【事件の表示】
　特許第３３３４６２４号「窒化物半導体レーザ素子」の請求項１ないし４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】
　特許第３３３４６２４号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理　由】
【1】手続の経緯
　特許第3334624号の請求項1〜4に係る発明は、平成10年6月19日に出願され、平成14年8月2日にその設定登録がなされ、その後、シャープ株式会社より特許異議申立がなされ、取消理由通知に対して特許異議意見書が提出されたものである。
　
【2】特許異議の申立てについての判断
【2-1】申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、本件の請求項1、2に係る発明が、刊行物1に記載された発明と実質的に同一であるから、特許法第29条第1項第3号に該当し、また、請求項1〜4に記載の発明が、刊行物1〜3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ものであること、及び本件請求項1、2に、請求項3、4に記載された技術事項を用いることなくアスペクト比を改善する技術について記載がなく、同項記載の技術事項のみによってアスペクト比の改善が図られるとは認められず、また、請求項3、4に記載された技術事項を用いることなくアスペクト比を改善する技術的手段が発明の詳細な説明に実施例として具体的に示されておらず、当業者が容易に実施することはできないので、請求項1、2が、特許法第36条第6項第1、2号に規定する要件を満たさず、また、発明の詳細な説明が同条第4項に規定する要件を満たさない旨主張している。
刊行物1:特開平9-199798号公報
刊行物2:特開平6-112582号公報
刊行物3:特開平9-199787号公報 
　
　なお、当審が発した取消理由は、特許異議申立の理由と同趣旨である。
　
【2-2】本件の発明
　本件の請求項1〜4に係る発明(以下、請求項順に、「本件発明1」〜「本件発明4」という。)は、本件の明細書の特許請求の範囲に記載された以下のとおりものと認められる。
　「【請求項1】 Alを含む窒化物半導体層を有するp側及びn側のクラッド層の間に、InGaNを少なくとも有する活性層を含む導波路領域を有し、前記p側クラッド層の上に、p側コンタクト層が積層されてなる窒化物半導体レーザ素子において、前記p側クラッド層は、クラッド層全体の厚さを2.0μm以下とし、かつそのp側クラッド層に含まれるAl平均組成(%)との積が4.4以上となるように構成されてなり、前記p側コンタクト層側からp側クラッド層と導波路領域との界面よりも基板側にかけてエッチングして形成された幅0.5〜2.0μmのリッジ形状のストライプを有し、該ストライプの両側面及びその側面と連続した窒化物半導体層の平面に、屈折率が前記導波路領域の平均の屈折率より0.1以上小さい値を有する絶縁膜を有し、更に該絶縁膜を介して、少なくとも前記ストライプの最上層にあるp側コンタクト層の表面全面に接するようにp電極が設けられていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
　【請求項2】 Alを含む窒化物半導体層を有するp側及びn側のクラッド層の間に、InGaNを少なくとも有する活性層を含む導波路領域を有し、前記p側クラッド層の上に、p側コンタクト層が積層されてなる窒化物半導体レーザ素子において、前記n側クラッド層は、少なくともAlを含む窒化物半導体層を有する超格子よりなり、そのn側クラッド層全体の厚さが0.5μm以上とし、かつそのn側クラッド層に含まれるAl平均組成(%)との積が4.4以上となるように構成されてなり、前記p側コンタクト層側からp側クラッド層と導波路領域との界面よりも基板側にかけてエッチングして形成された幅0.5〜2.0μmのリッジ形状のストライプを有し、該ストライプの両側面及びその側面と連続した窒化物半導体層の平面に、屈折率が前記導波路領域の平均の屈折率より0.1以上小さい値を有する絶縁膜を有し、更に該絶縁膜を介して、少なくとも前記ストライプの最上層にあるp側コンタクト層の表面全面に接するようにp電極が設けられていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
　【請求項3】 前記リッジ形状のストライプが、ストライプの端面の幅よりストライプの中央の幅が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の窒化物半導体レーザ素子。
　【請求項4】 前記リッジ形状のストライプが、p側コンタクト層側から導波領域とn側クラッド層との界面よりも基板側にかけてエッチングして形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の窒化物半導体レーザ素子。」
　
【2-3】刊行物の記載
【2-3-1】刊行物1: 特開平9-199798号公報
【0001】〜【0004】
　「【0001】【発明の属する分野】本発明は窒化物半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりなるレーザ素子に関する。
【0002】【従来の技術】紫外〜青色に発振する半導体レーザの材料として窒化物半導体が研究されているが、最近まで実際に発振に成功したという報告は成されていなかった。ところが、我々は95年12月この材料よりなるレーザ素子で、410nmの室温でのパルス発振を世界で初めて発表した。
【0003】【発明が解決しようとする課題】パルス発振に成功した素子はストライプ状の電極を正電極とし、電極幅でもって活性層に係る電流を制限する利得導波型のレーザ素子であり、しきい値電流密度で4kA/cm2以上ある。連続発振させるためにはしきい値電流密度をさらに下げる必要がある。
【0004】従って本発明はこのような事情を鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、窒化物半導体よりなるレーザ素子のしきい値電流を小さくして、室温で連続発振可能な素子を実現することにある。
【0013】
　「【0013】【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、図2は図1のレーザ素子の形状を示す斜視図である。図1は図2に示す素子のレーザ光の共振方向に垂直方向で切断した際の断面図を示している。素子構造としては、基板1の上に、n型コンタクト層2、n型光閉じこめ層3、n型光ガイド層4、活性層5、p型光ガイド層6、p型光閉じ込め層7、p型コンタクト層8を順に積層した基本構造を有している。なお、本明細書で示すレーザ素子の構造はあくまでも基本的な構造を示すものであり、これらに示す層の間に他の窒化物半導体よりなる層を挿入しても、本発明の請求項に示す思想を逸脱しない範囲であれば適宜変更を加えても良い。」
【0019】
　「【0019】多重量子井戸構造の活性層5の総膜厚は100オングストローム以上に調整することが好ましい。100オングストロームよりも薄いと、十分に出力が上がらず、レーザ発振しにくい傾向にある。また活性層の膜厚も厚すぎると出力が低下する傾向にあり、1μm以下、さらに好ましくは0.5μm以下に調整することが望ましい。1μmよりも厚いと活性層の結晶性が悪くなるか、レーザ光が活性層中に広がってしまい、しきい値電流が増加する傾向にある。」
【0022】〜【0028】
　「【0022】p型コンタクト層8はp型InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成することができ、特にInGaN、GaN、その中でもMgをドープしたp型GaNとすると、最もキャリア濃度の高いp型層が得られて、正電極30と良好なオーミック接触が得られ、しきい値電流を低下させることができる。正電極30の材料としてはNi、Pd、Ir、Rh、Pt、Ag、Au等の比較的仕事関数の高い金属又は合金がオーミックが得られやすい。
【0023】以上、本発明のレーザ素子の基本構造について説明したが、本明細書において示すn型層の一般式AlXGa1-XN、p型層のAlXGa1-XN等の組成比X値は単に一般式を示しているに過ぎず、n型層のXとp型層のXとが同一の値を示すものではない。また同様に他の一般式において使用するY値も同一の一般式が同一の値を示すものではない。
【0024】次に、本発明のレーザ素子では、レーザ光の共振方向に水平な方向のp型光ガイド層6、p型光閉じこめ層7及びp型コンタクト層8は、エッチングにより活性層5の幅よりも狭くされる。エッチング手段はドライエッチングを好ましく用い、例えば反応性イオンエッチング、イオンミリング、ECRエッチング、集束イオンビームエッチング、イオンビームアシストエッチング等を用いることができる。エッチングされたp型層の好ましい幅としては、10μm以下、さらに好ましくは5μm以下、最も好ましくは3μm以下に調整すると、レーザの非点隔差が小さくなり、しきい値電流も低くなる。図1ではこれらのエッチング手段により端面を垂直にエッチングしているが、メサエッチによりエッチング後の断面形状が台形になるようにするのがさらに好ましい。
【0025】次に絶縁性薄膜10を形成するには、プラズマCVD、スパッタリング、分子線蒸着等の常用されている気相製膜手段を用いることができる。絶縁性薄膜10の材料としては、例えばSiO2、SiN、AlN、Al2O3等の高誘電体材料が使用できる。この絶縁性薄膜の膜厚は特に問うものではないが、例えば0.01μm〜50μm程度の膜厚で形成できる。
【0026】本発明に類似した技術として例えば特開平6-152072号公報に屈折率導波型のレーザ素子が示されている。しかしながらこの公報ではエッチング深さが活性層を超えてn型層にまで至っている。本発明のレーザ素子ではエッチング深さは図1、図3に示すように活性層を超えない。活性層を超えないことによりエッチングダメージが活性層中に入りにくくなるので、レーザ素子の寿命を長くすることができる。
【0027】正電極30は絶縁性薄膜10を介してp型コンタクト層8に接続されている。なおこの図では電極をp型コンタクト層8の真上に形成しているが、図3に示すように、電極面積を広げるために絶縁性薄膜10を介して正電極30を延長してもよい。
【0028】図3は本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図である。この図では、p型光ガイド層6、p型光閉じこめ層7及びp型コンタクト層8のエッチング後の断面形状が、レーザ光の共振方向に垂直な方向に対し、活性層5側を底部とし、p型コンタクト層8側を上部とする台形とされている。図1に示すようにエッチング端面をほぼ垂直な形状とすると、エッチングされた面に形成する絶縁性薄膜にピット(孔)が発生しやすくなる。つまりエッチングにより発生した直角部分、垂直部分にあたる箇所は水平部分に比べて、均一な膜ができにくい。正電極となる金属材料が万一ピットから侵入すると短絡する恐れがある。しかし、図3に示すような形状とすると絶縁性薄膜10が均一な膜厚で形成できるので、素子の信頼性が高まる。台形にメサエッチされた最上層のp型コンタクト層のストライプ幅も10μm以下、さらに好ましくは5μm以下、最も好ましくは3μm以下に調整することが望ましい。また、図3に示すようにエッチング深さは、図1のように活性層5に達するまでエッチングしなくと
も、p型光ガイド層6の途中で止めることも可能である。さらに、正電極30も、レーザ素子をヒートシンク、あるいはサブマウントとワイヤーボンディング、あるいはダイレクトボンディングするためにその電極面積を広げることも可能である。」
【0033】
　「【0033】次に、温度を1050℃にして、原料ガスにTEG、TMA(トリメチルアルミニウム)、アンモニア、不純物ガスにシランガスを用いて、Siドープn型Al0.3Ga0.7Nよりなるn型光閉じこめ層45を0.5μmの膜厚で成長させた。」
【0035】
　「【0035】次に原料ガスにTMG、TMI、アンモニアを用いて活性層47を成長させた。活性層は温度を750℃に保持して、まずノンドープIn0.2Ga0.8Nよりなる井戸層を25オングストロームの膜厚で成長させる。次にTMIのモル比を変化させるのみで同一温度で、ノンドープIn0.01Ga0.95Nよりなる障壁層を50オングストロームの膜厚で成長させる。この操作を13回繰り返し、最後に井戸層を成長させ総膜厚0.1μmの膜厚の多重量子井戸構造よりなる活性層47を成長させた。」
【0038】
　「【0038】続いて、TMG、TMA、アンモニア、Cp2Mgを用いてMgドープAl0.3Ga0.7Nよりなるp型光閉じこめ層50を0.5μmの膜厚で成長させた。」
【0041】
　「【0041】 次に、p型コンタクト層51の上から同じくRIEにより、選択メサエッチを行い、p型コンタクト層51、p型光閉じこめ層50、p型光ガイド層49、p型層48の一部をストライプ状にエッチングした。エッチングにより残る最上層のp型コンタクト層のストライプ幅は1μmとし、台形状の底部にあたるp型層48のストライプ幅はおよそ4μmとした。」
　
【2-3-2】刊行物2: 特開平6-112582号公報
【特許請求の範囲】【請求項1】
　「【特許請求の範囲】【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、この半導体基板上に形成された第1導電型の半導体層からなる第1のクラッド層と、この第1のクラッド層の上層に形成された第1導電型とは逆の第2導電型の半導体層からなる第2のクラッド層と、上記異なる導電型からなる2つのクラッド層の間に挟まれて形成され、上記2つのクラッド層よりバンドギャップが小さく屈折率が大きい半導体層からなる活性層と、この活性層の一部に電流を流すための通電手段と、発振した光に対する導波路と、前記2つのクラッド層および活性層に直交する一対のミラー面を持つ半導体レーザ装置において、前記通電手段は、前記第2のクラッド層に形成されたストライプ状のリッジ部を有し、このリッジ部は発振光の基本横モードと共に高次の横モードも許容される幅を有し、このリッジ部の側面および外側の部分は前記活性層よりバンドギャップが小さい第1導電型の半導体層により覆われており、前記導波路は、少なくとも一方のミラー面近傍でストライプ状のリッジ部が狭められており、その幅は基本横モードのみを選択するように前記第2のクラッド層の厚さより狭く設定されており、その断面形状は三角形であり、その側面および外側の部分は前記活性層よりバンドギャップが小さい第1導電型の半導体層により覆われていることを特徴とする半導体レーザ装置。」
　
【2-3-3】刊行物3: 特開平9-199787号公報
【0004】
　「【【0004】発明が解決しようとする課題】窒化物半導体レーザ素子のレーザ光の横方向の光閉じ込めを行うためには、もっと現実に即した材料を選定して、効果的に光閉じ込めを行うことが望ましい。そこで本発明はこのような事情を鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、窒化物半導体レーザ素子の活性層の横モードの光閉じ込めを行い安定したレーザ素子を得ることにある。」
【0009】
　「【0009】【発明の実施の形態】図1は本発明のレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、図2は図1のレーザ素子の形状を示す斜視図である。なお、図1は図2のレーザ素子を共振面に対して平行な方向で切断した際の断面図である。このレーザ素子の基本的な構造は絶縁性基板1の上に、窒化物半導体よりなるn型コンタクト層2、n型光閉じ込め層3、n型光ガイド層4、活性層5、p型光ガイド層6、p型光閉じ込め層7、p型コンタクト層8との積層構造である。さらに、最上層のp型コンタクト層8側からn型コンタクト層2まで、ストライプ状のエッチングを行い、活性層の幅を狭くして、電流が活性層に集中するようにしている。またエッチングによりストライプ状とされた共振器のp型コンタクト層8には正電極30が設けられ、正電極30と平行な方向でn型コンタクト層2には負電極20が設けられている。」
【0021】、【0022】
　「【0021】次に、誘電体薄膜40を形成するには、プラズマCVD、スパッタリング、分子線蒸着等の常用されている気相製膜手段を用いることができ、材料としては、例えばSiOX、SiN、AlN、Al2O3等の高誘電体材料が使用できる。またこれらの誘電体を薄膜を多層に積層して、活性層5の横方向の光を反射する誘電体多層膜を形成しても良い。誘電体薄膜は例えば0.01μm〜50μm程度の膜厚で形成できる。
【0022】さらに本発明のレーザ素子では誘電体薄膜40の上に活性層の光を反射する金属薄膜50を形成している。この金属薄膜50を形成することにより活性層5の横方向の光を完全に閉じ込めることができる。金属薄膜の材料としてはAl、Ag、Ni、Cr、Pt等の窒化物半導体レーザ光(例えば380nm〜550nm)に対して反射率が高い材料を選択することが望ましい。」
　
【2-4】対比・判断
【2-4-1】本件発明1
　刊行物1に記載された窒化物半導体レーザ素子が、リッジ形状のストライプを有し、導波路領域となる部分とクラッド層となる部分からなることは明らかである。また、刊行物1に記載された窒化物半導体レーザ素子の、p型光閉じ込め層5とp型光ガイド層6との界面が本件発明1の「p側コンタクト層側からp側クラッド層と導波路領域との界面」に相当する。そして、刊行物1に記載された窒化物半導体レーザ素子の、「閉じ込め層」、「絶縁性薄膜10」、及び「正電極30」は、本件発明1の「クラッド層」、「絶縁膜」、及び「p電極」に相当する。
　よって、本件発明1と刊行物1に記載された発明とは、「Alを含む窒化物半導体層を有するp側及びn側のクラッド層の間に、InGaNを少なくとも有する活性層を含む導波路領域を有し、前記p側クラッド層の上に、p側コンタクト層が積層されてなる窒化物半導体レーザ素子において、前記p側クラッド層は、クラッド層全体の厚さを0.5μm、かつそのp側クラッド層に含まれるAl平均組成(%)との積が4.4以上となるように構成されてなり、前記p側コンタクト層側からp側クラッド層と導波路領域との界面よりも基板側にかけてエッチングして形成された3μm以下のリッジ形状のストライプを有し、該ストライプの両側面及びその側面と連続した窒化物半導体層の平面に、屈折率が前記導波路領域の平均の屈折率より0.1以上小さい値を有する絶縁膜を有し、更に該絶縁膜を介して、少なくとも前記ストライプの最上層にあるp側コンタクト層の表面に接するようにp電極が設けられていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。」の点で一致し、以下の相違点1及び相違点2で両者は相違する。
　相違点1:本件発明1は幅0.5〜2.0μmのリッジ形状であるのに対して、刊行物1のものは3μm以下である点。
　相違点2: 本件発明1は、p電極がp側コンタクト層の全面に接するのに対して、刊行物1のものはp電極がp側コンタクト層の一部に接する点で相違する。
　まず、相違点1を検討するに、刊行物1のものは、段落【0024】の記載から、エッチングにより活性層5の幅よりも狭くし、エッチングされたp型層の好ましい幅としては、10μm以下、さらに好ましくは5μm以下、最も好ましくは3μm以下に調整すると、レーザの非点隔差が小さくなり、しきい値電流も低くなるという知見に基づくものであるから、リッジの幅を幅0.5〜2.0μmとすることは当業者が容易に想到できた事項と認められる。
　次に、相違点2を検討するに、p電極がp側コンタクト層の全面に接することにより、特許異議意見書に記載された効果(電極材料による光の吸収、光の吸収の均一化)が認められる。この点は他の刊行物をみても記載されておらず、刊行物1〜3に基づいて当業者が容易に想到できたということはできない。
　したがって、本件発明1は刊行物1〜3に記載された発明であるとも、またそれらに基づいて当業者が容易に発明できたものともいえない。
　
【2-4-2】本件発明2
　本件発明2は、本件発明1の発明を特定する技術事項の内、「前記p側クラッド層は、クラッド層全体の厚さを2.0μm以下とし、かつそのp側クラッド層に含まれるAl平均組成(%)との積が4.4以上となるように構成されてなり、」という技術事項を「前記n側クラッド層は、少なくともAlを含む窒化物半導体層を有する超格子よりなり、そのn側クラッド層全体の厚さが0.5μm以上とし、かつそのn側クラッド層に含まれるAl平均組成(%)との積が4.4以上となるように構成されてなり、」と変更したものである。
　この変更した点は、刊行物1に開示された技術事項と認められるので、本件発明2と刊行物1に記載された発明とを比較すると、「【2-4-1】本件発明1」で指摘した相違点が存在するので、本件発明2は刊行物1〜3に記載された発明であるとも、またそれらに基づいて当業者が容易に発明できたものともいえない。
　
【2-4-3】本件発明3及び本件発明4
　本件発明3及び本件発明4は、請求項1又は請求2の記載を引用したものであり、本件発明1又は本件発明2のすべての構成を、それら発明を特定する構成として含むものである。
　従って、本件発明3、4と刊行物1に記載された発明とを対比すると、「【2-4-1】」で述べた相違点2が存在するので、本件発明3、4は、「【2-4-1】」で述べた理由によって、刊行物1〜3に記載された発明であるとも、またそれらに基づいて当業者が容易に発明できたものともいえない。
　
【2-5】明細書の記載不備について
　本件発明1〜4の目的である、窒化物半導体レーザの発振光のアスペクト比を改善するために、本件の特許明細書、段落【0006】には、ストライプを形成する際のエッチングの幅と量とを特定すること、ストライプに形成する絶縁膜の技術事項、及びp電極の技術事項に着目したことが記載されている。そして、前記着目した技術事項の具体的な実施の形態が、本件明細書の発明の詳細な説明に記載されていると認められる。
　ここで、特許請求の範囲の記載については、発明を実施する際当業者が適宜設定できる事項については、特許請求の範囲に当該事項の記載がなくとも、そのことのみをもってその発明が不明確であるということはできない。してみると、前記着目した事項についてその技術事項を記載した本件請求項1〜4は、それらの記載が発明の詳細な説明に記載されていない事項であるとはいえず、また、当該記載が不明確ということもできない。さらには、前記着目した技術事項の具体的な実施の形態が発明の詳細な説明に記載されているから、本件明細書の発明の詳細な説明には、本件請求項1〜4に係る発明を当業者が容易に実施できる程度に技術事項が開示されているというべきである。
　本件明細書では、ストライプを形成する際のエッチングの幅と量とを特定すること、ストライプに形成する絶縁膜の技術事項、及びp電極の技術事項によって、アスペクト比の改善が達成されるという知見を示しているのに対して、異議申立人は、請求項3及び4に記載された技術事項がアスペクト比を改善するために必須の事項である旨主張するが、その技術的根拠は不明であり、異議申立人の主張を採用することはできない。
　
【2-6】むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の請求項1〜4に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項1〜4に係る発明の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１５年９月９日（２００３．９．９）