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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(前置又は当審拒絶理由) H01L
管理番号 1385689
総通号数
発行国 JP 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2022-07-29 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2021-01-18 
確定日 2022-03-10 
事件の表示 特願2019−535396「フォトダイオードおよび光感応デバイス」拒絶査定不服審判事件〔令和 1年10月 3日国際公開、WO2019/187222〕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 第1 手続の経緯
本願は、2018年(平成30年)9月20日(優先権主張 平成30年3月30日)を国際出願日とする出願であって、その手続の概要は、以下のとおりである。

令和 2年 4月21日付け:拒絶理由の通知
令和 2年 7月15日 :意見書、手続補正書の提出
令和 2年11月26日付け:拒絶査定
令和 3年 1月18日 :審判請求書の提出
令和 3年 9月 3日付け:拒絶理由の通知
令和 3年11月 4日 :意見書、手続補正書の提出

第2 本願発明
本願の請求項1ないし8に係る発明は、令和3年11月4日付けの手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1ないし8に記載された事項により特定されるところ、その請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、以下のとおりのものである。

「【請求項1】
マグネシウムシリサイド結晶のpn接合と、p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極と、n型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極と、を含むフォトダイオードであって、
前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料は、仕事関数が4.81eV以上で、かつシリコンと反応してシリサイドを形成する材料であり、
前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料が、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、ベリリウム、セレン、テルルからなる群から選択される少なくとも一以上の金属または合金であり、
前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極が、前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料と、さらにこれに接する他の別の材料をさらに含むことを特徴とするフォトダイオード。」

第3 拒絶の理由
令和3年9月3日付けで当審が通知した請求項1に関する拒絶の理由の概要は、次のとおりである。

[理由](進歩性)本件出願の請求項1に係る発明は、その優先日前に日本国内又は外国において、頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった下記の引用文献1に記載された発明及び周知技術に基いて、その優先日前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、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。



引用文献1:Daitoku, Kenta,et al.,Fabrication and Characterization of Mg2Si pn-junction Photodiode with a Ring Electrode,JJAP Conf. Proc.,米国,JJAP Conf. Proc.,2014年 7月31日,2015, Vol.3,011103
引用文献2.特開2018−49965号公報
引用文献3.特開2010−186915号公報
引用文献4.特表2017−517151号公報
引用文献5.特開2016−219609号公報
引用文献6.国際公開第2018/012369号
引用文献7.特開2009−260173号公報

第4 引用文献について
1 引用文献1には、以下の事項が記載されている(下線は、当審で付した。以下同様。)。



」(第1頁下から4行目〜第2頁13行目
当審訳:2.実験手順
単結晶n型Mg2Si基板(nsub=6.8×1015 cm-3)は、Si(10N級、フルウチ化学株式会社)とMg(5N級、Osaka Asahi Co.,Ltd.)の高純度原料物質および精製熱分解グラファイト(PG)坩堝(Ibiden Co.)を用いて、修正垂直ブリッジマン法により成長させたMg2Siインゴットから作成した。3×3mm2で1mm厚のMg2Si基板は、ヒュームドシリカ(AKASEL、非含水、0.2μm)により両面を研摩した。
Auリング電極をもつpn接合フォトダイオードは、従来型のフォトリソグラフィ工程により製造した。直径(D)が150μm、200μm、および300μmのp型領域は、550℃で10分間、Ag金属層の急速熱拡散により形成された[11,10]。適当な直径をもつAg金属の拡散源は、従来型の熱抵抗蒸発器を用いてリフトオフ工程によりAu被覆金属をもつMg2Si基板上に形成された。Ag金属源の拡散後、基板の表面を平坦に研摩して、続いて100 nm厚のSiO2不動態化層を化学蒸着堆積法により上面に堆積した。その後、50μm、100μmおよび200μmの内径(ID)のAuリング電極を、それぞれ直径(D)が150μm、200μmおよび300μmのp型領域上に形成した。図1(a)および(b)は、内径(ID)が100μmの製造したpn接合フォトダイオードと、フォトダイオードの断面デバイス構造の上面図をそれぞれ示す。)



」(第4頁1〜13行目
当審訳:約0.6eVでの光子エネルギー閾値は、過去報告のものと同じである[10]。リング電極型フォトダイオードのピーク光応答性の強度は、円形電極型フォトダイオードのものより約3倍高く、この事は、リング電極型フォトダイオードのpn接合部に対する入射光の増加を示している。式(2)を用いて計算した比検出能(D*)は図3(b)にプロットしてある。図中、市販PbS(HAMAMTSU)のD*も参照としてプロットしてある。Mg2SiのD*は、PbSのものと比較してかなり低いが、これはその高暗電流濃度と比較的弱い光応答性のためである。光応答性が弱いことの大きな理由の一つは、測定したフォトダイオードの大きな接合部深さ(〜75μm)である [10,11]。Takezakiらは、Mg2Siフォトダイオードの光応答性は、入射光の吸収損失のために接合部深さに大きく影響を受けることを報告した[11]。さらに、Ag拡散プロファイルと表面不動態化構造の改良は、JbulkとJsurfの低減に重要である。したがって、我々のMg2Sipn接合フォトダイオードの比検出能は、それらの装置のパラメータを最適化することにより大幅に改良されるであろうと我々は信じる。)

Fig.1(a)、(b)は以下のとおりである。
上記実験手順及びFig.1(b)の記載から、Mg2Si基板のpn接合、p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm/Au:250μmからなる電極、及びn型Mg2Si基板に接するAgからなる電極を形成したpn接合フォトダイオードが、把握できる。


2 引用発明
したがって、引用文献1には、以下の発明(以下「引用発明」という。)が記載されていると認められる。
「Mg2Si基板のpn接合、p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm/Au:250μmからなる電極、及びn型Mg2Si基板に接するAgからなる電極を形成し、
p型領域は、Ag金属層の急速熱拡散により形成された
pn接合フォトダイオード。」

第5 対比
本願発明と引用発明を対比する。
1 引用発明の「Mg2Si基板のpn接合」は、本願発明の「マグネシウムシリサイド結晶のpn接合」に、
引用発明の「『p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm』『からなる電極』」は、本願発明の「p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極」に、
引用発明の「n型Mg2Si基板に接するAgからなる電極」は、本願発明の「n型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極」に、
引用発明の「pn接合フォトダイオード」は、本願発明の「フォトダイオード」に、
それぞれ相当する。

2 引用発明は「p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm/Au:250μmからなる電極」と特定されていることから、p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm/Au:250μmからなる電極が、TiとさらにTiに接するAuを含むことは明らかである。
そうすると、引用発明の「p型領域のMg2Si基板に接するTi:50μm/Au:250μmからなる電極」は、本願発明の「前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極が、前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料と、さらにこれに接する他の別の材料をさらに含む」に相当する。

3 以上のことから、本願発明と引用発明との一致点及び相違点は、次のとおりである。
【一致点】
「マグネシウムシリサイド結晶のpn接合と、p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極と、n型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極と、を含むフォトダイオードであって、
前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料を含む電極が、前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料と、さらにこれに接する他の別の材料をさらに含むフォトダイオード。」

【相違点】
p型マグネシウムシリサイドに接する材料について、本願発明は「仕事関数が4.81eV以上で、かつシリコンと反応してシリサイドを形成する材料であり、前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料が、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、ベリリウム、セレン、テルルからなる群から選択される少なくとも一以上の金属または合金であ」るのに対し、引用発明はTiである点。

第6 判断
1 相違点について
(1)金属と半導体との接触特性として、ショットキー接触及びオーム接触があり、どちらの特性となるかは、金属と半導体(n型及びp型)との組合せ(仕事関数の関係)によることは技術常識であるところ、光電変換素子において、p型半導体層に接する材料として、ニッケル等の4.81eV以上の仕事関数が大きいものを用いことは周知技術(必要ならば、引用文献2(特に、【0012】、【0024】、【0025】、図2参照。)、引用文献3(特に、【0029】、【0035】、【0037】、【0046】参照。)、引用文献4(特に、【0121】、【0163】参照。)を参照されたい。)である。

(2)加えて、マグネシウムシリサイドに接して、電極や中間層となる材料としてニッケルを用いることは周知技術(必要ならば、引用文献5(特に、【0018】―【0021】、【0025】、図1参照。)、引用文献6(特に、[0152]参照。)、引用文献7(特に、特許請求の範囲参照。)を参照されたい。)である。そして、マグネシウムシリサイドとニッケルが接した部分は、両者が接続するために、シリコンと反応してシリサイドを形成するかマグネシウムと合金を形成していると考えられ、その場合に、ニッケルがシリコンと反応してシリサイドを全く形成しないと考えるのは不自然であり、少なくとも一部分は、ニッケルがシリコンと反応してシリサイドを形成しているものといえる。

(3)また、引用文献1には、Mg2Siの比検出能は、PbSのものと比較してかなり低く、これはその比較的弱い光応答性のためである旨記載され、マグネシウムシリサイド結晶を用いたフォトダイオードは、比較的弱い光応答性であることも認識されている。

(4)そうすると、比較的弱い光応答性を改善するために、p型半導体層に接する材料として、仕事関数が大きいものを用いることは当業者が通常、想定することであることから、引用発明のTiに換えて、p型領域とオーミック接触し得る、ニッケル等の4.81eV以上の仕事関数が大きい金属材料を採用し、相違点に係る本願発明の構成とすることは、当業者が容易に想到し得た事項である。

(5)また、仮に、「マグネシウムシリサイドとニッケルが接した」「少なくとも一部分は、ニッケルがシリコンと反応してシリサイドを形成しているものといえる。」といえないとしても、以下に示すように、相違点に係る本願発明の構成とすることは、当業者が容易に想到し得た事項である。
すなわち、本願の請求項1には「p型マグネシウムシリサイドに接する材料は、」「シリコンと反応してシリサイドを形成する材料」との記載はあるが、本願発明は「p型マグネシウムシリサイドに接する材料が、当該接する場所において、実際にシリコンと反応してシリサイドを形成していること」までは特定していない。
つまり、当該記載を文字通り解釈すると、シリコンと反応してシリサイドを形成する材料は、シリコンと反応してシリサイドを形成することが可能な材料も含むといえる。
そうすると、ニッケルは、シリサイドを形成することが可能な材料であることから、ニッケル自体が、(実際にp型マグネシウムシリサイドに接する位置でシリサイドを形成するか否かにかかわらず)「シリコンと反応してシリサイドを形成する材料」になるといえる。

2 そして、相違点に勘案しても、本願発明の奏する作用効果は、引用発明及び周知技術の作用効果から予測される範囲内のものにすぎず、格別顕著なものということはできない。

3 したがって、本願発明は、引用文献1に記載された発明及び周知技術に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、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。

第7 審判請求人の主張について
1 審判請求人は、令和3年11月4日付けの意見書において、
(1)「引用文献1には「Tiの利用が必要である」旨の記載はしていないが、引用文献1では本発明と異なり、強固なSiO2膜を堆積しているため、電極部分のSiO2を事前に取り除いても、完全に除去できない不動態膜が電極部分に残る問題がある。このため、Au電極では導通が取れない問題が生じる。この表面に残った不動態膜を完全に除去して導通を確保するためには酸素の還元特性に優れた材料を厚く堆積する必要がある。このため引用文献1ではAuの下にTiを50nmと厚く堆積することが必須であった。そして、TiはHfとZrの次にSiO2の還元特性に非常に優れているため、不動態膜を除去するのに好適であり、完全に除去するためには50nmの厚さが必要であった。また、オーミック接触を優先する場合は、Tiは必ずしも適していない。これは、p型のMg2SiとTiはショットキー接触となるためである。また、不動態膜を除去する必要がなければTi膜の厚さは数nm程度が一般的である。以上のことから引用文献1においてTiを使用した理由は既に審判請求人が主張しているようにSiO2の不動態化層の除去のためであることは明らかである。このように、引用文献1では、p型マグネシウムシリサイドに接する材料がTiである必要があり、これに変えてニッケル、コバルト、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、ベリリウム、セレン、またはテルルを使用することは容易であるとは言えないと思量する。」、
(2)「手続補正書により、本願の請求項1において、「前記p型マグネシウムシリサイドに接する材料は、仕事関数が4.81eV以上で、かつシリコンと反応してシリサイドを形成するかマグネシウムと合金を形成する材料であり」の記載から、「マグネシウムと合金を形成する材料」を削除した。このため、本願の請求項1は「p型マグネシウムシリサイドに接する材料が、」「シリコンと反応してシリサイドを形成する材料」と特定していることから、Mg2Si基板にNi等が接触した場合に、必ずシリサイドが形成される必要がある。従って、上記拒絶理由通知書の指摘は成立せず、審判請求人の「このため、Mg2Si基板はシリコンを含有するからといって、シリコン基板と同様に、Ti、Pd又はNiが接触した場合にシリサイドが形成され得るとは、当業者にとって容易に想到し得るものではないと考える。ここで、本発明者らはMg−Si−Niの3元状態図(相図)について調べたが、調査の範囲内では適当な相図を入手できず、上記の一般的な例として、先のAl−Si−Ni系の合金の論文を挙げ、「シリコンを含むからと言ってシリサイドが優先的にできる」という判断には推論の範囲を含むと考えている。そして、Mg2Si基板とSi基板とは別材料であって、当業者にとって容易に想到し得るものではないと考える。」との主張は妥当であると思量する。」
旨主張している。

2 上記主張について検討する。
(1)まず、引用文献1には、Mg2Si表面にSiO2が堆積されているため、酸素の除去に優れた「Tiの利用が必要である。」、「強固なSiO2膜を堆積しているため、電極部分のSiO2を事前に取り除いても、完全に除去できない不動態膜が電極部分に残る問題がある」、「『不動態膜を除去するのに好適であり、完全に除去するためには』『Tiを50nmと厚く堆積することが必須であった。』」旨の記載はない。
そして、pn接合フォトダイオードの電極であるから、「オーミック接触」が得られることが一次的な要請であり、SiO2の残渣を除去し得るなどの作用は二次的なものであるから、一次的な要請を優先して電極材料を選択しようとすることは自然な事項である。
さらに、引用文献1は、p型領域のMg2Si基板に接するようにTi:50μm/Au:250μmからなる電極を設けていることから、Mg2Si基板に直接Tiが接しており、接する部分はSiO2の不動態化層を除去している。そうすると、当該接する部分にわざわざSiO2を残し、Tiによって更に酸素を除去し(結果、Siを残し)ているとは考えにくい。
また、引用文献1には表面不動態化構造を改良することについても記載されていることから、引用文献1において、リング電極を作成する場合に、SiO2の不動態化層に改良し、SiO2の残渣を除去できるものとすることも、当業者が想定する事項である。
なお、リング電極を作成する場合に、SiO2の不動態化層を用いずに、スパッタ等で作成することも一般的に知られた技術にすぎず、リング電極を作成する場合に、SiO2の不動態化層を用いずに、スパッタ等で作成することは、当業者が想定する範囲にすぎない。
そうすると、パターニングは残渣が残らないように行われるものであり、そのように成し得ない特段の事情もないので、Tiが必須であるとはいえない。
(2)上記(2)の点については、第6の1の特に(2)、(5)において示したとおりである。
さらにいうと、本願の明細書の[0045]には「上記の結果より、電極とMg2Siとの付着力に関しては、何れの例においても大きな問題は認められていない。これは、Mg2Siに直接接触する材料がいずれもSiと反応してシリサイドを形成する材料であるためであると考えられる。」と記載され、付着力からSiと反応してシリサイドを形成する材料であると推測しているものの、ニッケルがMg2Siと反応してシリサイドを形成したとの具体的な結果は示されていない。むしろ、本願の明細書[0020]には「また、p型Mg2Siに直接接する電極の材料は、上記のように仕事関数が4.81eV以上であるとともに、Siと反応してシリサイドを形成するか、またはマグネシウムと合金を形成する材料とする。このように、Mg2Siに直接接する電極の材料をSiと反応してシリサイドまたはマグネシウムと合金を形成する材料とすれば、Mg2Siと電極材料が接する界面においてMg2Si中のSiの一部と電極材料の一部とを反応させることによって強力な結合を形成することができ、p型Mg2Siと電極との間の付着力を実用デバイスとして用いる場合にも耐える程度に高いものとすることができる。」と記載されている。
なお、審判請求人は審判請求書で「また科学的に、三元系の反応は、組成や温度によって、生成しやすい化合物が異なることは広く知られており、適切な実験パラメータとそれを用いた緻密な熱力学的計算が必要となる。」と主張しているが、本願明細書には、Mg2Si基板にニッケル等が接触した場合の適切な実験パラメータとそれを用いた緻密な熱力学的計算についての記載はなく、ニッケル等がMg2Siと反応して必ずシリサイドのみが形成されるとの理論的な裏付けもない。

以上のとおりであるから、審判請求人の主張を採用することはできない。

第8 むすび
以上のとおり、本願発明は、引用発明及び周知技術に基いて、その優先日前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、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。
したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶すべきものである。

よって、結論のとおり審決する。
 
別掲 (行政事件訴訟法第46条に基づく教示) この審決に対する訴えは、この審決の謄本の送達があった日から30日(附加期間がある場合は、その日数を附加します。)以内に、特許庁長官を被告として、提起することができます。
 
審理終結日 2021-12-27 
結審通知日 2022-01-04 
審決日 2022-01-20 
出願番号 P2019-535396
審決分類 P 1 8・ 121- WZ (H01L)
最終処分 02   不成立
特許庁審判長 瀬川 勝久
特許庁審判官 野村 伸雄
吉野 三寛
発明の名称 フォトダイオードおよび光感応デバイス  
代理人 アクシス国際特許業務法人  
代理人 アクシス国際特許業務法人  
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