2023-016717

特願２０２１－１１２０１４「窒化物半導体発光素子」拒絶査定不服審判事件〔令和 ５年 １月１９日出願公開、特開２０２３－ ８４４９〕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、令和３年７月６日を出願日とする出願であって、その手続の経緯の概略は、以下のとおりである。 令和５年 ３月２２日付け：拒絶理由通知書 同年 ５月１２日 ：意見書、手続補正書の提出 同年 ６月３０日付け：拒絶査定（以下「原査定」という。） 同年１０月 ３日 ：審判請求書、手続補正書の提出 第２ 本願発明の認定 本願の請求項１～５に係る発明（そのうち、請求項１に係る発明を「本願発明」という。）は、令和５年１０月３日に提出された手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項１～５に記載されている事項により特定されるとおりのものであり、そのうち請求項１の記載は、以下のとおりである。 なお、当該請求項１は、上記手続補正により補正されていない。 「【請求項１】 少なくとも１つの井戸層を備える活性層と、 前記活性層の一方側に位置するｐ型半導体層と、 前記活性層と前記ｐ型半導体層との間に位置する電子ブロック積層体と、を備え、 前記電子ブロック積層体は、ＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０＜ｕ≦１）からなる第１電子ブロック層と、前記第１電子ブロック層よりも前記ｐ型半導体層側に位置するとともに、前記第１電子ブロック層よりもＡｌ組成比が小さいＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる第２電子ブロック層とを有し、 前記活性層における前記井戸層の総数をＮとし、前記第１電子ブロック層の膜厚を膜厚ｄ［ｎｍ］とし、前記第２電子ブロック層のＡｌ組成比をＡｌ組成比ｘ［％］としたとき、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄが、０．１Ｎ＋０．９≦ｄ≦０．２Ｎ＋２．０の関係を満たし、かつ、前記第２電子ブロック層の前記Ａｌ組成比ｘが、１０Ｎ＋４０≦ｘ≦１０Ｎ＋６０の関係を満たし、 前記井戸層の前記総数Ｎは１又は３であり、 前記井戸層の前記総数Ｎが３の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下であり、 前記井戸層の前記総数Ｎが１の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、１．３ｎｍ以上１．８ｎｍ以下である、 窒化物半導体発光素子。」 第３ 原査定の拒絶の理由の概要 原査定の拒絶の理由は、本願発明は、本願の出願前に頒布された刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明である次の引用文献に記載された発明に基づいて、その出願前に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、という内容を含むものである。 引用文献 特開２０２１－２７１９４号公報 第４ 引用文献の記載事項及び引用発明の認定 １ 引用文献に記載された事項 原査定が引用した引用文献（特開２０２１－２７１９４号公報）には、次の事項が記載されている（下線は当審が付した。）。 「【請求項１】 ＡｌＧａＮ系の障壁層を含む活性層と、 前記活性層の上側に位置するｐ型コンタクト層と、 前記活性層及び前記ｐ型コンタクト層の間に位置する電子ブロック積層体と、 を備え、 前記電子ブロック積層体は、 前記活性層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも大きいＡｌ組成比を有する第１の電子ブロック層と、 前記ｐ型コンタクト層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有する第２の電子ブロック層と、 を備える、 窒化物半導体発光素子。」 「【請求項３】 前記第２の電子ブロック層は、前記第１の電子ブロック層の膜厚よりも大きい膜厚を有する、 請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。」 「【請求項７】 前記第１の電子ブロック層のＡｌ組成比は、８０％以上であり、 前記第２の電子ブロック層のＡｌ組成比は、４０％以上９０％以下である、 請求項１から６のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。」 「【０００１】 本発明は、窒化物半導体発光素子に関する。 【背景技術】 【０００２】 近年、紫外光を出力する発光ダイオードやレーザダイオード等の窒化物半導体発光素子が実用化されており、発光出力の向上を可能とする窒化物半導体発光素子の開発が進められている（特許文献１参照）。 【０００３】 特許文献１に記載の発光素子は、ＩＩＩ族窒化物単結晶上に形成され、障壁層と井戸層とからなる多重量子井戸層を備え、当該障壁層のうちｐ型のＩＩＩ族窒化物層側に位置するファイナルバリア層の厚さを２ｎｍから１０ｎｍとし、当該井戸層の厚さをそれぞれ２ｎｍ以下とするように調整されている。 【先行技術文献】 【特許文献】 【０００４】 【特許文献1】特許第５６４１１７３号公報 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００５】 しかしながら、特許文献１に記載の発光素子のように、ファイナルバリア層及び井戸層の膜厚を最適化するような施策を施してもなお、十分な発光強度を得られない場合があり、発光強度の向上について更なる改良の余地が残されている。 【０００６】 そこで、本発明は、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 【０００７】 本発明は、上記課題を解決することを目的として、障壁層を含む活性層と、前記活性層の上側に位置するｐ型コンタクト層と、前記活性層及び前記ｐ型コンタクト層の間に位置する電子ブロック積層体と、を備え、前記電子ブロック積層体は、前記活性層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも大きいＡｌ組成比を有する第１の電子ブロック層と、前記ｐ型コンタクト層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有する第２の電子ブロック層と、を備える窒化物半導体発光素子を提供する。 【発明の効果】 【０００８】 本発明によれば、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供することができる。 「【００１１】 ［第１の実施の形態］ （窒化物半導体発光素子の構成） 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子の構成の一例を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す窒化物半導体発光素子を構成する半導体層のＡｌ組成比（「ＡｌＮモル分率」ともいう）の一例を模式的に示す図である。この窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう）には、例えば、レーザダイオードや発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が含まれる。本実施の形態では、発光素子１として、中心波長が２５０ｎｍ～３６０ｎｍの紫外光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）を例に挙げて説明する。 【００１２】 図１に示すように、発光素子１は、基板１１と、バッファ層１２と、ｎ型クラッド層３０と、活性層５０と、複数の電子ブロック層が積層された電子ブロック積層体６０と、ｐ型コンタクト層８０と、ｎ側電極９０と、ｐ側電極９２と、を含んで構成されている。 【００１３】 活性層５０は、ｎ型クラッド層３０側に位置する障壁層５２ａを含む３つの障壁層５２ａ，５２ｂ，５２ｃと、電子ブロック積層体６０に位置する井戸層５４ｃを含む３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃと、を備えている。電子ブロック積層体６０は、第１の電子ブロック層６１と、第２の電子ブロック層６２と、順に積層した構造を含んでいる。なお、以下の説明において、３つの障壁層５２ａ，５２ｂ，５２ｃを総称する場合は、「障壁層５２」ともいい、３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃを総称する場合は、「井戸層５４」ともいう。 【００１４】 発光素子１を構成する半導体には、例えば、ＡｌｒＧａｓＩｎ１-ｒ-ｓＮ（０≦ｒ≦１、０≦ｓ≦１、０≦ｒ＋ｓ≦１）にて表される２元系、３元系若しくは４元系のIII族窒化物半導体を用いることができる。また、これらのIII族元素の一部は、ホウ素（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置き換えても良く、また、Ｎの一部をリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、又はビスマス（Ｂｉ）等で置き換えても良い。以下、各構成要素について説明する。 【００１５】 （１）基板１１ 基板１１は、発光素子１が発する紫外光に対して透光性を有する基板である。基板１１には、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）により形成されたサファイア基板が用いられる。なお、基板１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）により形成されたＡｌＮ単結晶基板でもよい。 【００１６】 （２）バッファ層１２ バッファ層１２は、基板１１上に形成されている。バッファ層１２は、ＡｌＮにより形成されたＡｌＮ層である。バッファ層１２は、１．０μｍから４．５μｍ程度の膜厚を有する。バッファ層１２の構造は、単層でも多層構造でもよい。なお、基板１１がＡｌＮ単結晶基板の場合、バッファ層１２は、必ずしも設けなくてもよい。バッファ層１２上にＡｌＧａＮにより形成されたアンドープのＡｌＧａＮ層を設けてもよい。 【００１７】 （３）ｎ型クラッド層３０ ｎ型クラッド層３０は、バッファ層１２上に形成されている。ｎ型クラッド層３０は、ｎ型ＡｌＧａＮにより形成された層であり、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌＧａＮ層である。なお、ｎ型の不純物としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、又はテルル（Ｔｅ）等を用いてよい。ｎ型クラッド層３０は、１μｍから４μｍ程度の膜厚を有し、例えば、２μｍから３μｍ程度の膜厚を有している。 【００１８】 また、ｎ型クラッド層３０を形成するｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、井戸層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも大きい。発光素子がフリップチップタイプで実装された構成、つまり活性層５０から出射された光をｎ型クラッド層３０側から取り出す構成の場合に、該出射された光がｎ型クラッド層３０で吸収されて光の取り出し効率が低下してしまうことを抑制するためである。なお、ｎ型クラッド層３０の構造は、単層でもよく、多層構造でもよい。 【００１９】 （４）活性層５０ 活性層５０は、ｎ型クラッド層３０上に形成されている。本実施の形態では、活性層５０は、３層の障壁層５２ａ，５２ｂ，５２ｃ、及び３層の井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃを交互に積層した量子井戸構造を有している。 【００２０】 障壁層５２は、例えば、３ｎｍから５０ｎｍ程度の範囲の膜厚を有する。また、井戸層５４は、例えば、１ｎｍから５ｎｍ程度の範囲の膜厚を有する。障壁層５２及び井戸層５４の数は３つに限定されるものではなく、障壁層５２及び井戸層５４はそれぞれ１つずつ設けてもよく、２ずつ設けてもよく、４つ以上設けてもよい。ここで、障壁層５２及び井戸層５４がそれぞれ１つずつ設けられた構成を、単一量子井戸構造（ＳＱＷ：Single Quantum Well）ともいい、複数設けられた構成を、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）ともいう。 【００２１】 図２に示すように、障壁層５２ａは、ＡｌｘＧａ１-ｘＮを含んで形成され、井戸層５４は、ＡｌａＧａ１-ａＮを含んで形成されている（０≦ｘ≦１、０≦ａ≦１、ａ＜ｘ）。ここで、ｘは、障壁層５２を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「障壁層５２のＡｌ組成比」ともいう）であり、ａは、井戸層５４を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「井戸層５４のＡｌ組成比」ともいう）である。 【００２２】 また、障壁層５２のＡｌ組成比ｘ及び井戸層５４のＡｌ組成比ａはそれぞれ、活性層５０が波長３６０ｎｍ以下の紫外光を出力できるようにするために活性層５０内のバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように適宜調整される。 【００２３】 （５）電子ブロック積層体６０ 電子ブロック積層体６０は、活性層５０上に形成されている。電子ブロック積層体６０は、ｐ型コンタクト層８０側への電子の流出を抑制する役割を担う層である。電子ブロック積層体６０は、活性層５０側に位置する第１の電子ブロック層６１と、この第１の電子ブロック層６１上に位置する第２の電子ブロック層６２と、を積層した構造を含んでいる。 【００２４】 第１の電子ブロック層６１及び第２の電子ブロック層６２はともに、ｐ型ＡｌＧａＮにより形成された層であり、例えば、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌＧａＮ層である。なお、ｐ型の不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、又は炭素（Ｃ）等を用いてもよい。なお、電子ブロック層６１は、アンドープでもよい。 【００２５】 具体的には、第１の電子ブロック層６１は、ＡｌｂＧａ１-ｂＮを含んで構成され、第２の電子ブロック層６２は、ＡｌｙＧａ１-ｙＮを含んで構成されている（０≦ｂ≦１、０≦ｙ≦１）。ここで、ｂは、第１の電子ブロック層６１を形成するｐ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比」ともいう）であり、ｙは、第２の電子ブロック層６２を形成するｐ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比」ともいう）である。Ａｌ組成比が低い第２の電子ブロック層６２を第１の電子ブロック層６１よりも活性層５０側に配置にした場合、Ａｌ組成比が高い第１の電子ブロック層６１の位置までオーバーフローする電子の存在確率が向上することになる。そのため、井戸層５４中の電子の存在確率が減ることとなり、その分発光効率が低下する。よって、井戸層５４での電子の存在確率を向上させ発光効率を高めるために、Ａｌ組成比が高い第１の電子ブロック層６１が活性層５０側に設けられる。 【００２６】 図２に示すように、第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比ｙは、第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比ｂよりも小さい（ｙ＜ｂ）。電子ブロック積層体６０を第１の電子ブロック層６１と第２の電子ブロック層６２とを含む複数の層で構成し、第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比ｂを第２の電子ブロック層６２よりも高くすることにより上述した電子ブロック積層体６０の機能、すなわちｐ型コンタクト層８０側への電子の流出を抑制する機能を向上させることができる。 【００２７】 また、第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比ｙを第１の電子ブロック層６１よりも低くすることにより、電子ブロック積層体６０全体としてＡｌ組成比を高くすることによって生じ得る抵抗の増加を抑制することができる。すなわち、電子ブロック積層体６０をＡｌ組成比の異なる２層で構成し、その組成比及び層厚を調整することにより、電子の流出を抑制することと抵抗の増加を抑制することとを両立させることができる。 【００２８】 また、上述のように第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比ｙを一定の値（一例として、第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比ｂ）よりも小さくすることによって、Ａｌ組成比が高い場合にＭｇ等の不純物がドープされにくくなることによって生じ得る発光効率の低下を抑制することができる。 【００２９】 また、図２に示すように、第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比ｂは、障壁層５２のＡｌ組成比ｘよりも大きい（すなわち、ｘ＜ｂ）。第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比ｙは、障壁層５２のＡｌ組成比ｘよりも小さく（すなわち、ｙ＜ｘ）、井戸層５４のＡｌ組成比ａよりも大きい（すなわち、ａ＜ｙ）。以上をまとめると、各Ａｌ組成比ａ，ｂ，ｘ，ｙは、ａ＜ｙ＜ｘ＜ｂの関係を満たしている。以下の表１に各Ａｌ組成比ａ，ｂ，ｘ，ｙの具体例をまとめる。 【００３０】 【表1】 ［図：0001417326000001.jpg］ 【００３１】 第２の電子ブロック層６２の膜厚は、第１の電子ブロック層６１の膜厚よりも厚い。第２の電子ブロック層６２は、例えば、第１の電子ブロック層６１の膜厚の５倍以上２０倍以下の膜厚を有している。一例として、第１の電子ブロック層６１は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚を有し、第２の電子ブロック層６２は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有する。 【００３２】 電子ブロック層は、Ａｌ組成比が高ければ高いほど、あるいは、膜厚が厚いほど電子の流出する機能を向上させることができるが、Ａｌ組成比が高い層の膜厚を厚くすると、発光素子１の電気抵抗が大きくなる虞がある。しかしながら、上述のように、Ａｌ組成比が低い第２の電子ブロック層６２の膜厚を、Ａｌ組成比が高い第１の電子ブロック層６１の膜厚よりも厚くすれば、Ａｌ組成比が高い第１の電子ブロック層６１を薄く積層させつつ、電子ブロック積層体６０全体の膜厚を一定以上に保つことができる。したがって、第２の電子ブロック層６２の膜厚を第１の電子ブロック層６１の膜厚よりも厚くすれば、電子ブロック積層体６０の電気抵抗の上昇を抑えつつ、電子の流出を抑制する機能を向上させることができる。 【００３３】 （６）ｐ型コンタクト層８０ ｐ型コンタクト層８０は、電子ブロック積層体６０上、具体的には第２の電子ブロック層６２上に形成されている。ｐ型コンタクト層８０は、例えば、Ｍｇ等の不純物が高濃度にドープされた、例えば、１０％以下のＡｌ組成比を有するｐ型ＡｌＧａＮにより形成された層である。好ましくは、ｐ型コンタクト層８０は、ｐ型のＧａＮにより形成されたｐ型ＧａＮ層である。 【００３４】 （７）ｎ側電極９０ ｎ側電極９０は、ｎ型クラッド層３０の一部の領域上に形成されている。ｎ側電極９０は、例えば、ｎ型クラッド層３０上に順にチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｔｉ／金（Ａｕ）が順に積層された多層膜で形成される。 【００３５】 （８）ｐ側電極９２ ｐ側電極９２は、ｐ型コンタクト層８０上に形成されている。ｐ側電極９２は、例えば、ｐ型コンタクト層８０上に順に積層されるニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の多層膜で形成される。」 図１及び２は、以下のとおりである。 ［図：0001417326000002.jpg］ ［図：0001417326000003.jpg］ ２ 引用発明の認定 前記１によれば、引用文献には、第１の実施形態に係る窒化物半導体発光素子について、以下の発明（以下「引用発明」という。）が記載されているものと認められる（なお、参考までに引用発明の認定に用いた段落番号等を括弧内に付してある。）。 「ＡｌＧａＮ系の障壁層５２を含む活性層５０と、 前記活性層５０の上側に位置するｐ型コンタクト層８０と、 前記活性層５０及び前記ｐ型コンタクト層８０の間に位置する電子ブロック積層体６０と、 を備え、 前記電子ブロック積層体６０は、 前記活性層５０側に位置し、前記障壁層５２のＡｌ組成比よりも大きいＡｌ組成比を有する第１の電子ブロック層６１と、 前記ｐ型コンタクト層８０側に位置し、前記障壁層５２のＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有する第２の電子ブロック層６２と、 を備える、 窒化物半導体発光素子１であって、（【請求項１】） 前記第２の電子ブロック層６２は、前記第１の電子ブロック層６１の膜厚よりも大きい膜厚を有し、（【請求項３】） 中心波長が２５０ｎｍ～３６０ｎｍの紫外光を発するものであり、（【００１１】） 活性層５０は、ｎ型クラッド層３０側に位置する障壁層５２ａを含む３つの障壁層５２ａ，５２ｂ，５２ｃと、電子ブロック積層体６０に位置する井戸層５４ｃを含む３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃと、を備えており、（【００１３】） 障壁層５２ａは、ＡｌｘＧａ１-ｘＮを含んで形成され、井戸層５４は、ＡｌａＧａ１-ａＮを含んで形成されており（０≦ｘ≦１、０≦ａ≦１、ａ＜ｘ）、（【００２１】） 障壁層５２のＡｌ組成比ｘ及び井戸層５４のＡｌ組成比ａはそれぞれ、活性層５０が波長３６０ｎｍ以下の紫外光を出力できるようにするために活性層５０内のバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように適宜調整されており、（【００２２】） 電子ブロック積層体６０は、ｐ型コンタクト層８０側への電子の流出を抑制する役割を担う層であり、活性層５０側に位置する第１の電子ブロック層６１と、この第１の電子ブロック層６１上に位置する第２の電子ブロック層６２と、を積層した構造を含んでおり、（【００２３】） 第１の電子ブロック層６１及び第２の電子ブロック層６２はともに、ｐ型ＡｌＧａＮにより形成された層であり、（【００２４】） 第１の電子ブロック層６１は、ＡｌｂＧａ１-ｂＮを含んで構成され、第２の電子ブロック層６２は、ＡｌｙＧａ１-ｙＮを含んで構成されており（０≦ｂ≦１、０≦ｙ≦１）、（【００２５】） 各Ａｌ組成比ａ，ｂ，ｘ，ｙは、ａ＜ｙ＜ｘ＜ｂの関係を満たしており、（【００２９】） 第１の電子ブロック層６１のＡｌ組成比ｂは８０％以上１００％以下であり、障壁層５２のＡｌ組成比ｘは４５％以上９５％以下であり、第２の電子ブロック層６２のＡｌ組成比ｙは４０％以上９０％以下であり、井戸層５４のＡｌ組成比ａは０％以上５５％以下であり、（【００３０】） 第１の電子ブロック層６１は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚を有し、第２の電子ブロック層６２は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有している、（【００３１】） 窒化物半導体発光素子。（【請求項１】）」 第５ 本願発明と引用発明との対比、判断 １ 対比、一致点及び相違点の認定 （１） 本願発明と引用発明を対比すると、以下のとおりである。 ア 本願発明の「少なくとも１つの井戸層を備える活性層と、」との発明特定事項について 引用発明の「活性層５０」及び「井戸層５４」は、それぞれ本願発明の「活性層」及び「井戸層」に相当する。そして、引用発明は、「活性層５０」が「３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃ」を備えているのであるから、本願発明でいう「活性層」が「少なくとも１つの井戸層を備える」ものといえる。 したがって、引用発明は、上記発明特定事項を満たしている。 イ 本願発明の「前記活性層の一方側に位置するｐ型半導体層と、」との発明特定事項について 引用発明の「ｐ型コンタクト層８０」は、本願発明の「ｐ型半導体層」に相当する。そして、当該「ｐ型コンタクト層８０」は、「前記活性層５０の上側に位置する」のであるから、本願発明でいう「前記活性層の一方側に位置する」ものといえる。 したがって、引用発明は、上記発明特定事項を備えている。 ウ 本願発明の「前記活性層と前記ｐ型半導体層との間に位置する電子ブロック積層体と、」との発明特定事項について 引用発明の「電子ブロック積層体６０」は、本願発明の「電子ブロック積層体」に相当する。そして、当該「電子ブロック積層体６０」は、「前記活性層５０及び前記ｐ型コンタクト層８０の間に位置する」のであるから、本願発明でいう「前記活性層と前記ｐ型半導体層との間に位置する」ものといえる。 したがって、引用発明は、上記発明特定事項を満たしている。 エ 本願発明の「前記電子ブロック積層体は、ＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０＜ｕ≦１）からなる第１電子ブロック層と、前記第１電子ブロック層よりも前記ｐ型半導体層側に位置するとともに、前記第１電子ブロック層よりもＡｌ組成比が小さいＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる第２電子ブロック層とを有し、」との発明特定事項について 引用発明の「第１の電子ブロック層６１」及び「第２の電子ブロック層６２」は、それぞれ本願発明の「第１電子ブロック層」及び「第２電子ブロック層」に相当する。そして、当該「第１電子ブロック層６１」は「前記活性層５０側に位置」し、当該「第２電子ブロック層６２」は「前記ｐ型コンタクト層８０側に位置」することから、当該「第２電子ブロック層６２」は、本願発明でいう「前記第１電子ブロック層よりも前記ｐ型半導体層側に位置する」ものといえる。 引用発明の「第１の電子ブロック層６１」は、「ｐ型ＡｌＧａＮ」により形成され、「ＡｌｂＧａ１-ｂＮを含んで構成され」ており、「Ａｌ組成比ｂは８０％以上１００％以下」であることから、本願発明でいう「ＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０＜ｕ≦１）からなる」ものといえる。また、引用発明の「第２の電子ブロック層６２」は、同様に「ｐ型ＡｌＧａＮ」により形成され、「ＡｌｙＧａ１-ｙＮを含んで構成されて」おり、「Ａｌ組成比ｙは４０％以上９０％以下」であることから、本願発明でいう「ＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる」ものといえる。 引用発明の「第１の電子ブロック層６１」は、「前記障壁層５２のＡｌ組成比よりも大きいＡｌ組成比を有する」一方で、「第２の電子ブロック層６２」は、「前記障壁層５２のＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有する」ことから、当該「第２の電子ブロック層６２」は、本願発明でいう「前記第１電子ブロック層６１よりもＡｌ組成比が小さい」ものといえる。 したがって、引用発明は、上記発明特定事項を満たしている。 オ 「前記活性層における前記井戸層の総数をＮとし、前記第１電子ブロック層の膜厚を膜厚ｄ［ｎｍ］とし、前記第２電子ブロック層のＡｌ組成比をＡｌ組成比ｘ［％］としたとき、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄが、０．１Ｎ＋０．９≦ｄ≦０．２Ｎ＋２．０の関係を満たし、かつ、前記第２電子ブロック層の前記Ａｌ組成比ｘが、１０Ｎ＋４０≦ｘ≦１０Ｎ＋６０の関係を満たし、」との発明特定事項について 引用発明は「３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃ」を備えることから、本願発明でいう「前記活性層における前記井戸層の総数」は３である。そして、引用発明の「第１の電子ブロック層６１」の「膜厚」は「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」であり、「第２の電子ブロック層６２」の「Ａｌ組成比ｙ」は、「４０％以上９０％以下」である。 そうすると、本願発明と引用発明とは、「前記活性層における前記井戸層の総数をＮとし、前記第１電子ブロック層の膜厚を膜厚ｄ［ｎｍ］とし、前記第２電子ブロック層のＡｌ組成比をＡｌ組成比ｘ［％］としたとき、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄが、」所定の関係「を満たし、かつ、前記第２電子ブロック層の前記Ａｌ組成比ｘが、」所定の関係「を満た」す点で共通する。他方、第１電子ブロック層の膜厚ｄが満たす所定の関係が、本願発明は、「０．１Ｎ＋０．９≦ｄ≦０．２Ｎ＋２．０」であるのに対し、引用発明は、井戸層の総数Ｎが３であって、第１電子ブロック層の膜厚ｄが「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」であり、第２電子ブロック層のＡｌ組成比が満たす所定の関係が、本願発明は、「１０Ｎ＋４０≦ｘ≦１０Ｎ＋６０」であるのに対し、引用発明は、井戸層の総数Ｎが３であって、第２電子ブロック層のＡｌ組成比ｘが「４０％以上９０％以下」である。 カ 本願発明の「前記井戸層の前記総数Ｎは１又は３であり、前記井戸層の前記総数Ｎが３の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下であり、前記井戸層の前記総数Ｎが１の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、１．３ｎｍ以上１．８ｎｍ以下である、」との発明特定事項について 引用発明は、「３つの井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃ」を備えることから、本願発明でいう「前記井戸層の前記総数Ｎは１又は３であ」るものといえる。 引用発明の「第１の電子ブロック層６１」の厚さは「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」である。 そうすると、本願発明と引用発明とは、「前記井戸層の前記総数Ｎは１又は３であり、前記井戸層の前記総数Ｎが３の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、」所定の値である点で共通する。他方、第１電子ブロック層の膜厚ｄが、本願発明は、「１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下」であるのに対し、引用発明は、「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」である。 キ 本願発明の「窒化物半導体発光素子。」との発明特定事項について 引用発明の「窒化物半導体発光素子」は本願発明の「窒化物半導体発光素子」に相当する。 したがって、引用発明は本願発明の上記発明特定事項を満たしている。 （２） 以上によれば、本願発明と引用発明とは以下の点で一致し、以下の点で相違する。 【一致点】 「少なくとも１つの井戸層を備える活性層と、 前記活性層の一方側に位置するｐ型半導体層と、 前記活性層と前記ｐ型半導体層との間に位置する電子ブロック積層体と、を備え、 前記電子ブロック積層体は、ＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０＜ｕ≦１）からなる第１電子ブロック層と、前記第１電子ブロック層よりも前記ｐ型半導体層側に位置するとともに、前記第１電子ブロック層よりもＡｌ組成比が小さいＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる第２電子ブロック層とを有し、 前記活性層における前記井戸層の総数をＮとし、前記第１電子ブロック層の膜厚を膜厚ｄ［ｎｍ］とし、前記第２電子ブロック層のＡｌ組成比をＡｌ組成比ｘ［％］としたとき、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄが、所定の関係を満たし、かつ、前記第２電子ブロック層の前記Ａｌ組成比ｘが、所定の関係を満たし、 前記井戸層の前記総数Ｎは１又は３であり、 前記井戸層の前記総数Ｎが３の場合、前記第１電子ブロック層の前記膜厚ｄは、所定の値である、 窒化物半導体発光素子。」 【相違点１】 「井戸層の総数」Ｎと「第２電子ブロック層」の「Ａｌ組成比ｘ［％］」が満たす所定の関係が、本願発明は、「１０Ｎ＋４０≦ｘ≦１０Ｎ＋６０」であるのに対し、引用発明は、Ｎが３であって、ｘが「４０％以上９０％以下」である点。 【相違点２】 「井戸層の総数」Ｎと「第１電子ブロック層」の「膜厚ｄ［ｎｍ］」が満たす所定の関係が、本願発明は、「０．１Ｎ＋０．９≦ｄ≦０．２Ｎ＋２．０」であり、かつ、「１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下」であるのに対し、引用発明は、Ｎが３であって、ｄが「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」である点。 ２ 判断 （１） 相違点について 以下、相違点１及び相違点２についてまとめて検討する。 ア 引用発明から出発した当業者が相違点１及び２に係る本願発明の構成に至るためには、引用発明の「井戸層５４」の数が３つ（本願発明でいう「井戸層の総数Ｎ」が３に相当する。）であることを踏まえれば、 （ア）「ＡｌｙＧａ１-ｙＮ」からなる「第２の電子ブロック層６２」のＡｌ組成比ｙ（本願発明では「ｘ」）を、「４０％以上９０％以下」の値から、（１０×３＋４０）％以上（１０×３＋６０）％以下の値、つまり「７０％以上９０％以下」の値に変更すること、 （イ）「第１の電子ブロック層６１」の膜厚（本願発明では「ｄ」）を、「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下」の値から、（０．１×３＋０．９）ｎｍ以上（０．２×３＋２．０）ｎｍ以下、かつ、「１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下」の値、つまり「１．７ｎｍ以上２．１ｎｍ以下」の値に変更すること、 の双方が行われれば足りる。 そこで、以下、上記当業者がそのような変更に至るかについて検討する。 イ（ア）まず、引用発明の技術的意義をみると、当該技術的意義は、それを開示する引用文献の記載によれば、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供する（【０００６】）ために、障壁層を含む活性層と、前記活性層の上側に位置するｐ型コンタクト層と、前記活性層及び前記ｐ型コンタクト層の間に位置する電子ブロック積層体と、を備え、前記電子ブロック積層体は、前記活性層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも大きいＡｌ組成比を有する第１の電子ブロック層と、前記ｐ型コンタクト層側に位置し、前記障壁層のＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有する第２の電子ブロック層と、を備える窒化物半導体発光素子を提供する（【０００７】）ことにあると認められる。 そして、当該「電子ブロック積層体６０」の作用機序は、Ａｌ組成比ｂが高い「第１の電子ブロック層６１」が活性層５０側に設けられるため、井戸層５４での電子の存在確率を向上させ発光効率を高めることができる（【００２５】）とともに、Ａｌ組成比ｙが低い「第２の電子ブロック層６２」の膜厚を、Ａｌ組成比が高い「第１の電子ブロック層６１」の膜厚よりも厚くすることにより、電子ブロック積層体６０の電気抵抗の上昇を抑えつつ、電子の流出を抑制する機能を向上させることができることにある（【００２７】・【００３２】）と認められる。 （イ）しかるに、引用発明は、「中心波長が２５０ｎｍ～３６０ｎｍの紫外光を発する」「窒化物半導体発光素子」であって、（ｉ）「ＡｌａＧａ１-ａＮ」を含んで形成される「井戸層５４」のＡｌ組成比ａ（０％以上５５％以下）、（ｉｉ）「ＡｌｘＧａ１-ｘＮ」を含んで形成される「障壁層５２」のＡｌ組成比ｘ（４５％以上９５％以下）、（ｉｉｉ）「ＡｌｂＧａ１-ｂＮ」を含んで構成される「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂ（８０％以上１００％以下）、及び（ｉｖ）「ＡｌｙＧａ１-ｙＮ」を含んで構成される「第２の電子ブロック層６２」のＡｌ組成比ｙ（４０％以上９０％以下）の関係が、「ａ＜ｙ＜ｘ＜ｂの関係」を満たすものであることから、引用発明から出発した当業者は、上記関係を満たすように、これらのＡｌ組成比を設定するといえる。 また、引用発明は、「第１の電子ブロック層６１は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚を有し、第２の電子ブロック層６２は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有している」ところ、上記の作用機序に照らせば、当業者であれば、「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂが高くなると、電子ブロック積層体６０の電気抵抗の上昇を抑えるという観点から、当該層の膜厚を小さくなるように設計することが自然といえる。 ウ（ア）ところで、本願発明の技術的意義は、本願の発明の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面（以下「本願明細書等」という。）によれば、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供する（【０００５】）ために、本願発明に係る「電子ブロック層積層体」を備える窒化物半導体発光素子を提供することにあると認められる。 そして、当該「電子ブロック積層体」の作用機序は、Ａｌ組成比の大きい「第１電子ブロック層」を活性層に隣接する位置に形成することにより、活性層に近い位置において高い電子ブロック効果が得られ、井戸層における電子の存在確率を確保する（【００２８】）とともに、Ａｌ組成比が低い「第２の電子ブロック層」の膜厚を、Ａｌ組成比が高い「第１の電子ブロック層」の膜厚よりも厚くすることにより、「発光素子」全体の電気抵抗値の過度な上昇を防ぎつつ、「電子ブロック積層体」を電子がすり抜けることを抑制していることにある（【００２９】・【００３０】）と認められる。この点、上記した「電子ブロック層積層体」の作用機序においては、「発光素子」全体の電気抵抗値の過度な上昇を防ぐこととされているが、そのために調整しているものは「第１の電子ブロック層」及び「第２の電子ブロック層」の膜厚であるから、本願発明においては「電子ブロック層積層体」の電気抵抗値の上昇を抑制していることにほかならない。 （イ）前記（ア）及びイ（ア）によれば、本願発明及び引用発明ともに、（ｉ）発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供するのを目的とすること、（ｉｉ）Ａｌ組成比の大きい「第１電子ブロック層」を活性層に隣接する位置に形成し、Ａｌ組成比が低い「第２の電子ブロック層」の膜厚を、Ａｌ組成比が高い「第１の電子ブロック層」の膜厚よりも厚くすることにより、電子ブロック層積層体の電気抵抗値の上昇を抑制しつつ、同積層体の電子流出抑制機能を向上させること、で共通しているといえるから、両発明の技術的意義及び作用機序に特段異なることはないということができる。 エ 前記イ及びウの理解を踏まえると、引用発明から出発した当業者が、前記イ（イ）で説示した各層のＡｌ組成比、並びに「第１の電子ブロック層」及び「第２の電子ブロック層」の膜厚を設計するための指針に従って、発光出力を向上させるべく数値の最適化を行えば、以下のとおり、相違点１及び２に係る本願発明の構成に至るといえる。 （ア）引用発明は「中心波長が２５０ｎｍ～３６０ｎｍの紫外光を発する」のであり、そのために「井戸層５４のＡｌ組成比ａは０％以上５５％以下」とするものであるところ、発光素子の短波長化は、常に求められる技術課題の一つとなっている（例えば「平山秀樹ら「AlGaN系深紫外LEDの進展と展望」応用物理80巻4号（2011）」（以下「参考文献」という。）の「図１ 深紫外ＬＥＤ・ＬＤの応用分野」を参照されたい。）ことから、中心波長が「２５０ｎｍ～３６０ｎｍ」のうち、できるだけ短波長のものを採用することは、当業者にとって自然なことといえるのであり、その際、当業者は、「井戸層５４」のＡｌ組成比ａとして上限値近辺の５５％程度を選択するものと認められる（なお、窒化物半導体発光素子の中心波長は、Ａｌ組成比だけでなく、井戸層の幅や不純物の存在等、他の要因にも左右されるものではあるが、例えば参考文献の図７では、２５０ｎｍの発光波長を得るためにＡｌ組成比が６２％の井戸層が用いられている。）。 また、当業者は、「障壁層５２」のＡｌ組成比ｘを、上限値近辺の５５％程度とされた「井戸層５４」のＡｌ組成比ａよりも相当大きくするように設計するといえる。 （イ）次に、「井戸層５４」からの電子の流出を抑制するとの「電子ブロック層積層体６０」の基本的な役割を考慮すれば、電気抵抗値の上昇を抑制するとの観点もあるとはいえ、「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂ（８０％以上１００％以下）及び「第２の電子ブロック層６２」のＡｌ組成比ｙ（４５％以上９５％以下）を「井戸層５４」のＡｌ組成比ａ（前記ａのとおり、上限値近辺の５５％程度とされている。）よりも相当大きい値を選択するのが、まずは自然である。 （ウ）前記（ア）及び（イ）のとおり、引用発明から出発した当業者は、（ｉ）「井戸層５４」のＡｌ組成比ａとして５５％程度を自然に選択できること、（ｉｉ）「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂ（８０％以上１００％以下）及び「第２の電子ブロック層６２」のＡｌ組成比ｙ（４５％以上９５％以下）として、「井戸層５４」のＡｌ組成比ａ（５５％程度）よりも相当大きい値を選択するのがまずは自然であること、がいえるところ、このことに、前記イ（イ）の指針のとおり、「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂが高くなると「第１の電子ブロック層６１」の膜厚（１ｎｍ以上１０ｎｍ以下）を小さくなるように設計することを併せ考慮すれば、上記当業者は、「第２の電子ブロック層６２」のＡｌ組成比ｙ（４５％以上９５％以下）を、「井戸層５４」のＡｌ組成比（５５％程度）よりも相当大きく設計し、その結果として、「第１の電子ブロック層６１」のＡｌ組成比ｂ（８０％以上１００％以下）もさらに大きくなることから、「第１の電子ブロック層６１」の膜厚（１ｎｍ以上１０ｎｍ以下）を相当小さく設計するといえる。 そして、前記ウ（イ）のとおり、本願発明及び引用発明の技術的意義及び作用機序に特段異なることはないのを踏まえれば、引用発明から出発した当業者が、発光出力を向上させるという本願発明と同様の目的を達成すべく、各層のＡｌ組成比、並びに「第１の電子ブロック層」及び「第２の電子ブロック層」の膜厚の数値のさらなる最適化を行えば、自ずと前記アで説示した数値範囲に含まれる値に至るというべきである。 オ 以上のとおり、引用発明から出発した当業者は、相違点１及び相違点２に係る本願発明の構成に容易に至ることができたものである。 （２） 本願発明の効果について ア 本願発明の効果は、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供することが可能となること（本願明細書等の【０００７】）にあるところ、当該効果は、本願発明の構成が奏するものとして、引用発明及び引用文献に記載された技術的事項に基づいて当業者が予測し得たものにすぎず、顕著なものともいえない。 すなわち、前記１（２）で認定した相違点からも明らかなように、本願発明と引用発明との相違点は数値範囲のみであるところ、前記（１）ウのとおり、両発明の技術的意義及び作用機序に特段異なることはないことから、本願発明の効果が予測し得た範囲を超える顕著なものといえるためには、上記数値限定について、いわゆる臨界的意義が求められることになるし、このことに加えて、上記数値限定の範囲内の全ての部分で顕著性があるといえなければならない。しかるところ、本願発明の効果は、以下のとおり、本願発明の効果が予測し得た範囲を超える顕著なものとはいえない。 （ア）本願発明が奏する具体的な効果については、本願明細書等の【００５６】～【００７０】及び図３に「実験例１」及び「実験例２」として開示されている。そして、引用発明に比した本願発明の効果を考える意味では、「実験例１」（なお、「実験例２」は、本願の請求項２に係る発明に対する実験例であると解される。）において井戸層の数Ｎ＝３の場合（試料５～１２。次の表３を参照。）について検討するのが相当である。 ［図：0001417326000004.jpg］ 【図３】（なお、井戸層の数Ｎ＝３は、◇でプロットされていると解される。） ［図：0001417326000005.jpg］ （イ）そこで、上記の試料５～１２についてみると、本願発明で特定された第２の電子ブロック層のＡｌ組成比（以下「ｘ」ということがある。）の観点は全ての試料が満たす一方、同じく第１電子ブロック層の膜厚（以下「ｄ」ということがある。）の観点は、試料８及び９のみが満たしており、その他の試料５～７及び１０～１２は満たしていない。 しかるところ、本願発明の効果を測る上で重要となる発光出力の値は、図３によれば、ｄを変えるとなだらかにその大きさが変化しているにすぎないし、そもそもｄを変えると同時にｘも変えてしまっていることから、ｄについての影響を十分に推し量ることもできず、そうすると、臨界的意義があることを認めるに足りない。 また、ｘについては、７０．５％から７４．６％の範囲でのみ実験がされており、ｘの上限である９０％までの実験がされていないことから、ｘの「７０％以上９０％以下」の数値範囲内の全ての部分で効果の顕著性があるものとも認められない。 イ 以上によれば、本願発明の効果は、本願発明の構成が奏するものとして、引用発明及び引用文献に記載された技術的事項に基づいて当業者が予測し得たものにすぎず、顕著なものともいえないというべきである。 （３） 請求人の主張について ア 請求人は、本願発明が特定する第１電子ブロック層の膜厚の範囲と第２電子ブロック層のＡｌ組成比の範囲の組合せが引用文献に記載も示唆もない旨主張するが、引用発明から出発した当業者が相違点１及び２に係る本願発明の数値範囲に含まれる値に至ることは、前記（１）エで説示したとおりである。 なお、請求人の主張には判然としないところがあるが、窒化物半導体発光素子において観念できる無数のパラメータのうち、「第１電子ブロック層の膜厚」と「第２電子ブロック層のＡｌ組成比」の組合せに着目したことに特徴があるという主張だとしても、本願発明は「窒化物半導体発光素子」という物の発明である以上、上記のとおり、引用発明から出発した当業者が相違点１及び２に係る本願発明の数値範囲に含まれる値に至れば、本願発明の構成の容易想到性が肯定されることになる。 イ 請求人は、本願発明が引用発明に対する選択発明に該当する旨主張するところ、選択発明というか数値限定を含む発明というかはさておくとしても、本願発明の効果を参酌することによって本願発明の進歩性を認めることができないことは、前記（２）で既に検討したとおりである。 ウ したがって、請求人の主張を採用することはできない。 （４） 小括 以上によれば、本願発明は、引用発明及び引用文献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。 第６ むすび 以上のとおり、本願発明は、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から、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。