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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) C30B
管理番号 1389995
総通号数 11 
発行国 JP 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2022-11-25 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2020-04-08 
確定日 2022-10-25 
事件の表示 特願２０１７−２３９６７１「窒化物半導体層の成長方法」拒絶査定不服審判事件〔平成３０年 ６月 ７日出願公開、特開２０１８− ８７１２８〕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、平成２５年 １月１０日（パリ条約による優先権主張２０１２年１月１０日（ＫＲ）大韓民国）に出願した特願２０１３−２３８９号の一部を、平成２９年１２月１４日に新たな特許出願としたものであって、同年１２月１５日付けで手続補正書が提出され、平成３０年１１月１３日付けで拒絶理由が通知され、令和 １年 ５月１７日付けで意見書及び手続補正書が提出され、同年 ７月 ９日付けで拒絶理由が通知され、同年１０月１８日付けで意見書及び手続補正書が提出されたが、同年１１月２９日付けで、拒絶査定がされ、令和 ２年 ４月 ８日に拒絶査定不服審判の請求がされると同時に手続補正書が提出されたものであり、その後、令和 ３年 ８月 ３日付けで、当審からの拒絶理由が通知され、同年１１月１０日付けで意見書及び手続補正書が提出されたものである。


第２ 本願発明
本願に係る発明は、令和 ３年１１月１０日付けの手続補正（以下、「本件補正」という。）により補正された特許請求の範囲の請求項１〜１２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。）は、次のとおりである。

「反応器内に基板を用意する段階と、
前記反応器内で前記基板上にバッファ層を形成する段階と、
前記反応器内で、１０５０℃ないし１１００℃の範囲内の第１温度で前記バッファ層上に前記基板と異なる熱膨脹係数を持つ第１窒化物半導体を１μｍ以上の厚さに成長させる段階と、
前記反応器内でのインサイチュエッチングにより４００℃ないし１１００℃の範囲内の第２温度で前記基板を除去する段階と、
前記基板の除去後に、前記反応器内で前記第１窒化物半導体上に第２窒化物半導体を積層する段階と、
を含み、
前記第１窒化物半導体は、窒化ガリウムであり、
前記バッファ層は、３回対称結晶構造にＴａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮのうちいずれか一つで形成され、
前記バッファ層は、ＭＯＣＶＤ法、スパッタ法、ＨＶＰＥ法のうちいずれか一つを用いて形成される窒化物半導体層の成長方法。」

第３ 当審で通知した拒絶理由の概要
当審で通知した拒絶理由は、次の理由を含む。

（進歩性）本件補正前の請求項１〜１４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下記の引用文献１に記載された発明及び引用文献２〜６に記載された周知技術に基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。

＜ 引 用 文 献 一 覧 ＞
１．特開２００５−５７１９６号公報
２．特表２００４−５２４６９０号公報（周知技術を示す文献）
３．特開２００７−２５０９４６号公報（周知技術を示す文献）
４．特開２００３−１８３１００号公報（周知技術を示す文献）
５．特開平１０−３２１９５４号公報（周知技術を示す文献）
６．特開２００５−６４３３６号公報（周知技術を示す文献）


第４ 当審の判断
当審は、本願発明は上記の理由により特許をすることができないものであるから、本願は拒絶されるべきものである、と判断する。
詳細は以下のとおりである。

１ 引用文献の記載事項
（１）引用文献１（下線は当審が付した。以下同じである。）
ア 「【技術分野】
【０００１】
本発明は、単層又は複層のIII族窒化物系化合物半導体層から成る下地層を片面のみに有するシリコン基板の前記下地層の上に更に、厚さ１μｍ以上のIII族窒化物系化合物半導体をＨＶＰＥ法により結晶成長させる方法に関する。

イ 「【実施例１】
【００４３】
（ＭＯＶＰＥ法による工程）
図１は、ＭＯＶＰＥ法で製造されたテンプレート１０の断面図である。
【００４４】
まず、洗浄し、予備加熱した（１１１）面を主面とするシリコン基板Ａを用意した（図１（ａ））。ただし、このシリコン基板Ａの裏面には、膜厚約０．５μｍのＳｉＯ２から成る保護膜Ｂが予め成膜されている。
【００４５】
次に、このシリコン基板Ａの上面にＭＯＶＰＥ法により膜厚０．２５μｍのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る第１下地層１と、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る第２下地層２を順次積層する（図１（ｂ））。このとき原料はトリメチルアルミニウム（Al(CH3)3）、トリメチルガリウム（Ga(CH3)3）、アンモニア（NH3）を用いた。
【００４６】
次に、シリコン基板Ａの裏面の保護膜Ｂを酸により除去して、シリコン基板Ａと下地層（１，２）から成るテンプレート１０を得た（図１（ｃ））。図１においては、（ｃ）の断面図は、（ｂ）の断面図に対して２直角回転させて記載されている。即ち、テンプレート１０の面１０ｂが上記のシリコン基板Ａの裏面に相当する。他方、テンプレート１０の面１０ａは、以下のＨＶＰＥ法における最初の結晶成長面に一致する。
（ＨＶＰＥ法による工程）
その後、上記の下地層（１，２）を有するシリコン基板Ａを裏面から独立してＨＣｌガスエッチ可能なＨＶＰＥ装置１００に設置した。図２はそのＨＶＰＥ装置１００の断面図であり、図３はＨＶＰＥ装置１００の結晶成長基板設置部（２０，１２０）の断面図である。この半導体製造装置１００は、エピタキシャル成長系統１０１とエッチング系統１０２とが、テンプレート１０を設置する前の状態においては連通しており、テンプレート１０の設置により隔離される構成である。
・・・
【００５０】
図４は、以下のＨＶＰＥ法で結晶成長する半導体結晶の断面図である。上記の結晶成長基板設置部（２０，１２０）に下地層を有するシリコン基板Ａを設置した後は、ＨＶＰＥ装置１００のハライド気相成長側（：エピタキシャル成長系統１０１側）と、ガスエッチング側（：エッチング系統１０２側）を、それぞれ共に１０００℃に設定した。
【００５１】
こうして、エピタキシャル成長系統１０１においては、ＧａＣｌとアンモニアの雰囲気中でテンプレート１０の面１０ａを最初の結晶成長面とするハライド気相成長を行い、それと並行して同時にエッチング系統１０２においては、テンプレート１０の面１０ｂ（シリコン基板Ａの裏面）に不活性ガスの１種である窒素（Ｎ２）ガスを２ｓｌｍの割合で継続的に吹き付けた（図４（ａ）：窒化抑制ガス吹き付け工程）。これにより、アンモニアとシリコンが反応して面１０ｂに窒化膜が生成されてしまう現象が防止できた。
【００５２】
窒化抑制ガスの吹き付け量は、０．５〜５ｓｌｍ程度で良い。
【００５３】
次に、ＧａＮ層３が１００μｍ程度結晶成長した段階で、エッチング系統１０２からの供給ガスを窒化防止ガスである窒素（Ｎ２）からエッチングガスである水素（Ｈ２）をキャリアガスとした塩化水素（ＨＣｌ）に切り換えた。これにより、テンプレート１０の面１０ｂ（シリコン基板Ａの裏面）を塩化水素でガスエッチングしていった（図４（ｂ））。この時、エッチングは、窒化膜などの障害がないため、略均一に順調に進んだ。
【００５４】
その後も、シリコン基板Ａを完全にガスエッチしたのちもガスエッチングを継続し、ＭＯＶＰＥ法にて形成した下地層（第１下地層１と第２下地層２）をも全て除去して、膜厚約１００μｍのＧａＮ層３を得た（図４（ｃ））。
【００５５】
次に、基板温度を１０５０℃に昇温して、ＧａＣｌとアンモニアにより、ＧａＮ層３の上面からＧａＮ層４のハライド気相成長を１０５０℃で行った。ＧａＮ層３，４からなる基板の膜厚は２００μｍで、曲率半径は約５ｍであった。これは、直径５cmの円盤状の基板に換算すると、中心部に対する周縁部のそりの量は中心部の接平面に対して０.０６mmに過ぎないものであった。即ち、１０５０℃でハライド気相成長させたＧａＮ層３，４からなる基板（目的の厚膜の III族窒化物系化合物半導体）は、割れやクラックが無い極めて平坦な、反りのほとんどない基板であった（図４（ｅ））。」

ウ 「【図１】

」

エ 「【図４】

」

（２）引用文献２
ア 「【００１２】
２つの成長方法（ＭＯＣＶＤとＨＶＰＥ）が、１つの反応システムに組み込まれているので、基板上での成長を中断することも、あるいはリアクタから試料を取り出すこともなく、２つの方法の間で切り替えが可能である。この特徴はまた効率を増し、本発明の方法のコストを低下させる。本発明のシステムおよび方法によれば、ＡｌＮおよび薄いＩｎＮ層を、厚いＧａＮの（ＨＶＰＥによる）成長に使用されるものと同一のリアクタで、（ＭＯＣＶＤにより）都合よく成長させることが可能である。・・・」

イ 「【００１６】
本発明の１つの利点は、それが、ＭＯＣＶＤモードとＨＶＰＥモード間で切り替え可能であるため、１つのリアクタから別のものに移し替える際に起こる、生成する構造体の汚染を引き起こす可能性が少ないハイブリッド成長システムを提供することである。本発明の別の利点は、それが、第１の層がハイブリッド・リアクタ内でＭＯＣＶＤにより形成され、同じリアクタ内で第２の層がＨＶＰＥにより形成される、第１および第２のIII−Ｖ族窒化物層を形成する方法を提供することである。・・・」

ウ 「【００１７】
本発明のさらに別の利点は、最初にＭＯＣＶＤにより薄い緩衝層、ＨＶＰＥによりこの薄い緩衝層上のより厚いＧａＮ層、ＭＯＣＶＤによりこの厚いＧａＮ層上の第３の窒化物層を生成させることにより、高品質のデバイス構造体を製造しうることである。」

エ 「【００４１】
図６Ａは本発明の別の実施形態によるハイブリッド成長法に含まれる一連の工程を概略的に示しており、工程６０はハイブリッド成長システムのリアクタに基板を配置することを含む。・・・
【００４２】
工程６４は、基板上にＭＯＣＶＤを実施するための適切な試薬をリアクタに供給することを含む。ＭＯＣＶＤ用試薬は、ハイブリッド成長システムのリアクタにそれらを供給するための適切な技術と合わせて、本明細書にすでに記載された。工程６６は、ＭＯＣＶＤにより基板上に第１の層を形成することを含む。基板上に成長させる第１の層は通常、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮなどのIII−Ｖ族窒化物、あるいはこれらのアロイである。工程６６の後、工程６８は、本明細書にすでに記載された技術と方法に通常従って、ハイブリッド成長システムのリアクタにＨＶＰＥ試薬を供給することを含む。工程６８の前に、第１の層の上にさらに少なくとも１層（工程７０）を成長させるのに適切であると思われるように、リアクタ温度が調節されるであろう。少なくとも１つの加熱ユニットにより、あるいは、たとえば、少なくとも１つの加熱ユニットに対するリアクタの位置を変えることにより、リアクタの温度を調節することができる。
【００４３】
工程７０は、第１の層の上にさらに少なくとも１層を形成することを含む。ＨＶＰＥだけで、あるいはＨＶＰＥとＭＯＣＶＤの組合せにより、このさらなる少なくとも１層を生成させることができる。さらなる少なくとも１層は通常III−Ｖ族窒化物あるいは２種以上のIII−Ｖ族窒化物のアロイである。本発明の現在好ましい実施形態によれば、このさらなる少なくとも１層として、ＧａＮおよび／またはＧａＮのアロイが含まれる。」

（３）引用文献３
ア 「【００１４】
請求項１ないし請求項３の発明によれば、ＭＯＣＶＤ装置の機能とＨＶＰＥ装置の機能とを兼ね備えた複合的なIII族窒化物の作製装置が実現される。係る作製装置によれば、ガスの供給態様と加熱態様とを適宜に切り替えることで、一の基板上への結晶成長を行う場合に、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長とＨＶＰＥ法による結晶成長とを適宜に切り替えつつ行うことができるので、両手法の長所を活かしたより自由度の高い結晶成長が可能となる。
【００１５】
請求項４および請求項５の発明によれば、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長とＨＶＰＥ法による結晶成長とを適宜に切り替えつつ行うことで、いずれか一方の方法のみを使用する場合や、それぞれの手法による結晶成長を別の装置で行う場合よりもコスト面あるいは品質面に優れたIII族窒化物結晶の積層構造体を得ることができる。」

イ 「【００１６】
＜第１の実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物結晶の作製装置１０の構造を概念的に示す断面模式図である。作製装置１０は、略水平方向に長手方向を有する、例えば石英製やＳＵＳステンレス製の反応管１１を備える。反応管１１の内部には、略水平な載置面を有するサセプタ１２が設けられてなる。サセプタ１２の載置面上に下地基板１３を載置した状態で、反応管１１の一方端側に備わる供給系１４から所定のガスを供給し、下地基板１３の上方の空間で所定の気相反応を生じさせることによって、下地基板１３の上にIII族窒化物結晶をエピタキシャル形成させることができる。・・・
・・・
【００２５】
特に、供給管１４ｂからの第２ガスｇ２の供給を停止し、第１ガスｇ１および第３ガスｇ３、あるいはさらに第４ガスｇ４を適宜の流量で供給し、第１ヒータ１６では加熱を行わず第２ヒータ１７による下地基板１３の加熱を行うようにする場合には、下地基板１３の上方で第１ガスｇ１中のＴＭＡと第３ガスｇ３中のＮＨ３との気相反応が生じ、III族窒化物であるＡｌＮが下地基板１３上に析出することになる。これはすなわち、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長が実現されていることになる。ゆえに、作製装置１０は、ＭＯＣＶＤ装置としての機能を有していると言える。このように、ＭＯＣＶＤ法での結晶成長を実現する使用態様をＭＯＣＶＤモードと称することとする。
【００２６】
また、供給管１４ａからの第１ガスｇ１の供給を停止し、第２ガスｇ２および第３ガスｇ３、あるいはさらに第４ガスｇ４を適宜の流量で供給し、第１ヒータ１６によるボート１５の近傍の加熱と第２ヒータ１７による下地基板１３の加熱とをいずれも行うようにする場合には、供給管１４ｂの内部で第２ガスｇ２中のＨＣｌとボート１５に載置した金属Ａｌ粉末との反応で生じたＡｌＣｌｘと、供給管１４ｃから供給される第３ガスｇ３中のＮＨ３との気相反応が下地基板１３の上方で生じ、III族窒化物であるＡｌＮが下地基板１３上に析出することになる。これはすなわち、ＨＶＰＥ法による結晶成長が実現されていることになる。ゆえに、作製装置１０は、ＨＶＰＥ装置としての機能を有していると言える。このように、ＨＶＰＥ法での結晶成長を実現する使用態様をＨＶＰＥモードと称することとする。
【００２７】
よって、本実施の形態に係る作製装置１０においては、下地基板１３を載置した後、ＭＯＣＶＤモードとＨＶＰＥモードとを切り替えつつ行うことで、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長とＨＶＰＥ法による結晶成長とを同一の装置内で連続的に行うことができる。これにより、いずれか一方の手法のみを使用する場合や、それぞれの手法による結晶成長を別の装置で行う場合よりも、コスト面あるいは品質面に優れたIII族窒化物結晶（厳密にはその積層構造体）を得ることができるようになる。」

（４）引用文献４
ア 「【００７４】Ｓｉは六方晶系でなく立方晶系でありダイヤモンド構造
をとる。だからミラー指数は３つである。３指数によって面方位（ｋｈｍ）
を完全に記述できる。３指数は独立で前述のサムルールはなく、ｋ＋ｈ＋ｍ
≠０である。三回対称軸は対角線の方向である。それは（１１１）面と書け
る。通常のＳｉデバイスの場合（００１）面を使うが、それは三回対称性が
ない。ここでは三回対称が必要だからＳｉの場合は（１１１）面を使う。」

イ 「【０３０２】Ｓｉはダイヤモンド構造の立方晶系である。ＧａＡｓは
閃亜鉛鉱構造（Zinc Blende）型の立方晶系である。ＧａＮは六方晶系であ
る。そのＣ面は３回回転対称性をもつ。立方晶系は（１１１）面だけが３回
対称性をもつ。それでＳｉとＧａＡｓは三回対称性の（１１１）面の基板を
用いる。・・・」

（５）引用文献５
ア 「【請求項１】半導体基板上にAlx Gay In1-x-y N （０≦ｘ、ｙ、かつｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族窒化物半導体薄膜が積層されてなり、最終のIII 族窒化物半導体薄膜の上に電極層が形成されているIII 族窒化物半導体素子において、前記基板と前記III 族窒化物半導体薄膜の間には、金属導電性を示し、岩塩型または六方晶系の結晶構造である遷移金属窒化物からなるバッファ層を介在させることを特徴とするIII 族窒化物半導体半導体素子。
【請求項２】前記遷移金属窒化物は窒化チタン（TiN ）、窒化バナジウム（VN）、窒化ジルコニウム（ZrN ）、窒化ニオブ（NbN ）または窒化ハフニウム（HfN ）のうちのいずれかまたはこれらのうちの２つからなる混晶、または窒化タンタル（TaN ）であることを特徴とする請求項１に記載のIII 族窒化物半導体半導体素子。
【請求項３】前記半導体基板はケイ素、炭化ケイ素、燐化ガリウム、ヒ化ガリウムであることを特徴とする請求項１または２に記載のIII 族窒化物半導体素子。」

イ 「【００１２】
【発明の実施の形態】発明者らは、遷移金属窒化物のいくつかとそれらの混晶の薄膜をケイ素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、炭化ケイ素（SiC ）、燐化ガリウム（GaP ）、ヒ化ガリウム（GaAs）などの半導体基板上にエピタキシャル成長させることができ、またエピタキシャル成長層を基板とIII 族窒化物積層の間にバッファ層として介在させることにより、Alx Gay In1-x-y N 膜に対する格子マッチングが良く、良質のAlx GayIn1-x-y N 膜を容易にエピタキシャル成膜可能であることを見いだした。これらの遷移金属窒化物の結晶型と格子定数等を表１に示す。
【００１３】
【表１】


表１に挙げた金属窒化物は、Si、Ge、SiC 、GaAs、GaP 等の半導体基板上へのエピタキシャル成長が可能であり、さらに、そのエピタキシャル層へAlx Gay In1-x-y N 膜がエピタキシャル成長が可能であった。また、TaNを除いて、岩塩型の結晶でありこれらの２種の遷移金属窒化物は格子定数のみが変わる混晶を形成できる。従って、格子定数を適当に選択することによってことによりAlxGayIn1-x-yN における任意のｘ、ｙに対応して格子不整合を緩和できるバッファ層とすることができる。またTaNは六方晶であるが、同様に格子不整合を緩和できるバッファ層とすることができる。・・・」

（６）特開２００９−７６９１４号公報（以下「周知文献」という。）
ア 「【請求項１】
基板、前記基板上の複数のバッファー層、前記複数のバッファー層の最上層上のＩＩＩ族窒化物化合物半導体層を備えるＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置であって、
前記基板上に形成され、遷移金属窒化物からなる第１バッファー層と、
前記第１バッファー層上に形成され、ガリウムと遷移金属との窒化物からなる第２バッファー層と
を備えることを特徴とするＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置。
【請求項２】
前記遷移金属は、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、及びタンタル（Ｔａ）からなる群から選択された少なくとも一つの要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置。
・・・
【請求項１１】
基板、前記基板上の複数のバッファー層、前記複数のバッファー層の最上層上のＩＩＩ族窒化物化合物半導体層を備えるＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置の製造方法であって、
前記基板上に遷移金属窒化物からなる第１バッファー層を形成する段階と、
前記第１バッファー層上にガリウムと遷移金属との窒化物からなる第２バッファー層を形成する段階と
を含むことを特徴とするＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置の製造方法。
・・・
【請求項１７】
前記第１バッファー層は、ＴＤＥＡＴ、ＴＤＭＡＴ、ＴＴＩＰ、及びＴｉＣｌ４から選択された金属有機チタニウムソースを利用して形成されたＴｉＮ層であることを特徴とする請求項１１に記載のＩＩＩ族窒化物化合物半導体装置の製造方法。」

イ 「【００３２】
また、ＴｉＮのような遷移金属窒化物が、サファイアより低い硬度を有するので、サファイア基板とそれぞれのＩＩＩ族窒化物化合物半導体層との間の格子定数又は熱膨張計数の差により発生されるねじれ（又は内部応力）を緩和させる作用がある。遷移金属窒化物を成長させる有用な方法は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光学ＣＶＤなどのようなＣＶＤ（化学気相蒸着）、スパッタリング、反応性スパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、レーザーアブレーション（ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）、イオンメッキ（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、蒸発、ＥＣＲなどのようなＰＶＤ（物理気相蒸着）等を含むが、これに限定されるのではない。」

ウ 「【００３７】
図２を参照すれば、基板は、サファイア、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウム窒化物）等のような六方晶系材料、又はＳｉ（シリコン）、ＧａＰ（ガリウム燐）、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等のような等軸晶系材料でありうる。・・・」

エ 「【００３９】
前述のように、ＬＥＤ装置の品質を考慮して、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板と窒化物層との間にヘテロエピ成長により生じる欠陥を減らすために、界面層（又は、バッファー層）としてチタニウム窒化物を利用することは略報告されていない。第１バッファー層５７は、岩塩構造（ｒｏｃｋ ｓａｌｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有するチタニウム窒化物（１１１）面からなる。・・・」

２ 引用文献１に記載された発明
引用文献１の上記１（１）イ〜エの実施例１の方法は、同アの「単層又は複層の III族窒化物系化合物半導体層から成る下地層を片面のみに有するシリコン基板の前記下地層の上に更に、厚さ１μｍ以上の III族窒化物系化合物半導体をＨＶＰＥ法により結晶成長させる方法」の具体例である。
そこで、上記実施例１の方法を、アの方法の記載にならって整理すると、引用文献１には、上記結晶成長させる方法として具体的に次の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されていると認められる。
「（１１１）面を主面とするシリコン基板Ａの上面にＭＯＶＰＥ法により膜厚０．２５μｍのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る第１下地層１と、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る第２下地層２を順次積層する工程、
この下地層（１，２）を有するシリコン基板Ａを裏面から独立してＨＣｌガスエッチ可能なＨＶＰＥ装置１００に設置し、ＨＶＰＥ装置１００のハライド気相成長側（：エピタキシャル成長系統１０１側）と、ガスエッチング側（：エッチング系統１０２側）を、それぞれ共に１０００℃に設定し、エピタキシャル成長系統１０１においては、ＧａＣｌとアンモニアの雰囲気中でテンプレート１０の面１０ａを最初の結晶成長面とするハライド気相成長を行い、エッチング系統１０２においては、ＧａＮ層３が１００μｍ程度結晶成長した段階で、水素（Ｈ2 ）をキャリアガスとした塩化水素（ＨＣｌ）でシリコン基板Ａの裏面を塩化水素でガスエッチングし、シリコン基板Ａを完全にガスエッチしたのちもガスエッチングを継続し、下地層（第１下地層１と第２下地層２）をも全て除去して、膜厚約１００μｍのＧａＮ層３を得る工程、
次に、基板温度を１０５０℃に昇温して、ＧａＣｌとアンモニアにより、ＧａＮ層３の上面からＧａＮ層４のハライド気相成長を１０５０℃で行う工程、
を含む、ＧａＮ層３，４からなるIII族窒化物系化合物半導体基板を成長させる方法」

３ 当審の判断
（１）本願発明と引用発明との対比
ア 本願発明と引用発明とを対比する。
（ア）引用発明の「膜厚０．２５μｍのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る第１下地層１と、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る第２下地層２」は、引用文献１の「一般に、異種基板は III族窒化物系化合物半導体と格子定数が大きく異なる。そのためそれら異種基板にいわゆるバッファ層を形成したのち III族窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させることが一般的である。」（【０００４】）の記載などからみて、本願発明の「バッファ層」に相当するといえる。そして、引用発明におけるこれらの下地層は、某かの反応器内にシリコン基板Ａを配置した上で形成されるものと解するのが合理的である。
そうすると、引用発明の「（１１１）面を主面とするシリコン基板Ａの上面にＭＯＶＰＥ法により膜厚０．２５μｍのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る第１下地層１と、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る第２下地層２を順次積層する工程」は、本願発明の「反応器内に基板を用意する段階」及び「前記反応器内で前記基板上にバッファ層を形成する段階」に相当する。

（イ）引用発明の「ＧａＮ層」は、窒化物半導体であること及びシリコン基板と異なる熱膨脹係数を持つことは、それぞれ技術常識であるから、引用発明の「ＧａＮ層３」は、本願発明の「基板と異なる熱膨脹係数を持つ第１窒化物半導体」に相当する。
また、引用発明において、シリコン基板裏面のエッチングは「ＧａＮ層３」がハライド気相成長するＨＶＰＥ装置１００において行われるから、本願発明の「前記反応器内でのインサイチュエッチング」といえる。
そうすると、引用発明の「この下地層（１，２）を有するシリコン基板Ａを裏面から独立してＨＣｌガスエッチ可能なＨＶＰＥ装置１００に設置し、ＨＶＰＥ装置１００のハライド気相成長側（：エピタキシャル成長系統１０１側）と、ガスエッチング側（：エッチング系統１０２側）を、それぞれ共に１０００℃に設定し、エピタキシャル成長系統１０１においては、ＧａＣｌとアンモニアの雰囲気中でテンプレート１０の面１０ａを最初の結晶成長面とするハライド気相成長を行い、エッチング系統１０２においては、ＧａＮ層３が１００μｍ程度結晶成長した段階で、水素（Ｈ2 ）をキャリアガスとした塩化水素（ＨＣｌ）でシリコン基板Ａの裏面を塩化水素でガスエッチングし、シリコン基板Ａを完全にガスエッチしたのちもガスエッチングを継続し、下地層（第１下地層１と第２下地層２）をも全て除去して、膜厚約１００μｍのＧａＮ層３を得る工程、次に、基板温度を１０５０℃に昇温して、ＧａＣｌとアンモニアにより、ＧａＮ層３の上面からＧａＮ層４のハライド気相成長を１０５０℃で行う工程」と、
本願発明の「前記反応器内で１０５０℃ないし１１００℃の範囲内の第１温度で前記バッファ層上に前記基板と異なる熱膨脹係数を持つ第１窒化物半導体を１μｍ以上の厚さに成長させる段階と、前記反応器内でのインサイチュエッチングにより４００℃ないし１１００℃の範囲内の第２温度で前記基板を除去する段階と、前記基板の除去後に、前記反応器内で前記第１窒化物半導体上に第２窒化物半導体を積層する段階、とを含み」及び「前記第１窒化物半導体は、窒化ガリウムであり」とは、同一の反応器内であるか否かはおくとして、
「反応器内で、第１温度で前記バッファ層上に前記基板と異なる熱膨脹係数を持つ第１窒化物半導体を１μｍ以上の厚さに成長させる段階と、前記反応器内でのインサイチュエッチングにより４００℃ないし１１００℃の範囲内の第２温度で前記基板を除去する段階と、前記基板の除去後に、前記反応器内で前記第１窒化物半導体上に第２窒化物半導体を積層する段階、とを含み」及び「前記第１窒化物半導体は、窒化ガリウムであり」の点で一致する。

イ 以上から、本願発明と引用発明との一致点及び相違点は、以下のとおりである。

＜一致点＞
「反応器内に基板を用意する段階と、
当該反応器内で前記基板上にバッファ層を形成する段階と、
反応器内で、第１温度で前記バッファ層上に前記基板と異なる熱膨脹係数を持つ第１窒化物半導体を１μｍ以上の厚さに成長させる段階と、
当該反応器内でのインサイチュエッチングにより４００℃ないし１１００℃の範囲内の第２温度で前記基板を除去する段階と、
前記基板の除去後に、当該反応器内で前記第１窒化物半導体上に第２窒化物半導体を積層する段階と、
を含み、
前記第１窒化物半導体は、窒化ガリウムである、
窒化物半導体層の成長方法。」

＜相違点＞
相違点Ａ
バッファ層が、本願発明では「３回対称結晶構造にＴａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮのうちいずれか一つで形成され」、「ＭＯＣＶＤ法、スパッタ法、ＨＶＰＥ法のうちいずれか一つを用いて形成される」ものであるのに対して、引用発明では「ＭＯＶＰＥ法により膜厚０．２５μｍのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る第１下地層１と、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る第２下地層２を順次積層」したものである点。

相違点Ｂ
バッファ層上に第１温度での窒化ガリウムの成長が、本願発明は「反応器内で１０５０℃ないし１１００℃の範囲内」で行われるのに対して、引用発明は、基板の気相成長側（基板のバッファ層側）が「１０００℃に設定」されて行われる点。

相違点Ｃ 窒化ガリウム成長及び基板エッチングする反応器が、本願発明は、バッファ層を形成した「前記反応器」であるのに対して、引用発明は、バッファ層を形成した基板を「ＨＶＰＥ装置１００に設置」するもの、すなわち、バッファ層を形成したＭＯＶＰＥ反応器とは異なるＨＶＰＥ反応器である点。

（２）相違点についての判断
ア 相違点Ａについて
本願発明において特定された「ＭＯＣＶＤ法」は、「ＭＯＶＰＥ法」とも呼称されるところ（要すれば、（社）応用物理学会 薄膜・表面物理分科会，「薄膜作製ハンドブック」，共立出版株式会社，1991年3月，p.269，右欄９〜２１行 参照）、引用発明における下地層は、ＭＯＶＰＥ法によって「Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ」と「ＧａＮ」とを積層したものである。
しかし、引用文献１には、下地層の材料として特にそのような材料を選択した理由は記載されておらず、また、当該下地層の上にＧａＮ層を設けるにあたって、下地層として必須の材料の選択であるという技術常識もない。
そうすると、引用発明の「Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ」及び「ＧａＮ」の積層は、下地層の好適な材料及び態様（単層か複層か）の１例を示したものであるといえる。
ここで、引用発明の下地層は、上記のとおり、バッファ層と認められるが、バッファ層は、窒化ガリウムと異種のシリコンとの結晶構造の違いや格子定数差を緩和して良好な窒化ガリウム結晶の成膜を実現するためのものであって、このことは当該技術分野において周知技術であるから、その材料は、シリコン上に窒化ガリウム結晶膜を成長させる際に従来上記機能を有するものとして使用されているバッファ層材料及び態様から、当業者であれば適宜選択できるものであるといえる。
そして、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮ、特にＴｉＮは、このような従来周知のバッファ層材料であり（引用文献５（１（５）ア、イ）、さらに必要であれば、周知文献（１（６）ア）等を参照）、その材料の形成方法としてＭＯＣＶＤ法も周知（必要であれば周知文献（１（６）ア、イ）等を参照）である。
そうすると、引用発明の下地層として、「Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ」と「ＧａＮ」とから形成されているものに代え、周知の「ＴａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮのうちいずれか一つ」を選択し、ＭＯＣＶＤ法で形成されるものを採用することは、当業者が容易になし得る材料変更といえる。

ここで、窒化ガリウム結晶は、六方晶系の３回対称結晶構造を持つこと、及びシリコン基板の（１１１）面が、３回対称結晶構造を持つことは、技術常識である（必要であれば、引用文献４（１（４）ア、イ等）を参照）。
そうすると、引用発明の下地層（バッファ層）は、３回対称結晶構造であるシリコン基板（１１１）面上に形成させるものであって、そのバッファ層上に、３回対称結晶構造である窒化ガリウム結晶を成長させるものであるから、緩和等のための層であるバッファ層を、両者と同じ３回対称結晶構造に形成することは、当然のことに過ぎない（ＴｉＮを３回対称結晶構造に形成させることは、周知文献（１（６）エ）を参照）。

よって、引用発明における下地層を「３回対称結晶構造にＴａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮのうちいずれか一つで形成され、前記バッファ層は、ＭＯＣＶＤ法、スパッタ法、ＨＶＰＥ法のうちいずれか一つを用いて形成される」ものとすることは、当業者が容易になし得ることである。
そして、本願発明において、特にバッファ層を本願発明の上記特定の窒化物とした点に、格別の効果を認めることはできない。

イ 相違点Ｂについて
引用発明は「ＧａＮ層３」を１０００℃とした基板（の下地層）上に成長させているが、引用文献１には、特に基板温度を１０００℃とした理由は示されていないし、ＧａＮ層を成長する際の温度として、必要不可欠の条件であるというものでもない。
そうすると、引用発明におけるＧａＮ層の成長温度は、ＧａＮ結晶がハライド気相成長できる温度の一例であると認められるから、当該ＧａＮ層の成長温度を、ＧａＮ層がハライド気相成長できる温度と認められる、「反応器内で１０５０℃ないし１１００℃の範囲内」の温度にすることに、何ら困難性は認められない。
そして、本願発明において、特に上記成長温度を「反応器内で１０５０℃ないし１１００℃」とした点に格別の効果も認められない。

ウ 相違点Ｃについて
ＧａＮなどIII族窒化物層形成のためのＭＯＣＶＤによる下地層形成とＨＶＰＥによるIII族窒化物層形成とを、基板上での成長を中断することも、あるいはリアクタから試料を取り出すことなく、２つの方法の間で切り替えが可能等のため、同じ反応器内で行うこと、すなわち、ＭＯＣＶＤも実施可能なＨＶＰＥ装置で行うことは、例えば、引用文献２（１（２）ア〜ウ）、引用文献３（１（３）ア、イ）等に記載されているように、当業者に周知の技術である。
引用発明において、上記の周知技術における目的等のため、ＨＶＰＥ装置をＭＯＣＶＤも同じ反応器内で実施可能なものとして、下地層（バッファ層）を形成した反応器においてＧａＮの形成及び基板のエッチングを行うことは、当業者が必要に応じ容易になし得ることである。
そして、本願発明において、バッファ層を形成した同じ反応器においてＧａＮ層形成及び基板エッチングを行う点に、上記周知技術における効果を超える格別の効果も認められない。

４ まとめ
よって、本願発明は、その優先日前に頒布された刊行物である引用文献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って、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ものである。

第５ むすび
以上のとおり、本願発明は、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ものであるから、その余の理由について検討するまでもなく、本願は、同法第49条第1項第2号に該当し、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。

審判長 宮澤 尚之
出訴期間として在外者に対し９０日を附加する。
 
審理終結日 2022-05-23 
結審通知日 2022-05-30 
審決日 2022-06-14 
出願番号 P2017-239671
審決分類 P 1 8・ 121- WZ (C30B)
最終処分 02   不成立
特許庁審判長 宮澤 尚之
特許庁審判官 関根 崇
後藤 政博
発明の名称 窒化物半導体層の成長方法  
代理人 実広 信哉  
代理人 阿部 達彦  
代理人 木内 敬二  
代理人 崔 允辰  

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