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　特願２００１−５６２８３９「ＭＯＳＦＥＴ用の駆動回路および方法」拒絶査定不服審判事件〔平成１３年　８月３０日国際公開、ＷＯ０１／６３７６３、平成１５年　８月１９日国内公表、特表２００３−５２４９８２〕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、２００１年２月２３日（パリ条約による優先権主張　２０００年２月２３日　南アフリカ共和国（ＺＡ））を国際出願日とする出願であって、原審において平成２４年６月２９日付けで拒絶査定され、これに対し同年１１月２日に審判請求がなされたものであるところ、 
 　本件出願の請求項１７に係る発明（以下、「本願発明」という。）は、平成２４年２月１７日付けで補正された特許請求の範囲の請求項１７に記載された次のとおりのものである。 
　
（本願発明）
「【請求項１７】
　ゲートを含む絶縁ゲート半導体デバイスを駆動する方法であって、電荷蓄積手段とスイッチング手段とが回路内で前記デバイスのゲートへ接続され、前記デバイスの最大定格の３乃至４倍を超えるゲート電圧を生じるチャージパルスを前記電荷蓄積手段から前記ゲートへ印加することを特徴とする方法。」
　
　
２．引用発明
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である、特開平１１−９７９９５号公報（以下、「引用例」という。）には、「電界制御型半導体素子の駆動方法及び回路」として図面と共に次の記載がある。
　
イ．「【０００１】
【産業上の利用分野】  本発明は、IGBT，FET などのゲート静電容量を高速で正または負に充電することによって電界制御半導体スイッチ素子を高速で駆動する回路に関する。
【０００２】
【従来技術】（・・・中略・・・）
【０００４】  高速高電圧半導体スイッチとしてはIGBT,MOSFET などのような電圧駆動型の電界制御型半導体素子がスピードの点で有利であるが、高速ターンオンさせるには、ゲート静電容量を高速充電することが必要である。この高速ゲート駆動の方法としては電圧源駆動が一般的である。
【０００５】  その電圧源駆動は、電荷制御型半導体素子のゲート最大定格電圧、例えば20V より低い18V のゲート動作電圧を電界制御型半導体素子のゲート端子に印加する駆動電源と電界制御型半導体素子のゲートとをスイッチで出来る限り低いインピーダンス路で選択的に接続し、スイッチをオンさせることによりゲート静電容量を18V のゲート動作電圧に向かって充電する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかし、その充電には電源電圧を電界制御型半導体素子のゲートに印加するゲート最大定格電圧よりも高くすることができないので、回路インピーダンスを下げるしかないが、これも限度があり、ある程度以上の高速ターンオン駆動はできない。
【０００７】  また、電流源駆動も可能であるが、電界制御型半導体素子のゲートに印加する電圧がゲート最大定格電圧よりも低くなければならないために、ゲート端子にゼナ―ダイオードなどの過電圧保護素子を接続しなければならないというのが、一般的な考えであり、ゲート端子電圧を制限するために、大型のIGBTなどのケース内部のゲート配線のインダクタンスによる遅れを保障できず、この駆動方法も十分に高速で駆動することはできない。
【０００８】  さらにまた、他の用途ではIGBT、MOSFETを高速でターンオフさせるために、ゲート電圧を正バイアス電圧から負バイアス電圧に高速で反転充電する駆動方法もあるが、この場合にも大型のIGBTなどのケース内部のゲート配線のインダクタンスによる遅れで、ある程度以上には高速化ができない。
【０００９】  本発明は、このような問題点を解決してIGBT、MOSFETのような電界制御田半導体素子を従来よりも高速でターンオン、あるいはターンオフさせることのできる駆動方法及び駆動回路を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】  この課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ゲート静電容量Cg、ゲート最大定格電圧Vm、その電圧よりも低いゲート動作電圧V2及び内部ゲートインダクタンスを有する電界制御型半導体素子を高速でターンオンさせる駆動方法において、前記ゲート静電容量Cgよりも容量の小さい別の静電容量Ca（Cg＞Ca）を前記ゲート最大定格電圧Vmよりも高い電圧まで充電し、前記電界制御型半導体素子のターンオン駆動時に前記静電容量Caの充電電荷を放電させて、前記ゲート最大定格電圧Vmよりも高い電圧V1を前記電界制御型半導体素子のゲート端子に印加し、前記ゲート静電容量Cgをゲート動作電圧V2まで高速で充電することにより、高速でターンオンさせることを特徴とする電界制御型半導体素子の駆動方法を提供するものである。」
　
ロ．「【００１９】
【実施例】  以下、図面により本発明にかかる実施例を説明する。この発明は、特に大容量で大型のIGBT,FETなどの電力用電界制御型半導体素子のゲート静電容量を、その素子ケース内部のゲートインダクタンスをも保障して高速充電又は高速放電することのできる電界制御素子の高速駆動回路である。
【００２０】  本発明は、IGBTなどの半導体チップのゲート電極の直流的最大定格であるゲート最大定格電圧を超えなければ、IGBTなどの外部ゲート端子に印加される駆動電圧がゲート電圧最大定格を超えても問題が生じないという新しい知見に基づく。
【００２１】  図１は本発明の一実施例を示す。１はIGBT、MOSFETのような駆動される高速高電圧の電界制御型半導体素子であり、以下の説明ではモジュール型IGBTの例とする。その一例として、耐圧1200V 、スイッチング電流700A、パルス幅700 nsで動作することを目標とする。IGBT1 はコレクタ端子K1、エミッタ端子E1、ゲート端子G1、ゲート信号のリターン路としての信号用エミッタ端子E2を有する。ゲート端子G1と信号用エミッタ端子E2間には、モジュール内部配線としての寄生インダクタンス分L1と、寄生抵抗もしくは別途接続された発振防止用の抵抗R1が存在する。
【００２２】  Cgは、IGBT1 のゲート静電容量を示す。C1はゲート電荷供給用コンデンサであり、IGBT１のコレクタ電圧側より抵抗R2を通して充電される。コンデンサC1はゲート静電容量Cgよりも小さな容量Ca(Cg ＞Ca) を有し、その充電電圧はゼナーダイオードZD1 により制限される。例えば,IGBT1のコレクタ電圧を1000V とした場合、コンデンサC1の充電電圧は200Vに制限されるものとする。
【００２３】  2 はコンデンサC1とIGBT1 のゲート端子G1との間を駆動信号S1で選択的に開閉するスイッチであり、FET などが適当である。以下、FET として説明する。FET2のオンにより、コンデンサC1の電荷がIGBT１のゲートに供給される。L2はFET2、IGBT1 、コンデンサC1を含ゲート電流回路の配線インダクタンスである。」
　
ハ．「【００２６】  図２は図１の動作を説明するために、ゲート電流Igとゲート端子G1-E2 間の電圧Vg1 、内部ゲート電圧Vg2 の関係をを示す。駆動信号S1によりFET2がターンオンすると、コンデンサC1に充電された電荷は抵抗R3，FET2、配線インダクタンスL2、ゲート端子G1、ゲート内部インダクタンスL1、内部抵抗R1を通してゲート静電容量Cgを充電する。コンデンサC1、抵抗R3の値をIGBTのゲート静電容量Cgに対して後述するように選定すると、ゲート端子電圧Vg1 は図２(A) のようにIGBTのゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V となった後、最終目標ゲート電圧であるゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に減衰する。なお一般に、IGBT、MOSFETのゲート最大定格電圧は正、負とも普通20V 程度である。ここでゲート動作電圧とは、電界制御型半導体素子をターンオンさせることのできるゲート電圧をいう。
【００２７】  一方、内部ゲート電圧Vg2 は、0VからIGBT1 がオンするのに必要なゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に増加する。すなわち、ゲート端子電圧Vg1 はゲート最大定格電圧Vmを超えるが、コンデンサC1の容量はゲート静電容量Cgよりも設定容量だけ小さく、その充電電荷も設定電荷量だけ少ないから、内部ゲート電圧Vg2 はゲート最大定格電圧Vmを越えることはなく、したがってIGBT1 のゲートは破壊されない。
【００２８】  すなわち本発明では、IGBTの内部配線インダクタンスL1、又は内部直列抵抗R1に打ち勝つ大きさの急峻な電圧でゲート端子G1を駆動することにより、ゲート静電容量Cgを高速充電し、かつ抵抗R3とR1によって非振動的とするために、IGBT1 の内部ゲート電圧をゲート最大定格電圧Vmよりも低い電圧値に抑制することができる。」
　
ニ．「【００４０】
【発明の効果】  以上説明したように、IGBT、FET のような電界制御型半導体素子のゲート最大定格電圧は半導体チップのゲート電極の直流的最大定格であり、本発明は、このゲート最大定格を超えなければ、電界制御型半導体素子の外部ゲート端子の電圧がゲート最大定格を越えても問題ないという新しい考え方にもとづき、ゲート内部電圧をゲート最大定格以下に維持しながら、高速充放電し、高速駆動させるもので、従来のようにゲート端子電圧を電界制御型半導体素子のゲート最大定格以下に維持して駆動する方法よりもターンオン、ターンオフ速度を向上させることができる。
【００４１】  特に大容量で大型のIGBT,FETなどの電界制御型半導体素子を、素子ケース内部のゲートインダクタンスをも保障して高速充電して、高速駆動することのできる高速駆動回路を提供することができる。」
　
　
　上記引用例の記載及び関連する図面並びにこの分野における技術常識を考慮すると、
　引用例記載の「電界制御型半導体素子の駆動方法」において、駆動される素子（デバイス）は、上記ロ．【００２１】、【図１】にあるように「IGBT、MOSFET」（当審注：Insulated Gate Bipolar Transistor（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor（金属−酸化物−半導体型電界効果トランジスタ））のような「ゲート」を有する「電界制御型半導体素子1」であって、
　上記ロ．【００２２】、【００２３】、【図１】にあるように、「ゲート電荷供給用コンデンサC1」と「スイッチ2」（「FET」からなる実施例が記載されている。以下「FETスイッチ2」とする。）を含む「駆動回路」が前記素子の「ゲート端子G1」へ接続されているものである。
　そして、上記ハ．【００２６】、【図２】（Ａ）によれば、
「駆動信号S1によりFET2がターンオンすると、コンデンサC1に充電された電荷は抵抗R3，FET2、配線インダクタンスL2、ゲート端子G1、ゲート内部インダクタンスL1、内部抵抗R1を通してゲート静電容量Cgを充電する。」、
「ゲート端子電圧Vg1 は図２(A) のようにIGBTのゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V となった後、最終目標ゲート電圧であるゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に減衰する。」とあるから、
「ゲート電荷供給用コンデンサC1に充電された電荷によりゲート静電容量Cgを充電する」ことにより、
「ゲート端子電圧Vg1は電界制御型半導体素子のゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V となった後、最終目標ゲート電圧であるゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に減衰する」ものである。
　
　したがって、引用例には、以下の発明（以下、「引用発明」という。）が開示されている。
　
（引用発明）
「　ゲートを含む電界制御型半導体素子1を駆動する方法であって、
　ゲート電荷供給用コンデンサC1とFETスイッチ2を含む駆動回路が前記素子のゲート端子G1へ接続されており、
　ゲート電荷供給用コンデンサC1に充電された電荷によりゲート静電容量Cgを充電することにより、
　ゲート端子電圧Vg1は、電界制御型半導体素子のゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V となった後、最終目標ゲート電圧であるゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に減衰する方法。」
　
　
３．対比
　本願発明と引用発明とを対比すると、
　まず、引用発明の「ゲートを含む電界制御型半導体素子1」は、上記ロ．【００２１】にある「IGBT、MOSFET」のような「素子」（デバイス）であって、そのゲートが「Metal-Oxide-Semiconductor：MOS」のような「Insulated Gate」（絶縁ゲート）構造であることは技術常識であるから、本願発明の「ゲートを含む絶縁ゲート半導体デバイス」にあたる。
　
　また、引用発明の「ゲート電荷供給用コンデンサC1」は、前記「電界制御型半導体素子1」（絶縁ゲート半導体デバイス）のゲートに供給するための電荷を蓄積するコンデンサであるから、本願発明の「電荷蓄積手段」に相当し、
　引用発明の「FETスイッチ2」は、本願発明の「スイッチング手段」にあたる。
　
　また、引用発明の「ゲート電荷供給用コンデンサC1とFETスイッチ2を含む駆動回路が前記素子のゲート端子G1へ接続」されることは、引用例の【図１】において「電界制御型半導体素子1」を示す一点鎖線枠内に記載された「L1、R1、Cg」などの回路要素が、「寄生インダクタンス分」、「寄生抵抗」や、「IGBT1 のゲート静電容量」（引用例【００２１】）のような、素子構造に起因して付随する等価回路成分であって通常省略されることを勘案すれば、本願明細書の【図１】と実質的な相違はなく、
本願発明の「電荷蓄積手段とスイッチング手段とが回路内で前記デバイスのゲートへ接続」されたことに相当する。
　
　また、引用発明は、「ゲート電荷供給用コンデンサC1に充電された電荷によりゲート静電容量Cgを充電する」から、デバイスのゲートを「充電」（チャージ）するものである。
　
　更に、引用発明は、「ゲート端子電圧Vg1は、電界制御型半導体素子のゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V となった後、最終目標ゲート電圧であるゲート動作電圧18V に向かって、非振動的に減衰する」のであるから、
　前記「充電」（チャージ）のためにデバイスのゲートに印加される「ゲート端子電圧Vg1」（ゲート電圧）は、引用例の【図２】（Ａ）からも明らかなように「スパイク」状であって「パルス」ということができ、本願発明の「チャージパルス」にあたり、
　該「チャージパルス」の「ピーク電圧値が36V」であって「ゲート最大定格20V を超える」から、「デバイスの最大定格を超えるゲート電圧を生じるチャージパルス」ということができる。
　
　したがって、本願発明と引用発明とは、以下の点で一致し、また相違する。
　
〈一致点〉
「ゲートを含む絶縁ゲート半導体デバイスを駆動する方法であって、電荷蓄積手段とスイッチング手段とが回路内で前記デバイスのゲートへ接続され、前記デバイスの最大定格を超えるゲート電圧を生じるチャージパルスを前記電荷蓄積手段から前記ゲートへ印加することを特徴とする方法。」
　
〈相違点〉
「デバイスの最大定格を超えるゲート電圧」に関し、
　本願発明は「デバイスの最大定格の３乃至４倍を超えるゲート電圧」であるのに対して、
　引用発明は「ゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V 」となる「ゲート端子電圧Vg1」である点。
　
　
４．判断
　引用発明には「電界制御型半導体素子のゲート最大定格20V を超えるスパイク電圧、例えばその急峻な電圧のピーク電圧値が36V 」であるような「ゲート端子電圧Vg1」を印加することの開示があり、これは「デバイスの最大定格の１．８倍のゲート電圧」に相当する。
　本願発明の「デバイスの最大定格の３乃至４倍を超えるゲート電圧」を検討するに、本願明細書には、その【００２９】に「この方法を使用すると、短い間隔の場合、デバイスを破壊せずに一部のＭＯＳＦＥＴ１２の最大しきい値定格の約３〜４倍までゲート電圧を駆り立てることができる。」との記載があるのみであって、「３乃至４倍を超える」との数値範囲については審査官も拒絶査定に於いて指摘するように、そもそも根拠となる明細書の記載も不明なものであって、格別の臨界的意義を認めることは出来ない。
　そして、引用発明に少なくとも「デバイスの最大定格を超えるゲート電圧」を印加することの開示がある以上、その最大定格に対する倍率の数値範囲を「３乃至４倍」と定めることは、デバイスの絶対的な最大定格（デバイスに恒久的な損傷を生ずる可能性が高いため、一時的にせよ越えてはならない、いわゆる「絶対最大定格」）の制約のもと、当業者であれば必要とする立ち上がり時間などに応じて定め得ることに過ぎず、格別のことではない。
　
　以上のように、相違点は、当業者であれば引用発明に基づき容易になし得ることであって、本願発明が奏する効果も引用例から容易に予測出来る範囲内のものである。
　
　
５．むすび
　以上のとおり、本願発明は、引用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。 
　よって、結論のとおり審決する。