【事件の表示】
　特許第５７２１３５１号「半導体装置」の請求項１ないし３、５、６、１４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第５７２１３５１号の請求項１、２、３、５、６、１４に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第５７２１３５１号（以下、「本件」という。）の請求項１〜１４に係る特許についての出願は、平成２２年７月２日に特許出願され、平成２７年４月３日に特許の設定登録がされ、その後、その特許に対し、特許異議申立人高田真利により特許異議の申立てがされたものである。
第２　本件発明
　本件の請求項１〜１４に係る特許は、それぞれ、その特許請求の範囲の請求項１〜１４に記載された事項により特定されるとおりのものである。
第３　申立理由の概要
　特許異議申立人は、証拠として特開２００７−８０９７１号公報（以下「甲第１号証」という。）及び特開２００４−７９５７７号公報（以下「甲第２号証」という。）を提出し、（１）本件の請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許は、甲第１号証に記載された発明と実質同一であり、当該特許は特許法第２９条第１項第３号の規定に違反してされたものであり、（２）本件の請求項１に係る特許は、甲第１号証、甲第２号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する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項の規定に違反してされたものであり、（３）本件の明細書の発明の詳細な説明は、本件の請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許の属する技術の分野における通常の知識を有する者が、その実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものではなく、本件の請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許は、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである旨主張している。
第４　申立理由についての判断
　１　特許法第３６条第４項第１号について
（１）本件の明細書の発明の詳細な説明の記載
　本件の明細書の発明の詳細な説明には、以下のとおりの事項が記載されている。（下線は当審において付加した。）
　ア　「【課題を解決するための手段】
・・略・・
【００２７】
　
ＳｉＣ基板は、その一方面が、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ０°を超えて４°未満で傾斜したオフ面である。
そして、ＳｉＣ基板の一方面から成長するＳｉＣによりエピタキシャル層が形成されるので、エピタキシャル層は、ＳｉＣ基板の一方面と平行な主面を有する
【００２８】
　そのため、［１１−２０］軸と垂直な（１１−２０）面に対するゲートトレンチ側面の傾斜角度が、オフ角４°以上のエピタキシャル層に形成されるゲートトレンチ側面の当該角度よりも、小さくなる。これにより、（１１−２０）面に対するゲートトレンチ側面の位置関係を平行に近づけることができるので、チャネル移動度を向上させることができる。また、面方位によるチャネル特性のアンバランス（不均一性）を抑制することができる。また、エピタキシャル層の適切な不純物濃度と、平坦性とを維持することができる。
【００２９】
　
また、ＳｉＣ基板の一方面は、Ｃ面であることが好ましい。この場合、ゲートトレンチの底面は、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へオフ角分傾斜した面である。そのため、半導体装置の製造にあたって、ゲートトレンチの底面および側面の酸化は、ゲートトレンチの底面の酸化レートおよび側面の酸化レートが、関係式：底面の酸化レート／側面の酸化レート＞１を満たす条件で進行する
　イ　「＜
第４および第５実施形態
　図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
・・略・・
【００７２】
　
ＳｉＣ基板４２の表面４２１には、ＳｉＣ基板４２よりもＮ型不純物が低濃度にドーピングされたＳｉＣからなる、Ｎ−型のエピタキシャル層４３が積層されている。エピタキシャル層４３は、ＳｉＣ基板４２の表面４２１から成長するＳｉＣにより形成され、表面４２１と平行な主面（表面４３１）を有している
　エピタキシャル層４３の基層部は、その全域がエピタキシャル成長後のままの状態が維持された、Ｎ−型のドレイン領域（ドリフト領域）４４をなしている。ドレイン領域４４のＮ型不純物濃度は、たとえば、１×１０１５ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３である。
【００７３】
　一方、エピタキシャル層４３の表層部には、Ｐ型のボディ領域４５が形成されている。ボディ領域４５は、ドレイン領域４４に接している。ボディ領域４５のＰ型不純物濃度は、たとえば、１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３である。
　
エピタキシャル層４３には、ゲートトレンチ４６が表面４３１から掘り下がって形成されている
・・略・・
【００８４】
　
たとえば、（０００−１）面（Ｃ面）を主面とするＳｉＣ単結晶基板は、（０００−１）面（Ｃ面）を主面としたＳｉＣ単結晶インゴットから、［１−１００］軸および［１１−２０］軸方向の両方に関する方位誤差（オフ角）が、０°を超えて４°未満（好ましくは０．３°以上４°未満、具体的に好ましくは、１°）となるように切り出して作製することができる。このように切り出すことによって、（０００−１）面（Ｃ面）を主面（表面４２１）とするＳｉＣ基板４２が得られる
・・略・・
【００９１】
　
また、エピタキシャル層４３がＳｉＣ基板４２の（０００−１）面（Ｃ面）側に形成されているので、半導体装置４１の製造にあたって、ゲートトレンチ４６の底面４６１および側面４６２Ａ，４６２Ｂの酸化は、ゲートトレンチの底面４６１の酸化レートおよび側面４６２Ａ，４６２Ｂの酸化レートが、関係式：底面４６１の酸化レート／側面４６２Ａ，４６２Ｂの酸化レート＞１を満たす条件で進行する。その結果、底部４７１の厚さｔ
１
が側部４７２の厚さｔ
２
よりも大きいゲート絶縁膜４７を形成することができる
　ウ　「【実施例】
【０１０２】
　次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
・・略・・
＜
実施例７
（１）試験用基板の加工
　
１°のオフ角を有する４Ｈ−ＳｉＣ基板のＣ面側（実施例７）
に、ＳｉＣからなるエピタキシャル層を形成した後、図１６に示すように、［１１−２０］軸方向に対して所定の角度で傾斜する側面を有する複数のトレンチユニットを形成した
　エ　このように、本件の明細書の発明の詳細な説明には、課題を解決するための手段として、ＳｉＣ基板の一方面を、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ０°を超えて４°未満で傾斜したオフ面とした場合、ゲートトレンチの底面が、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へオフ角分傾斜した面となり、半導体装置の製造にあたって、ゲートトレンチの底面および側面の酸化は、ゲートトレンチの底面の酸化レートおよび側面の酸化レートが、関係式：底面の酸化レート／側面の酸化レート＞１を満たす条件で進行することが記載されている。
　オ　また、本件の明細書の発明の詳細な説明には、（０００−１）面（Ｃ面）を主面とするＳｉＣ基板４２の表面４２１と平行な主面（表面４３１）を有しているエピタキシャル層４３に、ゲートトレンチ４６を表面４３１から掘り下がるように形成することが記載されている。
　カ　しかしながら、本件の明細書の発明の詳細な説明には、エピタキシャル層４３に、ゲートトレンチ４６を形成する際の、エッチング方法等の具体的構成は記載されていない。
（２）本件の明細書の発明の詳細な説明の記載が、実施可能要件を満たすものであるか、否かについて
　ア　本件特許の出願前に日本国内において頒布された刊行物である「Yuki NAKANO et al.，4H-SiC Trench Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors with Low On-Resistance，Japanese Journal of Applied Physics，日本，２００９年　４月２０日，Vol.48, 04C100」には、以下のとおりの事項が記載されている。
「Trenches were formed by inductive coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) with SF6, O2, and HBr using a SiO2 mask.」
（訳：トレンチを、SiO 2マスクを使用し、SF6、O2、及びHBrを用いる誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ICP-RIE）により形成した。）
「Fig. 2. SEM images of SiC trenches with SiO2 mask. The ratios of gas flow are (a) SF6 :O2 : HBr = 1 : 1 : 0, (b) SF6 : O2 : HBr = 1 : 1 : 4, (c) SF6 : O2 : HBr = 1 : 1 : 6.」
（訳：図２　SiO 2マスクを用いたSiCトレンチのSEM画像。ガス流の比は、(a) SF6 :O2 : HBr = 1 : 1 : 0, (b) SF6 : O2 : HBr = 1 : 1 : 4, (c) SF6 : O2 : HBr = 1 : 1 : 6。）
　イ　また、甲第１号証には、以下のとおりの事項が記載がされている。
「【００４８】
　次いで、Ａｌをスパッタにより成膜し、フォトリソグラフィ工程とウェットエッチング工程を行ってパターンを形成（パターニング）し、プラズマエッチング用Ａｌマスクとした。ＳＦ6とＯ2を反応性ガスとする誘導結合（ＩＣＰ）プラズマエッチングにより、異方性エッチングを行い、トレンチ６を形成した。このようにして得られた試料群の中から一部の試料について、走査型電子顕微鏡を用いて断面の観察を行ったところ、トレンチ角は８０度以上であり、その多くは８５度以上であった。」
「【００８２】
　上述したトレンチ形成方法に代えて、次の方法によりトレンチ３８を形成してもよい。この方法では、まず、ＴＥＯＳを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により、例えば３．５μｍの厚さのＳｉＯ2を成膜し、イオン注入用のＳｉＯ2マスクの場合と同様にしてプラズマエッチング用のＳｉＯ2マスクを形成する。そして、ＣＦ4とＯ2を反応性ガスとし、平行平板プラズマを用いたプラズマエッチングにより異方性エッチングを行い、トレンチ３８を形成する。」
「【００８６】
　なお、トレンチ形成工程は、上述した２通りの工程に限らない。また、プラズマエッチング用のマスク材料は、ＡｌやＳｉＯ2に限らず、例えばＮｉであってもよい。また、ＳｉＯ2を堆積する際の原料ガスは、ＴＥＯＳではなく、例えばＳｉＨ4とＮ2Ｏの混合ガス、またはＳｉＨ4とＯ2の混合ガスであってもよい。また、ＳｉＯ2の堆積方法は、プラズマＣＶＤ法ではなく、例えば熱ＣＶＤ法であってもよい。また、プラズマエッチングのためのプラズマ発生方式は、ＩＣＰや平行平板による方式ではなく、例えばＩＣＰによる方式と平行平板による方式を組み合わせてもよいし、あるいはＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）による方式であってもよい。
【００８７】
　そして、プラズマエッチングの反応性ガスは、ＳＦ6とＯ2の組み合わせやＣＦ4とＯ2の組み合わせ以外にも、ＳｉとＣの両方について高い蒸気圧の分子またはラジカルを生成するような元素を含むガスの組み合わせであればよい。例えば、ＣnＨxＦyＣｌz（ｎ≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２ｎ＋２、ただし、ＣＦ4、ＣＨＦ3およびＣＣｌ3Ｆ等を含む）、ＳＦ6、ＮＦ3、Ｃｌ2およびＨＢｒからなる群から選ばれる１以上の物質と、Ｏ2、Ｎ2ＯおよびＣＯ2からなる群から選ばれる１以上の物質の組み合わせであってもよい。」
　ウ　このように、ＳＦ６：Ｏ２：ＨＢｒ＝１：１：６を用いたＩＣＰ−ＲＩＥ法や、ＳＦ６とＯ２を反応ガスとするＩＣＰプラズマエッチング法や、ＣＦ４とＯ２を反応ガスとする平行平板プラズマを用いたプラズマエッチング法等の方法により、ＳｉＣ層にトレンチを形成できることは、本件の出願時の技術常識といえる。
　エ　そうすると、上記本件の出願時の技術常識を参酌すれば、上記（１）で摘記した本件の明細書の発明の詳細な説明の記載より、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ０°を超えて４°未満で傾斜したオフ面であるＳｉＣ基板４２の表面４２１と平行な主面（表面４３１）を有しているエピタキシャル層４３に、底面がジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ前記オフ角分傾斜した面となるトレンチを形成することは、当業者が過度の試行錯誤を必要とすることなく実施をすることができることであると認められる。
　よって、本件の明細書の発明の詳細な説明は、当業者が、その実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものである。
（３）小括
　以上のとおりであるから、本件の請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許は、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしている特許出願に対してされたものである。
　２　特許法第２９条第１項第３号について
（１）甲第１号証の記載事項
　甲第１号証には、以下のとおりの事項が記載がされている。（下線は当審において付加した。）
　ア　「【発明が解決しようとする課題】
・・略・・
【００２３】
　また、ＳｉＣの｛０００１｝面に、ドリフト層として適当な品質のＳｉＣ層をエピタキシャル成長させるには、大きなオフ角が必要である。例えば、４Ｈ−ＳｉＣは、電子移動度が大きく、電力用半導体デバイス材料として非常に期待されている。
この４Ｈ−ＳｉＣの｛０００１｝面に、工業的に再現性よく高品質のＳｉＣ層をエピタキシャル成長させるには、４〜８度のオフ角が必要であるとされている
　イ　「【課題を解決するための手段】
・・略・・
【００２７】
　
請求項１の発明にかかる半導体素子は、主面の方位が概ね｛０００１｝面であり、かつオフ角αを有するＳｉＣ半導体層に、側壁面の法線を前記ＳｉＣ半導体層の主面に射影したときの方向が概ね＜１−１００＞方向であるトレンチが形成された半導体素子であって、前記トレンチの側壁面と前記ＳｉＣ半導体層の主面とのなす角度が、６０度以上で、かつ「９０度−ｔａｎ
-1
（０．８７×ｔａｎα）」以下であることを特徴とする
【００２８】
　
ここで、概ねとは、ＳｉＣを厳密に所定の方位に切り出すのが、実際上困難であることと、ＳｉＣ基板上に良好なエピタキシャル成長を得る目的で、オフ角を有する基板が市販されていることに起因する。現在市販されている４Ｈ−ＳｉＣ｛０００１｝面は、＜１１−２０＞±１５度の方向に、８±０．５度または４±０．５度オフという仕様のものが多い。従って、本発明における概ねとは、面方位にあっては｛０００１｝面から１０度以内、方向にあっては｛１−１００｝方向から１５度以内を、少なくとも含むと解されるべきものである
　ウ　「【００４２】
　まず、本発明者らが行った予備実験１、２について説明する。予備実験１は、トレンチ側壁面が４Ｈ−ＳｉＣの（１−１００）面から＜０００１＞方向に傾く場合のチャネル移動度を調べる実験である。予備実験２は、トレンチ側壁面が４Ｈ−ＳｉＣの（１１−２０）面から＜０００１＞方向に傾く場合のチャネル移動度を調べる実験である。
【００４３】
（予備実験１）
　図１は、予備実験に用いたデバイスの構成を示す断面図である。図１に示すデバイスは、図８に示すトレンチＭＯＳＦＥＴを簡略化したものであり、トレンチの片側にだけゲート構造が形成されている。図１に示すデバイスには、ｎ型耐圧層２が設けられていない。図１に示すデバイスにおいて、図８と同様の構成については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４４】
　この予備実験１では、（１１−２０）ジャスト面を主面とするＳｉＣ基板１を用いた。この基板１に、トレンチ側壁面の法線を（１１−２０）面に射影した方向が、＜０００１＞から１０度おきに傾く方向となるように、異なる面方位のトレンチ側壁面を有するトレンチ６を形成した。そして、トレンチ側壁面に形成された反転ＭＯＳチャネルにおけるチャネル移動度を求めた。
【００４５】
　
次に、図１に示すデバイスの作製手順を説明する。まず、（１１−２０）ジャスト面（ドナー密度：１×１０
18
ｃｍ
-3
以上）を主面とするｎ
+
型４Ｈ−ＳｉＣ基板１を用意した。このｎ
+
型４Ｈ−ＳｉＣ基板１の一方の主面（おもて面とする）に、ｐ型ボディー層３（アクセプタ密度：約２×１０
17
ｃｍ
-3
）を約２μｍの厚さにエピタキシャル成長させ、続いてｎ
+
型ソースコンタクト領域４となるｎ
+
型半導体層（ドナー密度：１×１０
18
ｃｍ
-3
以上）を約０．３μｍの厚さにエピタキシャル成長させた
・・略・・
【００４８】
　
次いで、Ａｌをスパッタにより成膜し、フォトリソグラフィ工程とウェットエッチング工程を行ってパターンを形成（パターニング）し、プラズマエッチング用Ａｌマスクとした。ＳＦ
6
とＯ
2
を反応性ガスとする誘導結合（ＩＣＰ）プラズマエッチングにより、異方性エッチングを行い、トレンチ６を形成した
【００４９】
　Ａｌマスクを除去した後、５２０℃でポリシリコンを約５０ｎｍの厚さに堆積した。このポリシリコンを１２００℃のウェット雰囲気で完全に熱酸化した。この熱酸化膜を、１２５０℃のＮ2Ｏ雰囲気（１０％Ｎ2希釈）で１時間アニールして、ゲート酸化膜７とした。なお、一部の試料については、ポリシリコンを堆積する前に、１２００℃のウェット雰囲気で３０分間の犠牲酸化を行い、形成された犠牲酸化膜を除去しておいた。
・・略・・
【００５１】
　
次いで、トレンチ６内にスパッタによりＡｌを成膜し、パターニングしてゲート電極８とした
【００５２】
　以上のようなプロセスによって作製された複数のＭＯＳＦＥＴについて、チャネル移動度を調べた結果を図２に示す。図２において、横軸はトレンチ角であり、縦軸はチャネル移動度である。ここで、オフ方向とは、トレンチ側壁面の法線を、主面である（１１−２０）面に射影した方向が、＜０００１＞方向となす角度のことである。
【００５３】
　図２から明らかなように、犠牲酸化を行った試料では、（０００１）Si面から９０〜１４０度、およびこれと結晶学的に等価な２７０〜２２０度というトレンチ角の広い範囲にわたって、チャネル移動度が３０〜４０ｃｍ2／Ｖｓでほぼ一定である。この範囲でチャネル移動度が多少変動している原因は、ソースおよびドレイン形成工程の不完全性に起因する接触抵抗のばらつきであると考えられる。これは、本質的な現象ではないと考えられる。この結果から、トレンチ側壁面が（１−１００）面から０〜５０度という広い範囲で傾いても、チャネル移動度はほとんど変化しないと考えられる。
【００５４】
（予備実験２）
　トレンチ側壁面が４Ｈ−ＳｉＣの（１１−２０）面から＜０００１＞方向に傾く場合については、上述した予備実験１のように、チャネル移動度を直接調べることができない。その理由は、チャネル移動度を直接調べるためには、（１−１００）面を主面とする基板を用いる必要があるが、４Ｈ−ＳｉＣの（１−１００）面に対するエピタキシャル成長は極めて困難であり、デバイスを作製して評価するのに適当なエピタキシャル成長層が得られないからである。
【００５５】
　そこで、以下のような実験を行った。
（０００−１）
C
を主面とするｎ型ＳｉＣ基板を用い、図１に示す構造と同様のデバイスを作製した。その際、図１において右向きまたは左向きが［１１−２０］オフ方向となるようにトレンチ６を形成した。基板１のオフ角は８度である。また、デバイスの作製手順は、予備実験１と同様である
【００５６】
　予備実験２のために作製されたＭＯＳＦＥＴについて、チャネル移動度を調べた。その結果、オフ方向が図１の右向きの場合のチャネル移動度は４０ｃｍ2／Ｖｓ程度であり、左向きの場合のチャネル移動度は２０ｃｍ2／Ｖｓ程度であった。
【００５７】
　トレンチ角とオフ角の関係から、オフ方向が図１の右向きの場合のトレンチ側壁面は（１１−２０）面から＜０００１＞方向に約２度オフとなり、左向きの場合のトレンチ側壁面は同様に約１８度オフとなる。第５２回応用物理学関係連合講演会において、同様の報告がなされている（中尾裕史、外５名、「トレンチ側壁上に形成した４Ｈ−ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴの特性評価」、第５２回応用物理学関係連合講演会  講演予稿集  １ｐ−ＹＫ−２、２００５年、ｐ．４５７）。
【００５８】
　予備実験２によれば、少なくとも（１１−２０）面から２０度も離れないうちに、チャネル移動度が半分になることがわかった。これより、幾何的にオフ角の影響を受けないような設計にしても、プロセス誤差の影響によってチャネル移動度が変化し、それによってチャネル抵抗が大幅に変化してしまうため、実用に適さないことが判明した。なお、実施の形態１〜３において後述するように、同一ウェハ面内でも数度以上のトレンチ角のばらつきが生じる。
【００５９】
（予備実験１、２の考察）
　
以上の予備実験結果から、予備実験１、２で行ったような方法によってゲート酸化膜を形成する場合には、トレンチ側壁面を４Ｈ−ＳｉＣの（１−１００）面から＜０００１＞方向に傾ける場合の方が、（１１−２０）面から＜０００１＞方向に傾ける場合よりも好ましい
【００６０】
　その理由は、傾きによるチャネル移動度の変化が小さいからである。このように傾きによるチャネル移動度の変化に差があるのは、ＳｉＣを構成する各原子から出る結合手の出方が面方位によって変化するが、その変化の様子が、｛１−１００｝面から傾ける場合と｛１１−２０｝面から傾ける場合で異なることに関係していると考えられる。」
　エ　「【００６２】
（実施の形態１）
　
図３は、本発明の実施の形態１にかかる縦型トレンチＭＯＳＦＥＴの構成を示す断面図である。図３に示すように、｛０００１｝面を主面とするｎ
+
型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１の一方の主面にｎ型フィールドストッピング層３２、ｎ型耐圧層３３、ｎ型電流広がり層３４およびｐ型ボディー層３５が順次積層されている。ｐ型ボディー層３５の上には、ｎ
+
型ソースコンタクト領域３６とこれに隣接してｐ
+
型ボディーコンタクト領域３７が設けられている
【００６３】
　
トレンチ３８は、ｎ
+
型ソースコンタクト領域３６とｐ型ボディー層３５とｎ型電流広がり層３４を貫通してｎ型耐圧層３３に達している。トレンチ３８の側壁面および底面はゲート酸化膜３９により覆われている。トレンチ３８内の、ゲート酸化膜３９の内側には、ゲート電極４０が埋め込まれている。ゲート電極４０の上側は、層間絶縁膜４１により覆われている
・・略・・
【００６８】
　また、
図３では、トレンチ３８およびゲート電極４０の底部の角は丸味を帯びていない
【００６９】
　図３に示すトレンチＭＯＳＦＥＴは、上方から見ると、図３の奥行き方向に向かってトレンチ３８の面方位等に変化のない、いわゆるストライプセル構造となっている。
基板３１のオフの影響を避けるために、トレンチ３８はオフ方向に平行である。ここで、オフ方向は［１１−２０］方向であり、図３においては図に対して垂直な方向である。図１に対して横方向が＜１−１００＞方向となり、トレンチ側壁面は｛１−１００｝面から＜０００１＞方向に傾いた面となる。それによって、上述した予備実験１、２で考察した通り、ある範囲内でトレンチ角が変化しても、チャネル移動度が大きく変化しない状況を実現することができる
・・略・・
【００７３】
　次に、
図３に示すデバイスの作製手順を説明する。まず、（０００−１）
C
８度オフ面と（０００１）
Si
８度オフ面（ドナー密度：１×１０
18
ｃｍ
-3
以上、オフ方向：［１１−２０］方向）を主面とするｎ
+
型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１を用意する
【００７４】
　
このｎ
+
型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１に、例えば、約２μｍの厚さのｎ型フィールドストッピング層３２（ドナー密度：０．５〜１０×１０
17
ｃｍ
-3
）、約１０μｍの厚さのｎ型耐圧層３３（ドナー密度：約１×１０
16
ｃｍ
-3
）、約０．４μｍの厚さのｎ型電流広がり層３４（ドナー密度：約１×１０
17
ｃｍ
-3
）および約２μｍの厚さのｐ型ボディー層３５（アクセプタ密度：２×１０
17
ｃｍ
-3
）を順次エピタキシャル成長させ、さらにその上にｐ
+
型ボディーコンタクト領域３７となるｐ
+
型半導体層（アクセプタ密度：５×１０
19
ｃｍ
-3
以上）を約０．３μｍの厚さにエピタキシャル成長させる
・・略・・
【００８０】
　
次いで、予備実験１の場合と同様にしてトレンチ３８を形成する
・・略・・
【００９０】
　トレンチの形成に続いて、ＡｌまたはＳｉＯ2からなるプラズマエッチング用のマスクを除去する。その後、予備実験１の場合と同様にしてゲート酸化膜３９を形成する。なお、予備実験１、２の考察において説明したように、実施の形態１においても、ゲート酸化膜３９を形成する際の事前酸化膜を、種々の原料を用いて形成してもよいし、種々のＣＶＤ法により形成してもよい。あるいは、事前酸化膜を形成しないで、直接、ＳｉＣの露出面を熱酸化することによりゲート酸化膜３９を形成するようにしてもよい。
【００９１】
　また、ゲート酸化膜３９は、上述した種々の原料から形成されるものや、種々の方法により形成されるものに限らず、図２に示すように、チャネル移動度が比較的高い領域においてチャネル移動度の面方位依存性が極めて小さい領域が広い、という特性を満たす膜であれば、どのような酸化膜であってもよい。また、酸化膜ではなく、窒化物等の絶縁膜や異種絶縁材料からなる多層膜であってもよい。
【００９２】
　
ゲート酸化膜３９の形成につづいて、例えば高濃度にリンドープしたポリシリコンを堆積する。そして、トレンチ３８の外側のポリシリコンをエッチバックして除去することによって、ゲート電極４０を形成する
・・略・・
【００９７】
　
以上のようなプロセスによって作製された複数のＭＯＳＦＥＴについて、チャネル抵抗を調べた結果を図５に示す。図５において、横軸はトレンチ角であり、縦軸はチャネル抵抗である。この横軸において、トレンチ角が９０度よりも小さい範囲は、（０００−１）
C
面に作製されたデバイスのトレンチ角である
【００９８】
　一方、９０度よりも大きい範囲は、（０００１）Si面に作製されたデバイスのトレンチ角を１８０度から減じた値である。また、同一ウェハ内にＭＯＳＦＥＴとともに評価用のＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）を作製しておき、このＴＥＧによりチャネル以外の抵抗成分を求め、これをＭＯＳＦＥＴのオン抵抗から差し引くことにより、ＭＯＳＦＥＴのチャネル抵抗を求めた。
【００９９】
　図５から明らかなように、トレンチ角が９０度よりも大きくなると、チャネル抵抗が急激に増加する。これは、予備実験１により判明したように、トレンチ角が９０度よりも大きくなると、チャネル移動度が急激に減少するからである（図２参照）。
従って、トレンチ角が９０度を超えるのは好ましくない
【０１００】
　また、トレンチ３８の形成工程において図４を参照しながら説明したように、トレンチ角が、面方位としてではなく、物理的に９０度を超えると、トレンチ側壁面への堆積物が原因でゲート耐圧が低くなるため、実用的でない。従って、トレンチ角は９０度以下であるのが適当である。
【０１０１】
　また、図２では、トレンチ角が５０〜９０度の範囲では、チャネル移動度がほぼ一定であるのに対して、図５では、トレンチ角が６０度以下になると、チャネル抵抗が大きく増加している。これは、チャネル抵抗がチャネル移動度に反比例し、チャネル長に比例するため、トレンチ角が小さくなると、チャネル長が増加し、チャネル抵抗が増大するからである。
【０１０２】
　具体的には、チャネル長は、トレンチ角の正弦に反比例するので、トレンチ角が６５度では、トレンチ角が９０度のときと比べて、チャネル長が１０％増加し、チャネル抵抗も同じ割合で増加する。これ以上トレンチ角が小さくなると、チャネル長もチャネル抵抗も急激に増加する。特に、トレンチ角が６０度よりも小さくなると、この増加が顕著になるので、好ましくない。従って、トレンチ角は６０度以上であるのが適当である。
以上をまとめると、トレンチ角は６０〜９０度の範囲にあるのが好ましい
【０１０３】
　ところで、実施の形態１では、基板のオフ方向が［１１−２０］方向であるので、オフ方向に平行なトレンチとすることにより、オフの影響を避けている。しかし、基板のオフ方向が他の方向、例えば［１−１００］方向であるような場合には、オフの影響を避けることができない
【０１０４】
　
最も極端な例として、基板のオフ方向が［１−１００］方向であって、オフ角がαであるとする。オフ方向に垂直なトレンチとした場合、トレンチ角をθとすると、オフの上流側にあるトレンチ側壁面の面方位は（１−１００）方向から「θ＋α」だけシフトしている。一方、オフの下流側にあるトレンチ側壁面の面方位は（−１１００）方向から「θ−α」だけシフトしている
【０１０５】
　「θ＋α」と「θ−α」のどちらかが９０度よりも大きくなるか、４０度よりも小さくなると、そのトレンチ側壁面でのチャネル移動度が急激に減少するので、好ましくない。従って、トレンチ角の上限は「９０度−α」以下であるのが好ましい。従来のオフ角αは８度であるので、トレンチ角は８２度以下であるのが好ましい。今後、オフ角αが例えば４度になれば、トレンチ角の上限を８６度以下にすることができる。
【０１０６】
　一方、上述したように、チャネル長の点からは、トレンチ角θは６０度以上であることが好ましく、「θ±α」が４０度以上あれば、チャネル移動度はほとんど変化しない。
オフ角αは、従来は８度であり、将来的には４度以下と小さくなる傾向にある
・・略・・
【０１１３】
　なお、実施の形態１では、ゲート直下の絶縁膜を保護していないため、ドレイン破壊よりも前にゲートが破壊してしまい、耐圧は２００Ｖ程度以下であった。
今後提案するように、ゲート下に厚い絶縁膜を形成したり、トレンチをフィールドストッピング層に達するような深さに形成し、ゲートポリシリコンよりも下の領域をＳｉＯ
2
やその他の絶縁膜、または低誘電率膜で埋めれば、ゲート耐圧が向上すると考えられる
　オ　甲第１号証の図１には、トレンチ６が、ｎ+型ソースコンタクト領域４となるｎ+型半導体層の主面から堀下がっている様子が図示されている。
　カ　甲第１号証の図３には、トレンチ３８が、ｐ+型ボディーコンタクト領域３７となるｐ+型半導体層の主面から堀下がっている様子が図示されている。
　キ　上記ウ及びオより、甲第１号証には、予備実験２として、
「（０００−１）Cを主面とするオフ角が［１１−２０］軸方向に８度であるｎ型ＳｉＣ基板と、
　このｎ型ＳｉＣ基板の一方の主面にエピタキシャル成長させた、ｐ型ボディー層３とｎ+型ソースコンタクト領域４となるｎ+型半導体層と、
　ｎ+型ソースコンタクト領域４となるｎ+型半導体層の主面から堀下がっているトレンチ６と、
　トレンチ６内のゲート電極８と、
を含む、トレンチＭＯＳＦＥＴを簡略化したデバイス。」の発明（以下、「甲第１号証第１発明」という。）が記載されているものと認められる。
　ク　また、上記エ及びカより、甲第１号証には、実施の形態１として、
「（０００−１）C８度オフ面と（０００１）Si８度オフ面（オフ方向：［１１−２０］方向）を主面とするｎ+型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１と、
　このｎ+型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１上にエピタキシャル成長させた、ｎ型フィールドストッピング層３２）、ｎ型耐圧層３３、ｎ型電流広がり層３４、ｐ型ボディー層３５、及び、ｐ+型ボディーコンタクト領域３７となるｐ+型半導体層と、
　ｐ+型ボディーコンタクト領域３７となるｐ+型半導体層の主面から堀下がっているトレンチ３８と、
　トレンチ３８内に埋め込まれているのゲート電極４０と、
を含み、
　（０００−１）C面に作製されたデバイスのトレンチ角が６０〜９０度の範囲にあるのが好ましい、
縦型トレンチＭＯＳＦＥＴ。」の発明（以下、「甲第１号証第２発明」という。）が記載されているものと認められる。
（２）対比
　ア　上記２（１）キのとおり、甲第１号証には、予備実験２として、甲第１号証第１発明が記載されている。
　また、甲第１号証第１発明において、「トレンチ６」の底面は、「（０００−１）Cを主面とするオフ角が［１１−２０］軸方向に８度であるｎ型ＳｉＣ基板」の表面と平行な面であると認められる。
　そうすると、本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第１発明とは、
「ＳｉＣ基板と、
　前記ＳｉＣ基板の一方面側に形成されたエピタキシャル層と、
　前記エピタキシャル層の主面から掘り下がったゲートトレンチとを含み、
　前記ＳｉＣ基板のオフ角が０°を超え、
　前記ゲートトレンチの底面は、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ前記オフ角分傾斜した面である、半導体装置。」
 である点で一致し、以下の点で相違している。
（相違点１）
　本件の請求項１に係る特許は、「前記ＳｉＣ基板のオフ角が０°を超えて４°未満」であるのに対して、甲第１号証第１発明は、「ｎ型ＳｉＣ基板」の「オフ角」が「８度」である点。
　イ　また、上記２（１）クのとおり、甲第１号証に、実施の形態１として甲第１号証第２発明が記載されている。
　また、甲第１号証第２発明において、トレンチ３８の底面は、「（０００−１）C８度オフ面」と平行な面であると認められる。
　そうすると、本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第２発明とは、
「ＳｉＣ基板と、
　前記ＳｉＣ基板の一方面側に形成されたエピタキシャル層と、
　前記エピタキシャル層の主面から掘り下がったゲートトレンチとを含み、
　前記ＳｉＣ基板のオフ角が０°を超え、
　前記ゲートトレンチの底面は、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ前記オフ角分傾斜した面である、半導体装置。」
 である点で一致し、以下の点で相違している。
（相違点２）
　本件の請求項１に係る特許は、「前記ＳｉＣ基板のオフ角が０°を超えて４°未満」であるのに対して、甲第１号証第２発明は、「ｎ+型４Ｈ−ＳｉＣ基板３１」の「オフ角」が「８度」である点。
（３）小括
　以上のとおり、本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第１発明とは、相違点１で相違し、本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第２発明とは、相違点２で相違しているから、本件の請求項１に係る特許は、甲第１号証に記載された発明と同一ではなく、当該特許は特許法第２９条第１項第３号の規定に違反してされたものではない。
　同様に、本件の請求項１に係る特許を引用している本件の請求項２、３、５、６、１４に係る各特許と、甲第１号証第１発明とは、少なくとも相違点１で相違し、本件の請求項１に係る特許を引用している本件の請求項２、３、５、６、１４に係る各特許と、甲第１号証第２発明とは、少なくとも相違点２で相違しているから、本件の請求項２、３、５、６、１４に係る各特許は、甲第１号証に記載された発明と同一ではなく、当該特許は特許法第２９条第１項第３号の規定に違反してされたものではない。
　３　特許法第２９条第２項について
（１）甲第１号証の記載事項
　甲第１号証には、上記２（１）のとおりの事項、甲第１号証第１発明及び甲第１号証第２発明がされている。
（２）甲第２号証の記載事項
　甲第２号証には、以下のとおりの事項が記載されている。（下線は当審において付加した。）
「（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１（ａ）にはＳｉＣ基板（ＳｉＣウエハ）１０の平面図を示し、図１（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図を図１（ｂ）に示す。
ＳｉＣ基板１０にトレンチ溝１１が形成されている。
ＳｉＣ基板１０として、｛０００１｝面にオフ角を設けるとともにオフ方向を＜１１−２０＞としたものを用いている
【００１３】
このようにして、＜１１−２０＞オフＳｉＣウエハ１０の上面において＜１１−２０＞方向に延びるストライプ構造のトレンチ溝１１が形成され、トレンチ溝１１の内部を含めたＳｉＣ基板１０の上面にＳｉＣ層１２が形成されている。
【００１４】
よって、トレンチ溝１１内にエピタキシャル成長したときにおいて、トレンチ溝１１の側壁面である（１−１００）面にファセット面が発生しない。このように、基板１０に形成したトレンチ溝１１の内壁面にエピタキシャル成長する際にファセット面の形成を抑制することができることから、（１−１００）面をチャネル層にすることができる。
【００１５】
つまり、図３に示すようなトレンチＪＦＥＴとする場合に好ましいものとなる。詳しくは、図３において、ｎ＋ＳｉＣ基板１３の上にｎ−エピ層１４とゲートｐ＋エピ層１５とソースｎ＋エピ層１６が順に形成されている。その上面部にトレンチ溝１９が形成され、トレンチ溝１９はソースｎ＋エピ層１６とゲートｐ＋エピ層１５を貫通しｎ−エピ層１４に達している。さらに、トレンチ溝１９内にはチャネルｎ−エピ層１７およびゲートｐ＋エピ層１８が形成されている。ｎ＋ＳｉＣ基板１３には裏面電極としてのドレイン電極１３ａが形成されている。また、ゲートｐ＋エピ層１８に第１ゲート電圧が印加されるとともにゲートｐ＋エピ層１５に第２ゲート電圧が印加される。そして、ゲートｐ＋エピ層１８とゲートｐ＋エピ層１５との電圧を調整することにより、ゲートｐ＋エピ層１８とゲートｐ＋エピ層１５の間におけるチャネルｎ−エピ層１７での空乏層の広がりを調整してソース・ドレイン間（ソースｎ＋エピ層１６・ｎ＋ＳｉＣ基板１３間）に流れる電流をコントロールすることができる。このとき、図１，２で説明したように、（１−１００）面をチャネル層にすることができることとなる。
【００１６】
なお、図２に代わり、図４に示すように、トレンチ溝１１をエピ層１２で埋め込んでもよい（埋込エピ層１２としてもよい）。
以上のごとく、オフウエハ１０を用いてトレンチ溝１１をオフ方向に延長したストライプ構造にし、その上にエピ層１２を形成する。よって、エピ成長したときにファセット面が発生しないので、図１でのＬ１線に沿って延びるストライプ構造のトレンチ溝１１での側面をチャネル層の下地面に用いることができる。換言すれば、＜１１−２０＞方向をオフ方向に選択することにより、移動度の高い（１−１００）面にファセット面が発生しないようにすることができ、ＦＥＴのチャネル層を形成する上で好ましいものとなる。」
（３）対比
　本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第１発明とは、上記２（２）に記載した相違点１で相違し、本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第２発明とは、上記２（２）に記載した相違点２で相違している。
（４）判断
　上記（２）のとおり、甲第２号証には、ＳｉＣ基板１０として、｛０００１｝面にオフ角を設けるとともにオフ方向を＜１１−２０＞としたものを用いることは記載されているものの、ジャスト（０００−１）面に対して［１１−２０］軸方向へ０°を超えて４°未満傾斜したものを用いることは記載されていない。
　したがって、甲第１号証第１発明に、甲第２号証に記載の事項を組み合わせても、本件の請求項１に係る特許に到達するものとはいえない。
　同様に、甲第１号証第２発明に、甲第２号証に記載の事項を組み合わせても、本件の請求項１に係る特許に到達するものとはいえない。
（５）小括
　以上のとおり、本件の請求項１に係る特許は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものではない。
　４　まとめ
　上記１乃至３で検討したとおり、 特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許を取り消すことはできない。
第５　職権による審理
　１　特許法第２９条第２項について
（１）はじめに
　上記第３のとおり、特許異議申立人は、本件の請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許が、甲第１号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるとの理由を申し立てていないが、職権により、この理由について検討する。
（２）甲第１号証の記載事項
　甲第１号証には、上記第４の２（１）のとおりの事項及び甲第１号証第２発明がされている。
（３）対比
　本件の請求項１に係る特許と、甲第１号証第２発明とは、上記第４の２（２）に記載した相違点２で相違している。
（４）判断
　ア　上記第４の２（１）イのとおり、甲第１号証には、以下のとおりの事項が記載されている。（再掲）
「【００２８】
　ここで、概ねとは、ＳｉＣを厳密に所定の方位に切り出すのが、実際上困難であることと、ＳｉＣ基板上に良好なエピタキシャル成長を得る目的で、オフ角を有する基板が市販されていることに起因する。現在市販されている４Ｈ−ＳｉＣ｛０００１｝面は、＜１１−２０＞±１５度の方向に、８±０．５度または４±０．５度オフという仕様のものが多い。従って、本発明における概ねとは、面方位にあっては｛０００１｝面から１０度以内、方向にあっては｛１−１００｝方向から１５度以内を、少なくとも含むと解されるべきものである。」
　しかしながらこの記載は、「概ね」との用語の定義に関する記載であり、甲第１号証第２発明において、ＳｉＣ基板のオフ角を０°を超えて４°未満とすることを動機付けるものではない。
　イ　また、上記第４の２（１）エのとおり、甲第１号証には、以下のとおりの事項が記載されている。（再掲）
「【０１０３】
　ところで、実施の形態１では、基板のオフ方向が［１１−２０］方向であるので、オフ方向に平行なトレンチとすることにより、オフの影響を避けている。しかし、基板のオフ方向が他の方向、例えば［１−１００］方向であるような場合には、オフの影響を避けることができない。
【０１０４】
　最も極端な例として、基板のオフ方向が［１−１００］方向であって、オフ角がαであるとする。オフ方向に垂直なトレンチとした場合、トレンチ角をθとすると、オフの上流側にあるトレンチ側壁面の面方位は（１−１００）方向から「θ＋α」だけシフトしている。一方、オフの下流側にあるトレンチ側壁面の面方位は（−１１００）方向から「θ−α」だけシフトしている。
【０１０５】
　「θ＋α」と「θ−α」のどちらかが９０度よりも大きくなるか、４０度よりも小さくなると、そのトレンチ側壁面でのチャネル移動度が急激に減少するので、好ましくない。従って、トレンチ角の上限は「９０度−α」以下であるのが好ましい。従来のオフ角αは８度であるので、トレンチ角は８２度以下であるのが好ましい。今後、オフ角αが例えば４度になれば、トレンチ角の上限を８６度以下にすることができる。
【０１０６】
　一方、上述したように、チャネル長の点からは、トレンチ角θは６０度以上であることが好ましく、「θ±α」が４０度以上あれば、チャネル移動度はほとんど変化しない。オフ角αは、従来は８度であり、将来的には４度以下と小さくなる傾向にある。従って、トレンチ角の下限は６０度のままでよい。万一、オフ角αが２０度よりも大きい場合には、トレンチ角は「４０度＋α」以上とするのが好ましい。」
　しかしながらこの記載は、オフ方向が［１１−２０］方向以外の、例えば［１−１００］方向であるような場合に関する記載であり、甲第１号証第２発明において、ＳｉＣ基板のジャスト（０００−１）面に対する［１１−２０］軸方向へのオフ角を０°を超えて４°未満とすることを直接的に動機付けるものではない。
　ウ　また、上記第４の２（１）エのとおり、甲第１号証には、以下のとおりの事項が記載されている。（再掲）
「【０１１３】
　なお、実施の形態１では、ゲート直下の絶縁膜を保護していないため、ドレイン破壊よりも前にゲートが破壊してしまい、耐圧は２００Ｖ程度以下であった。今後提案するように、ゲート下に厚い絶縁膜を形成したり、トレンチをフィールドストッピング層に達するような深さに形成し、ゲートポリシリコンよりも下の領域をＳｉＯ2やその他の絶縁膜、または低誘電率膜で埋めれば、ゲート耐圧が向上すると考えられる。このようにすると、同時にゲート−ドレイン間の静電容量も減少するので、実用上、好ましい。」
　しかしながら、甲第１号証には、ゲート下の絶縁膜が何に対して厚いのかや、ゲート下に厚い絶縁膜を形成するための具体的な手段についての記載がないことから、この記載も、甲第１号証第２発明において、ＳｉＣ基板のオフ角を０°を超えて４°未満とすることを動機付けるものではない。
　エ　さらに、上記第４の２（１）アのとおり、甲第１号証には、４Ｈ−ＳｉＣの｛０００１｝面に、工業的に再現性よく高品質のＳｉＣ層をエピタキシャル成長させるには、４〜８度のオフ角が必要であるとされている（段落【００２３】）との事項が記載されており、この記載は、甲第１号証第２発明において、ＳｉＣ基板のジャスト（０００−１）面に対する［１１−２０］軸方向へのオフ角を０°を超えて４°未満とすることを阻害するものといえる。
（５）まとめ
　以上のとおり、甲第１号証には、甲第１号証第２発明において、ＳｉＣ基板のオフ角を０°を超えて４°未満とすることを動機付ける記載はないことや、甲第１号証には、ＳｉＣ基板のオフ角を０°を超えて４°未満とすることを阻害する記載がされていることから、本件の請求項１に係る特許は、甲第１号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものではない。
　本件の請求項２、３、５、６、１４に係る各特許についても同様である。
　２　他の理由について
　他に請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許を取り消すべき理由を発見しない。
第６　むすび
　上記第４のとおり、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許を取り消すことはできない。
　また、上記第５のとおり、他に請求項１〜３、５、６、１４に係る各特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成２８年１月１３日（２０１６．１．１３）