2023-005208

特願２０２１－ ７７６８８「ＧａＡｓにほぼ合致する格子パラメータを有する基板上に希薄窒化物層を有する光電子検出器」拒絶査定不服審判事件〔令和 ３年 ７月２９日出願公開、特開２０２１－１０８４０３〕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 第１ 手続の経緯 本願は、２０１６年（平成２８年）６月２１日（パリ条約による優先権主張外国庁受理２０１５年６月２２日 米国、２０１６年６月２１日 米国）を国際出願日とする出願である特願２０１７－５６６８１９号の一部を令和３年４月３０日に新たな特許出願としたものであって、その手続の経緯の概要は、以下のとおりである。 令和４年 ３月 ３日付け：拒絶理由通知書 同年 ５月３１日 ：意見書、手続補正書（以下、この手続補正書 でした補正を「第１次補正」という。）の提 出 同年 ７月 ７日付け：拒絶理由通知書（最後） 同年１０月１１日 ：意見書、手続補正書（以下、この手続補正書 でした補正を「第２次補正」という。）の提 出 同年１１月３０日付け：第２次補正の却下の決定、拒絶査定（以下「 原査定」という。） 令和５年 ３月３１日 ：審判請求書、手続補正書（以下、この手続補 正書でした補正を「本件補正」という。）の 提出 第２ 本件補正についての補正の却下の決定 ［補正の却下の決定の結論］ 令和５年３月３１日にされた手続補正（本件補正）を却下する。 ［理由］ １ 本件補正について（補正の内容） （１）本件補正後の特許請求の範囲の記載 本件補正により、特許請求の範囲の請求項１の記載は、次のとおり補正されることになる（下線部は、補正箇所である。）。 「半導体であって、 ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する基板と、 前記基板を覆う第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と、 前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う吸収体層であって、前記吸収体層は、 ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１）を備える希薄窒化物と、 ０．７ｅＶ～０．９０ｅＶの間のバンドギャップと、 室温で１×１０１３ｃｍ－３～５×１０１５ｃｍ－３の間のキャリア濃度と、 １マイクロメートル～１０マイクロメートルの間の厚さと を有する、吸収体層と、 前記吸収体層を覆う第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と を備える、半導体。」 （２）本件補正前の特許請求の範囲の記載 本件補正前の、第１次補正後の特許請求の範囲の請求項１の記載は次のとおりである。 「半導体であって、 ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する基板と、 前記基板を覆う第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と、 前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う吸収体層であって、前記吸収体層は、ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１）を備える希薄窒化物と、 約０．７ｅＶ～０．９５ｅＶの間のバンドギャップと、 室温で約１×１０１５ｃｍ－３未満のキャリア濃度と を有する、吸収体層と、 前記吸収体層を覆う第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と を備える、半導体。」 ２ 補正の適否 本件補正は、本件補正前の請求項１に記載された発明を特定するために必要な事項である「吸収体層」の「キャリア濃度」について、本件補正前の「約１×１０１５ｃｍ－３未満」を「１×１０１３ｃｍ－３～５×１０１５ｃｍ－３の間」にする補正を含むところ、当該補正は、数値範囲の上限を「１×１０１５ｃｍ－３」から「５×１０１５ｃｍ－３」に拡大するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものとはいえない。また、当該補正が、請求項の削除、誤記の訂正又は明りょうでない記載の釈明のいずれを目的とするものでないことも明らかである。 このように、本件補正は、特許法第１７条の２第５項第１号から第４号に掲げるいずれの事項を目的とするものではない。 ３ 本件補正についてのむすび 以上のとおり、本件補正は、特許法第１７条の２第５項の規定に違反しているから、同法第１５９条第１項の規定において読み替えて準用する同法第５３条第１項の規定により却下すべきものである。 よって、前記補正の却下の決定の結論のとおり決定する。 第３ 本願発明について １ 本願発明の認定 本件補正は、前記第２のとおり却下されたので、本願の請求項に係る発明は、第１次補正後の特許請求の範囲の請求項１～２４に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項１に係る発明（以下「本願発明」という。）は、その請求項１に記載された事項により特定される、次のとおりのものである。 ＜本願発明＞ 「半導体であって、 ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する基板と、 前記基板を覆う第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と、 前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う吸収体層であって、前記吸収体層は、 ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１ ）を備える希薄窒化物と、 約０．７ｅＶ～０．９５ｅＶの間のバンドギャップと、 室温で約１×１０１５ｃｍ－３未満のキャリア濃度と を有する、吸収体層と、 前記吸収体層を覆う第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と を備える、半導体。」 ２ 原査定の拒絶の理由 原査定の拒絶の理由は、以下の理由を含むものである。 本願発明は、その最先の優先権主張の日（以下「優先日」という。）前に日本国内又は外国において、頒布された刊行物である又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった文献に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を受けることができない。 David Jackrel et al.，"GaInNAsSb Solar Cells Grown by Molecular Beam Epitaxy"，Proc. of 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conference，2006年05月07日，pp.783-786，DOI: 10.1109/WCPEC.2006.279573（以下「引用文献」という。） ３ 判断 （１）引用文献に記載された発明の認定 ア 引用文献には、図面とともに、次の記載がある（下線及び日本語訳は、当審によるものである。）。 （ア）「GaInNAs and GaInNAsSb PIN diodes (Figure 1) were grown at The Solid State Electronics Laboratory at Stanford University on (100) GaAs substrates using a load-locked Varian Mod. Gen II solid-source molecular beam epitaxy (MBE) system with nitrogen supplied by an SVT Associates Model 4.5 RF-plasma cell. Deflection plates were used at the output of the plasma cell to protect the growing film from ion damage [9, 15, 16]. The system and growth details have been reported previously [7]. The unintentionally doped n-type GaInNAs(Sb) materials are all 1 μm thick, composed of approximately 1 to 2% N, approximately 5 to 7% In, and approximately 2 to 6% Sb for the GaInNAsSb samples. The p-type emitter and n-type buffer layer are GaAs with dopant densities equal to roughly 1018 cm-3. After growth, annealing was performed on the dilute nitride materials in a similar manner as that required to achieve low threshold current lasers, using a rapid thermal anneal with arsenic outdiffusion limited by a GaAs proximity cap [7]. Solar cell devices were fabricated at The National Renewable Energy Laboratory (NREL), using Au front contacts and annealed Au/Sn/Au back contacts. Internal quantum efficiency spectra were quantified by dividing the external quantum efficiency by (1-R), where R is the measured specular reflectivity. Light current-voltage photovoltaic measurements were performed as described below.」（７８３頁右欄下から２行目～７８４頁左欄２５行） （日本語訳： ＧａＩｎＮＡｓおよびＧａＩｎＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオード（図１）は、スタンフォード大学固体エレクトロニクス研究所で、ｌｏａｄ－ｌｏｃｋｅｄ Ｖａｒｉａｎ Ｍｏｄ．ＧｅｎＩＩ固体ソース分子線エピタキシー（ＭＢＥ）システムを用い、ＳＶＴ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｍｏｄｅｌ ４．５ ＲＦプラズマセルから窒素を供給して、（１００）ＧａＡｓ基板上に成長された。プラズマセルの出力には、成長膜をイオンダメージから保護するための偏向板が使用された［９，１５，１６］。装置と成長の詳細は、以前に報告されている［７］。非意図的にドープされたｎ型ＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）材料はすべて厚さ１μｍで、ＧａＩｎＮＡｓＳｂ試料は約１～２％のＮ、約５～７％のＩｎ、約２～６％のＳｂから構成されている。ｐ型エミッタ層とｎ型バッファ層はＧａＡｓで、ドーパント密度はおよそ１０１８ｃｍ－３に等しい。成長後、低しきい値電流レーザーを実現するために必要なのと同様の方法で、ＧａＡｓ近接キャップ［７］によってヒ素の拡散を制限した急速熱アニールを用いて、希薄窒化物材料のアニールを行った。太陽電池デバイスは、国立再生可能エネルギー研究所（ＮＲＥＬ）で、Ａｕフロントコンタクトとアニール処理したＡｕ／Ｓｎ／Ａｕバックコンタクトを用いて作製した。内部量子効率スペクトルは、外部量子効率を（１－Ｒ）で割って定量化した（Ｒは測定された鏡面反射率）。光電流－電圧光起電力測定は、以下に述べる方法で行った。） （イ）「Figure 2 plots the internal quantum efficiency (IQE) of the GaInNAs and GaInNAsSb solar cells. The bandgap is about 1.03 eV for the GaInNAs material, and about 0.92 eV for the GaInNAsSb material, due to both the incorporation of Sb, and the increased incorporation of N for the same growth conditions. The IQE of the dilute nitride antimonide device is higher than that of the GaInNAs cell, 79% at maximum. The GaInNAsSb device represents one of the smallest bandgaps achieved (0.92 eV) in a dilute nitride solar cell with high collection efficiency, as shown in Table 1, which compares the devices in this study with other devices in the literature.」（７８４頁左欄２７～３８行） (日本語訳： 図２は、ＧａＩｎＮＡｓとＧａＩｎＮＡｓＳｂ太陽電池の内部量子効率（ＩＱＥ）をプロットしたものである。バンドギャップはＧａＩｎＮＡｓ材料で約１．０３ｅＶ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂ材料で約０．９２ｅＶであり、これはＳｂの取り込みと、同じ成長条件でのＮの取り込みの増加の両方によるものである。希薄窒化アンチモンデバイスのＩＱＥはＧａＩｎＮＡｓセルよりも高く、最大で７９％であった。ＧａＩｎＮＡｓＳｂデバイスは、高い収集効率を持つ希薄窒化物太陽電池で達成された最小のバンドギャップ（０．９２ｅＶ）の一つであり、本研究のデバイスを文献の他のデバイスと比較した表１に示されている。) （ウ）「The GaInNAsSb sub-cell would produce a short-circuit current density of 14.8 mA/cm2, if it were underneath a GaAs sub-cell in a multijunction structure, determined using the quantum efficiency and the low-AOD spectrum truncated at 880 nm [4]. The GaInNAs devices would have a short-circuit current density of 9.0 mA/cm2 under the same conditions. Reflection losses were not included in the calculation, although these losses are expected to be less than a few percent with a well-designed antireflection coating. This difference in photocurrent reflects both the increased photoresponse as well as the lower bandgap of the Sb-containing sample. The current world record 39% efficient (at 236-suns) triple junction device composed of GaInP/InGaAs/Ge, has a short-circuit current density of 3.377 A/cm2, or 14.3 mA/cm2 at 1-sun [1]. This indicates that the narrow bandgap GaInNAsSb cells have enough photoresponse to current match the other sub-cells in state of the art multijunction solar cells with high theoretical efficiencies, near or beyond 40% under concentration.」（７８４頁左欄３９行～右欄１５行） （日本語訳： ＧａＩｎＮＡｓＳｂサブセルが多接合構造のＧａＡｓサブセルの下にある場合、量子効率と８８０ｎｍで切り捨てた低ＡＯＤスペクトルを用いて決定された［４］１４．８ｍＡ／ｃｍ２の短絡電流密度を生成する。ＧａＩｎＮＡｓデバイスの短絡電流密度は、同じ条件で９．０ｍＡ／ｃｍ２となる。反射損失は計算に含まれていないが、適切に設計された反射防止コーティングを施せば、これらの損失は数％未満になると予想される。この光電流の差は、光応答の増大とＳｂ含有サンプルの低いバンドギャップの両方を反映している。現在世界記録となっているＧａＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅからなる３９％効率（２３６ｓｕｎで）の三重接合デバイスの短絡電流密度は３．３７７Ａ／ｃｍ２、１ｓｕｎで１４．３ｍＡ／ｃｍ２である［１］。これは、ナローバンドギャップＧａＩｎＮＡｓＳｂセルが、集光下で４０％近辺かそれ以上の高い理論効率を持つ最先端の多接合太陽電池の他のサブセルと電流を一致させるのに十分な光応答を持つことを示している。） （エ）「 ［図：0001413838000001.jpg］ 」（７８４頁右欄１６～２１行、表１） （日本語訳： 表１．バンドギャップ、内部量子効率（バンドギャップの０．２ｅＶ上）、及びデバイスのスペクトル応答を８８０ｎｍまで積分することによって求められた短絡電流（低ＡＯＤスペクトル［４］の場合）、これにより、モノリシック多接合デバイスのＧａＡｓサブセルの下の状態をシミュレートする。） （オ）「The background doping density of the GaInNAsSb films is significantly lower than the background in the GaInNAs material. Figure 5 shows the background doping density as a function of the depletion width from capacitance-voltage measurements of both devices. The short-circuit depletion width for the GaInNAs sample is 0.28 mm, while it is 0.44 mm for the GaInNAsSb sample. The wider depletion width partially explains the improved collection efficiency in the GaInNAsSb devices. It is possible that the surfactant properties of antimony are directly responsible for the lower doping density, and therefore the wider depletion widths, by inhibiting the incorporation of impurities from the environment, or by creating new compensating defects. However, the wider depletion region also adversely affects both the Voc and the fillfactor, by increasing the amount of SRH recombination and dark current, as seen in Fig. 4.」（７８５頁右欄１～１７行） （日本語訳： ＧａＩｎＮＡｓＳｂ膜のバックグラウンド・ドーピング密度は、ＧａＩｎＮＡｓ材料のバックグラウンドよりも著しく低い。図５は、両デバイスの容量電圧測定から得られた空乏幅の関数としてのバックグラウンド・ドーピング密度を示している。ＧａＩｎＮＡｓ試料の短絡空乏幅は０．２８ｍｍであるのに対し、ＧａＩｎＮＡｓＳｂ試料では０．４４ｍｍである。この空乏幅の広さは、ＧａＩｎＮＡｓＳｂデバイスにおける収集効率の向上を部分的に説明している。アンチモンの界面活性剤特性が、環境からの不純物の取り込みを抑制するか、あるいは新たな補償欠陥を生成することによって、ドーピング密度を低くし、したがって空乏幅を広くする直接的な原因となっている可能性がある。しかし、空乏領域が広くなると、図４に見られるように、ＳＲＨ再結合と暗電流の量が増加するため、Ｖｏｃとフィルファクターの両方に悪影響を及ぼす。） （カ）「図１ ［図：0001413838000002.jpg］ Fig. 1. Schematic of MBE-grown GaInNAs(Sb) devices. 」 （日本語訳： 図１．ＭＢＥ成長ＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）デバイスの模式図。） 「図５ ［図：0001413838000003.jpg］ 」 （日本語訳： 図５．バックグラウンド・ドーピング密度対空乏幅） イ 前記アより、図１に係るＧａＩｎＮＡｓＳｂデバイスについて、以下の技術的事項が記載されていることが認められる。 （ア）図１及び前記（ア）より、当該デバイスは、ｎ型ＧａＡｓ基板上に成長された、ｎ型ＧａＡｓ層、非意図的にドープされたｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層及びｐ型ＧａＡｓ層をこの順に備えるＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオードである。 （イ）図５より、当該デバイスのｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層のバックグラウンド・ドーピング密度は、電圧（いわゆる逆バイアス電圧であると解される。）が０Ｖのときに、１×１０１５ｃｍ－３未満である。 （ウ）表１より、当該デバイスにおけるＧａＩＮＡｓＳｂ層のバンドギャップは、約０．９２ｅＶである。 ウ 前記ア及びイより、引用文献には、図１に係るＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオードについて、次の発明（以下「引用発明」という。）が記載されていると認められる。なお、参考までに、引用発明の認定に用いた引用文献の記載等に係る段落番号等を括弧内に付してある。 ＜引用発明＞ 「ｎ型ＧａＡｓ基板上に成長された、ｎ型ＧａＡｓ層、非意図的にドープされたｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層及びｐ型ＧａＡｓ層をこの順に備える、ＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオードであって、（前記イ（ア）） 前記ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層は、約１～２％のＮ、約５～７％のＩｎ、約２～６％のＳｂから構成されており、（前記ア（ア）） 前記ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層のバンドギャップは、約０．９２ｅＶであり、（前記イ（ウ）） 前記ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層のバックグラウンド・ドーピング密度は、逆バイアス電圧が０Ｖのときに、１×１０１５ｃｍ－３未満であり、（前記イ（イ）） 前記バックグラウンド・ドーピング密度は、容量電圧測定から得られた空乏幅の関数としてのバックグラウンド・ドーピング密度である、（前記ア（オ）） ＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオード。」 （２）本願発明と引用発明の対比・判断 ア 対比 本願発明と引用発明とを対比すると、以下のとおりである。 （ア）本願発明の「半導体であって、ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する基板と、前記基板を覆う第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と、吸収体層と、前記吸収体層を覆う第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層とを備える、半導体」との特定事項について 引用発明の「ｎ型ＧａＡｓ基板」、「ｎ型ＧａＡｓ層」、「ｐ型ＧａＡｓ層」及び「ＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオード」は、それぞれ本願発明の「基板」、「第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層」、「第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層」及び「半導体」に相当する。引用発明の「非意図的にドープされたｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」は、引用発明に係るダイオードが「ＧａＩＮＡｓＳｂ ＰＩＮダイオード」と称されることからも明らかなとおり、ＰＩＮ構造における「Ｉ」に相当するものと理解できるから、本願発明の「吸収体層」に相当する。引用発明の「ｎ型ＧａＡｓ基板」は、本願発明でいう「ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する」といえるし、同じく「ｎ型ＧａＡｓ層」は、本願発明でいう「前記基板を覆う」といえるし、同じく「ｐ型ＧａＡｓ層」は、本願発明でいう「前記吸収体層を覆う」といえる。 よって、引用発明は、本願発明の上記特定事項を満たしている。 （イ）本願発明の「前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う吸収体層であって、前記吸収体層は、ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１）を備える希薄窒化物と、約０．７ｅＶ～０．９５ｅＶの間のバンドギャップと、室温で約１×１０１５ｃｍ－３未満のキャリア濃度とを有する」との特定事項について ａ 引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」は、本願発明でいう「前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う」といえる。 ｂ 引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」は、「約１～２％のＮ、約５～７％のＩｎ、約２～６％のＳｂから構成されて」いるから、本願発明でいう「ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１）を備える希薄窒化物」を有するものといえる。 ｃ 引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」の「バンドギャップ」は、「約０．９２ｅＶ」であるから、本願発明でいう「約０．７ｅＶ～０．９５ｅＶの間のバンドギャップ」を有するものといえる。 ｄ 引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」は、「バックグラウンド・ドーピング密度」が「１×１０１５ｃｍ－３未満」であるところ、本願発明でいう「室温で約１×１０１５ｃｍ－３未満のキャリア濃度」を有するものといえるか不明である。 （ウ）以上によれば、本願発明と引用発明の一致点及び一応の相違点は、次のとおりである。 ＜一致点＞ 「半導体であって、 ＧａＡｓに合致またはほぼ合致する格子パラメータを有する基板と、 前記基板を覆う第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と、 前記第１のドープされたＩＩＩ－Ｖ層を覆う吸収体層であって、前記吸収体層は、 ＩｎｘＧａ１－ｘＮｙＡｓ１－ｙ－ｚＳｂｚ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１）を備える希薄窒化物と、 約０．７ｅＶ～０．９５ｅＶの間のバンドギャップと、 を有する、吸収体層と、 前記吸収体層を覆う第２のドープされたＩＩＩ－Ｖ層と を備える、半導体。」 ＜一応の相違点＞ 「吸収体層」について、本願発明は、「室温で約１×１０１５ｃｍ－３未満のキャリア濃度」を有するのに対し、引用発明は、「バックグラウンド・ドーピング密度」が「１×１０１５ｃｍ－３未満」である点。 イ 判断 前記ア（ウ）の一応の相違点について、引用発明の「バックグラウンド・ドーピング密度」は、「容量電圧測定から得られた空乏幅の関数としてのバックグラウンド・ドーピング密度」であり、その値は、逆バイアス電圧が０Ｖのときのものである。そして、空乏層の幅（容量）は電荷（キャリア濃度）及び電圧に依存するところ、引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」において、逆バイアス電圧が０Ｖのときに形成される空乏層の幅は、当該「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」のキャリア濃度によって定まると解されるから、引用発明の「ｎ型ＧａＩｎＮＡｓＳｂ層」における本願発明でいうところの「キャリア濃度」は、引用発明の逆バイアス電圧が０Ｖのときの「バックグラウンド・ドーピング密度」と一致するものと理解できる。 また、引用発明の当該「バックグラウンド・ドーピング密度」は、上記のとおり「容量電圧測定から得られた」ものであるところ、特にその測定条件の記載がないことから、その測定温度は、室温によるものと解するのが自然といえる。この理解は、引用文献に記載された種々の測定が太陽光を前提としたもの、すなわち、太陽電池として使用する環境での性能を調べているものと理解できることからも首肯できるものである。 以上より、前記一応の相違点は、実質的なものではない。 ウ 小括 したがって、本願発明は、引用発明である。 第４ むすび 以上のとおり、本願発明は、引用発明であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許法第２９条第１項の規定により特許を受けることができない。したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶されるべきものである。 よって、結論のとおり審決する。