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　平成　３年特許願第　５７４２６号「光導波路の製造方法」拒絶査定に対する審判事件［平成　４年１０月１５日出願公開、特開平　４−２９１３０４］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
　本願は、平成３年３月２０日の特許出願であって、原審において、平成１２年３月１５日付で拒絶理由が通知され、これに対し、同年５月２４日付で手続補正がなされ、その後平成１３年５月２４日付で再度拒絶理由が通知され、これに対し、同年８月１日付で手続補正がなされたところ、同年８月１６日付で拒絶査定がなされ、これに対し、同年１０月１１日に拒絶査定に対する審判請求がなされるとともに、同年１１月１２日付で手続補正がなされたものであって、その請求項に係る発明は、上記手続補正がなされた明細書及び図面の記載からみて、特許請求の範囲の請求項１、２に記載されたものと認められるところ、請求項１に係る発明（以下、「本願発明」という。）は次のものである。
　　
「【請求項１】
　第１の材料からなる単結晶基板と、
　前記単結晶基板上に形成され、障壁層によって挾まれ、混晶半導体の第２の材料で形成された複数の量子井戸層を含む量子井戸構造と、
　前記量子井戸構造の一方の表面に接して配置されたｐ型半導体領域と、
　前記量子井戸構造の他方の表面に接して配置されたｎ型半導体領域と、
　前記ｐ型半導体領域に接続されたｐ型電極と、
　前記ｎ型半導体領域に接続されたｎ型電極と、
を有し、前記ｐ型電極と前記ｎ型電極を介して、前記量子井戸構造へ電流を注入することにより前記量子井戸構造の等価屈折率を制御する光導波路の製造方法であって、
　各々の前記量子井戸層において、前記第２の材料の組成を、前記第１の材料と格子整合する組成領域のうち最もバンドギャップが狭い組成と実質的に一致するように選定する工程と、
　各々の前記量子井戸層において、前記量子井戸層の厚さを、電荷キャリアに関して量子化されたエネルギ準位を有する２次元のバンド構造が前記量子井戸層に形成され、かつ前記第２の材料の組成と前記量子井戸層の厚さの組み合わせが、前記量子井戸層に形成される前記電荷キャリアの基底準位間のエネルギ差が入射される光信号のフォトンエネルギよりも５０±１５ｍｅＶだけ大きくなるよう選定する工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。」
　　
２．引用例
　原査定の拒絶の理由に引用された特開平１−１３６１１６号公報（以下、「引用例１」という。）には、図面とともに、
「本発明は、互いに波長の異なる複数の信号光を分波する可変波長フィルタに関する。」（１頁左欄１５行〜１６行）、
「（実施例）
　第３図は本発明の第１の実施例を示す模式的な断面図である。この可変波長フィルタは導波路型のファブリーペロー干渉計であり、入射光は、多重量子井戸（ＭＱＷ）から成る光ガイド層３０３に入射する。ＭＱＷ光ガイド層３０３に電界をかけることにより、この層の等価屈折率を変え、フィルタ特性を変化させることができる。・・・
　製作は、ｎ−ＩｎＰ基板３０１の上に有機金属気相成長法を用いてｎ−ＩｎＰクラッド層３０２，ノンドープＭＱＷ光ガイド層３０３，ｐ−ＩｎＰクラッド層３０４，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層３０５を順次に成長する。ここでＭＱＷは６ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸層と１０ｎｍのＩｎＰバリア層でできており、周期は２０周期である。成長後、・・・ｐ側とｎ側に電極３０６，３０７を形成する。」（３頁左上欄１９行〜同頁右上欄１６行）、
「実施例では、屈折率を電気的に変化させる方法としてＭＱＷの電界印加を用いたが、その他キャリア注入による屈折率変化を用いても同様の効果が得られる。」（３頁右下欄１２行〜１５行）、ことが記載され、
 これらの記載によれば、引用例１には、
「ｎ−ＩｎＰ基板３０１の上に有機金属気相成長法を用いてｎ−ＩｎＰクラッド層３０２，ノンドープ多重量子井戸（ＭＱＷ）光ガイド層３０３，ｐ−ＩｎＰクラッド層３０４，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層３０５を順次に成長させ、ここでＭＱＷは６ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸層と１０ｎｍのＩｎＰバリア層でできており、成長後、ｐ側とｎ側に電極３０６，３０７を形成し、屈折率を電気的に変化させる方法としてＭＱＷへのキャリア注入による屈折率変化を用いることが可能な光導波路の製造方法。」
との発明（以下、「引用例１発明」という。）が開示されていると認めることができる。
　　
　同じく、原査定の拒絶の理由に引用された特開昭６２−６７５２１号公報（以下、「引用例２」という。）には、図面とともに、
「ある特定のバンドギャップエネルギーを持つ半導体材料を使用することにより、伝搬損失特性をそこなうことなしにキャリア注入によりきわめて大きな誘起屈折率を得ることが可能である。」（２頁右上欄１０行〜１４行）、
「[発明の目的]
　本発明の目的は、・・・小型、低分散で分離能力がすぐれ、かつ高集積化が可能な光スイッチ及びそのアレイを提供することにある。」（２頁右上欄１７行〜同頁左下欄１行）、
「伝送損失を減少させる１つの方法は、光導波路、特に光を反射する部分（第５図（ｃ）の２２）の材料に、入射光に対し損失の少ない材料を使用することである。そのためには、第２図からも明らかなように、上記領域の材料に、同領域のエネルギーギャップＥｇが、入射光の光子エネルギーｈνより大きな値を持つ材料を用いればよい。しかし、その場合、キャリア注入による屈折率の変化量は、第１図からも明らかなように、Ｅｇがｈνより大きくなるほど減少する。
　本発明は、キャリア注入を用いた光スイッチの屈折率変化量、伝送損失という２つの重要な特性に着目し、・・・良好な特性をもたらす材料範囲を指定するものである。
　本発明で提案する第１の構造は、光導波路を構成する母体材料(I)（原記載では（I）は、後段の「光スイッチ動作を行う部分」の後にあるが、これは誤りである。：審決注）と、光スイッチ動作を行う部分、すなわち、キャリア注入により屈折率を変化させ、光の反射、回折を行う部分（II）、（第５図（ｃ）の２２）とを異なる材料で構成する構造である。この構造では、光導波路部（I）を低損失の材料で構成し、スイッチ動作を行う部分（II）を屈折率変化の大きな材料で構成することが可能である。すなわち、吸収損失の大きな（II）を全反射に必要な厚さ程度にまで薄くすることが可能なため（II）の材料に前述のＥｇ≒ｈνなるＥｇを持つ材料を使用することができ、キャリア注入により得られる大きな屈折率の変化を有効に利用することができる。・・・本構造ではスイッチ動作部（II）の厚さを全反射に必要な厚さ５μｍ程度と薄くできるが、そこでの吸収損失を実用的な光スイッチに必要な０．５ｄＢ以下とするには、（II）の吸収係数が２３００ｃｍ−１以下であることが必要である。これは第２図より光子エネルギーが１１７００ｃｍ−１（１．４５ｅＶ）以下、（ほぼバンドギャップ以下）であることと対応する。これにより、光スイッチ特性（屈折率変化、吸収損失）向上のためには、本発明の第１の構造において、領域（II）の材料のエネルギーギャップは、入射光（動作光）に対し下記の式を満足する必要がある。
　　　０＜Ｅｇ−ｈν＜０．１ｅＶ
　上記関係式は、ＧａＡｓに１×１０１５ｃｍ−３のキャリア注入を行った図１，２を基に算出した。しかし、上記関係は、基礎吸収端の立ち上がりが急峻なため、キャリア注入により大きな屈折率変化が得られる他の直接遷移型の化合物半導体材料にも成立する。これは、他の直接遷移型の化合物半導体でも、基礎吸収のエネルギー依存性がＧａＡｓと類似しており、価電子帯、伝導体の状態密度もＧａＡｓと大きな差がないためである。」（３頁左上欄１１行〜同頁右下欄７行）、
「実施例１
　第５図は本実施例の光スイッチの製造工程の概略説明図で、・・・基板２１にはＳｎドープの（１００）ＩｎＰ基板を用いた。基板２１上に分子線エピタキシヤル法（ＭＢＥ法）により、ＩｎＧａＡｓＰ層、ＩｎＰ層の順に積層した超格子構造の層２２を厚み１．５μｍに成長させた。・・・つぎに、超格子層２２の上に液相成長法（ＬＰＥ法）により、厚み２μｍ程度のＩｎＰクラッド層２３、さらにその上に例えばＡｕ−Ｃｒ合金からなる電極用金属層２４を厚み約０．３μｍに形成し、積層基板２０を作る（図（ａ））。・・・他方の電極（例えばＡｕ−Ｃｒ合金からなる）を積層基板２０の裏面全面に共通電極として設けるようにしたものである。」（４頁右上欄１９行〜同頁右下欄８行）、
と記載されていることが認められ、
　さらに引用例２の実施例１には、「以上のようにして作製した長さ１．６ｍｍの４×４光スイッチに波長１．３μｍ（Ｅｇ−ｈν＝０．０４ｅＶ）の半導体レーザ光を入射した所、光導波路は単一モードではなく、多モード導波路であることがわかった。超格子層に電流を約２３ｍＡ流した時の光スイッチの消光比は−３０ｄＢ以下と小さく、光伝送損失も２ｄＢ以下と良好であった。」（５頁左上欄１６行〜同頁右上欄２行）点が、同実施例２には、「本実施例では同一の材料（ＩｎＧａＡｓＰ＝Ｅｇ＝１．０８ｅＶ）で構成した点にある。・・・本光スイッチは、波長１．２μｍ（ｈν＝１．０３ｅＶ）の入射光に対し、注入電流１００ｍＡ・・・において完全にスイッチングされた。この時の消光比、伝送損失はそれぞれ２０ｄＢ、２．３ｄＢであった。」（５頁左下欄１２行〜同頁右下欄８行）点が記載されており、これらの記載事項からみて、引用例２には、Ｅｇ−ｈνの値が、それぞれ４０ｍｅＶと５０ｍｅＶ（Ｅｇ−ｈν＝０．０４ｅＶ＝４０ｍｅＶ、Ｅｇ−ｈν＝１．０８ｅＶ−１．０３ｅＶ＝０．０５ｅＶ＝５０ｍｅＶ）の実施例が記載されていることが認められる。
　　
３．対比
　そこで、本願発明と引用例１発明とを比較すると、引用例１発明の「ｎ−ＩｎＰ基板３０１」は、本願発明の「第１の材料からなる単結晶基板」に相当し、同様に「ＩｎＧａＡｓ井戸層」は、「混晶半導体の第２の材料で形成された複数の量子井戸層」に、「ＩｎＰバリア層」は、「障壁層」に、「ｐ−ＩｎＰクラッド層３０４」は、「ｐ型半導体領域」に、「ｎ−ＩｎＰクラッド層３０２」は、「ｎ型半導体領域」に、「電極３０６，３０７」は、「ｐ型電極とｎ型電極」に、「多重量子井戸（ＭＱＷ）」は、「量子井戸構造」に相当し、
　また、引用例１発明の「ｐ側とｎ側に電極３０６，３０７を形成し、屈折率を電気的に変化させる方法としてＭＱＷへのキャリア注入による屈折率変化を用いることが可能」であることは、本願発明の「前記ｐ型電極と前記ｎ型電極を介して、前記量子井戸構造へ電流を注入することにより前記量子井戸構造の等価屈折率を制御する」ことに相当することが明らかであり、
　また、本願明細書の段落００３８には、単結晶基板としてｎ型ＩｎＰ基板を、量子井戸層としてＩｎＧａＡｓを用いる旨が記載されており、これらの材料を、本願発明の「各々の前記量子井戸層において、前記第２の材料の組成を、前記第１の材料と格子整合する組成領域のうち最もバンドギャップが狭い組成と実質的に一致するように選定する工程」を満足する第１の材料、第２の材料としていることは明白であるところ、引用例１発明も、単結晶基板としてｎ型ＩｎＰ基板を、量子井戸層としてＩｎＧａＡｓを用いているから、引用例１発明には、本願発明の技術事項である「各々の前記量子井戸層において、前記第２の材料の組成を、前記第１の材料と格子整合する組成領域のうち最もバンドギャップが狭い組成と実質的に一致するように選定する工程」が、実質的に記載されているといえること、
　さらに、本願発明の「各々の前記量子井戸層において、前記量子井戸層の厚さを、電荷キャリアに関して量子化されたエネルギ準位を有する２次元のバンド構造が前記量子井戸層に形成され」は、量子井戸構造における技術常識を記載したにすぎないから、引用例１発明の「多重量子井戸（ＭＱＷ）」も当然に具備する構成であると解されるから、
両者は、
「第１の材料からなる単結晶基板と、
　前記単結晶基板上に形成され、障壁層によって挾まれ、混晶半導体の第２の材料で形成された複数の量子井戸層を含む量子井戸構造と、
　前記量子井戸構造の一方の表面に接して配置されたｐ型半導体領域と、
　前記量子井戸構造の他方の表面に接して配置されたｎ型半導体領域と、
　前記ｐ型半導体領域に接続されたｐ型電極と、
　前記ｎ型半導体領域に接続されたｎ型電極と、
を有し、前記ｐ型電極と前記ｎ型電極を介して、前記量子井戸構造へ電流を注入することにより前記量子井戸構造の等価屈折率を制御する光導波路の製造方法であって、
　各々の前記量子井戸層において、前記第２の材料の組成を、前記第１の材料と格子整合する組成領域のうち最もバンドギャップが狭い組成と実質的に一致するように選定する工程と、
　各々の前記量子井戸層において、前記量子井戸層の厚さを、電荷キャリアに関して量子化されたエネルギ準位を有する２次元のバンド構造が前記量子井戸層に形成されるように選定する工程とを有する光導波路の製造方法。」
である点で一致し、次の点で相違している。
　　
［相違点］本願発明の製造方法は、さらに「量子井戸層の厚さを、第２の材料の組成と前記量子井戸層の厚さの組み合わせが、前記量子井戸層に形成される前記電荷キャリアの基底準位間のエネルギ差が入射される光信号のフォトンエネルギよりも５０±１５ｍｅＶだけ大きくなるよう選定する工程」を含むのに対し、引用例１発明の製造方法はその様な工程を有していない点。
　　
４．判断
　引用例２には、光スイッチ特性のうち屈折率変化、吸収特性を向上させるためには、スイッチ動作部の材料のエネルギーギャップＥｇは、入射光（動作光）エネルギーｈνに対し
０＜Ｅｇ−ｈν＜０．１ｅＶ（＝１００ｍｅＶ）
の関係を満たす必要があること、そしてこの関係は、基礎吸収端の立ち上がりが急峻なため、キャリア注入により大きな屈折率変化が得られる他の直接遷移型の化合物半導体材料にも成立すること、また、スイッチ動作部として実施例１にＩｎＧａＡｓＰ層、ＩｎＰ層の順に積層した超格子構造の層２２が例示されていること、さらに実施例１，２においては、Ｅｇ−ｈνの値が４０ｍｅＶ、５０ｍｅＶであることが記載されている。
　ここで、引用例２に記載のものの「超格子構造の層２２」は、この場合本願発明の「量子井戸構造」に、同じく「スイッチ動作部の材料のエネルギーギャップＥｇ」は、「量子井戸層に形成される前記電荷キャリアの基底準位間のエネルギ差」に、「入射光（動作光）エネルギーｈν」は「入射される光信号のフォトンエネルギ」に相当し、また上記関係式が本願発明にも適用可能であることは、上記「キャリア注入により大きな屈折率変化が得られる他の直接遷移型の化合物半導体材料にも成立する」なる記載から明らかであり、さらに、実施例には本願発明の数値範囲（５０±１５ｍｅＶ）に該当する実施例１，２の値４０ｍｅＶ、５０ｍｅＶが記載されているから、引用例２には、上記相違点のうち「量子井戸層に形成される前記電荷キャリアの基底準位間のエネルギ差が入射される光信号のフォトンエネルギよりも５０±１５ｍｅＶだけ大きい」に相当する事項が記載されているといえる。
　また、この種の量子井戸構造において、量子井戸層の厚さを薄くすると、量子井戸層に形成される電荷キャリアの基底準位間のエネルギ差が高エネルギー側にシフトすることは、従来周知（伊賀健一他著，「面発光レーザ」，第１版，（株）オーム社，１９９０年９月２５日，ｐ．１９９−２０１）の技術事項である。
　そして、引用例１発明に、上記引用例２に記載のものを適用し、上記周知技術に基づき量子井戸層の厚さを選択することによって、所望のエネルギ差を求めることに、特段の困難性があるとはいえないから、本願発明は、当業者が容易に想到し得たものというに相当する。
　そして、本願発明の作用効果も、引用例１、引用例２に記載された事項及び周知技術から当業者が予測できる範囲のものである。
　
５．むすび
　以上のとおり、本願発明は、引用例１、引用例２に記載された発明及び周知技術に基づいて、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。