2021-008191

第２ 原査定の概要

原査定（令和３年３月１２日付け拒絶査定）の概要は次のとおりである。

本願請求項１～１７に係る発明は，以下の引用文献１に記載された発明及び引用文献２～４に記載された技術事項に基づいて，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。

引用文献等一覧

１．国際公開第２０１２／１３２７６０号

２．特開２０１６－９２０９１号公報

３．特開２０１５－１４９４２２号公報

４．特開２０１６－１００３４７号公報

第３ 本願発明

本願請求項１～１７に係る発明（以下，それぞれ「本願発明１」～「本願発明１７」という。）は，令和３年６月２２日付けの手続補正で補正された特許請求の範囲の請求項１～１７に記載された事項により特定される発明であり，本願発明１は以下のとおりの発明である。

「【請求項１】

第１電極および第２電極と，

前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ，前記第１電極との第１対向部の全面および前記第２電極との第２対向部の全面の少なくとも一方が複数の（１１１）面により構成されている１つの光電変換層とを有する画素を備えた

受光素子。」

なお，本願発明２～１５は，本願発明１を減縮した発明であり，本願発明１６は，本願発明１の画素を備えた撮像素子の発明であり，本願発明１７は，本願発明１の画素を備えた撮像素子を有する電子機器の発明である。

第４ 引用文献，引用発明等

１ 引用文献１について

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１（国際公開第２０１２／１３２７６０号）には，次の事項が記載されている。（下線は当審が付した。以下，同様である。）。

「発明を実施するための形態

[0022] 図１及び図２に示すように，撮像装置１０は，裏面照射型の撮像装置であり，例えばシリコンからなる支持基板１２上に，配線層１３，受光層１４，カラーフィルタ１６，マイクロレンズ１７が順に積層された層構造を有する。

[0023] 配線層１３は，ＰＤ２１からの信号の読み出し等を制御する電極２２や，ＰＤ２１から取得される信号を増幅する増幅回路等を含む配線２３が，層間絶縁膜２４を介して積層された層である。従来の表面入射型撮像装置にならって，ＰＤ２１に対して配線層１３が設けられた側を撮像装置１０の表（オモテ）面とすると，支持基板１２が撮像装置１０の最表面にあり，配線層１３は，その下層に設けられる。また，撮像装置１０の最裏面にはマイクロレンズ１７が設けられる。被写体からの入射光は，裏面側から撮像装置１０に入射される。

[0024] 受光層１４は，ＰＤ２１が形成される層であり，単結晶シリコン層２６と平坦化層２７とからなる。単結晶シリコン層２６及び平坦化層２７は，配線層１３が設けられた撮像装置１０の表面側から，単結晶シリコン層２６，平坦化層２７の順に設けられる。入射光の入射側を正面とすると，受光層１４は，配線層１３の正面側に，配線層１３は受光層１４の背面側に形成される。

[0025] ＰＤ２１は，配線層１３と平坦に接合される単結晶シリコン層２６に形成される。ＰＤ２１には，撮像装置１０の裏面から，マイクロレンズ１７，カラーフィルタ１６，平坦化層２７を通過して被写体からの光が入射され，光電変換により入射した光の光量に応じた量の信号電荷を発生し，この信号電荷を蓄積する。

[0026] 単結晶シリコン層２６の裏面，すなわち単結晶シリコン層２６と平坦化層２７の界面は，平面ではなく，ＰＤ２１の配列に合わせて凹凸構造２８が設けられている。平坦化層２７は，単結晶シリコン層２６の裏面にカラーフィルタ１６を形成するために，凹凸構造２８を平坦化する層であり，例えば透明樹脂材から形成される。

[0027] 凹凸構造２８は，単結晶シリコン層２６の裏面に，撮像装置１０の表面に向けて複数の凹部２８ａが配列された構造であり，個々の凹部２８ａは正四角錐状に形成されている。例えば，斜面２９ａ，斜面２９ｂは，傾斜方向が対称であり，交互に形成されている。隣り合う一対の斜面が１つの凹部２８ａを形成する。また，凹部２８ａは，凹部２８ａを形成する各斜面が各々１個のＰＤ２１に対応するように形成されている。

[0028] カラーフィルタ１６は，例えばＢＧＲ３色の色セグメントを有する原色のカラーフィルタであり，マイクロレンズ１７から入射し，ＰＤ２１に到達する光を，ＢＧＲの何れかの色を選択的に透過する。カラーフィルタ１６は，平坦化層２７の裏面に設けられ，凹凸構造２８の各凹部２８ａに対して各々１色が対応するように設けられる。例えば，斜面２９ａで形成される凹部２８ａには緑色のカラーフィルタが対応するように設けられ，斜面２９ｂで形成される隣接した凹部２８ａには赤色のカラーフィルタが対応するように設けられる。このため，同一の凹部２８ａの各斜面に対応するＰＤ２１は，同じ色のカラーフィルタ１６が対応して設けられており，カラーフィルタ１６の１個の色セグメントには，４個のＰＤ２１が含まれる（図２参照）。なお，図２におけるＩ－Ｉ線の断面が図１である。

[0029] マイクロレンズ１７は，光の入射面である撮像装置１０の最裏面に設けられ，入射光をそれぞれ対応する位置に設けられたＰＤ２１に集光させる。具体的には，マイクロレンズ１７は，カラーフィルタ１６の裏面側に形成されるとともに，各々のＰＤ２１の真裏にＰＤ２１と同数設けられる。したがって，カラーフィルタ１６の１個の色セグメント内に４個のマイクロレンズ１７が設けられている。

[0030] 上述のように構成される撮像装置１０は，位相差ＡＦのために，左右（上下）に位相差のある像を取得することが可能である。これは，単結晶シリコン層２６と平坦化層２７の界面が凹凸構造２８となっていることによる。凹凸構造２８を形成する各凹部２８ａの斜面にそれぞれ対応する４個のＰＤ２１は，凹部２８ａの斜面の傾斜方向が各々異なるので，各斜面の傾斜方向に応じて左右（または上下）方向に非対称な構造となっている。これにより，撮像装置１０への入射光は入射角度に応じた光量で各々のＰＤ２１に入射するので，相対するＰＤ２１のペアが位相差画素として機能する。」

「[0040] その後，図６Ｂに示すように，パターニングされた熱酸化膜５２をマスクとして，単結晶シリコン層２６をウェットエッチングされる。ここで行われる単結晶シリコン層２６のエッチングは，いわゆる結晶異方性エッチングであり，例えば，ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム），ＥＤＰ（エチレンジアミンピロカテコール），Ｎ２Ｈ４・Ｈ２Ｏ（水和ヒドラジン）等，アルカリ性のエッチャントが用いられる。したがって，単結晶シリコン層２６のエッチングは，結晶異方性に応じて進行し，露呈されている（１００）面よりもエッチングされにくい（１１１）面が斜面として現れる。これにより，単結晶シリコン層２６の裏面には，熱酸化膜５２を底辺部分とする正四角錐状の凹部２８ａが複数正確に形成され，凹凸構造２８となる。」

「［図１］

［図：0001380902000001.jpg］

」

「［図2］

［図：0001380902000002.jpg］

」

「［図6B］

［図：0001380902000003.jpg］

」

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

「シリコンからなる支持基板１２上に，配線層１３，受光層１４，カラーフィルタ１６，マイクロレンズ１７がこの順に積層された層構造を有する裏面照射型の撮像装置１０であって，

受光層１４は，ＰＤ２１が形成される層であり，単結晶シリコン層２６と平坦化層２７とからなり，単結晶シリコン層２６及び平坦化層２７は，配線層１３が設けられた撮像装置１０の表面側から，単結晶シリコン層２６，平坦化層２７の順に設けられ，入射光の入射側を正面とすると，受光層１４は，配線層１３の正面側に，配線層１３は受光層１４の背面側に形成され，

単結晶シリコン層２６と平坦化層２７の界面は，平面ではなく，ＰＤ２１の配列に合わせて凹凸構造２８が設けられ，

凹凸構造２８は，単結晶シリコン層２６の裏面に，撮像装置１０の表面に向けて複数の凹部２８ａが配列された構造であり，個々の凹部２８ａは，（１１１）面が斜面として現れることにより正四角錐状に形成されており，凹部２８ａは，凹部２８ａを形成する各斜面が各々１個のＰＤ２１に対応するように形成されており，

凹凸構造２８を形成する各凹部２８ａの斜面にそれぞれ対応する４個のＰＤ２１は，凹部２８ａの斜面の傾斜方向が各々異なり，各斜面の傾斜方向に応じて左右（または上下）方向に非対称な構造となっており，これにより，撮像装置１０への入射光は入射角度に応じた光量で各々のＰＤ２１に入射し，相対するＰＤ２１のペアが位相差画素として機能する

撮像装置１０。」

２ 引用文献２について

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献２（特開２０１６－９２０９１号公報）には，次の事項が記載されている。

「【発明を実施するための形態】

【００２２】

以下，本発明の光検出装置の実施の形態について，図面を参照しながら説明する。但し，以下で参照する各図は，本発明の光検出装置の主要な構成部材等を示している。従って，本発明の光検出装置は，図に示されていない回路基板，配線導体，制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

【００２３】

本発明の光検出装置は，図１に示すように，ガラス基板等から成る基板１の一面に形成されたＴＦＴ３１と，そのＴＦＴ３１上に絶縁層８を挟んで積層された光電変換部３０と，その光電変換部３０とＴＦＴ３１のドレイン電極４ｂとを導電接続する第１のコンタクトホール２０と，を含む検出部４０を複数有する光検出装置であって，光電変換部３０は，ＴＦＴ３１の側から第１の電極層９，第１の不純物半導体層１０，真性半導体層１１，第２の不純物半導体層１２及び第２の電極層１３が積層されており，第１のコンタクトホール２０は，その斜面の基板１の一面に平行な面に対する傾斜角θが３０°以下である構成である。この構成により，第１のコンタクトホール２０の斜面における第１の不純物半導体層１０の厚みが薄くなって，リーク電流が発生することを抑えることができる。その結果，信号のノイズの発生を抑えることができる。

【００２４】

上記傾斜角θは，１０°乃至３０°であることが好ましい。１０°未満では，ＴＦＴ３１と光電変換部３０との間の間隔が狭くなるために，ＴＦＴ３１と光電変換部３０との間の層間容量が大きくなりノイズ発生の原因となり，また検出部４０におけるＴＦＴ３１の部位の平坦性が失われる傾向がある。なお，本発明の光検出装置において，傾斜角θは０°を含まないものとする。」

「【００３４】

本発明の光検出装置は，図２（ａ）に示すように，第１のコンタクトホール２０は，その開口の平面視形状が曲線状の角部20aを有する矩形状であることが好ましい。この場合，逆四角錐状に形成された第１のコンタクトホール２０の隣接する２つの斜面が接する部位は谷状に形成されやすく，その谷状部において第１の不純物半導体層１０が最も薄く形成されやすい。従って，谷状部がリーク電流が最も発生しやすい部位となる。上記の構成により，曲面状に形成された谷状部において第１の不純物半導体層１０が薄く形成されることを抑えることができ，リーク電流が流れることをより抑える効果が高まる。なお，第１のコンタクトホール２０の開口の平面視形状は，矩形状に限らず五角形以上の多角形状であってもよい。

【００３５】

また図２（ｂ）に示すように，第１のコンタクトホール２０は，その開口の平面視形状が円形状であることが好ましい。この場合，第１のコンタクトホール２０が逆円錐状に形成され，その結果，第１のコンタクトホール２０の斜面に谷状部のような第１の不純物半導体層１０が局所的に薄くなる部位がなくなる。従って，リーク電流が流れることをより抑えることができる。

【００３６】

また，図２（ａ），（ｂ）に示す構成は，光電変換部３０における第１のコンタクトホール２０の上方の部位に凹部（図１に示す）が形成される場合，凹部にも適用される。その場合，凹部の斜面において第２の不純物半導体層１２が薄く形成されることを抑えることができ，リーク電流が流れることを抑えることができる。この凹部は，ＣＶＤ法等の薄膜形成法によって，真性半導体層１１，第２の不純物半導体層１２，第２の電極層１３を形成する際に，第１のコンタクトホール２０の凹みに倣ってそれらの層が形成されることによって生じる。」

「【図１】

［図：0001380902000004.jpg］

【図２】

［図：0001380902000005.jpg］

」

３ 引用文献３について

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献３（特開２０１５－１４９４２２号公報）には，次の事項が記載されている。

「【実施例２】

【００５５】

実施例２は，本開示の第２の態様に係る受光素子に関する。実施例２の受光素子１０Ｂは，模式的な一部断面図を図１Ｂに示すように，

光が入射する透明導電材料層（第１電極）２５，

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第１の化合物半導体から成る表面再結合防止層２１，

第２の化合物半導体から成る光電変換層２２，及び，

第３の化合物半導体から成る化合物半導体層２３，

の積層構造（積層構造体２０Ｂ）を有し，

透明導電材料層２５と表面再結合防止層２１との間に形成された，第４の化合物半導体から成るコンタクト層２４を更に備えており，

表面再結合防止層２１は３０ｎｍ以下の厚さを有し，

コンタクト層２４は２０ｎｍ以下の厚さを有する。

【００５６】

具体的には，実施例２の受光素子１０Ｂにおいて，コンタクト層２４はｎ型のＩｎＧａＡｓから成り（即ち，第４の化合物半導体はｎ型+化合物半導体であり），表面再結合防止層２１はｎ型のＩｎＰから成り（即ち，第１の化合物半導体はｎ型化合物半導体であり），光電変換層２２はｉ型のＩｎＧａＡｓから成り（即ち，第２の化合物半導体はｉ型化合物半導体であり），化合物半導体層２３はｐ型のＩｎＰから成る（即ち，第３の化合物半導体はｐ型化合物半導体である）。」

「【図１】

［図：0001380902000006.jpg］

」

４ 引用文献４について

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献４（特開２０１６－１００３４７号公報）には，次の事項が記載されている。

「【００３５】

半導体基板１２１（の裏面側（光入射側））の平面部１２１Ｂと，半導体基板１２１に形成された溝部１２１Ａは，第１固定電荷膜１２３Ａ又は第２固定電荷膜１２３Ｂ等の負の固定電荷膜により被覆されている。そして，負の固定電荷膜により被覆された溝部１２１Ａにおいては，絶縁膜１２４，反射防止膜１２５，絶縁膜１２６，及び，遮光膜１４２が順に埋め込まれることで，素子分離部１２７を形成することになる。すなわち，素子分離部１２７は，単位画素３１を取り囲むように格子状に形成されており，これらの素子分離部１２７によって，各フォトダイオード１２２が電気的に分離されている。

【００３６】

ここで，半導体基板１２１において，第１固定電荷膜１２３Ａは，平面部１２１Ｂの表面の全部又はその大部分を被覆するように形成され，第２固定電荷膜１２３Ｂは，溝部１２１Ａの底面及び内周面の全部又はその大部分を被覆するように形成されている。なお，以下の説明では，溝部１２１Ａの底面及び内周面を合わせて，「内壁面」と称するものとする。

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【００３７】

第１固定電荷膜１２３Ａには，半導体基板１２１に，溝部１２１Ａを形成するためのエッチングにより受ける平面部１２１Ｂのダメージ量に応じた負の固定電荷膜が用いられる。例えば，第１固定電荷膜１２３Ａとしては，酸化ハフニウム（HfO2）膜などの半導体基板１２１の平面部１２１Ｂ上に堆積することにより，ブリスターの発生が抑制されて，平面部１２１Ｂから剥がれない材料を用いることが好ましい。

【００３８】

第２固定電荷膜１２３Ｂには，半導体基板１２１に，溝部１２１Ａを形成するためのエッチングにより受ける溝部１２１Ａの内壁面のダメージ量に応じた負の固定電荷膜が用いられる。例えば，第２固定電荷膜１２３Ｂとしては，酸化アルミニウム（Al2O3）膜などの半導体基板１２１上に堆積することにより固定電荷を発生させて，溝部１２１Ａのピニングを強化させることが可能な材料を用いることが好ましい。

【００３９】

なお，第２固定電荷膜１２３Ｂには，負の電荷を有する高屈折率材料膜又は高誘電体膜，すなわち，例えば，ハフニウム（Hf），アルミニウム（Al），ジルコニウム（Zr），タンタル（Ta），及び，チタン（Ti）のうち少なくとも１つの元素を含む酸化物又は窒化物を適用することができる。

【００４０】

絶縁膜１２４は，第２固定電荷膜１２３Ｂにより被覆された溝部１２１Ａ内に埋め込まれるように形成される。絶縁膜１２４の材料としては，例えば，酸化膜などの，第２固定電荷膜１２３Ｂとは異なる屈折率を有する材料で形成することが好ましい。なお，絶縁膜 １２４の材料としては，例えば，酸化シリコン（SiO2），窒化シリコン（Si3N4），酸窒化シリコン（SiON），又は樹脂などを用いることができる。

【００４１】

反射防止膜１２５は，第１固定電荷膜１２３Ａ上に形成され，その一部が溝部１２１Ａ内に埋め込まれている。反射防止膜１２５の材料としては，例えば，窒化シリコン膜（Si3N4）等の光学的機能を有する絶縁膜（低反射膜）を用いることができる。絶縁膜１２６は，反射防止膜１２５上に形成され，その一部が溝部１２１Ａ内に埋め込まれている。絶縁膜１２６の材料としては，例えば，酸化膜などを用いることができる。

【００４２】

遮光膜１４２は，溝部１２１Ａに埋め込まれた絶縁膜１２６上の所定の領域に形成されており，画素領域では，フォトダイオード１２２を開口するように格子状に形成されている。遮光膜１４２を構成する材料としては，光を遮光する材料であればよく，例えば，アルミニウム（Al），タングステン（W），又は銅（Cu）などを用いることができる。」

「【図２】

［図：0001380902000007.jpg］

」

第５ 対比・判断

１ 本願発明１について

（１）対比

本願発明１と引用発明１とを対比する。

ア 引用発明１において，「受光層１４」は，「ＰＤ２１が形成される層であり，単結晶シリコン層２６と平坦化層２７とからな」るものであるから，「受光層１４」を構成する「単結晶シリコン層２６」は，「ＰＤ２１」の光電変換層であるといえる。

また，引用発明１において，「単結晶シリコン層２６と平坦化層２７の界面は，平面ではなく，ＰＤ２１の配列に合わせて凹凸構造２８が設けられ，凹凸構造２８は，単結晶シリコン層２６の裏面に，撮像装置１０の表面に向けて複数の凹部２８ａが配列された構造であり，個々の凹部２８ａは，（１１１）面が斜面として現れることにより正四角錐状に形成されており，凹部２８ａは，凹部２８ａを形成する各斜面が各々１個のＰＤ２１に対応するように形成されている」ことからすると，「各々１個のＰＤ２１」は，「複数の（１１１）面」により構成されている１つの「単結晶シリコン層２６」を有するものであり，また，「相対するＰＤ２１のペアが位相差画素として機能する」ものであるから，「ＰＤ２１」は画素を備えているといえる。

以上によれば，引用発明１と本願発明１とは，「（１１１）面により構成されている１つの光電変換層とを有する画素を備えた受光素子」である点で共通する。

イ 以上から，本願発明１と引用発明１との一致点と相違点は以下のとおりとなる。

＜一致点＞

「複数の（１１１）面により構成されている１つの光電変換層を有する画素を備えた

受光素子。」

＜相違点＞

相違点１：画素について，本願発明１は，「第１電極および第２電極」を有しており，「受光素子」が，「前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ，前記第１電極との第１対向部の全面および前記第２電極との第２対向部の全面の少なくとも一方」が複数の（１１１）面により構成されている１つの光電変換層とを有する画素を備えているのに対し，引用発明１は，そのような事項を備えていない点。

（２）判断

引用文献２～４のいずれにも，「受光素子」が，「前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ，前記第１電極との第１対向部の全面および前記第２電極との第２対向部の全面の少なくとも一方が複数の（１１１）面により構成されている１つの光電変換層とを有する画素を備え」ることは，記載も示唆もされていないし，このことが，本願出願前より周知技術であったともいえない。

したがって，本願発明１は，引用発明１及び引用文献２～４に記載された技術事項に基づいて，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２～１５について

本願発明２～１５は，本願発明１を減縮した発明であり，いずれも本願発明１の全ての発明特定事項を有しているから，前記１で検討したのと同様の理由により，引用発明１及び引用文献２～４に記載された技術事項に基づいて，当業者が容易に発明できたものとはいえない。

３ 本願発明１６，１７について

本願発明１６は，本願発明１の画素を備えた撮像素子の発明であり，本願発明１７は，本願発明１の画素を備えた撮像素子を有する電子機器の発明であるから，前記１で検討したのと同様の理由により，引用発明１及び引用文献２～４に記載された技術事項に基づいて，当業者が容易に発明できたものとはいえない。

第６ むすび

以上のとおり，本願発明１～１７は，引用発明１及び引用文献２～４に記載された技術事項に基づいて，当業者が容易に発明をすることができたものではない。

したがって，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。