发明创造名称：半导体装置
外观设计名称：
决定号：184979
决定日：2019-07-24
委内编号：1F265367
优先权日：2012-06-01
申请（专利）号：201380008425.0
申请日：2013-04-03
复审请求人：富士电机株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：韩颖姝
合议组组长：陈冬冰
参审员：黄万国
国际分类号：H01L29/739,H01L21/336,H01L29/78
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案相对于该最接近的现有技术和本领域的公知常识的结合不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201380008425.0，发明名称为“半导体装置”的PCT发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为富士电机株式会社，申请日为2013年04月03日，优先权日为2012年06月01日，进入中国国家阶段日为2014年08月07日，公开日为2014年10月15日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年07月23日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第2款规定的新颖性，权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2014年08月07日进入中国国家阶段时提交的国际申请文件的中文译文的说明书附图第1-11页、说明书摘要、摘要附图，以及2014年08月07日提交的根据条约第28条或41条修改的说明书第1-17页；2017年08月16日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种半导体装置，其特征在于，包括：
作为第1导电型漂移层的第1导电型半导体基板；
设置于所述第1导电型半导体基板背面的表面层的第2导电型集电极层；以及
与所述第2导电型集电极层相接的集电极电极，
从所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间的第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～70％，
还包括第2导电型基极区域，该第2导电型基极区域选择性地设置于所述第1导电型半导体基板正面的表面层，并在导通状态下形成有沟道，
在关断时从所述第2导电型基极区域与所述第1导电型漂移层之间的第2pn结伸出的耗尽层不与所述第2导电型集电极层相接触，
在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间未设置第1导电型缓冲层。
2. 如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第2导电型集电极层的峰值杂质浓度在1.0×1018cm-3以下的范围内。
3. 如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第2导电型集电极层的厚度在0.5μm以下。
4. 如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
进行栅极电阻为0.5Ω/cm2～10Ω/cm2、且关断时间为0.27μs～0.38μs的开关动作。”
驳回决定引用了以下对比文件：
对比文件1：CN101494223A，公开日为2009年07月29日。
对比文件2：WO2011052787A1，公开日为2011年05月05日。
驳回决定的具体理由是：权利要求1-3的全部技术特征被对比文件2公开，因此权利要求1-3不具备专利法第22条第2款规定的新颖性；权利要求4的附加技术特征被对比文件1公开且作用相同，因此权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年11月07日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求书的全文修改替换页，共包括权利要求第1-4项。其中，在驳回决定所针对的权利要求书的基础上，将独立权利要求1中的技术特征“在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间未设置第1导电型缓冲层”修改为“在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间、以及所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”。
提出复审请求时新修改的权利要求1内容如下：
“1. 一种半导体装置，其特征在于，包括：
作为第1导电型漂移层的第1导电型半导体基板；
设置于所述第1导电型半导体基板背面的表面层的第2导电型集电极层；以及
与所述第2导电型集电极层相接的集电极电极，
从所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间的第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～70％，
还包括第2导电型基极区域，该第2导电型基极区域选择性地设置于所述第1导电型半导体基板正面的表面层，并在导通状态下形成有沟道，
在关断时从所述第2导电型基极区域与所述第1导电型漂移层之间的第2pn结伸出的耗尽层不与所述第2导电型集电极层相接触，
在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间、以及所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层。”
复审请求人认为：对比文件2未公开技术特征“在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间、以及所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”，本领域技术人员即使将对比文件2与本领域的公知常识进行结合，也无法获得本申请权利要求1的技术方案，相应也无法获得其所能实现的技术效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月15日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为权利要求1的上述修改的技术特征是本领域的公知常识，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月26日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-4相对于对比文件2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见，合议组认为：对比文件2公开了技术特征“在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间未设置第1导电型缓冲层”。
另外，具有厚的漂移区以及具有宽缓冲结构都是本领域常规的实现NPT型IGBT的方式。对比文件2公开的器件为具有宽缓冲结构的NPT型IGBT。本领域技术人员根据实际需求，容易想到选择工艺要求较低的没有宽缓冲区的器件结构，比如通过增加漂移区的厚度来实现NPT型IGBT，即在第1导电型漂移层的内部不设置第1导电型缓冲层。
复审请求人于2019年04月22日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：
（1）对比文件2中用宽缓冲区26来阻断耗尽层，如果将宽缓冲区去除，则漂移层21内部不设置缓冲层，耗尽层会到达集电层28。也就是说，对比文件2中“漂移层21内部不设置缓冲层”与“耗尽层不会到达集电层28”是相互矛盾的技术特征，若“漂移层21内部不设置缓冲层”，则“耗尽层会到达集电层28”，即对比文件2未公开技术特征“在关断时从所述第2导电型基极区域与所述第1导电型漂移层之间的第2pn结伸出的耗尽层不与所述第2导电型集电极层相接触”和“所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”。
（2）由于对比文件2的半导体装置与本申请的结构不同，从而对比文件2也未公开技术特征“从所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间的第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～70％”，本领域技术人员无法基于对比文件2来获得本申请权利要求的半导体装置，本申请因此取得了优异的技术效果：能够实现高速开关动作、降低成本且低损耗的半导体装置。因此具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2018年11月07日提交了权利要求书的全文修改替换页（共包括权利要求第1-4项）。经审查，上述修改符合专利法实施细则第61条第1款及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本与复审通知书所针对的审查文本相同，即：2014年08月07日进入中国国家阶段时提交的国际申请文件的中文译文说明书附图第1-11页、说明书摘要、摘要附图，以及2014年08月07日提交的根据条约第28条或41条修改的说明书第1-17页；2018年11月07日提交的权利要求第1-4项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案相对于该最接近的现有技术和本领域的公知常识的结合不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书中引用的对比文件相同，即驳回决定中引用的对比文件2：
对比文件2：WO2011052787A1，公开日为2011年05月05日。
2.1、权利要求1要求保护一种半导体装置。对比文件2公开了一种半导体装置IGBT（参见说明书第[0101]-[0119]段，图8和图12中使用第四制造方法制造的实施例3的变型）：n-漂移层21（相当于本申请中的作为第1导电型漂移层的第1导电型半导体基板），设置于n-漂移层21背面的p集电极层28（相当于本申请中的设置于所述第1导电型半导体基板背面的表面层的第2导电型集电极层）；与p集电极层28相接的集电极电极25（相当于本申请中的与所述第2导电型集电极层相接的集电极电极）；p基极层22（相当于本申请中的第2导电型基极区域），基极层22选择性地设置在n-漂移层21正面的表面层，并在导通状态下形成有沟道；在截止（即本申请中的关断）时，从p基极层22和n-漂移层21之间的pn结伸出的耗尽区不与p集电极层28相接触，在n-漂移层21与p集电极层28之间未设置n型阻断层（相当于本申请中的第1导电型缓冲层）；p集电极层28的峰值杂质浓度为3.0×1017cm-3，厚度为0.5μm（相当于本申请中的p 集电极层的峰值杂质浓度设在例如1.0×1018cm-3以下，厚度设在例如0.1μm以上0.5μm以下），由此，本领域技术人员可以直接、毫无疑义地确定，对比文件2中的IGBT在关断过程中，也具有从n-漂移层1与p 集电极层3之间的pn结起朝n-漂移层1侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述pn结起朝n-漂移层1侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～70％，即对比文件2实质上公开了“从所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间的第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～ 70％”这一技术特征。
综上所述，权利要求1和对比文件2相比，其区别在于：所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层。然而，根据实际需求，在第1导电型漂移层的内部不设置第1导电型缓冲层是本领域技术人员的常规选择，具体理由为：具有厚的漂移区以及具有宽缓冲结构都是本领域常规的实现NPT型IGBT的方式。对比文件2公开的器件为具有宽缓冲结构的NPT型IGBT，具有宽缓冲结构的器件具有低损耗和高效率的优点，但对制备工艺要求较高。本领域技术人员根据实际需求，容易想到选择工艺要求较低的没有宽缓冲区的器件结构，比如通过增加漂移区的厚度来实现NPT型IGBT，即在第1导电型漂移层的内部不设置第1导电型缓冲层。
因此，在对比文件2的基础上结合本领域技术人员的常规选择得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、权利要求2和3对权利要求1所要求保护的技术方案进行了进一步的限定，然而，对比文件2已经公开了这些进一步限定的附加技术特征（参见说明书第[0101]-[0119]段，图8和图12中使用第四制造方法制造的实施例3的变型）：p集电极层28的峰值杂质浓度为3.0×1017cm-3，厚度为0.5μm（相当于本申请中的p 集电极层的峰值杂质浓度在1.0×1018cm-3以下，厚度在0.5μm以下）。因此在其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2和3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求4对权利要求1作了进一步的限定。0.5Ω/cm2～10Ω/cm2是本领域栅极电阻的常规取值范围，将栅极电阻设置在上述数值范围内，以获得关断时间为0.27μs～0.38μs的开关动作的器件是本领域技术人员在对比文件2基础上的常规选择。因此，在权利要求1不具备创造性时，权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
对于复审请求人在答复复审通知书时的意见陈述，合议组认为：
（1）虽然本申请中“在关断时从所述第2导电型基极区域与所述第1导电型漂移层之间的第2pn结伸出的耗尽层不与所述第2导电型集电极层相接触”与“在所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间、以及所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”息息相关，但是，对比文件2中已经明确记载了“具有通过宽缓冲区26来阻断耗尽层的扩展以使得耗尽层不到达P集电极层”（参见说明书第[0118]段）。即对比文件2公开了关断时耗尽层不与集电极层接触，相当于公开了权利要求1的技术特征“在关断时从所述第2导电型基极区域与所述第1导电型漂移层之间的第2pn结伸出的耗尽层不与所述第2导电型集电极层相接触”。对比文件2仅仅没有公开“所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”，即对比文件2中“使得耗尽层不到达P集电极层”的具体结构的设置方式与本申请不同，合议组已经将其列为区别技术特征。但是，该区别技术特征属于本领域实现关断时耗尽层不与集电极层接触的常规设置。理由如下：具有厚的漂移区以及具有宽缓冲结构都是本领域常规的实现NPT型IGBT的方式。对比文件2公开的器件为具有宽缓冲结构的NPT型IGBT，具有宽缓冲结构的器件具有低损耗和高效率的优点，但对制备工艺要求较高。本领域技术人员根据实际需求，容易想到选择工艺要求较低的没有宽缓冲区的器件结构，比如通过增加漂移区的厚度来实现NPT型IGBT，即在第1导电型漂移层的内部不设置第1导电型缓冲层。对比文件2公开的器件是NPT型IGBT，如果单纯将宽缓冲区去除，则会改变器件类型，无法保证器件为NPT型IGBT，因此本领域技术人员不会单纯将宽缓冲区去除，而是采用厚的漂移区来替换对比文件2中包含宽缓冲区的漂移层的结构。用厚的漂移区替换对比文件2中含有宽缓冲区的漂移层的结构， 即“所述第1导电型漂移层的内部未设置第1导电型缓冲层”是本领域技术人员的常规选择。
（2）对比文件2公开了（参见说明书第[0101]-[0119]段，图8和图12中使用第四制造方法制造的实施例3的变型）：p集电极层28的峰值杂质浓度为3.0×1017cm-3，厚度为0.5μm（相当于本申请中的p 集电极层的峰值杂质浓度设在例如1.0×1018cm-3以下，厚度设在例如0.1μm以上0.5μm以下），由此，本领域技术人员可以直接、毫无疑义地确定，对比文件2中的IGBT在关断过程中，也具有从n-漂移层1与p 集电极层3之间的pn结起朝n-漂移层1侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述pn结起朝n-漂移层1侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～ 70％，即对比文件2实质上公开了“从所述第1导电型漂移层与所述第2导电型集电极层之间的第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度在0.3μm以下的区域的载流子浓度是从所述第1pn结起朝所述第1导电型漂移层侧深度大于0.3μm的区域的累积载流子浓度的30％～ 70％”这一技术特征。
综上所述，对于复审请求人的意见合议组不予支持。
基于以上事实和理由，合议组现依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月23日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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