レーザーチップ」及び「レーザデバイス」がそれぞれ、「半導体素子」及び「半導体装置」であることは明らかであり、引用発明の「レーザーチップ」、「サブマウント」及び「レーザデバイス」は、それぞれ、本願発明の「半導体素子」、「サブマウント」及び「半導体装置」に相当する。 (2)引用発明の「窒化ガリウム基板203とn型窒化ガリウム層205」、「ｐ型窒化ガリウム層」、「上部金属層215」及び「(n型金属裏面接触領域201の)金属」は、それぞれ、本願発明の「n型半導体領域」、「ｐ型半導体領域」、「ｐ側電極」及び「n側電極」に相当する。 (3)引用発明の「窒化ガリウム基板203とn型窒化ガリウム層205」及び「ｐ型窒化ガリウム層」が「六方晶系III族窒化物半導体」であることは、当業者に明らかである。 (4)引用発明において、n型金属裏面接触領域201側がサブマウントに接合されていることは明らかである。 (5)引用発明の「窒化ガリウム基板203」は、「n型金属裏面接触領域201を有する」から、引用発明が本願発明と同様に「前記n型半導体領域は、端部を有し、前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域の前記裏面を含み、前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域のIII族構成元素としてGaを含有」するものであることは明らかである。 (6)引用発明の「レーザチップ」は、「｛20-21｝基板上に加工され」たものであって、上記2.(1)イに「半極性平面(｛11-22｝、｛10-1-1｝、｛20-21｝、｛30-31｝、｛20-2-1｝、｛30-3-1｝)上の表面領域を有してもよい」と記載されていることからすれば、引用発明の「窒化ガリウム基板203」の裏面は、本願発明と同様に「六方晶系III族窒化物半導体の半極性面」であるといえる。 (7)以上のことから、両者は、 「半導体素子とサブマウントとを備えた半導体装置であって、 前記半導体素子は、n型半導体領域と、前記n型半導体領域の表面上に設けられたｐ型半導体領域と、前記ｐ型半導体領域の表面に設けられたｐ側電極と、前記n型半導体領域の裏面に設けられたn側電極とを有し、 n型半導体領域と、ｐ型半導体領域とは、六方晶系III族窒化物半導体からなり、 前記半導体素子は、その前記n側電極において前記サブマウントの主面に接合され、 前記n型半導体領域は、端部を有し、 前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域の前記裏面を含み、 前記n型半導体領域の前記端部は、前記n型半導体領域のIII族構成元素としてGaを含有し、 前記n型半導体領域の前記裏面は、前記六方晶系III族窒化物半導体の半極性面である 半導体装置。」の点で一致する。 (8)一方、両者は、次の点で相違する。 本願発明では、「前記n型半導体領域の前記裏面から5nm以上離れている前記n側電極の領域において前記n側電極が含有する、前記n型半導体領域から拡散したGaの量(原子数%)は、前記n型半導体領域が含有するGaの量(原子数%)の3×10^(-4)倍以下である」とされているのに対し、引用発明がこのようなものであるか不明な点。 4.判断 上記相違点について検討する。 原査定の拒絶理由に引用した特開2010-21528号公報(以下「引用例2」という。)には、 「【0013】 n型GaN系半導体に対しては、仕事関数の小さいTi、V、Nbなどの金属をn-GaN層に接するコンタクト電極として用いることで比較的低いコンタクト抵抗が得られた事例が知られている。しかしながら、半導体レーザにおいては、通電や加熱によって、コンタクト抵抗が初期の値より悪化する。 【0014】 また、非特許文献1には、加熱によってn-GaN層から金属電極側へGaが拡散することが報告されている。Gaが拡散した後のGaN中にはGa欠陥が生じているが、このGa欠陥はｐ型ドーパントとして作用する傾向にある。そのため、n-GaN層と金属電極との間のコンタクト抵抗を増大させる。通電動作によるコンタクト抵抗増大も同様に、Gaの拡散による欠陥の生成が一要因となっている。」 と記載され、n-GaN層から金属電極側へGaが拡散することのないのが望ましいことが記載されている。 してみれば、引用発明においても、窒化ガリウム基板203からn型金属裏面接触領域201の金属へのGaの拡散がないのが望ましいことは当然であって、上記相違点に係る本願発明の発明特定事項は、当業者が望ましいものとして容易に想到し得たものと認められる。 5.むすび したがって、本願発明は、引用発明及び引用例2の上記記載に基づいて当業者が容易に発明できたものと認められ、特許法第29条第2項の規定により、特許を受けることができない。 よって、結論のとおり審決する。 |
| 審理終結日 | 2015-03-10 |
| 結審通知日 | 2015-03-17 |
| 審決日 | 2015-03-31 |
| 出願番号 | 特願2012-35304(P2012-35304) |
| 審決分類 |
P
1
8・
121-
Z
(H01S)
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| 最終処分 | 不成立 |
| 前審関与審査官 | 河原 正、松崎 義邦 |
| 特許庁審判長 |
吉野 公夫 |
| 特許庁審判官 |
松川 直樹 山村 浩 |
| 発明の名称 | 半導体装置、及び、半導体装置の作製方法 |
| 代理人 | 黒木 義樹 |
| 代理人 | 寺澤 正太郎 |
| 代理人 | ▲高▼木 邦夫 |
| 代理人 | 城戸 博兒 |
| 代理人 | 長谷川 芳樹 |
| 代理人 | 池田 正人 |