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　特願２００８−１３９１７５「ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体素子」拒絶査定不服審判事件〔平成２０年　９月　４日出願公開、特開２００８−２０５５１４〕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９年９月２日（パリ条約による優先権主張　１９９６年９月６日　米国）に出願した特願平９−２３６８７６号の一部を平成２０年５月２８日に新たな特許出願としたものであって、平成２３年６月２８日付けで拒絶理由が通知され、同年１２月２８日に手続補正がなされたが、平成２４年４月２６日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年９月１０日に拒絶査定不服審判請求がなされるとともに、これと同時に手続補正がなされた後、当審において、平成２５年８月１９日付けで拒絶理由が通知され、平成２６年２月２１日に手続補正がなされたものである。
　
２　本願発明
　本願の請求項に係る発明は、平成２６年２月２１日になされた手続補正後の特許請求の範囲の請求項１ないし２に記載された事項により特定されるものと認められるところ、請求項１に係る発明は、次のとおりのものである。
「基板と、
　基板上に配置される（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＮの化合物デバイス層とを有し、ここで、０≦ｘ≦１及び０≦ｙ≦１であり、該化合物デバイス層が、第１、第２及び第３のサブ・レーヤを含んでおり、前記第２及び第３のサブ・レーヤはＮタイプのドーピング・レベルを有しており、
　前記第２及び第３のサブ・レーヤのＮタイプのドーピング・レベルは独立して調整されており、前記第２のサブ・レーヤは前記第１のサブ・レーヤの上に形成され、前記第３のサブ・レーヤは、前記第２のサブ・レーヤの上に形成されており、
　各サブ・レーヤについて前記ドーピング・レベルが高くなるにつれて、当該サブ・レーヤの対応する厚さが小さくなっており、
　前記第２のサブ・レーヤのドーピング・レベルは、前記第３のサブ・レーヤのドーピング・レベルを超え、
　ドーピングが施されていない前記第１のサブ・レーヤの厚さは前記第３のサブ・レーヤの厚さを超え、前記第３のサブ・レーヤの厚さは、前記第２のサブ・レーヤの厚さを超えていることを特徴とするデバイス。」（以下「本願発明」という。）
　
３　刊行物の記載及び引用発明
（１）引用文献
　当審において通知した拒絶の理由に引用した、原出願の優先日前に頒布された刊行物である、特開平８−２３１２４号公報（以下「引用文献」という。）には、以下の記載がある（下線は当審にて付した。）。
ア　「【請求項１】
少なくともｎ型層が活性層と基板との間に形成された構造を備える窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、前記ｎ型層は基板側に形成された第一のｎ型層と、その第一のｎ型層に接して活性層側に形成されて、第一のｎ型層よりも電子キャリア濃度が大きい第二のｎ型層とを含む
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
　
イ　「【０００１】【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子に使用される
窒化ガリウム系化合物半導体（Ｉｎ
a
Ａｌ
b
Ｇａ
1-a-b
Ｎ、０≦a、０≦b、a＋b≦１）よりなる発光素子
　
ウ　「【０００８】本発明の一実施例の発光素子の構造を図３に示す。基本的な構造は図１に示す発光素子とほぼ同じであるが、第一のｎ型層であるｎ型コンタクト層３に接して、活性層５側にその第一のｎ型層３よりも電子キャリア濃度が大きい新たな第二のｎ型層３３を形成している。基板１、バッファ層２、
ｎ型コンタクト層３、ｎ型クラッド層４、
は窒化ガリウム系化合物半導体で形成され
【０００９】本発明の発光素子において、結晶性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させるには、基板１にサファイアを好ましく用い、バッファ層２にＧａＮ、またはＡｌＮを成長させ、１０オングストローム〜０．５μｍの膜厚で形成することが好ましい。
【００１０】活性層５と基板１との間に形成する
第一のｎ型層は、ｎ型コンタクト層３としては
１μｍ〜５μｍの膜厚で形成し、その表面にｎ型クラッド層４を形成する場合には５０オングストローム〜１μｍの膜厚で成長する
【００１３】【作用】図４に、図３の発光素子における第一のｎ型層であるｎ型コンタクト層３から、活性層５に供給される電子の流れを模式的に示す。これは、ｎ型コンタクト層３から供給される電子が、矢印に示すように電子キャリア濃度の大きい第二のｎ型層３３中を通って均一に広がることにより活性層５を均一に発光させることを示している。このように第一のｎ型層に接して、その第一のｎ型層よりも電子キャリア濃度の大きい第二のｎ型層３３を活性層側に形成すると、電子が第二のｎ型層３３中に均一に広がるので、活性層５から均一な面発光が得られる。
【００１４】第二のｎ型層３３はインジウムを含むＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０＜X、Y≦０）とすることが好ましく、特に好ましくはＩｎのＧａに対する混晶比（Ｉｎ／Ｇａ）が０．５以下のＩｎＧａＮとするのがよい。なぜなら、Ｉｎを含む窒化ガリウム系化合物半導体の方が、含まないものよりも電子キャリア濃度の大きい層を形成しやすく、またＩｎを含む結晶は、含まない結晶に比べて結晶が柔らかく、転位などの結晶欠陥を吸収しやすい。そのため基板上にＡｌＧａＮ、ＧａＮ等の格子整合していない第一のｎ型層３を成長させた場合、その第一のｎ型層３の結晶欠陥を第二のｎ型層３３で緩和することが可能であるからである。
【００１５】
第二のｎ型層３３の電子キャリア濃度は１×１０
18
／cm
3
〜１×１０
22
／cm
3
の範囲に調整することが好まし
第二のｎ型層３３よりも電子キャリア濃度の小さい第一のｎ型層は１×１０
16
／cm
3
〜１×１０
19
／cm
3
の範囲に調整することが好ましい
【００１６】
第二のｎ型層３３の膜厚は通常１０オングストローム〜１μｍの膜厚で、さらに好ましくは５０オングストローム〜０．３μｍの膜厚で形成することが好ましい
　
エ　図３は、次のものである。
　
オ　上記アないしウを踏まえて、エの図３をみると、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板１、バッファ層２、ｎ型コンタクト層３、第二のｎ型層３３、ｎ型クラッド層４、活性層５、ｐ型クラッド層６、ｐ型コンタクト層７の順に形成されてなるものであることがみてとれる。
　
（２）引用発明
ア　上記（１）アによれば、引用文献には、次の発明が記載されていると認められる。
「少なくともｎ型層が活性層と基板との間に形成された構造を備える窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、前記ｎ型層は基板側に形成された第一のｎ型層と、その第一のｎ型層に接して活性層側に形成されて、第一のｎ型層よりも電子キャリア濃度が大きい第二のｎ型層とを含む窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」
　
イ　上記（１）オによれば、上記アの発明は、「第二のｎ型層」と「活性層」の間に、「ｎ型クラッド層」を形成してなる。
　
ウ　以上によれば、引用文献には、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。
「少なくともｎ型層が活性層と基板との間に形成された構造を備える窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、前記ｎ型層は基板側に形成された第一のｎ型層と、その第一のｎ型層に接して活性層側に形成されて、第一のｎ型層よりも電子キャリア濃度が大きい第二のｎ型層とを含む窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、
　前記第二のｎ型層と前記活性層の間に、ｎ型クラッド層を形成した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」
　
４　対比・判断
（１）本願発明と引用発明とを対比する。
ア　引用発明の「基板」及び「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子」は、本願発明の「基板」及び「デバイス」にそれぞれ相当する。
　
イ　引用発明は、「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子」であるから、本願発明と同様に、「基板上に配置される（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＮ（０≦ｘ≦１及び０≦ｙ≦１）の化合物デバイス層」を有する。
　
ウ　引用発明の「第一のｎ型層」、「第二のｎ型層」、「ｎ型クラッド層」及び「電子キャリア濃度」は、それぞれ、本願発明の「第１のサブ・レーヤ」、「第２のサブ・レーヤ」、「第３のサブ・レーヤ」及び「Ｎタイプのドーピング・レベル」に相当し、引用発明は、本願発明の「該化合物デバイス層が、第１、第２及び第３のサブ・レーヤを含んでおり、前記第２及び第３のサブ・レーヤはＮタイプのドーピング・レベルを有しており」、「第２のサブ・レーヤは第１のサブ・レーヤの上に形成され、第３のサブ・レーヤは、第２のサブ・レーヤの上に形成され」との構成を備える。
　
エ　以上によれば、
「基板と、
　基板上に配置される（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＮの化合物デバイス層とを有し、ここで、０≦ｘ≦１及び０≦ｙ≦１であり、該化合物デバイス層が、第１、第２及び第３のサブ・レーヤを含んでおり、前記第２及び第３のサブ・レーヤはＮタイプのドーピング・レベルを有しており、
　前記第２のサブ・レーヤは前記第１のサブ・レーヤの上に形成され、前記第３のサブ・レーヤは、前記第２のサブ・レーヤの上に形成されているデバイス。」
である点で一致し、下記（ア）及び（イ）の点で相違する。
　
（ア）本願発明の「第１のサブ・レーヤ」は「ドーピングが施されていない」のに対して、引用発明の「第一のｎ型層」は、「ドーピングが施されていない」と特定されない点（以下「相違点１」という。）。
　
（イ）本願発明の「第１、第２及び第３のサブ・レーヤ」のドーピング・レベルと厚さが、「前記第２及び第３のサブ・レーヤのＮタイプのドーピング・レベルは独立して調整されており」、また、「各サブ・レーヤについて前記ドーピング・レベルが高くなるにつれて、当該サブ・レーヤの対応する厚さが小さくなっており、前記第２のサブ・レーヤのドーピング・レベルは、前記第３のサブ・レーヤのドーピング・レベルを超え、前記第１のサブ・レーヤの厚さは前記第３のサブ・レーヤの厚さを超え、前記第３のサブ・レーヤの厚さは、前記第２のサブ・レーヤの厚さを超えている」と特定されるのに対し、引用発明の「第一のｎ型層」、「第二のｎ型層」及び「ｎ型クラッド層」の電子キャリア濃度と厚さがこのように特定されるものではない点（以下「相違点２」という。）。
　
（２）判断
ア　相違点１について
　引用発明は、第一のｎ型層よりも第二のｎ型層の電子キャリア濃度が大きいものであり、引用発明の「第一のｎ型層」は、電子キャリア濃度が第二のｎ型層よりも小さいものである。しかるところ、上記３（１）ウの段落【００１５】の「第二のｎ型層３３よりも電子キャリア濃度の小さい第一のｎ型層は１×１０16／cm3〜１×１０19／cm3の範囲に調整することが好ましく」、さらに、「窒化ガリウム系化合物半導体としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮが好ましく、最も好ましくはＧａＮとする。なぜならＧａＮ、ＡｌＧａＮはノンドープあるいはｎ型ドーパントをドープして容易にｎ型となり、ドーパントにより電子キャリア濃度を制御することが容易である」との記載に照らして、引用発明における「第一のｎ型層」をノンドープとすることは、当業者が設計上適宜なし得る程度のことと認められる。
　
イ　相違点２について
（ア）ａ　引用発明の「ｎ型クラッド層」は、「第一のｎ型層」及び「第二のｎ型層」の電子キャリア濃度と厚さに係わりなく、ｎ型のクラッドとして機能する範囲で所望の電子キャリア濃度と厚さとされるべきものであるから、「第二のｎ型層」と「ｎ型クラッド層」の電子キャリア濃度は独立して調整されるものである。
　
ｂ　また、上記３（１）ウの段落【００１０】の「活性層５と基板１との間に形成する第一のｎ型層は、ｎ型コンタクト層３としては通常１μｍ〜５μｍの膜厚で形成し、その表面にｎ型クラッド層４を形成する場合には５０オングストローム〜１μｍの膜厚で成長する」との記載、
　上記３（１）ウの段落【００１５】の「第二のｎ型層３３の電子キャリア濃度は１×１０18／cm3〜１×１０22／cm3の範囲に調整することが好まし」いとの記載、及び、
　上記３（１）ウの段落【００１６】の「第二のｎ型層３３の膜厚は通常１０オングストローム〜１μｍの膜厚で、さらに好ましくは５０オングストローム〜０．３μｍの膜厚で形成することが好ましい」との記載によれば、「ｎ型クラッド層」を形成する場合の「第一のｎ型層」の膜厚は「５０オングストローム〜１μｍ」であり、「（電子キャリア濃度は１×１０18／cm3〜１×１０22／cm3の範囲の）第二のｎ型層」の膜厚は「通常１０オングストローム〜１μｍの膜厚で、さらに好ましくは５０オングストローム〜０．３μｍ」である。
　そうすると、「第一のｎ型層」より電子キャリア濃度が高い引用発明の「第二のｎ型層」は、「第一のｎ型層」より膜厚を大きくするものではないことが理解できる。
　
ｃ　そして、上記３（１）ウの段落【００１３】によれば、第二のｎ型層の電子キャリア濃度を上記ａのように大きくするのは、第二のｎ型層中に電子を広げるためと認められるところ、「ｎ型クラッド層」を、ｎ型のクラッドとして機能する範囲で所望の電子キャリア濃度と厚さとするに際し、電子キャリア濃度を第二のｎ型層よりも大きくすることは、想定困難である。そうすると、「ｎ型クラッド層」を、電子キャリア濃度が１×１０18／cm3〜１×１０22／cm3である「第二のｎ型層」と、ノンドープである「第一のｎ型層」の間の電子キャリア濃度とし、あわせて、膜厚が通常１０オングストローム〜１μｍの膜厚で、さらに好ましくは５０オングストローム〜０．３μｍである「第二のｎ型層」と、１μｍ〜５μｍである「第一のｎ型層」の間の膜厚とすることに格別の困難があるものとは認められない。
　そして、これにより、本願発明に係る相違点２の構成を備えることになる。
　
（イ）ここで、本願発明の第３のサブレイヤのドーピング・レベル、厚さ及び亀裂の回避に係る技術的意義について、本願明細書には以下の記載がある。
ａ　「【発明が解決しようとする課題】
【０００５】一般に、基板上にバッファ層を成長させると、良質なＮタイプ及びＰタイプのデバイス層を成長させることが可能になる。しかし、ＡｌＧａＩｎＮデバイス層のＮドーピングが増大し、ホール効果による測定結果２Ｅ１８ｃｍ−３を超える場合（例えば、ＬＥＤ内でＳｉをドープしたＧａＮ層）、多量のドーピングが施された層の厚さが数マイクロメートル（μｍ）を超えると、基板との格子不整合及び熱膨張率の差が大きくなるので、デバイス層の中にはひどい
亀裂
亀裂を最小限に抑える
亀裂を防ぐため
材料の亀裂
【課題を解決するための手段】・・・
【０００９】発光デバイス（ＬＥＤ）の場合、Ｎタイプの化合物デバイス層は、３つのサブ・レーヤを備えている。各サブ・レーヤのドーピング・レベルは、選択された物理特性を最適化するように選択されている。
第１のサブ・レーヤは、亀裂を回避するため、ドーピングが施されない
第２のサブ・レーヤは、
材料の亀裂を回避するのに必要な薄さ
第３のサブ・レーヤは、
最適なキャリヤ注入及び対再結合が得られるように、所望のレベルまでドープされる
一般に、第２のサブ・レーヤよりも少量
　
ｂ　「【実施例】・・・
【００１１】化合物デバイス層１６は、ＧａＮ：ＳｉのようなＮドープしたＡｌＧａＩｎＮ材料の３つのサブ・レーヤ１６Ａ、１６Ｂ、及び、１６Ｃを備えている。各サブ・レーヤは固有のドーピング・レベルを有している。
第１のサブ・レーヤ１６Ａは、亀裂を回避するため少量のドーピングが施され、
第２のサブ・レーヤ１６Ｂは、
厚さは、亀裂を回避するため、０．４μｍ以下に保つ
オプションの第３のサブ・レーヤ１６Ｃは、
最適なキャリヤ注入及び対再結合が得られるように、所望のレベルまでドーピングが施される。
第３のサブ・レーヤによれば、
最適な電流注入及び再結合が得られるように別個にドーピング制御する
【００１２】図２には、図１に示すデバイスに関するプロセス・フロー・チャート３０が示されている。ステップ４０において、バッファ層が、サファイア基板上に直接形成される。ステップ５０において、３００Ｃ〜１５００Ｃの範囲の成長温度で、第１のＮタイプ・デバイスサブ・レーヤが、バッファ層上に直接形成されるが、第１のサブ・レーヤの厚さは、１．０μｍ〜３００μｍの間で変動してもよい。ステップ６０では、同等の成長温度で、第２のサブ・レーヤが、第１のサブ・レーヤ上に形成されるが、
第２のサブ・レーヤの厚さは、
厚さは亀裂を回避するため十分に薄く
オプションの第３のサブ・レーヤが、選択されたドーピング・レベル及び厚さになるように、
ドーピング・レベル及び厚さは、電流注入及び光学再結合を改善するように選択される
【００１４】３つのサブ・レーヤを備えたＮタイプの化合物層は、例示のように、
デバイス層の亀裂
亀裂問題を軽減する
　
ｃ　「【００１５】以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００１６】（実施態様１）
以下（ａ）および（ｂ）を含むことを特徴とするデバイス、
（ａ）基板（１２）と、
（ｂ）基板上に配置される（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＮの化合物デバイス層（１６）であって、該化合物デバイス層（１６）は、
第１と第２のサブ・レーヤ（１６Ａ、１６Ｂ）を含んでおり、
厚さは、材料の亀裂を最小限に抑える
【００１８】（実施態様３）
　前記化合物デバイス層に、さらに関連するドーピング・レベルを備え、前記第２のサブ・レーヤの上に配置される
第３のサブ・レーヤ（１６Ｃ）が含まれ
前記第３のサブ・レーヤの前記関連するドーピング・レベルが、活性層において発光に最適なキャリヤ注入及び対再結合の物理特性をもたらすように選択されている
【００２５】（実施態様１０）
　前記化合物デバイス層（１６）に、さらに、関連するドーピング・レベルを備え、前記第２のサブ・レーヤの上に配置される
第３のサブ・レーヤ（１６Ｃ）が含まれ
前記第３のサブ・レーヤの関連するドーピング・レベルが、活性層において発光に最適なキャリヤ注入及び対再結合の物理特性をもたらすように選択されている
【００３３】（実施態様１８）
　前記化合物デバイス層（１６）に、さらに、関連するドーピング・レベルを備え、前記第２のサブ・レーヤ（１６Ｂ）の上に配置される
第３のサブ・レーヤ（１６Ｃ）が含まれ
前記第３のサブ・レーヤ（１６Ｃ）の前記関連するドーピング・レベルが、活性層において発光に最適なキャリヤ注入及び対再結合の物理特性をもたらすように選択されている
　
（ウ）上記（イ）によれば、本願発明の解決すべき課題である「材料の亀裂」を回避する（段落【０００５】）ためには、第１のサブ・レーヤを、ドーピングを施さないか少量のドーピング・レベルとし、第２のサブ・レーヤを、薄くすればよいことが理解できる。
　すなわち、第１及び第２のサブ・レーヤのドーピング・レベル及び厚さを所定のものとすることで、「材料の亀裂」を回避するという課題が解決されるといえる。
　
（エ）そして、本願明細書及び図面をみても、第３のサブ・レーヤのドーピング・レベルと厚さが、第１のサブ・レーヤないし第２のサブ・レーヤのドーピング・レベルと厚さとの相対的な関係で定められるべき格別の技術的な関係があるとする記載は見当たらない。
　そうすると、第３のサブ・レーヤのドーピング・レベルと厚さを、第１のサブ・レーヤや第２のサブ・レーヤのドーピング・レベルと厚さとの相対関係で定めることに格別の技術的意義は認められない。
　
（オ）以上によれば、引用発明において、本願発明に係る相違点２の構成とすることは当業者が容易になし得たことである。　
　
ウ　請求人の主張について
　請求人は平成２６年２月２１日に提出した意見書において、
「本願発明は、材料の質を維持し、電荷キャリア及び光を吸収するような装置の効率の低減を防止するため、ドーピングレベルと厚みとの間の相対的関係を特定したものである。第１のサブ・レーヤは、亀裂を回避するため、ドーピングが施されず、良好な材料の質にとって望ましい厚さまで成長させられる。第２のサブ・レーヤは、良好なＮ接触、順電圧、及び、電気抵抗特性が得られるように、多量のドーピングが施され、相応じて、材料の亀裂を回避するのに必要な薄さに保たれる。第３のサブ・レーヤは、デバイスの活性層における最適なキャリヤ注入及び対再結合が得られるように、所望のレベルまでドープされるが、そのドーピングは、第２のサブ・レーヤよりも少量である。
　引用文献１には、相違点の開示も示唆もなく、この相違点の技術的意義は明らかであるから、本願発明は、引用発明１に基づいて容易に実施できたものではない。」
と主張する。
　しかし、上記主張によっても、本願発明において、引用発明ないし引用文献の記載から当業者が予測困難な程の格別顕著な効果が奏されるものとは認められない
　
（３）小括
　以上の検討によれば、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。
　
５　むすび
　以上のとおり、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ものである。
　
　よって、結論のとおり審決する。