【事件の表示】
　特願２００４−３２４７７１「半導体発光素子」拒絶査定不服審判事件〔平成１８年　５月２５日出願公開、特開２００６−１３５２２１〕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
　本願手続の概要は、次のとおりである。
　特許出願　　　　　　　　　平成１６年１１月　９日
　手続補正書提出　　　　　　平成１８年　２月　９日
　拒絶理由通知書発送　　　　平成１８年　３月１４日
　意見書・手続補正書提出　　平成１８年　５月１５日
　拒絶査定謄本送達　　　　　平成１８年　９月１２日
　審判請求　　　　　　　　　平成１８年１０月１２日
　手続補正書提出　　　　　　平成１８年１１月１０日
　
２．本願発明
　請求人が特許を受けようとする発明（以下、「本願発明」という。）は、平成１８年１１月１０日提出の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項１ないし６に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項１は、次のとおりであり、請求項２ないし６は、その従属項である。
「【請求項１】ｎ型クラッド層とｐ型クラッド層との間にＩｎＧａＮ多重量子井戸構造からなる活性層が挟まれた構造を有する、窒化物系III−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子であって、
　　前記ｎ型クラッド層と前記ｐ型クラッド層との間に、
　　前記ｎ型クラッド層上に形成されたｎ型光ＧａＮガイド層と、
　　前記ｎ型光ＧａＮガイド層上に形成されたＩｎＧａＮ光ガイド層と、
　　前記活性層の上方に形成されたｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層と、
　　前記ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層上に形成されたｐ型ＧａＮ光ガイド層と、
　　をさらに備え、
　　前記ｎ型クラッド層は、Ａｌ組成比ｘが０．０１≦ｘ≦０．０３、かつ厚さが３００ｎｍ以上のｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ層と、前記ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ層よりもＡｌ組成比ｘが大きな部分ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層とを備え、
　前記部分ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層は、前記ｎ型クラッド層の下部に配置されており、
　　前記ｐ型クラッド層は、Ａｌ組成比ｘが０．０１≦ｘ≦０．０３、かつ厚さが３００ｎｍ以上のｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ層を備えることを特徴とする半導体発光素子。」
　
３．本願明細書の記載
（１）本願発明の目的等について
　本願発明の目的等に関し、本願明細書には、次の記載がある。
「【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、窒化物系III−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子に関するものである。
【背景技術】
　【０００２】
　近年、光ディスクの高密度化に必要である青色領域から紫外線領域におよぶ発光が可能な半導体レーザとして、ＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系III−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザの研究開発が盛んに行われ、すでに実用化されている。
　【０００３】
　これまでに報告されている窒化物系III−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザは、ＳＣＨ（SeparateConfinementHeterostructure）構造を有している。
　【０００４】
　すなわち、活性層へ光を効率よく閉じ込めるために、ｎ側には比較的屈折率の小さい材料であるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層が、ｐ側には同じく比較的屈折率の小さい材料であるｐ型ＡｌＧａＮクラッド層が設けられている。
　【０００５】
　さらに、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層と活性層との間に、比較的屈折率の大きい材料を用いたｎ側光ガイド層が、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層と活性層との間に比較的屈折率の大きい材料を用いたｐ側光ガイド層が設けられている。
　【０００６】
　ここで、ＡｌＧａＮクラッド層は、Ａｌ組成比が大きいほど屈折率が小さくなる。そのため、Ａｌ組成比の大きなＡｌＧａＮクラッド層を用いることで、光の分布を活性層近くに収束することができる。これは、光モードの実効屈折率と材料の屈折率の差が大きいほど、活性層から離れるに従う光減衰量が大きくなるためである。このことにより活性層への光閉じ込め量が大きくなる結果、しきい値が低減するなどの利点がある。
　【０００７】
　また、ｎ側においては、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の活性層よりも離れた側に、ＧａＮ材料が積層されているのが一般的である。これは、サファイア、ＳｉＣ等、ＧａＮとの格子不整合度の大きな基板を用いた場合には、格子不整合を緩和するための低温ＧａＮバッファ層が基板とクラッド層との間に積層されるし、ＧａＮ材料の横方向成長技術を用いた転位低減技術などが用いられる場合にも、基板とＡｌＧａＮクラッド層の間に数μｍ以上のＧａＮ横方向成長層が積層される。近年、ＧａＮ基板が多く用いられるが、この場合についても同様に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層下にＧａＮ基板が存在することになる。
　【０００８】
　このように、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の活性層よりも離れた側に、ＧａＮ材料あるいは、光モードの実効屈折率よりも大きな屈折率を持つ材料がある場合には、この材料内での光強度は活性層から離れても減衰しにくいため、大きな光閉じ込め係数を持つこととなる。従って、相対的に活性層の光閉じ込め量が低下し、大幅なしきい値上昇などの特性劣化を引き起こすといった問題があることが知られている（例えばJapaneseJournalofAppliedPhysicsvol.38Part1,No.3B(1999)p.1780-参照）。
　【０００９】
　また、ＧａＮ層と屈折率の異なるサファイア基板やＳｉＣ基板との界面、あるいは、ＧａＮ基板下面では光のフレネル反射が発生するため、ＧａＮ層内やＧａＮ基板内には共振モードが形成される。その共振モードが垂直方向の遠視野像（farfieldpattern：ＦＦＰ）パターンにリップルを発生させるといった問題点があることも、実測及びシミュレーションなどで確認されている。
　【００１０】
　このような問題を回避するために、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の活性層よりも離れた側にあるＧａＮ材料、あるいは光モードの実効屈折率よりも大きな屈折率を持つ材料への光の滲み出しを極力抑える必要がある。このためにも、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比を大きく、すなわちｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の屈折率を小さくして、活性層から離れるに従う光強度の減衰を大きくし、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層内で十分光強度を減衰させる必要がある。また、活性層から離れるに従う光強度の減衰を大きくするために、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の厚さについてもできるだけ厚くすることが好ましい。
　【００１１】
　一方、サファイア基板上あるいはＳｉＣ基板上に低温で成長したＧａＮバッファ層の格子定数や、サファイア基板上に横方向成長技術を用いて成長したＧａＮ層、あるいはＧａＮ基板の格子定数は、ＧａＮの格子定数に非常に近いものとなっている。
　【００１２】
　これらの層上にｎ型クラッド層として、ｎ型ＡｌＧａＮ層を成長すると、ＡｌＧａＮ材料の格子定数はＡｌ組成比が大きくなるに従い小さくなるため、Ａｌ組成比が大きいほど下地との格子不整合度が大きくなる。その結果、クラックや転位の発生が顕著になることが知られている。また、クラックや転位の発生がなくとも、大きな歪みがかかる状態となるため、素子の寿命に大きな悪影響を与える。
　【００１３】
　このように、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比を大きくしすぎた場合には、クラックや転位の発生無しに成長可能な膜厚（臨界膜厚）が小さくなるため、かえって基板側への光滲み出しが大きくなる。
　【００１４】
　以上のことから、ｎ型およびｐ型のＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比には最適な値が存在し、ＡｌＧａＮクラッド層に関しては、ｐ型、ｎ型ともに、Ａｌ組成比が０．０６〜０．０７程度のＡｌＧａＮ材料を用いることが一般的となっている（非特許文献１参照）。
　【００１５】
　　【非特許文献１】Ｔ．Ｔｏｊｙｏ他，「Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ　ＡｌＧａＩｎＮ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅｓ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｋｉｎｋ　Ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　Ｌｏｗ　Ｒｅｌａｔｉｖｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｎｏｉｓｅ」，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．４１（２００２），ｐｐ．１８２９−１８３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
　【００１６】
　しかしながら、ｎ型およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比を決定するために考慮しなければならない特性として垂直方向のＦＦＰがある。一般に光ディスク用途の窒化物系ＬＤにおいて、基板に水平な方向のＦＦＰの全半値幅は６〜１０°程度となるのに対し、基板に垂直な方向のＦＦＰの全半値幅は２０°以上となる。このように、水平方向と垂直方向のビーム出射角が大きく異なっている。
　【００１７】
　しかし、光ディスク用途のアプリケーションとしては、この垂直方向と水平方向とＦＦＰの全半値幅の比（アスペクト比）ができるだけ１に近いことが要求される。このため、垂直方向のＦＦＰの全半値幅は、より小さくすることが望ましい。
　【００１８】
　一般に、半導体レーザ素子内部における光分布、すなわち近視野像（Nearfieldpattern：ＮＦＰ）とＦＦＰはフーリエ変換の関係にあるため、垂直方向のＦＦＰの全半値幅をより小さくするためには、ＮＦＰの広がりを大きくすることが必要となる。これを実現するために、活性層の屈折率を小さくして垂直方向の光の広がりを大きくするといった方法があるが、この場合には、当然ｐ型コンタクト層やｐ型電極への光の滲み出しが大きくなることによる光吸収増加の問題や、前述したような基板側への光滲み出しの問題が大きくなる。
　【００１９】
　これらの問題を回避するためには、ｎ型およびｐ型のＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比を大きくするか、ＡｌＧａＮクラッド層の膜厚を大きくする必要があるが、これについては、前述したようにクラックや転位の発生が問題となってくる。
　【００２０】
　以上の問題は、ｎ型クラッド層よりも基板側に、その屈折率が実効屈折率よりも大きな層（例えば、ＧａＮバッファ層やＧａＮ基板そのもの）が存在し、さらに、ＡｌＧａＮクラッド層の格子定数がその下地となるＧａＮの格子定数と異なるといった、窒化物系III−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザや半導体発光ダイオードの特別な構造に起因して発生するものである。
　【００２１】
　以上のように、基板側への光の滲み出しの問題、下地層との格子不整合に起因するクラックや転位発生の問題、さらに垂直方向のＦＦＰの全半値幅の問題は互いに絡み合っており、全てを解決するためには、ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成比が大きい場合においてもクラックや転位の発生を抑えることができるような特別な技術が必要である。
　【００２２】
　そこで本発明の目的は、基板側への光の滲み出し、及びクラッド層でのクラックや転位の発生の問題なく、良好なＦＦＰ特性を備える半導体発光素子を提供することである。」
　
（２）基板側への光の滲み出しについて
　この点について、本願明細書には図４，５を参照して、
「【００５８】
　各ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３のＡｌ組成比に対し、図３に示した臨界膜厚と同じ厚さのｎ型クラッド層３を形成した場合において、全光強度に対する、ＧａＮバッファ層２およびＧａＮ基板１内の光強度の割合、すなわち光滲み出し割合を計算した結果を図４に示す。
 【００５９】
　また、臨界膜厚ではなく、臨界膜厚の７０％の厚さのｎ型クラッド層３を形成した場合における、ＧａＮバッファ層２およびＧａＮ基板１内への光滲み出し割合を計算した結果を図５に示す。
【００６０】
　図４及び図５からわかるように、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３のＡｌ組成比として０．０６より大きなものを用いるよりも、０．０６より小さいものを用いた方が、ＧａＮ基板１への光滲み出し割合を大幅に低減できることがわかる。」と記載されている。
　
（３）クラッド層の厚さ３００ｎｍについて
　また、クラッド層の厚さを３００ｎｍとすることについて、本願明細書には、
「【００６４】
　なお、本実施の形態では、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３の組成比ｘを０．０５、膜厚を２μｍとしたが、図４，５から明らかなように、Ａｌ組成比ｘは０．０１≦ｘ＜０．０６の範囲であれば、Ａｌ組成比が０．０６以上の場合に比べて光滲み出しを大幅に小さく抑えることができる。また、ｎ型クラッド層３の膜厚は、３００ｎｍ以上であれば十分光滲み出しを小さくできる。ここで、Ａｌ組成比の下限を０．０１としたのは、０．０１より小さなＡｌ組成比のｎ型クラッド層３では、活性層６から離れるに従う光の減衰が十分でなくなる可能性があるためである。
 【００６５】
　また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３が２層以上の多層構造であっても、それぞれのＡｌ組成比が０．０６より小さければ、上述した効果を有することは明らかである。　
　さらに、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３が２層以上の多層構造であって、そのうちの少なくとも１層にＡｌ組成比ｘが０．０１≦ｘ＜０．０６の層が含まれる場合においても、このようなＡｌ組成比の層の合計の膜厚が３００ｎｍ以上あれば同様の効果が得られる。」と記載されている。
　
４．明細書の記載についての検討
　上記記載、特に段落【０００８】〜【００１０】、【００１３】、【００１８】及び【００２２】によれば、本願発明は、基板側への光の滲み出しの問題がなく、良好なＦＦＰ特性を備える半導体発光素子を提供するものであると認められる。
　
　そして、基板側への光の滲み出しについて、上記段落【００５８】〜【００６０】に記載されているところであるが、段落【００５８】及び【００５９】にそれぞれ記載されるように、図４及び図５は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の膜厚を臨界膜厚及びその７０％としたときの光滲み出し割合をそれぞれ計算したものである。
　ここで、図４及び図５において黒丸で示されているもののうち、Ａｌ組成比が本願請求項１で規定される範囲である０．０２及び０．０３のものについて、図３にはこれらのものに対応する臨界膜厚が示されておらず、図４及び図５において、それぞれの膜厚をいくらとして計算したものであるか不明である。
　また、クラッド層のＡｌ組成比が０．０１のものについては、図４，５に記載もない。
　
　さらに検討するに、図４及び図５において黒丸で示されているもののうち、Ａｌ組成比が０．０４、０．０５、０．０６、０．０６５、０．０７のものについては、図３に臨界膜厚が示されているから、クラッド層の膜厚がどの程度であるかについての理解ができるので、例えば、Ａｌ組成比が０．０６５のものについて図３をみると、臨界膜厚がほぼ１．５μｍであることがみてとれ、この７０％は約１μｍである。
　一方、Ａｌ組成比が０．０６５のものについて図５をみると、その光閉じこめ量、すなわち、基板側への光滲み出し量は約０．１１％であることがみてとれる。
　したがって、クラッド層のＡｌ組成比が０．０６５で、その膜厚が１μｍのものでは、基板側への光滲み出し量が約０．１１％であることが理解される。
　ここで、本願請求項１に記載されるように、クラッド層の膜厚が３００ｎｍ、すなわち０．３μｍであるならば、この厚さは、上記の膜厚１μｍの３割であり随分と薄いから、基板側への光滲み出し量は、０．１１％よりもかなり大きい値になるものと考えられる。
　このように、クラッド層の膜厚が３００ｎｍであるならば、Ａｌ組成比が０．０６５においてさえ、基板側への光滲み出し量が０．１１％よりもかなり大きい値になるところ、本願請求項１のようにＡｌ組成比が０．０１〜０．０３と小さいものであるならば、このクラッド層の屈折率はＡｌ組成比が０．０６５のものより大きくなり、クラッド層での光強度の減衰が小さくなるのであるから（段落【００１０】等参照。）、基板側への光滲み出し量はさらに大きいものとなる。
　してみれば、クラッド層のＡｌ組成比が０．０１〜０．０３で、その膜厚が３００ｎｍのものにおいて、基板側への光の滲み出しの問題がないと到底認めることはできない。
　したがって、例えば、クラッド層のＡｌ組成比が０．０１でその膜厚が３００ｎｍであるものを含む本願発明が、基板側への光の滲み出しの問題がなく、良好なＦＦＰ特性を備える半導体発光素子となるものとして、本願明細書の発明の詳細な説明に記載されていると認めることができない。
　
５．むすび
　以上のとおりであるから、本願発明が本願明細書の発明の詳細な説明に記載されているとはいえず、本願は、原査定の拒絶理由で指摘したように特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない。
　よって、結論のとおり審決する。