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　特願２００２−１５５４９３「低駆動電圧のＩＩＩ族窒化物発光素子」拒絶査定不服審判事件〔平成１５年　２月　７日出願公開、特開２００３−　３７２８９〕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　手続の経緯
　本願は、平成１４年５月２９日（パリ条約による優先権主張外国庁受理２００１年５月２９日、米国）を出願日とする出願であって、平成２０年１１月１８日付けで手続補正がなされ、平成２１年１月２０日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年４月２７日に拒絶査定不服審判が請求されたものである。
　
２　本願発明
　本願の請求項に係る発明は、平成２０年１１月１８日付けの手続補正によって補正された明細書及び図面の記載からみて、特許請求の範囲の請求項１ないし１８に記載された事項によって特定されるものと認められるところ、請求項１７に係る発明（以下「本願発明」という。）は、次のとおりのものである。
　
「　サファイア基板と、
　前記基板上に配置された核形成層と、
　前記核形成層の上方に配置されたIII族窒化物半導体欠陥低減層と、
　前記欠陥低減層の上方に配置された、約１ミクロンに等しいか又はそれ以上の厚み、約１０１９ｃｍ−３に等しいか又はそれ以上のシリコンドーパント濃度、及び、約２×１０９ｃｍ−２未満の転位密度を有するｎ型ＧａＮ層と、
を含むことを特徴とする発光素子。」
　
３　引用例の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用され、本願の優先日前に頒布された引用例である国際公開９８／３１０５５号（以下「引用例」という。）には、図とともに次の事項が記載されている（下線は審決で付した。以下同じ。）。
　
（１）「実施形態２．
　次に、本発明に係る実施形態２について説明する。
　図２は、本発明に係る実施形態２の窒化物半導体素子の構造を示す模式的な断面図（レーザ光の共振方向に垂直な断面）であり、該窒化物半導体素子は、例えば、Ｃ面を主面とするサファイヤ等の
基板１０上に
ｎ導電側の半導体領域２０２
ｎ側コンタクト層１２、クラック防止層１３、ｎ側クラッド層１４及びｎ側光ガイド層１５からなる
とｐ導電側の半導体領域２５２
キャップ層１７、ｐ側光ガイド層１８、ｐ側クラッド層１９及びｐ側コンタクト層２０からなる
とによって挟設された窒化物半導体からなる活性層１６を備えた窒化物半導体レーザダイオード素子
・・・
　次に、実施形態２の窒化物半導体素子の各構成要素について説明する。
（基板１０）
　基板１０にはＣ面を主面とするサファイアの他、Ｒ面、Ａ面を主面とするサファイア、その他、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のような絶縁性の基板の他、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等の半導体基板を用いることができる。
（バッファ層１１）　
　バッファ層１１は、例えばＡＩＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等を９００℃以下の温度で成長させて、膜厚数十オングストロ−ム〜数百オングストロームに形成する。このバッファ層１１は、基板と窒化物半導体との格子定数不整を緩和するために形成するが、窒化物半導体の成長方法、基板の種類等によっては省略することも可能である。
（第２のバッファ層１１２）　
　第２のバッファ層１１２は、前記バッファ層１１の上に、前記バッファ層よりも高温で成長させた単結晶の窒化物半導体よりなる層であり、バッファ層１１よりも厚く形成される。この第２のバッファ層１１２は次に成長させるｎ側コンタクト層１２よりもｎ型不純物濃度が少ない層とするか、若しくはｎ型不純物をドープしない窒化物半導体層とする。尚、第２のバッファ層１１２は例えばＩｎＸＡ１ＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（Ｏ≦Ｘ、Ｏ≦Ｙ、Ｘ十Ｙ≦１）で構成でき、その組成は特に問うものではないが、好ましくはアンドープでＡ１（Ｙ値）が０．１以下のＡ１ＹＧａｌ−ＹＮ、最も好ましくはアンドープのＧａＮとする。すなわち、このような組成にすることにより、第２のバッファ層１１２の結晶性を良くでき、さらに第２のバッファ層１１２をアンドープのＧａＮで形成することにより、最も結晶性が良い第２のバッファ層１１２を形成できる。また、このｎ側コンタクト層１２は超格子で形成するとさらに好ましい。
　このように、
ｎ側コンタクト層１２層を成長させる前に、不純物濃度が小さい、結晶性の良い第２のバッファ層１１２を成長させることにより、キャリア濃度が大きく結晶性の良いｎ側コンタクト層１２を比較的厚く成長させることができる
　この第２のバッファ層１１２の膜厚は、０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上、最も好ましくは１μｍ以上、２０μｍ以下に調整することが望ましい。第２のバッファ層１１２が０．１μｍよりも薄いと、ｎ側コンタクト層１２の結晶性の向上があまり望めない。また２０μｍよりも厚いと、第２のバッファ層１１ブ２自体に結晶欠陥が多くなりやすい傾向がありバッファ層としての役割が低下する。また第２のバッファ層１１２を２０μｍを越えない範囲で比較的厚く成長させた場合、その利点として、放熱性の向上が挙げられる。つまりレーザ素子を作製した場合に、第２のバッフア層１１２で熱が広がりやすくレーザ素子の寿命が向上する。さらにレーザ光の漏れ光が第２のバッファ層１１２内で広がって、楕円形に近いレーザ光が得やすくなる。なお、第２のバッファ層１１２は、基板にＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ等の導電性基板を使用した場合には省略してもよい。
（ｎ側コンタクト層１２）
　ｎ側コンタクト層１２は負電極を形成するコンタクト層として作用する層であり、例えば、ＳｉドープのＧａＮからなり０．２μｍ以上、４μｍ以下の厚さに調整することが望ましい。０．２よりも薄いと、後で負電極を形成する際に、この層を露出させるようにエッチングレートを制御するのが難しく、一方、４μｍ以上にすると不純物の影響で結晶性が悪くなる傾向にある。このｎ側コンタクト層１２の窒化物半導体にドープするｎ型不純物の範囲は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の範囲、さらに好ましくは、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３に調整することが望ましい。１×１０１７／ｃｍ３よりも小さいとｎ電極の材料と好ましいオーミックが得られにくくなるので、レーザ素子では閾値電流、電圧の低下が望めず、１×１０２１／ｃｍ３よりも大きいと、素子自体のリーグ電流が多くなったり、また結晶性も悪くなるため、素子の寿命が短くなる傾向にある。なおｎ側コンタクト層１２においては、ｎ電極２３とのオーミック接触抵抗を小さくするために、該ｎ側コンタクト層１２のキャリア濃度を上げるために不純物の濃度を、ｎクラッド層１４よりも大きくすることが望ましい。なお、ｎ側ゴンタクト層１２は基板にＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ等の導電性基板を使用し基板裏面側に負電極を設ける場合にはコンタクト雇としてではなくバッファ層として作用する。
　また、第２のバッファ層１１、及びｎ側コンタクト層１２の内の少なくとも一方の層を、超格子層とすることもできる。超格子層とすると、この層の結晶性が飛躍的に良くなり、閾値電流が低下させることができる。好ましくは第２のバッファ層１１よりも膜厚が薄いｎ側コンタクト層１２の方を超格子層とする。ｎ側コンタクト層１２を互いにバンドギャップエネルギーが異なる第１の層と第２の層とが積層されてなる超格子構造とした場合においては、好ましくはバンドギャップエネルギーの小さな層を露出させてｎ電極２３を形成することにより、ｎ電極２３との接触抵抗が低くでき閾値を低下させることができる。なおｎ型窒化物半導体と好ましいオーミックが得られるｎ電極２３の材料としてはＡＩ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等の金属若しくは合金が挙げられる。
　また、ｎ型コンタクト層１２を不純物濃度が異なる超格子層とすることにより、実施形態１において説明したＨＥＭＴに類似した効果により横方向の抵抗値を低くでき、ＬＤ素子の閾値電圧、電流を低くすることができる。
（クラック防止層１３）
　クラック防止層１３は、・・・　
・・・　
　このように、本発明において、超格子層は、活性層を挟設するｎ型領域又はｐ型領域に形成されるキャリア閉じ込め層としてのクラッド層、活性層の光ガイド層、若しくは電極が接して形成される電流注入層として用いられるため、超格子層を構成する窒化物半導体の平均バンドギャップエネルギーが活性層よりも大きくなるように調整することが望ましい。」（３２頁２０行〜４５頁末行）
　
（２）「　以下、実施例において本発明を詳説する。　　　
［実施例１］　　　
　本発明に係る実施例１は図２に示す窒化物半導体素子（ＬＤ素子）の作成例であり、以下の手順で作製される。
　
まず、サファイア（Ｃ面）よりなる基板１０を反応容器内にセットし
基板の温度を１０５０℃まで上昇させ
基板のクリーニングを行う
　
続いて、温度を５１０℃まで下げ、
基板１０上にＧａＮよりなる第１のバッファ層１１を約２００オングストロームの膜厚で成長させる
　
バッファ層１１成長後
温度を１０５０℃まで上昇させる
アンドープＧａＮよりなる第２のバッファ層１１２を５μｍの膜厚で成長させる
　
続いて、１０５０℃で
Ｓｉを１×１０
１９
／ｃｍ
３
ドープしたｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層１２を１μｍの膜厚で成長させる
　次に、温度を８００°Ｃにして、原料ガスにＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチル上インジウム）、アンモニア、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎよりなるクラック防止層１３を５００オングストロームの膜厚で成長させる。」（７１頁２１行〜７２頁１２行）
　
（３）上記（１）及び（２）からみて、引用例には、
　「基板１０上に、ｎ側コンタクト層１２、クラック防止層１３、ｎ側クラッド層１４及びｎ側光ガイド層１５からなるｎ導電側の半導体領域２０２とキャップ層１７、ｐ側光ガイド層１８、ｐ側クラッド層１９及びｐ側コンタクト層２０からなるｐ導電側の半導体領域２５２とによって挟設された窒化物半導体からなる活性層１６を備えた窒化物半導体レーザダイオード素子であって、
　まず、サファイア（Ｃ面）よりなる基板１０を反応容器内にセットし基板の温度を１０５０℃まで上昇させ基板のクリーニングを行い、続いて、温度を５１０℃まで下げ基板１０上にＧａＮよりなる第１のバッファ層１１を約２００オングストロームの膜厚で成長させ、バッファ層１１成長後、温度を１０５０℃まで上昇させアンドープＧａＮよりなる第２のバッファ層１１２を５μｍの膜厚で成長させ、続いて、１０５０℃でＳｉを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層１２を１μｍの膜厚で成長させ、ｎ側コンタクト層１２を成長させる前に、不純物濃度が小さい結晶性の良い第２のバッファ層１１２を成長させることにより、キャリア濃度が大きく結晶性の良いｎ側コンタクト層１２を比較的厚く成長させることができる、窒化物半導体レーザダイオード素子。」
　
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。
　
４　対比
　本願発明と引用発明とを対比する。
（１）引用発明の「サファイア（Ｃ面）よりなる基板１０」及び「窒化物半導体レーザダイオード素子」は、それぞれ、本願発明の「サファイア基板」及び「発光素子」に相当する。
　
（２）本願発明の「核形成層」及び「III族窒化物半導体欠陥低減層」について、本願明細書には、「本発明の実施形態に従えば、
III族窒化物核形成層
ＧａＮ
は
基板上に低温で成長する
サファイア基板
欠陥低減構造は、核形成層の上方に成長し
１つ又はそれ以上のIII族窒化物半導体層は、欠陥低減構造の上方に成長する
約２００Åから約５００Å
厚みを有する
サファイア基板１２上に約５００℃から約６００℃
欠陥低減構造１６ａには、核形成層１４上に約９５０℃から約１１５０℃
ＧａＮ欠陥低減層
　ア　引用発明の「第１のバッファ層１１」は、５１０℃の温度で基板１０上に約２００オングストロームの膜厚で成長したＧａＮであるから、本願発明の「核形成層」に相当するとともに、引用発明は、本願発明の「基板上に配置された核形成層」との事項を備え、
　イ　引用発明の「第２のバッファ層１１２」は、第１のバッファ層１１成長後、１０５０℃の温度で成長したアンドープＧａＮであって、前記第１のバッファ層１１の上方に配置するものであることが明らかであり、また、引用発明の「第２のバッファ層１１２」は、「結晶性の良いｎ側コンタクト層１２を」「成長させる」ためのもの、すなわち「ｎ側コンタクト層１２」の欠陥を低減するためのものであるから、引用発明の「第２のバッファ層１１２」は、本願発明の「III族窒化物半導体欠陥低減層」に相当するとともに、引用発明は、本願発明の「核形成層の上方に配置されたIII族窒化物半導体欠陥低減層」との事項を備える。
　
（３）引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」は、第２のバッファ層１１２に続いて、Ｓｉを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたｎ型ＧａＮよりなり１μｍの膜厚で成長するものであって、前記第２のバッファ層１１２の上方に配置するものであることが明らかであるから、引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」と本願発明の「ｎ型ＧａＮ層」とは、「約１ミクロンに等し」く「約１０１９ｃｍ−３に等しい」「シリコンドーパント濃度を有する」点で一致するとともに、引用発明は、本願発明の「欠陥低減層の上方に配置された、約１ミクロンに等しいか又はそれ以上の厚み、約１０１９ｃｍ−３に等しいか又はそれ以上のシリコンドーパント濃度を有するｎ型ＧａＮ層」との事項を備えているといえる。
　
（４）上記（１）ないし（３）を踏まえると、引用発明の「窒化物半導体レーザダイオード素子」と本願発明の「発光素子」とは、「『サファイア基板』と、『核形成層』と、『III族窒化物半導体欠陥低減層』と、『ｎ型ＧａＮ層』と、『を含む』」点で一致するものといえる。
　
（５）上記（１）ないし（４）から、本願発明と引用発明とは、
「　サファイア基板と、
　前記基板上に配置された核形成層と、
　前記核形成層の上方に配置されたIII族窒化物半導体欠陥低減層と、
　前記欠陥低減層の上方に配置された、約１ミクロンに等しいか又はそれ以上の厚み、約１０１９ｃｍ−３に等しいか又はそれ以上のシリコンドーパント濃度を有するｎ型ＧａＮ層と、
を含む発光素子。」
である点で一致し、
　ｎ型ＧａＮ層が、本願発明では、約２×１０９ｃｍ−２未満の転位密度を有するものであるのに対し、引用発明では、そのようなものであるかどうか不明である点（以下「相違点」という。）で相違するものと認められる。
　
５　判断
　上記相違点について検討する。
（１）上記３（３）によれば、引用発明の「窒化物半導体レーザダイオード素子」は、「ｎ側コンタクト層１２」を成長させる前に、不純物濃度が小さい結晶性の良い「第２のバッファ層１１２」を成長させることにより、キャリア濃度が大きく
結晶性の良い
　ア　ひび割れが多い層を「結晶性が良い」ものとは評価できないから、当該「ｎ側コンタクト層１２」は、ひび割れしないか少なくともひび割れしにくいものであるといえ、
　イ　ｎ型ＧａＮ層の転位密度は、ｎ型ＧａＮ層の結晶性の程度を示すひとつの目安であり（例えば、特開２００１−７７４１３号公報の段落【００２１】、【００２６】、【００２７】を参照。）、転位密度が高いｎ型ＧａＮ層を「結晶性が良い」ものとは評価できないから、引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」は、「第２のバッファ層１１２」を設けずにｎ型コンタクト層を設けたものに比べ、転位密度が低いものといえ、また、引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」につき、どの程度の転位密度より低いものであれば、「結晶性が良い」と評価するかは、当業者が適宜に定め得る事項というべきである。
　
（２）他方、本願発明における「『ｎ型ＧａＮ層』を『約２×１０９ｃｍ−２未満の転位密度を有する』」ものとすることの技術上の意義について検討するに、本願明細書には、
「ｎ型層は、例えば、約１ミクロンに等しいか又はそれ以上の厚み、及び、約１０１９ｃｍ−３に等しいか又はそれ以上のシリコンドーパント濃度を有する。一実施例においては、
欠陥低減構造は欠陥低減層を含む
この欠陥低減層は、ｎ型層における欠陥密度を約２×１０
９
ｃｍ
−２
に等しいか又はそれ以下に減少させ
「III族窒化物半導体素子の延長した構造欠陥（主として、スレッド転位）の集中を低減する多くの欠陥低減構造が既知である。通常１つ又はそれ以上のIII族窒化物層を含むそのような欠陥低減構造は、一般に、基板上に成長した従来型の低温核形成層の上方に成長する。そのような欠陥低減構造上方に成長したIII族窒化物半導体層は、通常、従来型低温核形成層上に従来の方法で直接成長したIII族窒化物半導体層が有するよりも低い転位密度を有する。」（段落【００１２】）、
「本発明者は、このような欠陥低減構造がそれらの上方に成長したIII属窒化物層の面内圧縮歪みを増大させることを認めた。本発明者はまた、このような欠陥低減構造により引き起こされた圧縮歪みの増加によって、それらの上方に成長したIII族窒化物半導体層をシリコンを用いてひび割れなしに高濃度でドープすることができることを認めた。特に、本発明者は、基板上に成長した従来型の核形成層上に従来型単一流ＭＯＣＶＤ反応器で直接成長したIII族窒化物半導体層で達成できるものよりも厚い層厚と高いシリコン濃度とを有する高品質のIII族窒化物半導体層をそのような欠陥低減構造の上方に成長させることができることを認めた。本発明者は、ひび割れのないIII族窒化物半導体層において達成可能なシリコンドーピング濃度に及ぼす欠陥低減構造の効果を最初に認めたのは本発明者であると考えている。」（段落【００１３】）、
「III族窒化物ｎ型層は、例えば、約１×１０１９ｃｍ−３の濃度までＳｉでドーピングされた厚み約２ミクロンのＧａＮ層であってもよい。このような素子構造には、一般的にひび割れがない。ｎ型層のＳｉドーピングレベルを約３×１０１９ｃｍ−３を超えて高くすると、一般的に、ひび割れの前にｎ型層の表面が粗くなる。」（段落【００１５】）、
「好ましくは、本発明の実施形態に含まれる欠陥低減構造は、約２×１０９ｃｍ−２未満のスレッド転位密度を有するIII族窒化物層の欠陥低減構造上方への成長を可能にする。スレッド転位は、それらが結晶を実質的にその成長方向に貫通することを特徴とする。これらの転位は、双状、螺旋状、又は、混合型の特性を有することができる。これらの欠陥低減構造の特徴は、成長の間にそれらを「現場で」取り込むことができることである。」（段落【００１６】）、
「
欠陥低減構造１６ａの存在により、III族窒化物層１８
、約２×１０
９
ｃｍ
−２
未満の転位密度を有し、ひび割れなしにシリコンで高度にドーピングされる
直線５の下側のシリコンドーピング及び厚みの組合せを有するようなＧａＮ層は、通常ひび割れしない
（なお、図１Ａは、以下のとおりである。）
　
「このような実施例における
III族窒化物層１８の厚みは
約０．５μｍから約１０μｍ
III族窒化物層１８のシリコン濃度は
約１×１０
１９
ｃｍ
−３
又はそれ以上
との記載がある。これらによれば、「欠陥低減構造１６ａ（欠陥低減層）」の存在により、「III族窒化物層１８（ｎ型ＧａＮ層）」が、ひび割れなしにシリコンで高度にドーピングされ、「ｎ型ＧａＮ層」が、約０．５μｍから約１０μｍの厚みと約１×１０１９ｃｍ−３又はそれ以上のシリコン濃度のドーピングとの組合せについて通常ひび割れしないものとされるところ、本願発明において「『ｎ型ＧａＮ層』を『約２×１０９ｃｍ−２未満の転位密度を有する』」ものとすることの技術上の意義は、上記のようにひび割れなしにシリコンで高濃度にドーピングされるｎ型ＧａＮ層の転位密度を表現したことにあるものと理解できる。
　
（３）そうすると、上記（１）アに照らせば、本願発明において、「『ｎ型ＧａＮ層』を『約２×１０９ｃｍ−２未満の転位密度を有する』」ものとすることの技術上の意義は、引用発明の「（Ｓｉを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたｎ型ＧａＮよりなる）ｎ側コンタクト層１２層を成長させる前に、不純物濃度が小さい結晶性の良い第２のバッファ層１１２を成長させることにより、キャリア濃度が大きく結晶性の良いｎ側コンタクト層１２を比較的厚く成長させることができる」との事項と、欠陥防止層の存在によりひび割れなしにシリコンで高度にドーピングされる点で共通するものであり、上記（１）イのとおり、引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」につき、どの程度の転位密度より低いものであれば、「結晶性が良い」と評価するかは、当業者が適宜に定め得る事項であるところ、引用発明の「ｎ側コンタクト層１２」は、本願明細書に開示された「約０．５μｍから約１０μｍの厚みと約１×１０１９ｃｍ−３又はそれ以上のシリコン濃度のドーピングとの組合せ」である、１μｍの膜厚とＳｉを１×１０１９／ｃｍ３　のＳｉドープ濃度を有するものであることに照らせば、引用発明において「ｎ側コンタクト層１２」の転位密度を、上記相違点に係る本願発明の構成である「約２×１０９ｃｍ−２未満」程度のものとすることは、当業者にとって格別に困難なこととはいえない。
　
（４）そして、本願発明の奏する効果が、引用発明から当業者が予測可能な域を超える程の格別顕著なものとは認められない。
　
（５）したがって、本願発明は、引用発明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。
　
６　むすび　
　以上のとおり、本願発明は、引用例に記載された発明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。
　よって、結論のとおり審決する。