2020-016436

第１　手続の経緯

本願は，平成２８年４月８日（優先権主張　平成２７年４月１０日）の出願であって，その手続の経緯は以下のとおりである。

第２　原査定の概要

原査定（令和２年８月１８日付け拒絶査定）の概要は次のとおりである。

１．本願の請求項１～４，６，７に係る発明は，本願の優先権主張日前に日本国内又は外国において頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった，下記の引用例１に記載された発明であるから，特許法２９条１項３号に該当し，特許を受けることができないか，下記の引用例１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（以下，「当業者」という。）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２９条２項の規定により特許を受けることができない。

２．本願の請求項１～８に係る発明は，本願の優先権主張日前に日本国内又は外国において頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった，下記の引用例２に記載された発明及び引用例１，３～４に記載された技術的事項に基づいて，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２９条２項の規定により特許を受けることができない。

引用例１．米国特許出願公開第２０１２／００４５６６１号明細書

引用例２．国際公開第２０１３／０３５８４３号

引用例３．田村 英雄，米山　宏，酸化物半導体の電気化学特性，電気化学および工業物理化学，１９８０年，Vol. 48, No. 6，pp. 335-343

引用例４．奥村 次徳，半導体への不純物ドーピング，応用物理，１９９９年，Vol. 68, No. 9，pp. 1054-1059

第３　本願発明

本願の請求項１～７に係る発明（以下，それぞれ「本願発明１」～「本願発明７」という。）は，令和２年１１月３０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１～７に記載された事項により特定される発明であり，そのうちの本願発明１は以下のとおりの発明である。

「【請求項１】

コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶性酸化物半導体膜であって，結晶性酸化物半導体膜がｎ型ドーパントを含み，主面が，ａ面，ｍ面またはｒ面であることを特徴とする結晶性酸化物半導体膜。」

第４　引用例の記載と引用発明

１．引用例１と引用発明１について

（１）引用例１の記載

原査定の拒絶の理由に引用された引用例１（米国特許出願公開第２０１２／００４５６６１号明細書）には，次の記載がある。（下線は当審が付加。以下同じ。）

「［0002］The present invention relates generally to rare-earth-doped materials and, more specifically, to alloys of sapphire and α-Ga2O3 doped with neodymium useful as active mediums for waveguide lasers and to related methods.」

（和訳）（和訳は当審により作成。以下同じ。）

「［0002］ 本発明は，一般的には，希土類元素をドープした材料，より具体的には，導波路レーザの活性媒体として有用であるネオジムがドープされたサファイア及びα-Ｇａ２Ｏ３の合金およびそれに関連する方法に関する。」

「［0007］In an embodiment, the present invention is directed to rare-earth-doped α-(Al1-xGax)2O3, where α-(Al1-xGax)2O3 is an alloy of the corundum-phase oxides α-Al2O3 (sapphire) and α-Ga2O3 that retain the same single-crystal structure independent of Ga/Al ratio, as well as to related methods. The rare-earth-doped α-(Al1-xGax)2O3 has a gallium content x greater than 0 up to and including 1. Rare-earth-doped α-(Al1-xGax)2O3 is a transparent optical material with a high refractive index suitable as the core layer in a planar waveguide laser.」

（和訳）

「［0007］一実施形態では，本発明は，希土類ドープ（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３及び関連方法を対象とし，ここでα－（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３はＧａ／Ａｌ比によらず，同じ単結晶構造を保持するコランダム相の酸化物α-Ａｌ２Ｏ３（サファイア)及びα－Ｇａ２Ｏ３の合金である。希土類ドープα－（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３は０より大きく１以下のガリウム含有量ｘを有する。希土類ドープα－（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３は平面導波路のコア層に好適な高屈折率を有する透明な光学材料である。」

「［0012］FIG. 1 shows high resolution x-ray diffraction from a 120 nm thick Nd:α-Ga2O3 film grown on A-plane sapphire: (a) θ-2θ scan showing only a single family of corundum-phase x-ray peaks indicating that the film is single phase. (b) φrotation scans showing that the in-plane orientation of the film matches the substrate. φ scans involve detecting off-axis peaks while the sample is rotated about its normal. (c) Reciprocal space map indicating slight mosaicity as shown by the broad film peak. QX and Qy are the inverse interplanar spacings along the in-plane and out-of-plane directions respectively.」

（和訳）

「［0012］図1は，Ａ面サファイア上に成長された厚さ１２０ｎｍのＮｄ：α－Ｇａ２Ｏ３膜の高分解能Ｘ線回折を示している:（ａ）θ-2θスキャンにただ１つ見られるコランダム相のＸ線ピークの単一ファミリーは，膜が単一相であることを示す。（ｂ）膜の面内配向が基板と一致することを示すφ回転スキャン。φスキャンは，試料が法線に対し回転しているときにオフ角を検出することを含む。（ｃ）膜の幅広いピークに示されるようにわずかなモザイク性を示す逆格子空間マップ。Ｑｘ及びＱｙはそれぞれ面内及び面外方向に沿っての逆格子間隔である。」

「［0056］The films were grown on sapphire substrates in a VG-V80H MBE system designed for semiconductors but modified for oxides with the addition of a high-throughput turbomolecular pump and SiC substrate heater.・・・」

（和訳）

「［0056］半導体用に設計され，酸化物用に高スループットのターボ分子ポンプとＳｉＣ基板ヒーターを付加する改造がなされたＶＧ－Ｈ８０Ｈ　ＭＢＥ装置内で，膜はサファイア基板上に成長された。・・・」

「［0057］We found that α-Ga2O3 was considerably more difficult to grow than sapphire. Any Ga on the film surface not fully oxidized tends to rapidly desorb in the form of the volatile suboxide Ga2O. Using our in-house plasma source, we were limited to growing slowly and at low temperatures to preserve crystallinity and minimize desorption.・・・」

（和訳）

「［0057］本発明者らは，α－Ｇａ２Ｏ３の成長がサファイアに比べ著しく困難であることを見いだした。膜表面で十分に酸化されないあらゆるＧａは，揮発性のＧａ２Ｏ亜酸化物の形で急速に脱離する傾向にある。本発明者らの内製のプラズマ源を用いて，結晶性を保持し脱離を最小限にするために，成長は遅く，そして低温に制限された。・・・」

[0058]Using our novel method, we were able to grow Nd-doped α-Ga2O3 on R, A and M-plane sapphire substrates. Films grown on C-plane under similar conditions were entirely β-Ga2O3, possibly because the weaker surface diffusion on C-plane promotes the formation of other phases with lower surface energy. ・・・」

（和訳）

「［0058］本発明者による新規な方法を用いて，本発明者らは，Ｒ，Ａ及びＭ面サファイア基板上のＮｄドープされたα－Ｇａ２Ｏ３を成長することができた。同様の条件でＣ面上に成長されたフィルムは全てβ－Ｇａ２Ｏ３であり，おそらく，Ｃ面上における弱い表面拡散がより低い表面エネルギーを有する他の相の形成を促進することによる。・・・」

「

」

（２）引用発明１

以上によれば，引用例１には次の発明（以下「引用発明１」という。）が記載されているものと認められる。

「Ａ面サファイア上に成長された，平面導波路のコア層に好適な高屈折率を有する透明な光学材料であるＮｄがドープされたα－Ｇａ２Ｏ３膜。」

（３）引用例１に記載された技術的事項

また，引用例１の段落００５８には，次の技術的事項が記載されていると理解できる。

・サファイアＣ面上では表面拡散が弱いためβ－Ｇａ２Ｏ３の形成が促進される一方，Ｒ，Ａ，Ｍ面サファイア基板上には，α－Ｇａ２Ｏ３を成長することができること。

２．引用例２と引用発明２について

（１）引用例２の記載

原査定の拒絶の理由に引用された引用例２（国際公開第２０１３／０３５８４３号）には，次の記載がある。

「[0004] 　しかしながら，単斜晶系のβ－Ｇａ2Ｏ3結晶膜をコランダム構造のα－Ａｌ２Ｏ３基板上に成長させることは困難であり，高品質なβ－Ｇａ２Ｏ３結晶膜を得ることはできない。このため，α－Ａｌ2Ｏ3基板上のβ－Ｇａ2Ｏ3結晶膜を用いて高品質のＧａ2Ｏ3系半導体素子を形成することは困難である。」

「[0014] 〔第１の実施の形態〕

第１の実施の形態では，Ｇａ2Ｏ3系半導体素子としてのプレーナゲート構造を有するＧａ２Ｏ３系ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）について説明する。

[0015] （Ｇａ2Ｏ3系半導体素子の構成）

図１は，第１の実施の形態に係るＧａ2Ｏ3系ＭＩＳＦＥＴの断面図である。Ｇａ2Ｏ3系ＭＩＳＦＥＴ１０は，α－Ａｌ2Ｏ3基板２上に形成されたｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）2Ｏ３単結晶膜３と，ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）2Ｏ３単結晶膜３上に形成されたソース電極１２及びドレイン電極１３と，ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶膜３中にソース電極１２及びドレイン電極１３の下にそれぞれ形成されたコンタクト領域１４，１５と，ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶膜３のコンタクト領域１４とコンタクト領域１５の間の領域上にゲート絶縁膜１６を介して形成されたゲート電極１１と，コンタクト領域１４を囲むボディ領域１７とを含む。」

「[0018] 　ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶膜３は，α－Ａｌ２Ｏ３基板２上に形成されたα－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）の単結晶膜である。ｎ型α－（ＡｌxＧａ1-x）２Ｏ３単結晶膜３は，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｐｂ，Ｍｎ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等のｎ型ドーパントを含む。ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）2Ｏ3単結晶膜３は，例えば，１×１０15／ｃｍ3以上，１×１０19／ｃｍ3以下の濃度のｎ型ドーパントを含む。また，ｎ型α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶膜３の厚さは，例えば，０．０１～１０μｍである。」

「[0026] 　図２は，α－（ＡｌxＧａ1-x）２Ｏ３単結晶膜の形成に用いられるＭＢＥ装置の一例の構成図である。このＭＢＥ装置１００は，真空槽１０７と，この真空槽１０７内に支持され，α－Ａｌ２Ｏ３基板２を保持する基板ホルダ１０１と，基板ホルダ１０１に保持されたα－Ａｌ２Ｏ３基板２を加熱するための加熱装置１０２と，薄膜を構成する原子又は分子ごとに設けられた複数のセル１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）と，複数のセル１０３を加熱するためのヒータ１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と，真空槽１０７内に酸素系ガスを供給するガス供給パイプ１０５と，真空槽１０７内の空気を排出するための真空ポンプ１０６とを備えている。基板ホルダ１０１は，シャフト１１０を介して図示しないモータにより回転可能に構成されている。」

「[0031] 　これにより，α－Ａｌ２Ｏ３基板２の主面上にα－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶がＳｎ等のｎ型ドーパントを添加されながらエピタキシャル成長し，ｎ型α－（ＡｌxＧａ１－ｘ）２Ｏ３単結晶膜３が形成される。なお，Ｓｎ以外のｎ型ドーパントとして，Ｇａ又はＡｌサイトを置換する場合は，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｐｂ，Ｍｎ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ等を用いることができ，酸素サイトを置換する場合は，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等を用いることができる。ｎ型ドーパントの添加濃度は，第２のセル１０３ｂの温度により制御することができる。」

「

」

「

」

（２）引用発明２

以上によれば，引用例２には次の発明（以下「引用発明２」という。）が記載されているものと認められる。

「α－Ａｌ２Ｏ３基板２の主面上にｎ型ドーパントを添加されながらエピタキシャル成長されたｎ型α－（ＡｌxＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３。」

３．引用例３について

原査定の拒絶の理由に引用された引用例３（田村 英雄，米山　宏，酸化物半導体の電気化学特性，電気化学および工業物理化学，１９８０年，Vol. 48, No. 6，pp. 335-343）には，次の記載がある。

「しかし，酸化物の導電性は，組成の非化学量論性や存在する不純物の種類と量により大きく変る場合が多く，このことを利用して，特定の不純物元素を酸化物に固溶させ酸化物の抵抗を下げること（これをドーピングという）が行われている．たとえば，化学量論性のNiOは緑色を呈し，ρ＝1015Ωcmで絶縁体であるが，Liを2.5～5atm％ドープすると，ρ＜10Ωcmになる．それゆえ，絶縁性，半導体の区別にはあまり厳密性を期待できない．表1に代表的な金属酸化物の導電性を示すが，NiOのようにドーピングにより半導性となして利用されているものは半導体として分類してある．」（３３６頁左欄１～１２行）

「

」

４．引用例４について

原査定の拒絶の理由に引用された引用例４（奥村 次徳，半導体への不純物ドーピング，応用物理，１９９９年，Vol. 68, No. 9，pp. 1054-1059）には，次の記載がある。

「１．まえがき

一般的な辞書，例えば「広辞苑・第五版」をみると，半導体について次のような説明がなされている．

はん－どうたい【半導体】導体と絶縁体との中間の電気伝導率をもつ物質。低温ではほとんど電流を流さないが，高温になるに従い電気伝導率が増す．珪素・ゲルマニウム・セレンや重金属の酸化物の類．ダイオード・トランジスター・集積回路・光電池などに応用（岩波書店：広辞苑第五版）．

多くの電気・電子材料関連の教科書でも，ほぼこれに近いニュアンスの説明がみられる．しかし筆者は，学部３年生を対象とした授業の冒頭で，半導体に対するこの定義は，間違いとはいえないがあまり適切ではないことを強調している．すなわち，半導体の電子エネルギー構造は，絶縁体と何ら変わることがなく，理想状態では絶縁体であること，そしてこの絶縁体に，母体原子とは異なる元素を「不純物」として意図的に添加（doping：ドーピング）し，これによって電気伝導特性を広い範囲にわたってコントロールできるようになった物質が半導体である，と説明するようにしている．」（１０５４頁左欄１～１８行）

第５　対比・判断

１．引用発明１を主引用発明とする新規性及び容易想到性について

（１）本願発明１について

（１．１）本願発明１と引用発明１の対比

本願発明１と引用発明１を対比する。

ア　引用発明１の「α－Ｇａ２Ｏ３膜」はコランダム相の酸化物であり（段落０００７），単一相を示している（段落００１２）ことから，本願発明１と引用発明１は，ともに「コランダム構造を有する結晶性酸化物を主成分として含む結晶性酸化物膜」である点で共通する。

イ　引用発明１は「Ａ面サファイア上に成長された」膜であり，「単一相」かつ「膜の面内配向が基板と一致する」膜（段落００１２）であるから，膜の主面は「Ａ面」であると理解できる。そうすると，本願発明１と引用発明１は，ともに「主面が，ａ面，ｍ面またはｒ面である」点で一致する。

以上によれば，本願発明１と引用発明１の一致点及び相違点は以下のとおりとなる。

＜一致点＞

「コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶性酸化物膜であって，主面が，ａ面，ｍ面またはｒ面であることを特徴とする結晶性酸化物膜。」

＜相違点１－１＞

本願発明１は「酸化物半導体膜」であるのに対し，引用発明１は「α－Ｇａ２Ｏ３膜」が「半導体膜」であることは特定されていない点。

＜相違点１－２＞

本願発明１では，「結晶性酸化物半導体膜がｎ型ドーパントを含」むのに対し，引用発明１では，「α－Ｇａ２Ｏ３膜」がｎ型のドーパントを含むことは特定されていない点。

（１．２）相違点についての判断

相違点１－１は「半導体膜」に関するものであり，また，相違点１－２の「ｎ型ドーパントを含」む点は「半導体膜」に特有の事項であるから，相違点１－１及び１－２についてまとめて検討する。

ア　引用発明１における「Ｎｄがドープされたα－Ｇａ２Ｏ３膜」は「平面導波路のコア層に好適な高屈折率を有する透明な光学材料」であって，半導体材料であることは特定されていない。また，「光学材料」である引用発明１の膜を半導体材料，具体的にはｎ型ドープされた半導体として用いることは引用例１に記載されていないから，上記相違点１－１及び１－２は実質的な相違点である。

したがって，本願発明１は引用発明１であるとはいえない。

イ　引用例１には，「光学材料」である引用発明１の膜を半導体材料に転用すること，具体的にはｎ型ドーピングを行い半導体として用いることについて記載はなく，示唆もされていない。さらに，「光学材料」にｎ型ドーピングを行って半導体として用いることが，当業者の周知技術であるとはいえない。

したがって，本願発明１は，引用発明１に基づいて当業者が容易に発明できたものとはいえない。

（２）本願発明２～７について

本願発明２～７は，いずれも本願発明１の全ての発明特定事項を有する発明であるから，上記（１）で検討したのと同様の理由により，引用発明１ではなく，また，引用発明１に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。

２．引用発明２を主引用発明とする容易想到性について

（１）本願発明１について

（１．１）本願発明１と引用発明２の対比

本願発明１と引用発明２を対比する。

ア　引用例１の「α－（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３はＧａ／Ａｌ比によらず，同じ単結晶構造を保持するコランダム相の酸化物α-Ａｌ２Ｏ３（サファイア)及びα－Ｇａ２Ｏ３の合金である」（段落０００７）との記載や，引用例２の「コランダム構造のα－Ａｌ２Ｏ３」（段落０００４）との記載からみて，引用発明２の「α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）2Ｏ3（０≦ｘ＜１）」は，コランダム構造を有するといえる。そうすると，引用発明２における「α－（ＡｌxＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３」は，本願発明１における「コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶性酸化物半導体膜」に相当する。

イ　引用発明２における「α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３」は，「ｎ型ドーパントを添加されながらエピタキシャル成長された」，「ｎ型」の「半導体膜」であるから，本願発明１と引用発明２は，「結晶性酸化物半導体膜がｎ型ドーパントを含」む点で一致する。

以上によれば，本願発明１と引用発明２の一致点及び相違点は以下のとおりとなる。

＜一致点＞

「コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶性酸化物半導体膜であって，結晶性酸化物半導体膜がｎ型ドーパントを含む，結晶性酸化物半導体膜。」

＜相違点２－１＞

本願発明１では，「結晶性酸化物半導体膜」の「主面が，ａ面，ｍ面またはｒ面である」のに対し，引用発明２では，「α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３」の主面の面方位が特定されていない点。

（１．２）相違点についての判断

上記第４の１．（３）に示したとおり，引用例１の段落００５８には，公知の技術的事項として，サファイアＣ面上では表面拡散が弱いためβ－Ｇａ２Ｏ３の形成が促進される一方，Ｒ，Ａ，Ｍ面サファイア基板上には，α－Ｇａ２Ｏ３を成長することができることが記載されている。ここで，引用例１における「希土類ドープα－（Ａｌ１－ｘＧａｘ）２Ｏ３」は「光学材料」として記載されたものであり（引用例１の段落０００７），上記段落００５８に記載された，Ｒ，Ａ，Ｍ面サファイア基板上に「α－Ｇａ２Ｏ３」を成長させる技術も，「光学材料」を形成する技術であると理解できる。

一方，引用例２の段落００１４に記載のとおり，引用発明２における「α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３」は，ＭＩＳＦＥＴを構成する半導体膜である。そうすると，引用発明２と引用例１とは技術分野が相違するから，引用例１に記載された，Ｒ，Ａ，Ｍ面サファイア基板上に「α－Ｇａ２Ｏ３」を成長させる技術を引用発明２に適用することは，当業者にとって容易とはいえない。また，引用例３，４にも，「α－（ＡｌｘＧａ１－ｘ）２Ｏ３（０≦ｘ＜１）単結晶半導体膜３」の主面を「ａ面，ｍ面またはｒ面」とすることは，記載も示唆もされていない。

したがって，本願発明１は，引用発明２及び引用例１，３，４に記載された技術的事項から当業者が容易に発明できたものとはいえない。

（２）本願発明２～７について

本願発明２～７は，いずれも本願発明１の全ての発明特定事項を有する発明であるから，上記（１）で検討したのと同様の理由により，引用発明２及び引用例１，３，４に記載された技術的事項に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。

第６　原査定についての判断

審判請求時の手続補正（令和２年１１月３０日付け手続補正）により補正された本願の請求項１に係る発明は，上記相違点１－１及び１－２に係る本願発明１の構成を有するものであるから，上記第５の１．（１）で検討したのと同様の理由により，引用発明１ではなく，また，引用発明１に基づいて当業者が容易に発明できたものでもない。

また，上記請求項１に係る発明は，上記相違点２－１に係る本願発明１の構成を有するものであるから，上記第５の２．（１）で検討したのと同様の理由により，引用発明２及び引用例１，３，４に記載された技術的事項に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。

したがって，原査定を維持することはできない。

第７　結言

以上のとおり，原査定の理由によっては，本願を拒絶することはできない。

また，他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。

よって，結論のとおり審決する。