【事件の表示】
　特願２００３−３３９１８５「ＩＩＩ族原子と窒素原子との間に直接結合を有する前駆物質を用いた、高効率の半導体レーザ製造システム及び製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成１６年　４月２２日出願公開、特開２００４−１２８５０４〕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 
　本願は、平成１５年９月３０日（パリ条約による優先権主張　２００２年９月３０日、米国）に特許出願したものであって、平成１８年９月５日及び平成２１年１２月４日に手続補正がなされたが、平成２２年４月８日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年８月１１日に拒絶査定不服審判の請求がなされたものである。 
　 
２　本願発明 
　本願の請求項に係る発明は、平成２１年１２月４日になされた手続補正後の特許請求の範囲、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ないし２７に記載された事項により特定されるとおりのものと認められるところ、請求項８に係る発明は、次のとおりのものである。 
　 
「基板と、光共振器と、該光共振器内に配置された活性領域とを含む発光素子であって、該活性領域はインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、及び窒素（Ｎ）を含み、該活性領域は約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光を生成し、該活性領域の少なくとも一部は少なくとも１つのＩＩＩ族原子と少なくとも１つの窒素原子との直接結合を有する窒素前駆物質を用いることによって成長させる発光素子であって、 
　前記活性領域がさらに、少なくとも１つのインジウムガリウム砒素窒素量子井戸層を含み、該インジウムガリウム砒素窒素量子井戸層におけるＩｎのモル分率が、３８％以上で、Ｎが１％以上である発光素子。」（以下「本願発明」という。） 
　 
３　刊行物の記載 
　原査定の拒絶の理由に引用した、本願の優先日前に頒布された刊行物である特開２００２−１８５０７９号公報（以下「引用刊行物」という。）には、以下の記載がある（下線は、審決で付した。以下同じ。）。 
　 
（１）「【請求項１】 
半導体基板上に、光を発生する活性層領域と、この活性層領域を挟んで前記半導体基板と逆側に配置された電流狭窄領域と、当該半導体層の積層方向において、前記活性層領域と前記電流狭窄領域とを上下で反射鏡で挟んだ光共振器と、前記電流狭窄領域を挟んで、前記半導体基板側に設けられた第１の電極と、前記半導体基板と反対側に設けられた第２の電極とを少なくとも有し、前記電流狭窄領域と前記第２の電極の間に２次元キャリアの生成が可能な積層構造を有する半導体層領域を有する
面発光型レーザ装置。
　 
（２）「【０００１】 
【発明の属する技術分野】本願発明は、垂直共振器を有する面発光型レーザ装置とそれを用いた光モジュール、及び、光システムに関するものである。
【０００２】 
【従来の技術】近年のインターネット人口の爆発的増大により、オフィス等のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）においては情報伝送の急速な高速化が求められている。５〜１０年後には、末端ユーザにおいてはＧｂ／ｓレベル、ＨＵＢ（中継器）間を結ぶバック・ボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）においては １０Ｇｂ／ｓレベルを超える伝送速度が必要になると予測されている。そのため近い将来には、末端ユーザーまで光ファイバーを用いた光通信の全面的導入が必須であると考えられる。通常、光通信には、半導体レーザ、受光素子、及び、それらの駆動回路等を組み込んだ光モジュールが用いられる。将来のＬＡＮで用いられる光モジュールにおいては、１０Ｇｂ／ｓを超える高速伝送が可能であるという性能面での要求に加えて、莫大な数の一般ユーザが使用することを念頭におき、低コストで提供することが必須となる。 
【０００３】図１に、これまでに知られている１０Ｇｂ／ｓを超える高速光モジュールの概略図を示す。 
【０００４】ここで、４０１は半導体レーザ装置、４０２はレーザ駆動回路、４０３は半導体レーザ装置よりの光出力のモニター用の受光素子、４０４は素子の温度安定化のためのぺルチェ素子、４０５は受光素子、４０６は受光素子駆動回路、４０７は光モジュールパッケージ全体、４０８は光モジュールを動作させる外部回路、４０９は光ファイバーである。光モジュールは、外部回路４０８に従って、半導体レーザ装置４０１からレーザ光を発生する。ここで、１０Ｇｂ／ｓを越える高速変調光は、外部変調器４０３を通して送信される。また、相手の光モジュールから送信された光信号を、受光素子４０５によって受信する。全ての光信号は、光ファイバー４０９を通して高速でやり取りされる。ここで、半導体レーザ装置としては、ガリウムインジウム燐砒素（ＧａＩｎＰＡｓ）系の半導体材料を活性層に用いた端面発光型のレーザが主として用いられている。
発振波長は、長距離、高速伝送が可能なシングルモードファイバーへ適用できる１.３μｍ、あるいは１.５５μｍである
【０００５】一般に、ＧａＩｎＰＡｓ系レーザは、素子温度が上昇した時に、しきい値電流が大きく増大するという欠点を有している。そのため、温度安定用のぺルチェ素子４０４を組み込む必要があった。以上により、光モジュールを構成する部品数が多く、その為モジュールサイズも大型であり、光モジュール自体のコストが高かった。これは、従来１０Ｇｂ／ｓという伝送速度のレベルが、主としてコストよりも性能が重視される幹線系伝送網に用いられていたことと大きく関連している。こうした観点から、従来の１０Ｇｂ／ｓ光モジュールは、低コスト化が必須の将来のＬＡＮへの適用において本質的に不向きである。　・・・ 
【０００６】それに対して、将来的にＬＡＮで使用される高速光モジュールに適した光源として、面発光レーザーが注目を集めている。　・・・　また、レーザの発振波長に関しても、近年、ガリウムインジウム窒素砒素（ＧａＩｎＮＡｓ）、ガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ）といったガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板上に形成可能な新しい半導体材料による１.３μｍ帯の面発光レーザの発振が相次いで報告されている。 
【０００７】これらの半導体レーザ装置は、長距離、高速伝送が可能なシングルモードファイバーに適合する長波長帯面発光レーザ実用化の期待が非常に高まっている。特に、ＧａＩｎＮＡｓを活性層に用いた場合には、伝導帯における深いポテンシャル井戸で電子を閉じ込めることができ、温度に対する特性の安定性も大幅に改善できると予測されている。ＧａＩｎＮＡｓを活性層に用いた長波長帯面発光レーザ装置は、こうした利点により、高性能、且つ低コストで、ＬＡＮでの使用に適した光モジュールを提供することが、可能であると期待されている。 
・・・ 
【００１０】 
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、高速動作が可能な面発光半導体レーザ装置を提供せんとするものである。本願発明は、例えば、１０Ｇｂ／ｓ以上の高速動作を達成せんとする。 
【００１１】本願発明の別な目的は、高速動作が可能で且つ安価な面発光半導体レーザ装置を提供せんとするものである。 
・・・ 
【００１３】こうした課題に対応する為に技術的には、面発光レーザにおける以下の課題を解決することを要する。即ち、第１点は、抵抗の高い上部の半導体多層膜反射鏡を介さずに電流を活性層領域に注入できる面発光型レーザ装置構造を採用することである。この為には、電極からアパーチャーを通過し、活性層領域に注入される電流の横方向抵抗を低減できる新たな手法を提供し、１０Ω前後の大幅な素子抵抗の低減を達成することが必要となる。」 
　 
（３）「【００３２】　・・・ 
＜本願発明の代表形態＞次に、これらの例に見られる難点を回避した本願発明の形態を詳細に説明する。　・・・ 
【００３３】図３において、符号１０１は下部電極、１０２は半導体基板、１０３は下部の多層膜反射鏡、１０４は第１のスペーサー層、
１０５は活性層領域
・・・ 
【００５０】本願発明による面発光レーザは、素子抵抗が低いため素子自体の発熱が小さく、温度変動が小さい。それに加えて、面発光レーザ自体のしきい値電流値が小さいことも相まって、使用時のしきい値電流値の変化が非常に小さくなる。それにより、従来の高速光モジュールで必要であったペルチエ素子を不要とすることが出来る。更に、小型かつ単純な回路で素子を駆動することが可能となる。また、面発光レーザ装置を直接的に変調駆動するため、外部変調器も不要とすることが出来る。以上により、部品点数を大幅に少なくでき、また、駆動回路のサイズも小さく出来る。よって、光モジュール自体のサイズも小型化し、合わせて、大幅な低コスト化を実現できる。また、素子作製時の歩留まりが高いことも、低コスト化に有効である。 
【００５１】更に、本願発明の係る光モジュールは、面発光レーザの抵抗が低く、素子自体の発熱が小さいことから、活性層の劣下が生じにくいので、従来の光モジュールと比較してより長時間に渡って安定な特性を提供することができる。 
【００５２】以上の効果は、既に述べたように、
活性層における深いポテンシャル井戸で電子を閉じ込めることができる
活性層材料、一例としてＧａＩｎＮＡｓ等を用いた
　 
（４）「【００５３】　・・・ 
＜発明の実施の形態１＞実施の形態例１として、本願発明による再成長工程が不要な面発光レーザ構造の作製について具体的に記述する。　・・・ 
【００５４】面発光レーザ構造の作製においては、精密な膜厚制御や急峻なヘテロ界面作製の必要性から、材料の瞬時の切り替えが可能な分子線エピタキシー(ＭＢＥ)法や有機金属化学気相成長(ＭＯＣＶＤ)法、化学ビームエピタキシー(ＣＢＥ)法等が適している。また、
活性層にＧａＩｎＮＡｓを用いる
【００５５】図１０の（ａ）を参酌する。半導体基板はn型ＧａＡｓ (１００)基板１０２（ｎ型ドーピング濃度＝２×１０18ｃｍ-3）を用いた。Ａｓ雰囲気において、基板を昇温した後、基板上にn型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ（ｎ型不純物濃度＝１×１０18ｃｍ-3）による下部の半導体多層膜反射鏡１０３を３０周期積層する。　・・・　その後、１／２波長厚のノンドープＧａＡｓ層第１スぺーサー層１０４、さらに、
厚さ１０ｎｍの
Ｇａ
0.7
Ｉｎ
0.3
Ｎ
0.01
Ａｓ
0.99
の単層膜からなる活性層１０５
【００５６】続いて、わけても本願発明の特徴構造をなすＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓからなる変調ドープ層１１１を積層した。　・・・　これによって、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ界面には、２次元正孔ガスのチャンネルが形成される。　・・・　続いて、ｐ型ＧａＡｓになる第３スぺーサー層１０８（ｐ型ドーピング濃度＝１×１０18ｃｍ-3）を形成する。　・・・　最後に、ノンドープＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓによる上部の半導体多層膜になる反射鏡１１０を２５周期積層し、結晶成長工程は完了した。　・・・ 
【００５７】続いて、完成した多層成長ウエハに対し、素子構造作製のためのプロセス工程を施した。最初に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜１２０を全面に蒸着し、ホト工程にて円形状にパターニングした。この状態が図１０の（ａ）である。 
【００５８】これをマスク領域にして、ＡｌＡｓ上部電流狭窄層１０７の直下までメサエッチングを行う（図１０の（ｂ））。 
【００５９】　・・・　続いて、形成されたメサ構造に、電流狭窄を行うための選択酸化を施す。水蒸気雰囲気中にて、ウエハを４００℃に加熱することで、ＡｌＡｓ上部電流狭窄層１０７の側面部分１２１、１２２がＡｌｘＯｙ絶縁層に変化した。これにより、直径φが５μｍのアパーチャー部が素子中央に形成された（図１０の（ｃ））。 
【００６０】その後、ＳｉＯ2膜１２０を除去し、ホト工程を経て、上部半導体多層膜反射鏡１１０の両側を、第３スぺーサー層１０８直上までエッチングにて除去した（図１０の（ｄ））。 
【００６１】　・・・　最後に、リング状ｐ側上部電極１０９（図１０の（ｅ））、n側下部電極１０１を形成し（図１０の（ｆ））、面発光レーザ装置として完成した。　・・・ 
【００６２】このようにして作製された面発光レーザ装置は、
発振波長１.３μｍ
　 
（５）「【００６４】本願発明による光システムは部品点数が少なくでき、また、素子の駆動回路が単純で良いためサイズが小型である。特に、
活性層材料として
ＧａＩｎＮＡｓを用いている
＜発明の実施の形態２＞発明の実施の形態例２として、本発明による再成長工程を駆使した面発光レーザ構造の作製について具体的に記述する。　・・・ 
【００６５】本素子構造の作製にはＭＯＣＶＤ法を用いる。ここで、ＩＩＩ族元素であるＧａ、Ｉｎの供給源として、それぞれ有機金属のトリエチルガリウム(ＴＥＧ)、トリメチルインジウム(ＴＭＩ)を用い、Ｖ族元素であるＡｓの供給源として、ＡｓＨ3を用いた。　・・・　Ｎの供給源としては、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）を使用した。 
【００６６】作製する半導体基板はn型ＧａＡｓの(１００)面の基板（ｎ型不純物濃度＝１×１０18ｃｍ-3）２０２を用いる。ＡｓＨ3の供給下のAs雰囲気において基板を昇温し、基板を昇温した後、基板上にn型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ（ｎ型不純物濃度＝１×１０18ｃｍ-3）による下部の半導体多層膜になる反射鏡２０３を３０周期積層する。　・・・　その後、１／２波長厚のノンドープＧａＡｓ層になる第１のスぺーサー層２０４、さらに、
厚さ１０ｎｍのノンドープＧａ
0.7
Ｉｎ
0.3
Ｎ
0.04
Ａｓ
0.96
の井戸層、厚さ１０ｎｍの
ＧａＡｓ障壁層からなる多重量井戸活性層２０５（審決注　多重量子井戸活性層２０５の誤記と認められる。）
【００６７】続いて、本願発明をわけても特徴ずける構造であるＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＡｓ／ＧａＡｓからなる変調ドープ層２１１を積層した。　・・・　これによって、主として ＧａＩｎＡｓ層内に２次元の正孔ガスによるチャンネルが形成される。　・・・　続いて、ｐ型ＧａＡｓ第３スぺーサー層２０８（ｐ型ドーピング濃度＝１×１０18ｃｍ-3）の一部を形成して、一回目の結晶成長工程を終了する。 
【００６８】大気中に取り出したウエハに対し、ホト工程で所望のパターンを形成し、直径φがμｍのアパーチャー部形成のため、変調ドープ層２１１と電流狭窄層２０６をエッチングにより除去した。 
【００６９】ここで、再びウエハを成長装置内に導入し、１／２波厚のｐ型ＧａＡｓ第３スぺーサー層２０８（ｐ型ドーピング濃度＝１×１０18ｃｍ-3）を形成した。　・・・　最後に、ノンドープＡｌＡｓ／ＧａＡｓによる上部半導体多層膜反射鏡２１０を２５周期積層し、結晶成長工程は完了した。　・・・　完成した多層成長ウエハに対し、素子構造作製のためのプロセス工程を施した。　・・・　最後に、リング状ｐ側の上部電極２０９、n側の下部電極２０１を形成し、素子として完成した。 
【００７０】このようにして作製された面発光レーザ装置は、
発振波長１.３オm（審決注　１．３μｍの誤記と認められる。）
・・・ 
【００７２】本素子を用いて、図８に示す光モジュールを作製した。又、図９のごとき光システムを構成することが出来た。実施例１の場合と同様に、高性能、かつ、長寿命であった。さらに、モジュール自体のコストも大幅に低減できた。 
・・・ 
【００７４】以上、各実施例をもって示して説明したように、本願発明によれば、面発光レーザにおける素子抵抗を格段に低下させることにより、前記面発光レーザを光源として用いる高速光モジュールの高性能化、低コスト化が図れる。　・・・ 
【００７５】 
【発明の効果】本願発明によれば、高速動作が可能な面発光半導体レーザ装置を提供することが出来る。本願発明は、例えば、１０Ｇｂ／ｓ以上の高速動作を達成が可能である。」 
　 
４　引用発明 
（１）上記３（１）のとおり、引用刊行物には、「半導体基板上に、光を発生する活性層領域と、この活性層領域を挟んで前記半導体基板と逆側に配置された電流狭窄領域と、当該半導体層の積層方向において、前記活性層領域と前記電流狭窄領域とを上下で反射鏡で挟んだ光共振器と、前記電流狭窄領域を挟んで、前記半導体基板側に設けられた第１の電極と、前記半導体基板と反対側に設けられた第２の電極とを少なくとも有し、前記電流狭窄領域と前記第２の電極の間に２次元キャリアの生成が可能な積層構造を有する半導体層領域を有する面発光型レーザ装置。」の発明が記載されているものと認められる。 
　 
（２）上記３（３）ないし（５）によれば（段落【００５２】、【００５４】、【００６４】参照。）、上記（１）の発明における「活性層領域」は、ＧａＩｎＮＡｓを用いるものであると認められる。 
　 
（３）上記（１）及び（２）によれば、引用刊行物には、次の発明が記載されているものと認められる。 
　 
「半導体基板上に、ＧａＩｎＮＡｓを用い、光を発生する活性層領域と、この活性層領域を挟んで前記半導体基板と逆側に配置された電流狭窄領域と、当該半導体層の積層方向において、前記活性層領域と前記電流狭窄領域とを上下で反射鏡で挟んだ光共振器と、前記電流狭窄領域を挟んで、前記半導体基板側に設けられた第１の電極と、前記半導体基板と反対側に設けられた第２の電極とを少なくとも有し、前記電流狭窄領域と前記第２の電極の間に２次元キャリアの生成が可能な積層構造を有する半導体層領域を有する面発光型レーザ装置。」（以下「引用発明」という。） 
　 
５　対比 
（１）本願発明と引用発明とを対比する。 
　 
　ア　引用発明の「半導体基板」、「活性層領域」、「光共振器」及び「面発光型レーザ装置」は、本願発明の「基板」、「活性領域」、「光共振器」及び「発光素子」にそれぞれ相当する。 
　 
　イ　引用発明は、「活性層領域と、この活性層領域を挟んで前記半導体基板と逆側に配置された電流狭窄領域と、当該半導体層の積層方向において、前記活性層領域と前記電流狭窄領域とを上下で反射鏡で挟んだ光共振器」との構成を有するので、当該「活性層領域」は、当該「光共振器」内に配置されているといえる。したがって、引用発明は、本願発明の「該光共振器内に配置された活性領域」との事項を備えるものと認められる。 
　 
　ウ　引用発明の「活性層領域」は、「ＧａＩｎＮＡｓを用い」るものであるから、引用発明は、本願発明の「該活性領域はインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、及び窒素（Ｎ）を含み」との事項を備えるものと認められる。 
　 
　エ　引用発明の「活性層領域」は、「光を発生する」ものであるから、引用発明は、本願発明の「該活性領域は」「光を生成し」との事項を備えるものと認められる。 
　 
（２）以上によれば、両者は、 
「基板と、光共振器と、該光共振器内に配置された活性領域とを含む発光素子であって、該活性領域はインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、及び窒素（Ｎ）を含み、該活性領域は光を生成する、発光素子。」 
である点で一致し、 
「本願発明は、活性領域が、約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光を生成し、該活性領域の少なくとも一部は少なくとも１つのＩＩＩ族原子と少なくとも１つの窒素原子との直接結合を有する窒素前駆物質を用いることによって成長させ、さらに、少なくとも１つのインジウムガリウム砒素窒素量子井戸層を含み、該インジウムガリウム砒素窒素量子井戸層におけるＩｎのモル分率が、３８％以上で、Ｎが１％以上であるのに対して、引用発明は、活性層領域がこのような構成を有しているのか、不明である点」（以下「相違点」という。） 
で相違するものと認められる。 
　 
６　判断 
（１）本願発明の意義について 
　ア　本願発明の活性領域に関して、本願明細書には、以下の記載がある。 
　 
「【０００５】 
　一般に、光ファイバ遠隔通信システムに用いられるレーザにとっては、約１．２〜１．６マイクロメートル（μｍ）の範囲の比較的長い単一波長の光を生成することが望ましい。約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光は、遠距離による信号強度の損失、減衰、または吸収が比較的少ない光ファイバによって伝送することが可能である。しかし、１．２〜１．６μｍの範囲における発光には、対応するバンド・ギャップ・エネルギを備える材料によって半導体レーザを製造することが必要になる。　・・・ 
【０００６】 
　現在では、１．３μｍの波長領域で動作する半導体レーザは、ＩｎＰウェーハ上におけるその活性領域にインジウム・ガリウム・ヒ素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）を利用して成長させる。しかし、ＩｎＧａＡｓＰ材料を用いて面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）の高品質な分布型ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を成長させるのは困難である。従って、ＩｎＧａＡｓＰレーザは、一般に、ＩｎＧａＡｓＰとは異なる材料のＤＢＲを備えている。 
　【０００７】 
　ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ウェーハ上には、高品質なＩｎＧａＡｓＮを成長させることができるので、インジウム・ガリウム・ヒ素・窒素（ＩｎＧａＡｓＮ）は、波長の長い端面発光レーザ及びＶＣＳＥＬの活性領域にとって魅力のある材料である。近接したＩｎＧａＡｓＮとＧａＡｓは、高伝導帯オフセットを生じることになる。さらに、こうしたデバイスは、反射率の高いＧａＡｓ／アルミニウムヒ素（ＡｌＡｓ）ＤＢＲを利用することが可能である。しかし、半導体にＩｎＧａＡｓＮを用いることは、製造上のかなりの困難を生じることになる。 
　【０００８】 
　通常、連続波動作が可能な
ＩｎＧａＡｓＮ端面発光レーザ及びＶＣＳＥＬ
ＩｎＧａＡｓＮのＭＯＣＶＤによる成長には
窒素前駆物質としてジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）が利用されてきた
利点
ＤＭＨｙは、分解温度が低く
成長温度が一般に低い
ＩｎＧａＡｓＮのＭＯＣＶＤによる成長に適している
液体であり、室温における蒸気圧がかなり高い
　【０００９】 
　しかし、窒素前駆物質としてＤＭＨｙを用いることに関する負の側面もある。例えば、１．３μｍの範囲で発光可能なレーザを得るため、Ｉｎ0.38Ｇａ0.62Ａｓ0.99Ｎ0.01のモル分率を備えたＩｎＧａＡｓＮが必要になる。しかし、Ｎ前駆物質としてＤＭＨｙを用いたＭＯＣＶＤによる
ＩｎＧａＡｓＮに取り込まれるＮは極めて少ない
固体組成物において１％のＮ／全Ｖ族原子を得るため、９５％を超える比のＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質をＭＯＣＶＤリアクタに供給する
ＤＭＨｙが大量に消費されることになる
　【００１０】 
　ＩｎＧａＡｓへのＮの取り込みを増し、極めて高い
ＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質比（例えば、９５％を超える）を実現するため、極めて低いＡｓ／ＩＩＩ族比（例えば、約５％）が必要になる
Ａｓ／ＩＩＩ族比が低いと、一般にＧａＡｓをベースにした半導体の場合、材料の質が悪くなる
　【００１１】 
　窒素前駆物質としてＤＭＨｙを用いることに関するもう１つの負の側面は、とりわけ、
残留水レベルについて、ＤＭＨｙの純度を制御するのが
困難である
ＤＭＨｙにおける水の汚染によって、半導体材料の質が悪くなる
高いＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質比を必要とする。必要とされるこの高い比によって、ＭＯＶＤリアクタに大量のＤＭＨｙが供給されることになり、結果として、例えば酸素のようなものが挙げられるがこれには制限されない不純物がＩｎＧａＡｓＮに取り込まれる機会が生じることになる
　【００１２】 
　さらに、Ｎの取り込みは、
ＩｎＧａＡｓＮにおける
Ｉｎの分率が高くなると、ＩｎＧａＡｓＮへのＮの取り込みが急激に減少する傾向がある
ＭＯＣＶＤ成長によって、Ｎ前駆物質としてＤＭＨｙを利用して、４０％のＩｎと３％のＮを含むはずのＩｎＧａＡｓＮから１．５５μｍの発光を実現するのは困難である
　【００１３】 
　従って、端面発光レーザ及び面発光レーザのようなものが挙げられるがこれらには限定されない半導体レーザに関して、
高品質のＩｎＧａＡｓＮの成長に、より適した窒素前駆物質を見出すことが望ましい
・・・ 
【００１８】 
　
本発明の窒素前駆物質はＩＩＩ族とＮとの直接結合を有するので
窒素前駆物質は付着係数が高く
ＩｎＧａＡｓＮへの比較的高いＮの取り込みを実現するためにＮ前駆物質を多量に供給する必要がない
より高い成長温度及びより高いＡｓ／ＩＩＩ族比で、ＩｎＧａＡｓＮを成長させることが可能になり
一般に、高品質のＧａＡｓをベースにした材料を成長させることが可能になる
ＩｎＧａＡｓＮ層に不純物が取り込まれる可能性が低くなる
Ｎ前駆物質の付着係数が高いということは
Ｉｎのモル分率が高いＩｎＧａＡｓＮの組成においてＮを多くするのが容易である
・・・ 
【００２１】 
・・・　さらに、その活性領域にＩｎＧａＡｓＮを有する半導体レーザは、約１．２〜１．６μｍの範囲の比較的長い波長の光を発生することが可能である。この波長範囲の光は、長距離による光強度の損失が比較的少ない光ファイバによって伝送される。さらに、本発明の窒素前駆物質を利用して、ＩｎＧａＡｓＮを成長させると、後述するように、ＩｎＧａＡｓＮを使用する端面発光レーザ及び面発光レーザの効率の良い大量生産が可能になる。 
・・・ 
【００２５】 
　本発明の前駆物質の
付着係数が高い
ＩｎＧａＡｓＮに比較的多くのＮを取り込むのに、Ｎ前駆物質を大量に供給する必要がない
例えば、Ｉｎ
0.38
Ｇａ
0.62
Ａｓ
0.99
Ｎ
0.01
に関してＩＩＩ族・Ｎ直接結合を有する本発明の前駆物質に必要な流量は、付着係数の差から推定すると、ＤＭＨｙに必要な流量の１０００分の１になる
ＩｎＧａＡｓＮ層へのＮの取り込みは、ＩｎＧａＡｓＮにおけるＩｎのモル分率、Ａｓ／ＩＩＩ族比、及び成長温度にほとんど左右されない
より高い成長温度及び高いＡｓ／ＩＩＩ族比
でＩｎＧａＡｓＮを成長させることが可能になる。
一般に、質の高いＧａＡｓベースの材料を成長させることが可能になる
ＩｎＧａＡｓＮ層に不純物が取り込まれる可能性が低くなる
　【００２６】 
　さらに、後述するように、本発明の前駆物質の
付着係数が高いということは、Ｉｎのモル分率が高いＩｎＧａＡｓＮの組成においてＮを多くすることが容易であるということと同じである
例えば、Ｉｎのモル分率を高くして、Ｎが１％を超えるＩｎＧａＡｓＮを成長させることが可能になる
１．５５μｍの発光に対応する、Ｉｎが約４０％で、Ｎが３％のＩｎＧａＡｓＮが首尾よく成長することになる
・・・ 
【実施例１】 
　【００２９】 
〔面発光型半導体レーザ〕 
　以下では、Ｇａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質を用いて、ＶＣＳＥＬの活性領域が形成される、本発明の半導体レーザ製造システム及び製造方法を利用して製造することが可能な面発光型半導体レーザ（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser:ＶＣＳＥＬ）について説明する。図１は、本発明の第１の実施態様によるＶＣＳＥＬ１０２を例示した概略図であり、その活性層には、本発明の製造システム及び製造方法を利用して製造されたＩｎＧａＡｓＮが含まれている。Ｇａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質の付着係数が高いので、Ｉｎのモル分率が高くても、ＩｎＧａＡｓＮへのＮの取り込みが改善される。一例として、付着係数が高いと、約１．５５μｍの波長における発光に対応する、Ｉｎが約４０％で、Ｎが３％のＩｎＧａＡｓＮが首尾よく成長することになる。 
・・・ 
【００３９】 
　ブロック２０８において、第１のクラッディング層１１２上に活性領域１１４を成長させる。活性領域１１４の製造は、種々の方法で実施可能である。　・・・　本発明の第１の実施態様によれば、図３に例示された活性領域１１４には、３つの厚さが６〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層、すなわち、第１のＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層１１１、第２のＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層１１３、及び第３のＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層１１５が含まれている。これらの量子井戸層は、それぞれ、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、及び本発明の半導体レーザ製造システム及び製造方法によって導入されるＧａ−Ｎ及び／またはＩｎ−Ｎを含む前駆物質によって、約５００〜６００℃で成長させる。 
　【００４０】 
　活性領域１１４内では２つの厚さ５〜３０ｎｍの緩衝層、すなわち、ＧａＡｓから構成される第１の緩衝層１１７と第２の緩衝層１１９とが成長している。　・・・ 
　【００４２】 
　活性領域１１４には、単一の６〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層を代替的に含むことが可能である。他の実施態様によれば、６〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層の成長は、ＴＥＧａ及びＴＢＡｓに加えて、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）と、Ｇａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質をＭＯＣＶＤリアクタ１３２（図４、後述する）に供給することによって実施される。図３の活性領域１１４のように、複数の量子井戸層の構造が望ましい場合には、ＭＯＣＶＤリアクタ１３２（図４）からのＴＭＩｎと、Ｇａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質の流れを中断することによって、ＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層１１１、１１３、１１５上に、ＧａＡｓ緩衝層１１７、１１９を成長させることが可能である。 
・・・ 
【００４５】 
　留意すべきことは、第１及び第２のクラッディング層１１２、１１６と、活性領域１１４との組合せは、光共振器１２１と呼ばれることである。光共振器１２１の厚さは、光共振器１２１の材料に関して、ＶＣＳＥＬ１０２によって放出される光の波長のｎ倍に相当するのが望ましいが、ここで、ｎは整数である。一例として、ｎが１に等しく、放出される光の望ましい波長は１．３μｍであり、光共振器１２１の厚さは１．３μｍをＧａＡｓの屈折率である３．４で割った約３８０ｎｍであると仮定する。本発明の第１の実施態様によれば、ｎは１〜３である。 
・・・ 
【００５１】 
　図４に示す例の場合、ＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層の成長を促進するため、気体前駆物質１３８にはＧａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、ガリウム前駆物質であるトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、及びインジウム前駆物質であるトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）が含まれている。 
・・・ 
【実施例２】 
　【００５３】 
［端面発光レーザ］ 
　上述のように、ＩｎＧａＡｓＮは、図１に例示のＶＣＳＥＬのようなＶＣＳＥＬの活性領域の製造だけでなく、波長の長い端面発光レーザの活性領域の製造にも魅力のある材料である。以下では、本発明の第２の実施態様に従って、波長の長い端面発光レーザについて述べる。 
・・・ 
【００６０】 
・・・　本発明の第２の実施態様によれば、活性領域１６４には、厚さが６〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層が含まれている。厚さが６〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層を成長させる場合、ＴＥＧａ及びＴＢＡｓに加えて、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、及びＧａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質がＭＯＣＶＤリアクタ１３２に供給される。端面発光レーザ１５２において複数量子井戸層構造が必要とされる場合には、各ＧａＡｓ緩衝層の成長中、ＭＯＣＶＤリアクタ１３２からのＴＭＩｎ、及びＧａ−Ｎ直接結合及び／またはＩｎ−Ｎ直接結合を含む前駆物質の流れを中断することによって、ＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層間にＧａＡｓ緩衝層を成長させることが可能である。　・・・」 
　 
　イ　本願発明の、「該活性領域の少なくとも一部は少なくとも１つのＩＩＩ族原子と少なくとも１つの窒素原子との直接結合を有する窒素前駆物質を用いることによって成長させる」との事項は、発光素子を製造する過程に係る事項と認められるところ、当該事項が、「発光素子」という物の構成を特定する上で、どのような意義を有するのかについて検討する。 
　 
　（ア）上記アによれば、本願明細書には、おおよそ以下のことが記載されているものと認められる。 
　 
　（ｉ）ＩｎＧａＡｓＮ端面発光レーザ及びＶＣＳＥＬにおけるＩｎＧａＡｓＮのＭＯＣＶＤによる成長には、窒素前駆物質としてジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）が利用されてきたが、ＤＭＨｙは、分解温度が低いので、成長温度が一般に低いＩｎＧａＡｓＮのＭＯＣＶＤによる成長に適しており、また、液体であり、室温における蒸気圧が高い、といった利点があるものの、以下のような負の側面がある。 
　（ｉ−１）ＩｎＧａＡｓＮに取り込まれるＮは少ないため、固体組成物において１％のＮ／全Ｖ族原子を得るには、９５％を超える比のＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質をＭＯＣＶＤリアクタに供給するので、ＤＭＨｙが大量に消費されることになる。 
　（ｉ−２）ＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質の上記比を実現するために、Ａｓ／ＩＩＩ族比が低くなると、一般にＧａＡｓをベースとした半導体の場合、材料の質が悪くなる。 
　（ｉ−３）残留水レベルについて、ＤＭＨｙの純度を制御することが困難であり、ＤＭＨｙにおける水の汚染によって半導体材料の質が悪くなる。ＤＭＨｙ／全Ｖ族前駆物質の前記比を実現するために、ＭＯＣＶＤリアクタに大量のＤＭＨｙが供給されると、例えば酸素のような不純物がＩｎＧａＡｓＮに取り込まれる機会が生じることになる。 
　（ｉ−４）ＩｎＧａＡｓＮにおけるＩｎのモル分率が高くなると、ＩｎＧａＡｓＮへのＮの取り込みが減少する傾向があり、ＭＯＣＶＤ成長で、窒素前駆物質としてＤＭＨｙを利用して、４０％のＩｎと３％のＮを含むはずのＩｎＧａＡｓＮから１．５５μｍの発光を実現することは困難である。 
（段落【０００８】〜【００１２】参照。） 
　 
　（ｉｉ）したがって、高品質のＩｎＧａＡｓＮの成長により適した窒素前駆物質を見出すことが望まれていた（段落【００１３】参照。）。 
　 
　（ｉｉｉ）そこで、少なくとも１つのＩＩＩ族原子と少なくとも１つの窒素原子との直接結合を有する、窒素前駆物質を利用すると、 
　（ｉｉｉ−１）ＩＩＩ族とＮとの直接結合を有する窒素前駆物質は、付着係数が高いので、ＩｎＧａＡｓＮへの比較的高いＮの取り込みを実現するために窒素前駆物質を多量に供給する必要がない。例えば、Ｉｎ0.38Ｇａ0.62Ａｓ0.99Ｎ0.01に関してＩＩＩ族・Ｎ直接結合を有する窒素前駆物質に必要な流量は、付着係数の差から推定すると、ＤＭＨｙに必要な流量の１０００分の１になる。 
　（ｉｉｉ−２）ＩｎＧａＡｓＮ層へのＮの取り込みは、ＩｎＧａＡｓＮにおけるＩｎのモル分率、Ａｓ／ＩＩＩ族比、及び成長温度にほとんど左右されないので、より高い成長温度及びより高いＡｓ／ＩＩＩ族比で、ＩｎＧａＡｓＮを成長させることが可能になり、一般に、高品質のＧａＡｓをベースにした材料を成長させることが可能になる。 
　（ｉｉｉ−３）窒素前駆物質の供給量が少なくなるので、ＩｎＧａＡｓＮ層に不純物が取り込まれる可能性が低くなる。 
　（ｉｉｉ−４）また、窒素前駆物質の付着係数が高いということは、Ｉｎのモル分率が高いＩｎＧａＡｓＮの組成においてＮを多くするのが容易であるということと同じであり、例えば、Ｉｎのモル分率を高くして、Ｎが１％を超えるＩｎＧａＡｓＮを成長させることが可能になり、半導体レーザにおいて１．５５μｍの発光に対応する、Ｉｎが約４０％で、Ｎが３％のＩｎＧａＡｓＮが首尾よく成長することになる。 
（段落【００１８】、【００２５】、【００２６】参照。） 
　 
　（イ）上記（ア）のとおり、本願明細書においては、「該活性領域の少なくとも一部は少なくとも１つのＩＩＩ族原子と少なくとも１つの窒素原子との直接結合を有する窒素前駆物質を用いることによって成長させる」との事項は、ＩｎＧａＡｓＮをＭＯＣＶＤにより成長させる場合に、窒素前駆物質としてＤＭＨｙを用いるときと比べて、上記（ｉｉｉ−１）ないし（ｉｉｉ−４）といった、製法上の意義を生じるものとして説明されており、当該事項によって発光素子という「物」に係る本願発明の構成が特定されるものとは認められない。 
　よって、相違点に係る本願発明の構成は、実質的には、「活性領域が、約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光を生成し、さらに、少なくとも１つのインジウムガリウム砒素窒素量子井戸層を含み、該インジウムガリウム砒素窒素量子井戸層におけるＩｎのモル分率が、３８％以上で、Ｎが１％以上である」ことを意味するものと認められる。 
　 
　（ウ）請求人は、平成２１年１２月４日付けの意見書において、「本願明細書においては、請求項で特定された製造方法、具体的には用いる窒素前駆物質の違いが不純物の混入割合や、得られる固体組成（Ｎの取り込み）等に影響し、最終結果物たる発光素子の品質上明確な相違がでてくる点について説明しております（段落００１１、００１２等ご参照）。」と主張する。 
　しかし、上記主張でいう品質上の相違は、上記（ア）及び（イ）に照らせば、窒素前駆物質としてＤＭＨｙを用いてＭＯＣＶＤにより成長させた発光素子と比べての相違をいうにとどまり、上記主張をもって、上記（イ）の判断が左右されるものではない。 
　 
（２）上記（１）を踏まえて、相違点について検討する。 
　 
　ア　レーザ装置の活性層を、量子井戸構造を含むものとすることは慣用技術である。 
　また、前記３（３）ないし（５）によれば、引用刊行物にも、具体例として、深いポテンシャル井戸で電子を閉じ込めることができるＧａＩｎＮＡｓを用いた活性層領域が、厚さ１０ｎｍのＧａ0.7Ｉｎ0.3Ｎ0.01Ａｓ0.99の単層膜からなる活性層１０５であり、発振波長が１．３μｍの面発光レーザ装置が、また、別の具体例として、活性層領域が、厚さ１０ｎｍのＧａ0.7Ｉｎ0.3Ｎ0.04Ａｓ0.96の井戸層、厚さ１０ｎｍのＧａＡｓ障壁層からなる多重量子井戸活性層２０５であり、発振波長が１．３μｍの面発光レーザ装置が記載されるところである（段落【００５２】、【００５５】、【００６２】、【００６６】、【００７０】参照。）。 
　してみれば、引用発明の活性層領域の構造を、ＩｎＧａＡｓＮ量子井戸層を含むものとすることは、当業者が適宜なし得ることである。 
　 
　イ　しかるところ、発光素子において、所望の波長の光を発生させるために、当該発光素子の活性層領域の材料の組成を調整することは、設計上普通に行われる手法であるから、引用発明において、所望の波長の光を発生させるべく、活性層領域に用いられるＩｎＧａＡｓＮの組成を調整することは、当業者が設計上当然考慮することである。 
　また、Ｉｎ及びＮの組成比を、具体的にどの程度のものとするかは、所望する波長に応じて設計上適宜定められる事項である。 
　 
　ウ　そして、引用刊行物に「発振波長は、長距離、高速伝送が可能なシングルモードファイバーへ適用できる１.３μｍ、あるいは１.５５μｍである。」（前記３（２）、【０００４】参照。）と記載されるとおり、１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光が通信用として一般に用いられること、及び本願の優先日前に頒布された刊行物である、M. Fischer, et. al., GaInAsN/GaAs laser diodes operating at 1.52μm ELECTRONICS LETTERS (2000) Vol.36 No.14 p.1208-1209の、「The active region - consisting of two 7.6nm GaIn0.38AsN0.05 quantum wells ...　The emission wavelength was 1517nm.」（１２０９頁左のFabricationの欄４行〜５行、Resultsの欄７行〜８行、審決訳「活性領域−２つの７．６ｎｍのＧａＩｎ0.38ＡｓＮ0.05量子井戸からなる・・・　発振波長は１５１７ｎｍであった。」）との記載に照らして、「活性領域が、約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光を生成し、さらに、少なくとも１つのインジウムガリウム砒素窒素量子井戸層を含み、該インジウムガリウム砒素窒素量子井戸層におけるＩｎのモル分率が、３８％以上で、Ｎが１％以上である」とすることに格別の困難があるものとは認められない。 
　 
　エ　以上の検討によれば、引用発明において、「活性領域が、約１．２〜１．６マイクロメートルの波長範囲の光を生成し、さらに、少なくとも１つのインジウムガリウム砒素窒素量子井戸層を含み、該インジウムガリウム砒素窒素量子井戸層におけるＩｎのモル分率が、３８％以上で、Ｎが１％以上である」とし、相違点に係る実質的な本願発明の構成とすることは、当業者が設計上適宜なし得ることというべきである。 
　 
　オ　また、本願明細書の記載をみても、本願発明のとおりＩｎ及びＮのモル分率を定めたことに、設計的事項の域を超えるほどの格別の臨界的意義があるものとは認められない。 
　 
　カ　請求人は、請求の理由において、「審査官殿は上記理由２−１において「ＩｎＧａＡｓＮのＩｎ組成を３８％以上とし、Ｎ組成を１％以上とすることは明らかに設計事項である」とご認定されました。  
　しかしながら本願明細書においては、従来の方法で上記組成のものを得ようとした場合、窒素前駆物質の違いが不純物の混入割合や、得られる固体組成（Ｎの取り込み）等に影響し、最終結果物たる発光素子の品質上明確な相違がでてくる点について指摘しております（段落１１、１２等ご参照）。Ｎの取り込み不足の問題は引例３の段落３において窒素置換部位にボイドができてしまう問題を指摘していることとも整合します。  
　換言すれば請求項８における組成の限定は、実際結晶品質に相違が生じる組成下限について規定したものであり、これについて単なる設計事項ということはできないものと思料致します。」と主張するが、請求項８における組成の限定が結晶品質に相違が生じる組成下限について規定したものと認めるに足る根拠は見出せないから、請求人の主張は採用できない。  
　 
（３）小括 
　以上の検討によれば、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というべきである。 
　 
７　むすび 
　以上のとおり、本願発明は、引用刊行物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。