【事件の表示】
　特許第２８６７８５８号「メッシュ発生方法」の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２８６７８５８号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．経緯
出　願　　　　　　　　平成　５年１２月１３日
特許設定登録（特許第２８６７８５８号）
　　　　　　　　　　　平成１０年１２月２５日
特許異議申立（渡部　徹）
　　　　　　　　　　　平成１１年　９月１０日
取消理由通知１　　　　平成１１年１１月３０日
特許異議意見書１　　　平成１２年　３月　７日
取消理由通知２　　　　平成１２年　７月　５日
特許異議意見書２　　　平成１２年　８月　７日
訂正請求書　　　　　　平成１２年　８月　７日
　
２．特許異議申立及び取消理由の概要
  特許異議申立人渡部徹主張の申立理由は次のとおりである。
「ａ）本件特許の発明の詳細な説明は、発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が、本件特許発明の特許請求の範囲に記載されている発明の実施をすることができる程度に明確かつ十分に、記載されていない。従って、特許法第３６条第４項の要件を満たさず、取り消すべきものであります。
即ち、「半導体デバイスのシミュレーションでは、様々な定数の決定がシミュレーションの有効性を決める重要なファクターであると共に、最も困難な部分であります。構成要件（Ｅ）の「前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップ」での、「ある基準距離」というのが、当業者にとっても、全く分からない基準距離です。しかも、この「ある基準距離」が、これまで行われてきた半導体デバイスのシミュレーンョンに対応するものがなく、しかも、本発明にとってキーポイントとなる重要な要素であります。この「ある基準距離」は、発明の詳細な説明においても「ある基準距離」という以外に何らの指針も与えられておりません。この基準距離は、どのようなものでも良いのでしょうか？　それはあり得ません。この基準距離が小さすぎると、境界保護層内部のメッシュ点との結合が生じてしまいます。大きすぎると「離散化による計算誤差が生じ、計算精度が低下します。しかも、これまでの従来技術を参照するに、そのような特定の「ある基準距離」は、当業者にとって容易に決定できるようなものではありません。新たな研究及び試行錯誤を重ねることによって、別途発明を行わなければ、本件発明を実施することが出来ません。従いまして、発明の詳細な説明は、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者がその実施をすることができる程度に明確かつ十分に、記載されておりません。」である。
　
ｂ）又、本件特許発明の特許請求の範囲には、請求項に区分して、各請求項ごとに特許出願人が特許を受けようとする発明を特定するために必要と認める事項のすべてが記載されていない。従って、特許法第３６条第５項の要件を満たさず、取り消すべきものであります。
　即ち、「「局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層」は、半導体デバイスのシミュレ−ションの一般的な構成要件ではありません。従いまして、本発明の最も重要な構成要件であると共に、特許請求の範囲を決定する上で、明確な意味を示していなければなりません。先ず、発明の詳細な説明の記載の文脈から類推するに、恐らくキーワードの１つとなりえる「直交メッシュ」という要素の意味は、全く不明と言わざるをえません。
　一例として、バイポーラ・トランジスタを直交メッシュを用いて離散化した具体例を、Ｓｅｌｂｅｒｈｅｒｒの文献から引用したものが図９に示されています。又、【０００３】には「直交メッシュを用いた離散化においては、各メッシュ点は、周りの四つのメッシュ点とメッシュ枝とにより結ばれている。それぞれのメッシュ枝の垂直２等分線の交差において断面を定義し、各格子点間の電流を当該断面において積分する。」という記載が有ります。ごく自然な印象としては、直交メッシュとは、矩形のメッシュではないかと考えられます。ところが、「局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、その境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる」という処理ステップ１０１」（【００１０】参照）の一例として、図２が示されています。その処理ステップ２０３においては、隣接する境界線分により作られる内角が１８０度以下である境界多角形頂点から、内角二等分線を領域内部に発生させ、その二等分線上に境界保護点を前記基準個数分発生させています。この場合、長方形のメッシュは生成されません。又、どこにも、直交するような要素は存在しません。従いまして、直交メッシュを矩形のメッシュと考える限り、処理ステップ２０３で生成された境界保護点で形成される境界保護層は、本発明の境界保護層ではないということになります。発明の詳細な説明の記載の文脈からして、処理ステップ２０３で生成された境界保護点で形成される境界保護層は、本発明の境界保護層ではないという解釈は、非常に不自然であり、特許請求の範囲のユニークな解釈を不可能としています。請求項１の発明の説明としては、非常に不明瞭と言わざるをえません。よって、請求項１には、特許出願人が特許を受けようとする発明を特定するために必要と認める事項のすべてが記載されていないと認められます。」である。
　
ｃ）更に、本件請求項１及び２に係る各特許発明は、その出願の日前に公表された論文である甲第１号証に記載された発明と同一であり、特許法第２９条の２の規定によって特許を受けることができないものであって、特許法第１１３条第１項第２号に該当し、取り消すべきものであります。
ｄ）更に、本件請求項１及び２に係る各特許発明は、その出願前公知の甲第１号証、甲第２号証の各甲号証に記載された発明に基いて容易に発明することができたものであり、特許法第２９条第２項の規定によって特許を受けることができないものであって、特許法第１１３条第１項第２号に該当し、取り消すべきものであります。」
　そして、引用例として、
甲第１号証（“Ａｄａｐｔｉｖｅ　　Ｇｒｉｄ　　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　　ｆｏｒ　　ＶＬＳＩ　　Ｄｅｖｉｃｅ　　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＯＭＰＵＴＥＲ‐ＡＩＤＥＤ　ＤＥＳＩＧＮ，ＶＯＬ．１０，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ　１９９１）
甲第２号証（”Ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｂｌｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｆｌｏｗ”，ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＯＭＰＵＴＥＲ−ＡＩＤＥＤ　ＤＥＳＩＧＮ，ＶＯＬ．８，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ　１９８９）」
を提示している。
　
取消理由通知（平成１１年１１月３０日）の概要は次のとおりである。
「請求項１に対して取消理由１−１
　本件特許の明細書および図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第４項、第５項および第６項に規定する要件を満たしていない。
記
異議申立人渡部徹提出の特許異議申立書（以下、申立書という）の第６頁第２１行〜第８頁第２２行に記載された理由による。
　
請求項１に対して取消理由１−２
引用例１　申立書添付の甲第１号証
　引用例１には、申立書第４頁第７行〜第６頁第２０行に記載されたものが記載されている。
　そして、申立書第８頁第２３行〜第１０頁第１１行の主張により、請求項１にかかる発明は引用例１記載の発明と同一であり、特許法第２９条第１項第３号の規定により特許を受けることができない。
　
請求項１に対して取消理由１−３
引用例１　申立書添付の甲第１号証
引用例２　申立書添付の甲第２号証
　引用例１及び２には、申立書第４頁第７行〜第６頁第２０行に記載されたものが記載されている。
　そして、請求項１にかかる発明は引用例１及び引用例２記載の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。
　
請求項２に対して取消理由２−１
　本件特許の明細書および図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第４項、第５項および第６項に規定する要件を満たしていない。
記
　申立書の第６頁第２１行〜第８頁第２２行に記載された、及び申立書第１０頁第１２行〜第２７行に記載されたされた理由によるとともに、「境界線分上に投影し、その投影点を新たなメッシュ点として」において、投影するとはどのような操作をいうのか、又投影点とはどの点をいうのかいずれも不明確である。
　
請求項２に対して取消理由２−２
引用例１　申立書添付の甲第１号証
　引用例１には、申立書第４頁第７行〜第６頁第２０行に記載されたものが記載されている。
　そして、申立書第８頁第２３行〜第１０頁第１１行の主張により、請求項２にかかる発明は引用例１記載の発明と同一であり、特許法第２９条第１項第３号の規定により特許を受けることができない。
　
請求項２に対して取消理由２−３
引用例１　申立書添付の甲第１号証
引用例２　申立書添付の甲第２号証
　引用例１及び２には、申立書第４頁第７行〜第６頁第２０行に記載されたものが記載されている。
　そして、請求項２にかかる発明は引用例１及び引用例２記載の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。」
　
取消理由通知２（平成１２年７月５日）の概要は次のとおりである。
「本件出願は、明細書及び図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第４項及び第５項に規定する要件を満たしていない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　記
　【請求項１】における、境界線分と、シュミレーションとの関係が、不明確である。」
　
３．本願発明の要旨
　特許された発明の要旨は次のとおりである。
「【請求項１】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
　前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
　前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
　前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、
　を少なくとも有することを特徴とするメッシュ発生方法。（以下、特許発明１という）
【請求項２】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
　前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
　前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
　前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成する第３の処理ステップと、
　前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じているか否かを判定し、当該結合が存在していない場合には、全ての処理を終了とする第４の処理ステップと、
　前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点の間に結合が生じている場合に、当該結合の生じているメッシュ点の内、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点を境界線分上に射影し、その射影点を新たなメッシュ点として追加して、前記第１の処理ステップに戻る第５の処理ステップと、
　を少なくとも有しており、前記第４の処理ステップにおいて、前記境界保護層内部のメッシュ点と領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じていないと判定されるまでは、前記第１、第２、第３、第４および第５の処理ステップを含む処理を繰返して行うことを特徴とするメッシュ発生方法。（以下、特許発明２という）」
　訂正請求された発明は次のとおりである。
「【請求項１】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成される斜め形状を持ったデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、
を少なくとも有することを特徴とするメッシュ発生方法。（以下、訂正発明１という）
【請求項２】（上記の特許発明２と同じ）（以下、訂正発明２という）」
　
４．訂正の可否の検討
　訂正発明１はデバイス形状を「斜め形状を持った」ものと限定している。そして、この訂正は、願書に添付した明細書または図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものでもない。
　
４．１訂正発明１、２の実施可能性について
　「直交メッシュ」について
　異議申立人は、本件明細書の図２の２０３のみに注目してどこにも直交する要素が無いと指摘してる。しかしながら、図２の２０３は、同図２０２の後処理として内角が１８０度以下である境界多角形が存在する場合に任意に行っているに過ぎず、本件発明の構成要件外の任意の構成である。同図２０２においては、境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させている。
　従って、直交メッシュは不明瞭な記載ではない。
　
　「基準距離」について
　「ある基準距離」について、申立人は「この基準距離が小さすぎると、境界保護層内部のメッシュ点との結合が生じてしまいます。」と主張している。基準距離の設定を数値範囲として規定しても、当業者にとっては、なんのメリットもない。「ある基準距離」は、正の値をとる限り本質的に何の問題もない。そして、「ある基準距離」を正の値をとることは、当然のことであり、通常では、それ以外は考えられない。申立人は「大きすぎると離散化による計算誤差が生じ、計算精度が低下します。」と主張しているが、これはメッシュを用いて偏微分方程式を離散化してシミュレーションを行う技術全般に関して当業者が有する一般的共通認識である。これに関する万能な解決策というのは未だ世の中に存在せず、多かれ少なかれ試行錯誤を重ねてメッシュ点配置を決定しているのが現状であり、シミュレーションにおいては、当然かかえている問題であることは周知である。
　従って、基準距離を大きすぎず又小さすぎずに設定する為に試行錯誤を行うことは当業者が当然に行うことであって、実施不可能であるとまでいうことはできない。
　
　「投影点」について
　数学用語で投影とは、ある物体を投影面（本発明の場合は投影線）に垂直な方向から光で照らした場合に投影面上に出来る影の事を示しており、本発明では物体に相当するメッシュ点から投影線に相当する境界線分に対して垂線を下ろし、その垂線と境界線分との交点（影）を新たな境界上メッシュ点として登録することであり、不明確な点はない。
　
　以上の検討により、訂正発明１および２、および明細書に当該発明が実施でないような不明確な記載があるとすることはできない。
　
４．２　引用例記載の発明
　訂正発明１はデバイス形状を「斜め形状を持った」ものと限定している。権利者は、明りょうでない記載の釈明の訂正であるとしているが、特許請求の範囲の減縮であることは変わりない。特許請求の範囲の減縮に当たるので、独立特許要件について検討する。
　異議申立人が提出した甲第１、２号証は英文であり、証拠とするには、その日本語訳が必要であるところ、異議申立書には、赤線での下線及び赤線での枠を記した部分についての訳文があるので、その訳文箇所のみを証拠とする。
　甲第１号証記載の発明
  甲第１号証は、ＶＬＳＩ装置のシミュレーションを行う為の適応型グリッド生成方法に関する文献であり、その１２７３頁の左欄７行目乃至１０行目には、「ＭＯＳＦＥＴのような平坦な問題では、恐らくデバイスの中の選択された領域に限定して、単純に方形分布した点を利用することが適当である。」と記載され、同じ左欄１１行目乃至１５行目には、「この場合、均整の取れていないグリッドが、チャネルとゲート酸化物と、ソース及びドレインの一次元セグメントに導入される。そして、その領域の残りの部分は、これまでに開発された一般的なアルゴリズムによって、三角形に分けられる。」と記載され、１２７３頁の右欄１８行目乃至２５行目には、「従って、上記のように、反転層をより正確に解析するには、細かなグリッドを用いることが本質的である。平坦でない境界では、放射状のサブグリッドが理想的である。この場合、曲率半径の１％の界面（ｒ ＝ ０．１μｍの半径に対して、１０Å）を解析するのに、λ密度パラメータを用いた標準的な三角形グリッドでは、２１００個の点が必要であるのに対して、２００個以下の点しか要求されない。」と記載されている。
  即ち、甲第１号証には、ＶＬＳＩ装置のシミュレーションを行う為、ＭＯＳＦＥＴでは、デバイスの中の選択された領域に限定して、単純に方形分布した点を利用し、均整の取れていないグリッドが、チャネルとゲート酸化物と、ソース及びドレインの一次元セグメントに導入され、その領域の残りの部分は、一般的なアルゴリズムによって、三角形に分けられることが示されている。
  甲第２号証は、電流連続式の多次元空間での離散化に関するもので、１０４９頁の左欄１行目乃至７行目には、「図７は、偽拡散の概略説明図である［９］。偽拡散は、対象の多次元的な性質に起因する現象である。速度ベクトルが、メッシュに対して整合していない場合、メッシュ点Ｐでのキャリア濃度は、点ＳＷから流れこむ流れによっては決まらず、メッシュ点ＳおよびＷを経由する流れで決定する。このため、多次元性に起因した偽の拡散が生じる。」と記載されている。
　
４．３　訂正発明１、２と引用例との対比
　訂正発明１との対比
　甲第１号証のメッシュ構造の発生方法の一部を知る手がかりになるのは１２７３頁の左欄２４行目から３２行目の記述であり、「ＭＯＳＦＥＴに対するグリッド構築プロセスはスケルトン抽出の際に行われ、非常に自動的かつ直線的である。この他に適用例に特化したメッシュ発生器の開発も可能である。汎用の適用物に対しては、自動化された発見的手法を適用するのはより困難であり、事前発生という意味では全く不可能と思われる。しかし、ある既定のグリッドにおける一組の解が、しばしば適切なサブグリッドの位置を示唆することがあり、それらは機械的に検知することが出来る。」と記載されている。つまり、引用例１では、図２７の様なＭＯＳＦＥＴに対するメッシュ発生方法は簡単だが、任意の構造に対するメッシュ発生方法の開発は困難で、ある既定メッシュを用いて解いた解の情報からサブグリッド情報を得てより適切なメッシュに改良することを述べている。そしてこのようなメッシュ発生方法の内容を示しているのが、１２７４頁の図２８です。ここには、均一な初期メッシュが異方的な細分化を行っていく様子が描かれている。
　訂正発明１の「境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップ」のように、既定グリッドを用いて解いた解の情報を使用する事無く、任意のデバイス構造に対して事前にメッシュを構築してしまう類の手法の実現性を「全く不可能と思われる」と言明しており、本発明の様な手法を用いることが可能であるかどうかを予想することは困難である。
　従って、訂正発明１と甲第１号証記載の発明とは同一ではない。
　そして、甲第２号証に「メッシュに対して斜めの流れは、偽の拡散を引き起こすことが説明されています。」との示唆があっても、甲第１号証のものと組み合わせる根拠がなく甲第１号証及び甲第２号証記載の発明に基づいて容易に発明できたとすることはできない。
　従って、訂正発明は甲第１号証及び甲第２号証記載の発明に基づいて容易に発明をすることができたものではない。
　訂正発明２においても、その構成に「境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップ」を有しており、上述したように、訂正発明２は、甲第１号証記載の発明とは同一ではないし、甲第１号証及び甲第２号証記載の発明に基づいて容易に発明できたとすることはできない。
　
４．４　訂正の可否のまとめ
　訂正発明１はデバイス形状を「斜め形状を持った」ものと限定している。そして、この訂正は、願書に添付した明細書または図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものでもない。そして、訂正発明１は、上記４．３で述べたように特許出願の際独立して特許を受けることができたものである。
　訂正発明２は、特許発明２から変更されておらず、上記４．３で述べたように取り消される理由はない。
　従って、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する第１２６条第２項及び同条第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
５．取消理由及び異議申立理由について
　上記４で述べたように、上記取消理由１、２及び異議申立理由には理由がない。また、他に取り消すべき理由を発見しない。
　
６．まとめ
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年８月２２日（２０００．８．２２）
【訂正の要旨】
（３）訂正事項
訂正事項１
特許請求の範囲の請求項１
「【請求項１】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
　前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
　前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
　前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、
　を少なくとも有することを特徴とするメッシュ発生方法。」を、
特許請求の範囲の減縮を目的として、
「【請求項１】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成される斜め形状を持ったデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、
を少なくとも有することを特徴とするメッシュ発生方法。」
と訂正する。
訂正事項２
　訂正事項１に伴い、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とるため、明細書段落番号０００６
「【０００６】
　【課題を解決するための手段】
第１の発明のメッシュ発生方法は、同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、を少なくとも有することを特徴としている。」
を、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「【０００６】
　【課題を解決するための手段】
第１の発明のメッシュ発生方法は、同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成される斜め形状を持ったデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、を少なくとも有することを特徴としている。」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
メッシュ発生方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成される
斜め形状を持った
前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成して、全ての処理を終了とする第３の処理ステップと、
を少なくとも有することを特徴とするメッシュ発生方法。
　【請求項２】　同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、
前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、
前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、
前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成する第３の処理ステップと、
前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じているか否かを判定し、当該結合が存在していない場合には、全ての処理を終了とする第４の処理ステップと、前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点の間に結合が生じている場合に、当該結合の生じているメッシュ点の内、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点を境界線分上に射影し、その射影点を新たなメッシュ点として追加して、前記第１の処理ステップに戻る第５の処理ステップと、
を少なくとも有しており、前記第４の処理ステップにおいて、前記境界保護層内部のメッシュ点と領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じていないと判定されるまでは、前記第１、第２、第３、第４および第５の処理ステップを含む処理を繰返して行うことを特徴とするメッシュ発生方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明はメッシュ発生方法に関し、特にデバイス・シミュレータとして利用されるメッシュ発生方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】一般に、デバイス・シミュレータは、半導体トランジスタ内部の物理量をコンピュータを用いて計算し、当該トランジスタの端子電流およびしきい値電圧などの電気特性を計算する手段として利用されている。半導体デバイスが最高の電気特性を発揮するようにトランジスタの最適化設計を行う際に、デバイス・シミュレータを用いることにより、実際に当該半導体デバイスを試作する場合に比較して、その開発設計にかかわる費用／期間を、それぞれ大幅に圧縮することが可能となる。また、デバイス・シミュレータにおいては、半導体トランジスタ内部の物理量を計算することにより、半導体内部における電子および正孔がどのような振る舞いをしているかを克明に調べることができ、これにより、微細ＭＯＳＦＥＴにおいて問題となっている、インパクト・イオン化現象の原因解明に対しても活用することができる。
　【０００３】このデバイス・シミュレータにおいては、半導体トランジスタ内部の物理量を得るために、電位とキャリア濃度の関係を表わすポアソン方程式および電流連続式等の偏微分方程式を解いている。この偏微分方程式を解く方法には、Ｓ．Ｓｅｌｂｅ−ｒｈｅｒｒによる文献“Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ”（Ｓ−ｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）ｐｐ．１４９〜２０１にあるように、半導体デバイスを小さな領域に分割し、偏微分方程式を離散化して計算する方法がある。このＳｅｌｂｅｒｈｅｒｒの文献においては、半導体２次元断面の離散化方法として、トランジスタの構造をメッシュを用いて小分割し、各メッシュ点間において電流を定義する方法が述べられている。バイポーラ・トランジスタを直交メッシュを用いて離散化した具体例を、Ｓｅｌｂｅｒｈｅｒｒの文献から引用したものが図９に示されている。また、一つのメッシュ点周りの状態を概念的に示した図が図１０である。直交メッシュを用いた離散化においては、各メッシュ点は、周りの四つのメッシュ点とメッシュ枝とにより結ばれている。それぞれのメッシュ枝の垂直２等分線の交差において断面を定義し、各格子点間の電流を当該断面において積分する。
　【０００４】しかし、直交メッシュにより半導体デバイスを分割した場合には、半導体デバイスが斜め形状を持っていると、その斜め形状を階段状に近似しなければならないため、形状を正確に表現することができないという不具合がある。この問題を解決する方法として、Ｃ．Ｓ．Ｒａｆｆｅｒｔｙ等の文献“Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ−ｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ”（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ、ｖｏｌ．ＥＤ−３２、ｐｐ．２０１８〜２０２７、１９８５）においては、半導体デバイス形状を正確に表現するために、三角形を使用して形状を小分割し離散化する方法が述べられている。トレンチ分離されたＣＭＯＳを三角形要素を用いて離散化している様子の具体例を、Ｃ．Ｓ．Ｒ−ａｆｆｅｒｔｙ等の文献から引用したものが図１１である。この図１１に示されるように、三角形要素を用いれば、トレンチ構造を正確に表現することができる。三角形要素を用いた時の電流とその積分方法をＳｅｌｂｅｒｈｅｒｒの文献から引用したものを図１２に示す。各メッシュ枝上において電流密度を定義し、各メッシュ点間の電流は、それぞれのメッシュ枝の受け持つ電流経路の断面において積分される。この電流経路の断面は、三角形の外心から各メッシュ枝に下ろした垂線により表わされる。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】上述したメッシュ発生方法は、形状適合性に優れた三角メッシュを用いて行われるが、ＭＯＳＦＥＴのシミュレーションに対して利用する場合には、大きな問題が介在している。ＭＯＳＦＥＴの反転層においては、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面からの距離に対して、キャリア濃度が急激に減少するために、反転層電流の大部分は、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面上のメッシュ枝を流れることになる。ここにおいて、例えば、図１２において、線分Ｐ１−Ｐ２がＳｉ−ＳｉＯ２界面であるものと仮定すると、大部分の反転層電流は断面ｄ１２を通過することになる。ここで、若しもＳｉ−ＳｉＯ２界面に沿った三角形の形状が不均一であり、極端にｄ１２の短かいものが存在すると、反転層電流は、その部分において狭窄されて非常に大きな抵抗を受けることになる。また、Ｐ１−Ｐ３−Ｐ２を迂回して流れる電流は、Ｐ３におけるポテンシャルが反転層に蓄積されたキャリアを押し戻す方向に働くため、やはり電流に対して抵抗として働き、結果として全体の反転層電流が低下する状態となり、シミュレーションの精度が著しく劣化してしまうという欠点がある。
　【０００６】
　【課題を解決するための手段】第１の発明のメッシュ発生方法は、同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成される
斜め形状を持った
　【０００７】また、第２の発明のメッシュ発生方法は、同一材質の存在範囲を定義する領域と、二つの異なる領域を区分する線分ならびに領域の外周を定める線分とからなる境界線分によって構成されるデバイス形状を解析の対象として行う半導体デバイスのシミュレーションにおいて、前記境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、当該境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる第１の処理ステップと、前記領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する第２の処理ステップと、前記メッシュ点同士を結合することにより三角メッシュを生成する第３の処理ステップと、前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じているか否かを判定し、当該結合が存在していない場合には、全ての処理を終了とする第４の処理ステップと、前記境界保護層の内部に存在するメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点の間に結合が生じている場合に、当該結合の生じているメッシュ点の内、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点を境界線分上に射影し、その射影点を新たなメッシュ点として追加して、前記第１の処理ステップに戻る第５の処理ステップと、を少なくとも有しており、前記第４の処理ステップにおいて、前記境界保護層内部のメッシュ点と領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じていないと判定されるまでは、前記第１、第２、第３、第４および第５の処理ステップを含む処理を繰返して行うことを特徴としている。
　【０００８】
　【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明する。
　【０００９】図１は本発明の第１の実施例におけるフローチャートを示す図である。
　【００１０】図１において、まず処理ステップ１０１において、境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、その境界線分に接する形で、境界線分が接する領域の内部に発生させる。次に、処理ステップ１０２において、領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する。そして、処理ステップ１０３において、前記メッシュ点同士を結合することにより、三角メッシュを生成する。
　【００１１】図２は、前記処理ステップ１０１における処理内容／手順の一実施例を、各ステップに対応する図式内容をも含めて詳細に示したフローチャートである。
　【００１２】図２において、まず、処理ステップ２０１において、境界線分上にメッシュ点を配置する。次いで、処理ステップ２０２において、境界多角形頂点以外の境界線分上メッシュ点から、領域内部に向けて垂線を発生させて、その垂線上に境界保護点を一定の規則である基準個数分発生させる。処理ステップ２０３においては、隣接する境界線分により作られる内角が１８０度以下である境界多角形頂点から、内角二等分線を領域内部に発生させ、その二等分線上に境界保護点を前記基準個数分発生させる。なお、このときの境界保護点の配置に関しては、内角の大きさをθとした場合、前記処理ステップ２０２において発生された境界保護点の境界からの距離を１／ｓｉｎ（θ／２）倍した位置に発生させるものとする。次に、ステップ処理２０４においては、隣接する境界線分により作られる内角が１８０度よりも大きい境界多角形頂点から、両側の境界線分に垂直な線分とこれらの二つの垂直線分によって挟まれた角度を、或る基準角度に従って等分割する線分を領域内部に向けて発生させ、それらの線分上に境界保護点を、前記処理ステップ２０２の場合と同様の配置において或る基準個数分発生させて、処理を終了する。
　【００１３】前記処理ステップ１０１において、境界線分上の最小メッシュ点間隔をγ、境界線分の作る最小内角をφｍｉｎ、領域の最小厚さをｄｍｉｎ、境界保護層の全厚をδとすると、次式を満たすように、最小メッシュ点間隔γおよび境界保護層の全厚δを設定すれば、境界保護層同士が重なり合うことはない。
　【００１４】
また、処理ステップ１０２においては、境界保護層から、或る基準距離以上離れた領域内部にメッシュ点が配置されるので、領域内部のメッシュ点が境界保護層に浸入することもない。
　【００１５】本実施例を計算上において実現するデータ構造の一例が図３に示される。境界保護層を発生させるためのデータとして必要になるのは、領域を囲む境界線分とその上に発生されたメッシュ点のリストである。境界線分のリストは、領域を左手にに見て、周回する方向にポインタにより順次結合され、各境界線分は、線分番号と自分の上に乗っているメッシュ点群に対するポインタを有している。境界上メッシュ点は、境界線分の始点から終点に向けて順次ポインタにより結合され、各メッシュ点とともにアレイにて一元的に管理される。メッシュ点同士がメッシュ枝により結合されて三角形要素が形成された後においては、三角形要素番号をキーとする三角形要素構成メッシュ点アレイと、隣接三角形要素アレイとが作成されて、メッシュ発生が終了する。
　【００１６】次に、図３を参照して、このデータの一具体例について説明する。一例として、図３に示されるように、メッシュを張るべき領域が境界線番号１〜９の九つの境界線分により囲まれているものとする。メッシュ点番号については、境界線分［１］はメッシュ点［６］を始点とし、メッシュ点［７］を終点としており、その間に［２４］および［２５］の２点が乗っている。そして、次の境界線番号２の境界線分［２］はメッシュ点［７］を始点としており、最後の境界線分［９］はメッシュ点［６］を終点としている。この場合におけるメッシュ点［６］の座標は、図３に示されるように（ｘ６、ｙ６）であり、メッシュ点［６］および［１２］は、他の一点とともに三角形要素３５を形成している。
　【００１７】図５は、本発明適用による結果を示す一例であり、従来においては、図６に示すように、境界保護層が無いために斜めのＳｉ−ＳｉＯ２界面に対して、メッシュ発生はできるものの反転層電流の通過断面積が極めて小さくなる三角形要素が発生して、主たる電流経路は、図５における太線にて示されるようにＳｉ−ＳｉＯ２から離れて階段状になる。一方、本発明においては、図１に示されるステップ１０１において境界保護層が発生されるために、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面に沿って均一な反転層電流通過断面積が確保され、主たる電流経路はＳｉ−ＳｉＯ２界面に沿ったものとなる。図７および図８は、それぞれ図５および図６のメッシュを用いて斜めチャネルを有するＭＯＳＦＥＴのドレイン電流−ドレイン電圧特性をシミュレートして得られた結果を示している。従来手法においては、メッシュ形状に起因する寄生抵抗効果により、僅かな電流しか流れないのに対比して、本発明においては十分に大きい電流値が得られることが分かる。
　【００１８】図４は、本発明の第２の実施例におけるフローチャートを示す図である。
　【００１９】図４において、まず処理ステップ４０１において、境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を、その境界線分に接する形で、当該境界線分が接する領域の内部に発生させる。次に、処理ステップ４０２において、領域の内部において、前記境界保護層から、ある基準距離以上離れた場所にメッシュ点を配置する。そして、処理ステップ４０３において、前記メッシュ点同士を結合することにより、三角メッシュを生成する。次いで、処理ステップ４０４においては、前記境界保護層内部のメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層を外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じているか否かが判定されて、両メッシュ点に結合が生じている場合には、処理ステップ４０５において、その結合が生じているメッシュ点の内、領域の内部に在り且つ境界保護層を外部に存在するメッシュ点を境界線分上に射影し、その射影点を新たなメッシュ点として追加して処理ステップ４０１に戻り、新たな射影点の発生が無くなるまで以降の処理を繰返して実行する。また、処理ステップ４０４において、前記境界保護層内部のメッシュ点と、領域の内部に在り且つ境界保護層の外部に存在するメッシュ点との間に結合が生じていないと判定される場合には、全ての処理が終了となる。
　【００２０】本実施例は、例えば、Ｐ．Ｃｏｎｔｉ等の文献“Ω−Ａｎ　Ｏｃｔｒｅｅ−Ｂａｓｅｄ　Ｍｉｘｅｄ　ｅｌｅｍｅｎｔＧｒｉｄ　Ａｌｌｏｃａｔｏｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｓｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ，ｖｏｌ．ＣＡＤ１０，ｐｐ．１２３１〜０２４０，１９９１）の１２３３頁に示されているドロネー分割により、境界保護層および境界内部の区別なく位置的に最も適切なメッシュ点同士を結合することにより、三角形要素を作成する場合に、境界保護層の破壊を防止するのに特に有効である。
　【００２１】上記の説明より明らかなように、本発明は、従来の方法とは異なり、前記第１の実施例においては、境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を発生させるという処理ステップを有するとともに、なお且つ当該境界保護層から或る基準距離以上離れた領域内部にメッシュ点を配置するという処理手順を有するという特徴がある。
　【００２２】また、第２の実施例においては、従来の方法とは異なり、境界線分に対して、局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を発生させるという処理ステップを有し、当該境界保護層から或る基準距離以上離れた領域内部にメッシュ点を配置するという処理手順を有するとともに、境界層内部のメッシュ点と領域内部のメッシュ点に結合が生じた場合には、その結合が生じている領域内部のメッシュ点を境界線分上に射影し、その射影点を新たなメッシュ点として追加するという処理手順を有し、且つ、前記境界保護層の発生から領域内部メッシュ点の境界線分上に対する射影までの処理ステップを、新たな射影点の発生が無くなるまで繰返して行う処理ステップを有するという特徴を有する。
　【００２３】
　【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体デバイスに対応するメッシュ発生方法に適用されて、少なくとも、境界線分に対して局所的に整合させた直交メッシュからなる境界保護層を発生させるという処理ステップを有するとともに、当該境界保護層から或る基準距離以上離れた領域内部にメッシュ点を配置するという処理手順を有することにより、任意方向のＳｉ−ＳｉＯ２界面を有するＭＯＳＦＥＴに対して、メッシュに起因する寄生抵抗を生じさせることなく、反転層電流を精度よくシミュレートすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の第１の実施例におけるフローチャートを示す図である。
　【図２】第１の実施例における処理ステップ１０１のフローチャートを示す図である。
　【図３】第１の実施例におけるデータ構造を示す図である。
　【図４】本発明の第２の実施例におけるフローチャートを示す図である。
　【図５】第１の実施例の適用により生成されたメッシュの一例を示す図である。
　【図６】従来例の適用により生成されたメッシュの一例を示す図である。
　【図７】第１の実施例によるメッシュによりシミュレートされたＭＯＳＦＥＴのドレイン電流−ドレイン電圧特性を示す図である。
　【図８】従来例によるメッシュによりシミュレートされたＭＯＳＦＥＴのドレイン電流−ドレイン電圧特性を示す図である。
　【図９】直交メッシュの一例を示す図である。
　【図１０】直交メッシュにおける一つのメッシュ周りの状態を示す概念図である。
　【図１１】三角メッシュの一例を示す図である。
　【図１２】三角メッシュにおける電流とその積分方法を示す図である。
　【符号の説明】
１０１〜１０３、２０１〜２０４、４０１〜４０５　　処理ステップ