【事件の表示】
　特許第３０７００８７号「強誘電体薄膜素子」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０７００８７号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１.手続きの経緯
　本件特許第３０７００８７号は、平成２年１０月２２日に特許出願され、平成１２年５月２６日にその特許の設定登録がなされ、その後、セイコーエプソン株式会社より特許異議の申立てがなされ、それにより、当審から請求項１に係る特許に対して取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１３年７月６日に訂正請求がなされたものである。
　
２.訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
（ａ）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１の「下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成されることにより、前記強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくすることを特徴とする強誘電体薄膜素子。」という記載を「下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し、前記強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくすることを特徴とする強誘電体薄膜素子。』と訂正する。
（ｂ）訂正事項ｂ
　特許明細書第３頁第１２行〜第４頁第３行目（特許公報第２頁左欄第１７行〜第２９行）の「本発明は、・・である。」という事項を、「本発明は、下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し、前記強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくすることを特徴とする強誘電体薄膜素子である。」と訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　前記訂正事項（ａ）は、特許明細書の請求項１の「上部電極」の構造をより具体的に限定するものであるから特許請求の範囲の減縮に該当するものであり、また、前記訂正事項（ｂ）は、特許請求の範囲の記載を減縮したために、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るための補正であり、明りょうでない記載の釈明に該当するものである。
　そして、これらの訂正事項（ａ）〜（ｂ）は新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではなく、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２項ー第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立につての判断
（１）特許異議申立ての理由の概要
（ａ）記載不備について
　特許異議申立人　セイコーエプソン株式会社は、本件特許明細書中に、強誘電体薄膜素子を構成する上部電極が、強誘電体薄膜の上部面積よりもどの程度小さい面積であれば、強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくできるのかについて、定量的解釈に基づく具体的な事例が記載されていないので、請求項１に係る発明はその記載が不明りょうであり、また、請求項２に記載されている「角錐台」とは如何なるものか明確でなく、本件特許発明は、特許法第３６条４項、第５項に違反してなされたものであるから、特許を取り消すべきと主張している。
（ｂ）同一ないし容易性について
（２）判断
　そこで、まず上記（ａ）の記載不備の有無について検討すると、上部電極を、強誘電体薄膜の上部面積よりもどの程度小さくすれば強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくできるかについては、当業者が設計的な事項として最適な大きさを得ることができるものであるから、明細書中に定量的解釈に基づく具体的な事例が記載されていなくても、訂正された請求項１に係る発明が不明りょうとなるとは認められず、また、角錐台という用語は幾何学的な構造を表す用語として通常用いられているので本件特許明細書の請求項２に「角錐台」という用語が用いられていたとしても請求項２に係る発明の構成が不明りょうになるとは認められない。したがって、本件特許発明は、特許法第３６条４項、第５項に違反してなされたものであるとは認められないので、この点で特許異議申立人の主張は採用することができない。
　次に、（ｂ）の同一ないし容易性について判断すると、訂正後の請求項１に係る発明（以下、「本件訂正発明」という。）は、それぞれ訂正後の特許請求の範囲の請求項１に記載された次の事項により特定されるものである。
「下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
　前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成し、かつこ前記下部電極と異なる面積を持つように形成し、前記強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくすることを特徴とする強誘電体薄膜素子。」
　一方、上記刊行物１には、下部電極と、該下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、該強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、前記上部電極は、前記強誘電体の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体の上部面積よりも小さい面積を持つように構成された強誘電体薄膜素子が記載されている。
　また、上記刊行物２には、刊行物１と同様の発明、即ち、下部電極と、該下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、該強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、前記上部電極は、前記強誘電体の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体の上部面積よりも小さい面積を持つように構成された強誘電体薄膜素子が記載されている。
　また、上記刊行物３には、強誘電体薄膜の上部に該強誘電体薄膜と同一の大きさの上部電極を設け、上記強誘電体薄膜の下部に上記上部電極よりも大きい下部電極を設けた強誘電体薄膜素子が記載されている。
　そこで、本件訂正発明と上記刊行物１−３に記載された発明とを対比すると、本件訂正発明の「前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、」という記載及び「かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し、」という記載から、本件訂正発明の「下部電極」は「上部電極」よりも面積が大きいと解釈できるので、本件訂正発明は、強誘電体薄膜よりも小さい面積で上部電極を構成し、且つ下部電極の面積を上部電極の面積よりも大きい面積で構成した強誘電体薄膜素子であることは明らかである。　これに対して、上記刊行物１−３に記載されているいずれの発明にもこのような構成を示唆する記載がない。そして、本件訂正発明はこのような構成を採用することによって明細書記載の格別な作用・効果を奏し得ることができるものと認められるから、本件訂正発明は上記刊行物１−３に記載された発明を組み合わせたとしても当業者が容易に想到し得る程度のものとは認められない。
　したがって、本件訂正発明は刊行物１あるいは２に記載されている発明と実質的に同一の発明であるとも、刊行物１あるいは２に記載されている発明と刊行物３に記載されている発明とから当業者が容易に想到し得る程度の発明であるとも認められないので、この点で特許異議申立人の主張は採用することができない。
　また、他に本件請求項１〜２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年８月２９日（２００１．８．２９）
【訂正の要旨】
（３）訂正事項（訂正の要旨）
本件特許請求の範囲の請求項１
『【請求項１】　下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成されることにより、前記強誘電体薄膜の端部の圧電効果による体積変化を小さくすることを特徴とする強誘電体薄膜素子。』
を
『【請求項１】　下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成
し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し
に訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な記載との整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的として、明細書第３頁第１２行〜第４頁第３行の「本発明は、・・である。」とあるのを、「本発明は、下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成
し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し
（５４）【発明の名称】
強誘電体薄膜素子
（５７）【特許請求の範囲】
　（１）　下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成
し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し
　（２）　下部電極と、前記下部電極上に形成された、角錐台である強誘電体薄膜と、その強誘電体薄膜の上底面上に形成されたその上底面と同じ大きさの上部電極と、を備えたことを特徴とする強誘電体薄膜素子。
【発明の詳細な説明】
　産業上の利用分野
　本発明は、強誘電体メモリー素子など強誘電体の分極反転を利用する素子、デバイスに利用される強誘電薄膜素子に関するものである。
　従来の技術
　従来、第４図に示すように、基板１上の強誘電体薄膜３と上部電極４と下部電極２は、ほぼ同一面積を有しており、さらに、強誘電体薄膜の端部面は下部電極２に対しほぼ垂直になるように処理されている（例えば、エレクトロニクス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）Ｆｅｂ．，１８，Ｐ９１−９５（１９８９））。
　発明が解決しようとする課題
　しかしながら、強誘電体は分極反転にともない体積変化を生じるが、これは実際の素子構成では膜厚変化となって現れる。この時、従来の素子構成では以下のような課題が生じる。
　すなわち、通常の強誘電体薄膜素子では、下部電極２、強誘電体膜３、および上部電極４よりなる部分の上に、絶縁膜５、取り出し電極６、パッシベーション膜等が積層されているが、実際強誘電薄膜素子を駆動した場合、分極反転に伴う膜厚変化によりそれら取り出し電極６、絶縁層５などの特に強誘電体膜端部側においてに、大きな歪が生じることになる。そして、その分極反転の繰り返しによる疲労により、割れ、あるいは剥離が生じ素子の寿命が著しく短くなるという課題がある。また、分極反転を用いない場合でも、強誘電体に電圧を印加することで圧電効果により、同様の変形が生じ、寿命が短くなるという
課題がある。
　本発明は、このような従来の強誘電薄膜素子の課題を考慮し、剥離や割れが生じず、寿命が長い強誘電薄膜素子を提供することを目的とする。
　課題を解決するための手段
　本発明は、下部電極と、前記下部電極上に形成された強誘電体薄膜と、前記強誘電体薄膜上に形成された上部電極とを備え、
前記上部電極は、前記強誘電体薄膜の中央部に配置され、かつ、前記強誘電体薄膜の上部面積よりも小さい面積を持つように形成
し、かつ、前記下部電極と異なる面積を持つように形成し
　また、本発明は、下部電極と、前記下部電極上に形成された、角錐台である強誘電体薄膜と、その強誘電体薄膜の上底面上に形成されたその上底面と同じ大きさの上部電極と、を備えたことを特徴とする強誘電体薄膜素子である。
　作用
　上記の従来の課題を解決するためには、最も歪の集中する強誘電体膜端部の体積変化が小さくなるような素子構成を用いればよい。
　すなわち、上下の電極の面積が異なるので、素子として機能するのは強誘電体膜の中央部分であり、最も歪の大きくかかる強誘電体膜の端部においては実質的体積変化は非常に小さくなり、その上に形成された絶縁層、電極等への影響は殆ど無くなり、素子の寿命が大きく改善される。
　また、強誘電体薄膜の端部面が基板に対して傾斜している場合も同様に、端部において実質的体積変化は非常に小さくなり、その上に形成された絶縁層、電極等への影響は殆ど無くなり、素子の寿命が大きく改善される。
　実施例
　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
　第１図は本発明による強誘電体薄膜素子の断面図である。基板１として表面に３００ｎｍのＳｉＯ２を成長させた単結晶Ｓｉを用い、その上に、通常の薄膜形成法、エッチング法等の素子形成法を用いて、強誘電体薄膜素子を作製した。なお本実施例では強誘電体膜３として、ＰｂＺｒ０．８Ｔｉ０．２Ｏ３を、また下部電極２、および上部電極４としてＰｔを用いた。絶縁膜５はＳｉ３Ｎ４を、また取り出し電極６としてはＡｌを用いた。
　第１図の強誘電体薄膜素子は、上部電極４の方が強誘電体層３より小さいものである。
　第２図および第４図は比較のために作製した素子構成よりなる強誘電体薄膜素子で、下部電極２と強誘電体膜３と上部電極４がおおよそ同面積で構成されている。
　ここで、第１図、第２図、および第３図の強誘電体薄膜素子の構成をそれぞれ、構成１、構成２、および構成３と呼ぶこととする。
　また、第４図の強誘電体薄膜素子の構成を、構成４と呼ぶこととする。
　構成１，構成２及び構成４の構成の強誘電体薄膜素子の１０５個の素子について、交流電圧を印加して分極反転を行うことで、これらの素子を駆動し、各素子の寿命について検討した。
　このような繰り返し駆動による素子の劣化について調べた結果を表１に示す。
　表１の結果より明らかなように、従来の構成４を用いた素子では１０１２回の繰り返しにより、１／３以上の素子が割れ、剥離により機能しなくなった。
　構成４の素子のＴＥＭ観察を行ったところ、強誘電体膜端部においてその上部の絶縁膜の割れ、読みだし電極の断線、強誘電体膜と電極の剥離が観察された。
　一方、本発明の構成を用いた強誘電体薄膜素子では上部絶縁膜の割れ、剥離は観察されずきわめて良好な結果を得た。構成２では１０１２の繰り返しにより欠陥素子が１個観測された。
　ついで、強誘電体層の材料としてＰｂＺｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢａＴｉＯ３、ＬｉＴａＯ３及びＰｂＧｅ５Ｏ１１を用い、構成１の素子を前記の方法で同様に作製し、素子の繰り返し寿命について検討を行った。いずれの材料を用いた場合でも１０１２回の繰り返しでは素子の劣化は認められなかった。
　また、蓄えられる電荷量は狭い方の電極で制限されるために（２ケの電極を精度良く合わせる必要がなく）、従来に比べて１．５倍の精度の向上が観察された。
　第３図は、他の本発明の一実施例を示すもので、その強誘電体薄膜３の端部面は、基板１に対してテーパー状に傾斜している。このような傾斜によっても、割れや剥離の無い寿命の長い強誘電体薄膜素子を製造できる。
　上記実施例では、ＰＺＴ系材料、ＢａＴｉＯ３、ゲルマン酸鉛、チタン酸ビスマスなどを用いたが、本発明はこれ以外の強誘電体を用いた場合でももちろん同様の効果が得られらる。
　発明の効果
　以上の説明から明らかなように、本発明による強誘電体薄膜素子は、素子の寿命を飛躍的に向上させるもので、工業的応用の価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明の実施例にかかる強誘電体薄膜素子の断面図、第２図は比較のために作製した強誘電体薄膜素子の断面図、第３図は別の本発明の一実施例にかかる強誘電体薄膜素子の断面図、第４図は比較のために作製された従来例の構成に基づく強誘電体薄膜素子の断面図である。
１……基板、２……下部電極、３……強誘電体層、４……上部電極、５……絶縁層、６……取り出し電極。