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　特願２００２−２１９３２６「発光素子」拒絶査定不服審判事件〔平成１６年　２月２６日出願公開、特開２００４−　６３７３２〕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・本願発明
（１）本願は、平成１４年７月２９日の出願であって、平成１８年６月１９日に手続補正がなされ、同年１２月２８日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、平成１９年２月８日に拒絶査定不服審判が請求されるとともに、同年３月９日に手続補正がなされたものである。
　
（２）本願の請求項に係る発明は、平成１９年３月９日付け手続補正書により補正された明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。
「光を透過可能な基板と、前記基板上に設けられたｎ層及びｐ層と、前記ｎ層と前記ｐ層の間に設けられた発光層と、前記ｎ層と前記ｐ層にそれぞれ設けられたｎ側電極とｐ側電極を有した発光素子であって、前記ｎ層、ｐ層、発光層を少なくともＧａとＮを含む半導体層で構成し、ｐ側電極を少なくともｐ層側からＰｔ層、Ａｇ層、Ｍｏ層の順に積層した構成とするとともに、前記Ｐｔ層の膜厚を０．５ｎｍ〜５ｎｍとしたことを特徴とする発光素子。」（以下「本願発明」という。）
　
２　引用例
（１）原査定の拒絶の理由において引用された特開２００２−２６３９２号公報（以下「引用例」という。）には、図とともに以下の事項が記載されている。
　
ア　「【特許請求の範囲】
【請求項１】  半導体基板または絶縁基板上に設けられた第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられ、自然放出光を発生して放出する活性層と、前記活性層上に設けられた第２導電型の第２半導体層と、前記半導体基板の裏面または前記第１半導体層上に設けられ、前記活性層及び前記第２半導体層と離隔した第１電極と、前記第２半導体層上に設けられた第２電極とを具備し、前記活性層から放出された発光を前記半導体基板または絶縁基板側から外部に取り出す半導体発光素子であって、前記第２電極は、
前記第２半導体層とオーミック接触が可能なオーミック電極と、
前記オーミック電極上に設けられ、高融点金属からなる第１バリア電極と、
前記第１バリア電極上に設けられ、前記活性層が放出する発光の波長に対して高反射率を有する高反射率電極とを備え、前記第１バリア電極で、前記オーミック電極と前記高反射率電極内の原子が相互に拡散するのを防止することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】  前記第１バリア電極の膜厚は１０ｎｍ以下であり、前記活性層から放出された発光の波長に対して透光性があり、
前記活性層から放出された発光のうちの一部は、前記オーミック電極及び前記第１バリア電極を透過して前記高反射率電極で反射され、前記半導体基板または絶縁基板側から外部に取り出されることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】  前記オーミック電極は、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｇｅからなるグループのうちの少なくとも１つを主とする金属であり、
前記第１バリア電極は、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｖからなるグループのうちの少なくとも１つを主とする金属であり、
前記高反射率電極は、ＡｌまたはＡｇを主とする金属であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光素子。
【請求項４】  前記オーミック電極及び前記バリア電極は、共にＮｉまたはＰｔを主とする材料により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光素子。
【請求項５】  （略）
【請求項６】  前記第２電極は、
前記高反射率電極上に設けられ、高融点金属からなる第２バリア電極と、
前記第２バリア電極上に設けられ、アセンブリの際に該第２電極が接着される外部電極と導電性のあるオーバーコート電極とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の半導体発光素子。」
　
イ　「【００６２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００６３】この発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子とその製造方法、及び半導体発光装置について、GaN系青紫色ＬＥＤを例に挙げて図１、図２を用いて説明する。図１はＬＥＤの断面図である。
【００６４】（略）
【００６５】次に、青紫色光を発生するGaN系の半導体発光素子１１の構造について図２を用いて説明する。図２は半導体発光素子１１の断面構造を示している。
【００６６】図示するように、サファイア基板２０上に図示せぬGaNバッファ層を介してｎ型GaN層２１が設けられている。そしてｎ型GaN層２１上にはInGaN活性層２２、ｐ型AlGaNクラッド層２３、及びｐ型GaN層２４が設けられている。更に、一部領域では上記ｐ型GaN層２４、ｐ型AlGaNクラッド層２３、InGaN活性層２２、及びｎ型GaN層２１が除去されることでｎ型GaN層２１が露出されている。この露出されたｎ型GaN層２１上及びｐ型GaN層２４上にはそれぞれｎ型電極２５、ｐ型電極２６が設けられ、その他の領域を絶縁膜２７が被覆している。
【００６７】上記ｎ型電極２５は、Ti層２８、Al層２９、Ti層３０、Au層３１の４層構造を有している。またｐ型電極２６は、ｐ型GaN層２４とのオーミック接触の取れるオーミック電極としての厚さ４ｎｍのNi層３２、バリア電極としてのMo層３３、高反射電極としてのAl層３４、バリア電極となるTi層３５、リードフレーム１２上のサブマウント１３との接触性を向上させるオーバーコート電極となるAu層３６の５層構造を有している。
【００６８】上記構造の半導体発光素子１１が、図１に示したように、サファイア基板２０面を上にしてサブマウント１３を介してリードフレーム１２上に搭載されている。
【００６９】上記構成のＬＥＤにおいて、リードフレーム１２に電圧を印加する事により、ｐ型電極２６からInGaN活性層２２に電流が注入される。そして、この電流注入によりInGaN活性層２２において発光が得られるわけだが、ＬＥＤの場合はＬＤで得られる誘導放出光と異なりその発光は自然放出光であるため指向性を持たない。そのため発光はあらゆる方向に向かって放出される。
【００７０】図１のような構成のＬＥＤでは、サファイア基板２０側から発光を取り出すことになる。InGaN活性層２２からサファイア基板２０の方向へ放出される発光は、その発光波長に対して透明であるｎ型GaN層２１及びサファイア基板２０を透過して半導体発光素子１１の外部に取り出される。一方でInGaN活性層２２からｐ型AlGaNクラッド層２３の方向へ放出される発光は、ｐ型AlGaNクラッド層２３及びｐ型GaN層２４を透過してｐ型電極２６を到達する。ｐ型電極２６のNi層３２に到達した発光は、膜厚の非常に小さなNi層３２及びMo層３３を低散乱、低吸収で通過し、発光波長に対して高反射率を有するAl層３４で反射される。Al層３４で反射した発光は再びｐ型層、InGaN活性層２２を透過してサファイア基板２０から半導体発光素子１１の外部に取り出される。
【００７１】次に、上記半導体発光素子１１及びＬＥＤの製造方法について、図３乃至図６を用いて説明する。図３乃至図６は半導体発光素子の製造工程の断面図を順次示している。
【００７２】まず図３に示すように、従来と同様にサファイア基板２０上にＭＯ−ＣＶＤ法等により図示せぬアンドープのGaNバッファ層を形成し、バッファ層上にｎ型GaN層２１を形成する。引き続き、ｎ型GaN層２１上にInGaN活性層２２をＭＯ−ＣＶＤやＭＢＥ法等により形成する。InGaN活性層２２はＳＱＷ（Single Quantum Well）やＭＱＷ（Multiple QWs）構造であってもよい。更に、InGaN活性層２２上にｐ型AlGaNクラッド層２３及びｐ型GaN層２４をＭＯ−ＣＶＤ法等により形成する。
【００７３】次に図４に示すように、リソグラフィ技術とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法等の異方性エッチング技術により、一部領域のｐ型GaN層２４、ｐ型AlGaNクラッド層２３、InGaN活性層２２及びｎ型GaN層２１の一部を除去し、当該領域にｎ型GaN層２１を露出させる。これはＲＩＥ法に限らず、ウェットエッチングにより行ってもかまわない。そして全面にＣＶＤ法等により絶縁膜２７を形成する。
【００７４】次に図５に示すように、ｎ型GaN層２１上の絶縁膜２７の一部をリソグラフィ技術とウェットエッチング法等により除去し、真空蒸着とリフトオフによりｎ型電極となるTi層２８及びAl層２９を形成する。そして窒素雰囲気中で温度６００℃のアニールを行いオーミック接触性を向上させる。
【００７５】引き続き図６に示すように、ｐ型GaN層２４上の絶縁膜２７の一部をリソグラフィ技術とウェットエッチング法等により除去し、真空蒸着とリフトオフによりｐ型電極となる厚さ４ｎｍのNi層３２、厚さ１ｎｍのMo層３３、及び厚さ５００ｎｍのAl層３４を形成する。なお、Ni層３２の形成後、オーミック接触性を向上させるために温度４００℃〜７８０℃、好ましくは４５０℃で２０秒間のフラッシュアニールを施すのが望ましい。但しこのフラッシュアニールは、Ni層３２の下地であるｐ型GaN層２４の表面に酸化膜等も無く、十分に清浄な状態であれば不要である。
【００７６】その後はAl層２９、３４上にそれぞれ厚さ１００ｎｍのTi層３０、３５、厚さ１０００ｎｍのAu層３０、３６を真空蒸着及びリフトオフにより形成する。そして電極材料間の密着性の向上のために温度２００℃以上、好ましくは２５０℃で２０秒間のフラッシュアニールを施すことによりｎ型電極２５、ｐ型電極２６を完成し、図２の構造の半導体発光素子１１を得る。なお、このフラッシュアニールの温度は図６で説明したNi層３２のアニール温度より低い温度で行う必要がある。
【００７７】そして上記半導体発光素子１１を、電極パターンにパターニングされた厚さ３μｍのAu層等によりオーミック電極１４−１、１４−２が形成されたシリコン基板等のサブマウント１３上に、ｎ型電極２５、ｐ型電極２６と前記電極１４−２、１４−１とをAuSn１７によりそれぞれ接着させることで搭載する。このようにして半導体発光素子１１を搭載したサブマウント１３を、カップ型のリードフレーム１２上に導電ペースト１６により接着する。そして、ｎ型電極またはｐ型電極と電気的に接続されたオーミック電極１４とリードフレーム１２とをワイヤボンディングにより接続する。更に全体をエポキシ樹脂１８により被覆することによりランプ化して図１のような青紫色光ＬＥＤ１０を完成する。
【００７８】（略）
【００７９】上記のような構成及び製造方法による半導体発光素子及びこの半導体発光素子を備えた半導体発光装置（ＬＥＤ）は、ｐ型電極２６においてｐ型GaN２４の半導体層と接合しオーミック接触の取れるNi層３２と、Ni層３２上に設けた高融点材料であるMo層３３、及び発光に対して高反射率材料であるAl層３４とを設けている。一般に可視光に対して高い反射率を有するAlやAg等の金属は、GaN層に対してオーミック接触を取り難い。そのため従来は、オーミック接触の取れるオーミック電極と高反射率電極とにより電極を形成していた。この構造でＬＥＤを連続動作させていると、熱の影響により上記オーミック電極及び高反射率電極を構成する金属原子が相互に拡散し、順方向電圧が上昇して素子が劣化しやすくなるという問題があった。しかし本実施形態によれば、オーミック電極と高反射率電極との間に高融点金属のバリア電極（Mo層）を設けている。このバリア電極がオーミック電極及び高反射率電極を構成している金属原子の相互拡散を抑制するため、動作電圧の上昇を防止できる。また、オーミック電極及びバリア電極は発光に対してほぼ不透明な材料であるが、この膜厚を小さくすることにより、高反射率を実現している。
【００８０】本実施形態で説明したGaN系青紫色ＬＥＤの発光特性を図７に示す。図７はＬＥＤの注入電流に対する発光強度の関係を示している。図中において実線は本実施形態に係るGaN系青紫色ＬＥＤ、破線は従来構造のＬＥＤの特性である。図示するように光出力は従来に比べ格段に向上し、注入電流値が２０ｍＡの時に、電圧４．３Ｖ、光出力６．９ｍＷ（発光波長λp＝４５０ｎｍ）という結果が得られた。従来の電極構造では、同様の注入電流の時に得られる光出力は４．０ｍＷであり、本発明の電極構造を採用することで光出力は従来構造に比して約１．７倍に向上し、発光の取り出し効率が改善されたことを明確に示している。
【００８１】また、室温において駆動電流２０ｍＡで動作させた際の光出力は、１０００時間で８０％まで低下したに過ぎず、ＬＥＤの信頼性が向上したことを証明する結果が得られている。
【００８２】図８、図９にバリア電極、オーミック電極の膜厚に対する反射率Ｒの関係を示す。図８はオーミック電極（Ni層）の膜厚を４ｎｍ、高反射率電極（Al層）の膜厚を１００ｎｍとした時の、反射率のバリア電極（Mo層）膜厚依存性を示し、図９はバリア電極（Mo層）の膜厚を１ｎｍ、高反射電極（Al層）の膜厚を１００ｎｍとした時の、反射率のオーミック電極（Ni層）膜厚依存性を示している。
【００８３】図示するように、反射率はバリア電極及びオーミック電極の膜厚に大きく依存し、その膜厚は薄い程好ましいことが分かる。特にInGaN活性層で発生した発光が最初に入射するオーミック電極の膜厚の制御が特に重要と言うことが出来、図９に示すように、オーミック電極にNiを用いる場合、その膜厚は１０ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００８４】なお、オーミック電極に使用する材料はNiの他に、Pt、Mg、Zn、Be、Ag、Au、Ge等を用いることが出来、これらの材料を主とする化合物でもかまわない。またバリア電極の材料はMoの他に、W、Pt、Ni、Ti、Pd、V等やそれらを主とする化合物を用いることが出来る。なお、NiとPtはオーミック電極とバリア電極とを兼用することが可能である。
【００８５】また、上記オーミック電極、バリア電極、及び高反射電極上には、更にTi層３５によるバリア電極及びAu層３６によるオーバーコート電極とを設けている。通常、半導体発光素子を搭載するサブマウントにはAu等の導体パターンが形成されている。そしてこの導体パターン上に半導体発光素子の電極が接着されるが、Au等の導体パターン上にAlやAgなどの高反射率電極を直接接触させると、この接合面に高抵抗層が形成されたり、両者の接合が剥がれたりする問題があった。しかし、本実施形態では、導体パターンに用いているAuと同じ材料によるオーバーコート電極を設け、Au同士で接合部を形成している。そのため上記の問題を解決できる。更に、オーバーコート電極と高反射電極との間に高融点材料からなるバリア電極を介在させることにより、オーバーコート電極と導体パターンとの接合信頼性を向上している。但し、導体パターンと高反射率電極とが同じ材料である場合には、このオーバーコート電極及び高融点材料によるバリア電極は不要である。
【００８６】なお、このバリア電極にはTiの他に、W、Mo、Pt、Ni、Ti、Pd、V等やそれらを主とする化合物を用いることが出来る。」
　
（２）上記（１）によれば、引用例には、
「サファイア基板上に設けられたｎ型GaN層と、前記ｎ型GaN層上に設けられ、自然放出光を発生して放出するInGaN活性層と、前記InGaN活性層上に設けられたｐ型GaN層と、前記ｎ型GaN層上に設けられ、前記InGaN活性層及びｐ型GaN層と離隔した第１電極と、前記ｐ型GaN層上に設けられた第２電極とを具備し、前記InGaN活性層から放出された発光を前記サファイア基板側から外部に取り出す半導体発光素子において、
　前記第２電極は、前記ｐ型GaN層とオーミック接触が可能なオーミック電極と、前記オーミック電極上に設けられ、高融点金属からなる第１バリア電極と、前記第１バリア電極上に設けられ、前記InGaN活性層が放出する発光の波長に対して高反射率を有するＡｇを主とする金属からなる高反射率電極とを備え、前記第１バリア電極で、前記オーミック電極と前記高反射率電極内の原子が相互に拡散するのを防止するものであり、
　前記オーミック電極及び前記バリア電極は、共にＰｔを主とする材料により形成されており、
　前記第２電極は、前記高反射率電極上に設けられ、高融点金属であるMoからなる第２バリア電極と、前記第２バリア電極上に設けられ、アセンブリの際に該第２電極が接着される外部電極と導電性のあるオーバーコート電極とを更に備えており、
　前記第１バリア電極の膜厚は１０ｎｍ以下であり、前記活性層から放出された発光の波長に対して透光性があり、
　前記活性層から放出された発光のうちの一部は、前記オーミック電極及び前記第１バリア電極を透過して前記高反射率電極で反射され、前記サファイア基板側から外部に取り出される、
　半導体発光素子。」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。
　
３　対比
（１）本願発明と引用発明とを以下に対比する。
　
ア　引用発明の「サファイア基板」、「ｎ型GaN層」、「ｐ型GaN層」、「InGaN発光層」、「第１電極」、「第２電極」及び「半導体発光素子」は、それぞれ、本願発明の「光を透過可能な基板」、「ｎ層」、「ｐ層」、「発光層」、「ｎ側電極」、「ｐ側電極」及び「発光素子」に相当することが明らかである。
　そして、引用発明の発光素子は、「サファイア基板上に設けられたｎ型GaN層と、前記ｎ型GaN層上に設けられ、自然放出光を発生して放出するInGaN活性層と、前記InGaN活性層上に設けられたｐ型GaN層と、前記ｎ型GaN層上に設けられ、前記InGaN活性層及びｐ型GaN層と離隔した第１電極と、前記ｐ型GaN層上に設けられた第２電極とを具備し」ているから、本願発明の「光を透過可能な基板と、前記基板上に設けられたｎ層及びｐ層と、前記ｎ層と前記ｐ層の間に設けられた発光層と、前記ｎ層と前記ｐ層にそれぞれ設けられたｎ側電極とｐ側電極を有した」との事項を備えていることになる。
　
イ　引用発明の「ｎ型GaN層」、「ｐ型GaN層」及び「InGaN発光層」は、いずれも、本願発明の「少なくともＧａとＮを含む半導体層」に該当する。
　
ウ　引用発明の発光素子のｐ側電極は、「前記ｐ型GaN層とオーミック接触が可能なオーミック電極と、前記オーミック電極上に設けられ、高融点金属からなる第１バリア電極と、前記第１バリア電極上に設けられ、前記InGaN活性層が放出する発光の波長に対して高反射率を有するＡｇを主とする金属である高反射率電極とを備え、前記第１バリア電極で、前記オーミック電極と前記高反射率電極内の原子が相互に拡散するのを防止するものであ」って、「前記オーミック電極及び前記バリア電極は、共にＰｔを主とする材料により形成されており」、「前記高反射率電極上に設けられ、高融点金属であるMoからなる第２バリア電極と、前記第２バリア電極上に設けられ、アセンブリの際に該第２電極が接着される外部電極と導電性のあるオーバーコート電極とを更に備えて」いるから、当業者であれば、引用発明が、本願発明の「ｐ側電極を少なくともｐ層側からＰｔ層、Ａｇ層、Ｍｏ層の順に積層した構成とする」ことを備えていることを把握できるといえる。
　
（２）上記（１）によれば、本願発明と引用発明とは、
「光を透過可能な基板と、前記基板上に設けられたｎ層及びｐ層と、前記ｎ層と前記ｐ層の間に設けられた発光層と、前記ｎ層と前記ｐ層にそれぞれ設けられたｎ側電極とｐ側電極を有した発光素子であって、前記ｎ層、ｐ層、発光層を少なくともＧａとＮを含む半導体層で構成し、ｐ側電極を少なくともｐ層側からＰｔ層、Ａｇ層、Ｍｏ層の順に積層した構成とする発光素子。」である点で一致し、以下の点で相違する。
　
[相違点]
　本願発明は、前記Ｐｔ層の膜厚を０．５ｎｍ〜５ｎｍとしているのに対し、引用発明はそうなっているか不明である点。
　
４　判断
　上記[相違点]について検討する。
　引用例には、「図示するように、反射率はバリア電極及びオーミック電極の膜厚に大きく依存し、その膜厚は薄い程好ましいことが分かる。」（上記２（１）イの【００８３】）との記載があること、引用例の発明の実施形態では、バリア電極が厚さ１ｎｍでオーミック電極が厚さ４ｎｍとなっていること（同【００７５】）、及び、引用例の図８及び図９のグラフでは、各膜厚が１ｎｍ程度のものまで示されていることに照らせば、引用発明において、反射率を増加させるために、Ｐｔ層の膜厚を５ｎｍ以下とすることは当業者が適宜設計し得た事項にすぎないといえる。
　また、引用発明のＰｔ層がオーミック電極としての作用をも有することに照らせば、Ｐｔ層の膜厚を０．５ｎｍ以上とすることは当業者が適宜設計し得た事項にすぎないといえる。
　したがって、本願発明は引用発明及び引用例に記載された事項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。