发明创造名称：瞬态电压抑制器及其制作方法
外观设计名称：
决定号：188716
决定日：2019-09-04
委内编号：1F279428
优先权日：
申请（专利）号：201710564654.0
申请日：2017-07-12
复审请求人：何春晖
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：熊洁
合议组组长：孙学锋
参审员：潘光虎
国际分类号：H01L27/02,H01L21/822
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项权利要求所要求保护的技术方案是否具备创造性时，首先应当确定与该权利要求所要求保护的技术方案最接近的现有技术，然后将该权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术进行技术特征对比分析，找出二者的区别技术特征，并根据该区别技术特征所能达到的技术效果确定发明实际所要解决的技术问题，如果一部分该区别技术特征在其他对比文件中均未公开，且该区别技术特征还具有有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710564654.0、发明名称为“瞬态电压抑制器及其制作方法”的发明专利申请（下称本申请），申请日为2017年07月12日，公开日为2017年10月27日，申请人为何春晖。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月31日发出驳回决定，驳回了本申请，驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书第1-51段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2018年09月30日提交的权利要求第1-10项。
驳回决定所引用的对比文件如下：对比文件1：CN106098792A，公开日为2016年11月09日。
驳回决定的主要理由是：
（1）权利要求1和对比文件1的区别技术特征为：①还包括形成于所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域上的P型外延层；②所述P型衬底31与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管。上述区别技术特征①、②均为本领域的惯用技术手段，权利要求1相对于对比文件1和本领域的惯用技术手段的结合不具备创造性。
（2）权利要求6和对比文件1的区别技术特征为：①在所述N型外延层表面形成第一氧化层；利用第一光刻胶作为掩膜，刻蚀所述第一氧化层形成第一注入窗口与第二注入窗口，通过所述第一注入窗口与所述第二注入窗口进行P型离子注入，去除所述第一氧化层；②在所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域、第二P型掺杂区域上形成P型外延层；③所述P型衬底31与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管。上述区别技术特征①、②、③均为本领域的惯用技术手段，权利要求6相对于对比文件1和本领域的惯用技术手段的结合不具备创造性。
（3）从属权利要求4、8的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求5的附加技术特征为本领域惯用技术手段，从属权利要求2、3、7、9、10的附加技术特征部分被对比文件1公开，部分为本领域的惯用手段。在其引用的独立权利要求不具备创造性的基础上，上述从属权利要求2-5、7-10也不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种瞬态电压抑制器，其特征在于：所述瞬态电压抑制器包括P型衬底与形成于所述P型衬底上的N型外延层，所述N型外延层包括间隔设置的第一部分与第二部分，所述瞬态电压抑制器还包括形成于所述第一部分表面的第一P型掺杂区域、形成于所述第二部分表面的第二P型掺杂区域、及形成于所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域上的P型外延层，所述P型衬底与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管，所述第二部分还与所述第二P型掺杂区域构成与所述第二二极管对接的第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的负极相连。
2. 如权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于：所述瞬态电压抑制器还包括设置于所述P型外延层上的氧化层及设置于所述氧化层上的介质材料，所述氧化层与所述介质材料还包括对应所述第一P型掺杂区域的第一通孔与对应所述第二P型掺杂区域的第二通孔。
3. 如权利要求2所述的瞬态电压抑制器，其特征在于：所述瞬态电压抑制器还包括贯穿所述氧化层的沟槽蚀刻窗口及贯穿所述P型外延层及N型外延层的沟槽，所述沟槽将所述N型外延层划分为所述第一部分与所述第二部分，所述沟槽也将所述P型外延层划分为两个部分，所述介质材料还填充至所述沟槽及所述沟槽蚀刻窗口。
4. 如权利要求3所述的瞬态电压抑制器，其特征在于：所述沟槽及所述介质材料还延伸至所述P型衬底中。
5. 如权利要求2所述的瞬态电压抑制器，其特征在于：所述瞬态电压抑制器还包括第一金属层与第二金属层，所述第一金属层设置于所述介质材料上并通过所述第一通孔电连接所述P型外延层以及通过所述第二通孔电连接所述P型外延层，所述第二金属层设置于所述P型衬底远离所述N型外延层的一侧，所述第一通孔与所述第二通孔均延伸至所述P型外延层中。
6. 一种瞬态电压抑制器的制作方法，其包括如下步骤：
提供P型衬底，在所述P型衬底制作N型外延层，在所述N型外延层表面形成第一氧化层；
利用第一光刻胶作为掩膜，刻蚀所述第一氧化层形成第一注入窗口与第二注入窗口，所述第一注入窗口对应第一部分，所述第二注入窗口对应第二部分，去除第一光刻胶，通过所述第一注入窗口与所述第二注入窗口进行P型离子注入从而在所述N型外延层表面形成第一P型掺杂区域以及第二P型掺杂区域，去除所述第一氧化层；
在所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域、第二P型掺杂区域上形成P型外延层；
在所述P型外延层上形成第二氧化层；
利用第二光刻胶作为掩膜，刻蚀所述第二氧化层形成沟槽蚀刻窗口，去除第二光刻胶；
通过所述沟槽蚀刻窗口对所述P型外延层及所述N型外延层进行沟槽蚀刻，所述N型外延层被沟槽分成间隔设置的第一部分与第二部分；
其中，所述P型衬底与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管，所述第二部分还与所述第二P型掺杂区域构成与所述第二二极管对接的第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的负极相连。
7. 如权利要求6所述的瞬态电压抑制器的制作方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：
在所述沟槽蚀刻窗口中、所述沟槽中及所述第二氧化层上形成介质材料。
8. 如权利要求7所述的瞬态电压抑制器的制作方法，其特征在于：所述介质材料还延伸至所述P型衬底中。
9. 如权利要求7所述的瞬态电压抑制器的制作方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤；
形成贯穿所述第二氧化层及所述介质材料且对应所述第一P型掺杂区域的第一通孔；
形成贯穿所述第二氧化层及所述介质材料且对应所述第二P型掺杂区域的第二通孔；
形成设置于所述介质材料上并通过所述第一通孔连接所述P型外延层及通过所述第二通孔连接所述P型外延层的第一金属层；及
形成设置于所述P型衬底远离所述N型外延层的表面的第二金属层。
10. 如权利要求9所述的瞬态电压抑制器的制作方法，其特征在于：所述第一通孔与所述第二通孔均延伸至所述P型外延层中。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月16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6项权利要求），其中把原从属权利要求2-3的附加技术特征加入到了原独立权利要求1中，并将原从属权利要求7-8的附加技术特征加入到了原独立权利要求6中，并对权利要求的编号和引用关系进行了适应性修改。
复审请求人在复审请求书中认为：对比文件1和本申请仅是公开了一种电子器件的原理，其和本申请的最要区别在于：（1）还包括形成于所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域上的P型外延层；（2）所述P型衬底31与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管；所述瞬态电压抑制器还包括设置于所述P型外延层上的氧化层及设置于所述氧化层上的介质材料，所述氧化层与所述介质材料还包括对应所述第一P型掺杂区域的第一通孔与对应所述第二P型掺杂区域的第二通孔；所述瞬态电压抑制器还包括贯穿所述氧化层的沟槽蚀刻窗口及贯穿所述P型外延层及N型外延层的沟槽，所述沟槽将所述N型外延层划分为所述第一部分与所述第二部分，所述沟槽也将所述P型外延层划分为两个部分，所述介质材料还填充至所述沟槽及所述沟槽蚀刻窗口。上述区别技术特征使得权利要求1请求保护的技术方案能避免注入离子导致界面的损伤和降低了器件的漏电流，带来了有益的技术效果。因此，本申请的权利要求1具有显著的进步。综上所述，修改后的权利要求1相对于对比文件1及公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求也具备创造性。
经形式审查合格后，国家知识产权局受理了此复审请求，于2019年04月22日向复审请求人发出复审请求受理通知书，并于2019年04月17日向国家知识产权局原审查部门发出前置审查通知书。
原审查部门在前置审查意见书中认为：
（1）关于P型外延层是否是本领域技术人员的惯用手段，在驳回决定中也论述了：领域技术人员公知，离子注入会对衬底界面产生损伤，为了防止该损伤使得欧姆接触的效果不好，而在离子注入形成的P型掺杂区域表面再形成一导电层，以提高欧姆接触的效果，这是本领域技术人员的惯用手段。正如申请人所言，将该导电层选为金属或多晶硅，这是本领域技术人员的惯用手段，但是将高掺杂的半导体层作为导电层，这也是本领域技术人员的惯用手段，并且外延形成的高掺杂半导体层不具有界面损伤，自然可以提高欧姆接触的效果以及降低器件漏电流，即通过在离子注入层表面形成一层不具有界面损伤的导电层来提高欧姆接触的效果以及降低器件漏电流，这是本领域技术人员的惯用手段。基于上述原因，坚持驳回决定。
在此基础上，国家知识产权局成立合议组对本案进行审查。
经审查，合议组认为本案事实已清楚，可以依法作出本复审请求审查决定。
二、决定的理由
(一)本决定依据的文本
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页（共6项权利要求），经审查，上述对权利要求书的修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此本复审决定依据的文本为：申请日提交的说明书第1-51段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2019年04月16日提交的权利要求第1-6项。
(二) 具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定：发明的创造性，是指与现有技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步。
在判断一项权利要求所要求保护的技术方案是否具备创造性时，首先应当确定与该权利要求所要求保护的技术方案最接近的现有技术，然后将该权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术进行技术特征对比分析，找出二者的区别技术特征，并根据该区别技术特征所能达到的技术效果确定发明实际所要解决的技术问题，如果一部分该区别技术特征在其他对比文件中均未公开，且该区别技术特征还具有有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定中引用的对比文件相同，即：
对比文件1： CN106098792A，公开日为2016年11月09日。
关于权利要求1
独立权利要求1请求保护一种瞬态电压抑制器，对比文件1公开了一种TVS器件(即瞬态电压抑制器)，并公开了（参见说明书第19-23段，附图2-12）：一种双向电压完全对称带有超深沟槽超低漏电的TVS器件，利用N /P 结形成TVS结构达到了电压的完全对称，包括：重掺杂P型硅衬底31（相当于权利要求1中的P型衬底）、轻掺杂N-型外延层32（相当于形成于所述P型衬底上的N型外延层），在左、中、右各有一个延至重掺杂P型硅衬底31的左、中、右超深隔离沟槽371、372、373，由左、中、右超深隔离沟槽371、372、373将器件分隔出二个结构相同的TVS器件区（相当于N型外延层包括间隔设置的第一部分和第二部分），每个器件区在外延层32上方有N型掺杂区33，在N型掺杂区33内和外延层32上方均各有一个P型掺杂区341、342（相当于第一P型掺杂区域、第二P型掺杂区域），分别构成P /N 结一、二Z1、Z2和P /N-结一、二D1、D2，IO1接口连接P /N 结一Z1和P /N-结二D2，IO2接口连接P /N-结一D1和P /N 结二Z2，当接口IO1加电压时，P /N-结二D2与P /N 结一Z1都为正向导通状态，但是由于轻掺杂N-型外延层N-外延浓度低，N /P 结二Z2较N-/P 结一D1先导通，此时TVS的击穿电压为N /P 结二Z2所承受的反向耐压；反之接口IO2加电压时，N /P 结一Z1较N-/P 结二D2先导通，这样不管从IO1到IO2，或者，从IO2到IO1，工作的TVS都是用N /P 结一、二Z1、Z2，双向击穿电压完全对称。
权利要求1所要求保护的技术方案和对比文件1相比，虽然都是封装了4个二极管实现集成并联到一起，但是在权利要求1所要求保护的技术方案中，瞬态电压抑制器100包括P型衬底101、形成于所述P型衬底101上的N型外延层102、形成于所述N型外延层102表面的第一P型掺杂区域103及第二P型掺杂区域104、形成于所述N型外延层102、第一P型掺杂区域103及第二P型掺杂区域104上的P型外延层109、形成于所述P型外延层109上的氧化层105、形成于所述氧化层105上的介质材料106、形成于所述介质材料106上的第一金属层107、及形成于所述P型衬底101远离所述N型外延层102的表面的第二金属层108。而对比文件1中并不包含第二金属层108，也没有P型外延层，其二极管的形成方式、器件结构与权利要求1所要求保护的技术方案的封装结构完全不同。
因此，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）还包括形成于所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域上的P型外延层；（2）所述P型衬底与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管，所述第二部分还和所述第二P型掺杂区域构成与所述第二二极管对接的第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的负极相连；所述瞬态电压抑制器还包括设置于所述P型外延层上的氧化层及设置于所述氧化层上的介质材料，所述氧化层与所述介质材料还包括对应所述第一P型掺杂区域的第一通孔与对应所述第二P型掺杂区域的第二通孔；所述瞬态电压抑制器还包括贯穿所述氧化层的沟槽蚀刻窗口及贯穿所述P型外延层及N型外延层的沟槽，所述沟槽将所述N型外延层划分为所述第一部分与所述第二部分，所述沟槽也将所述P型外延层划分为两个部分，所述介质材料还填充至所述沟槽及所述沟槽蚀刻窗口。
根据上述区别技术特征，确定权利要求1相对于对比文件1所实际解决的技术问题是：如何改进电路性能，降低制造成本。
对于上述区别技术特征，驳回决定中认为：（1）上述区别技术特征为本领域惯用技术手段；（2）对比文件1进一步公开了设置于所述衬底表面的二氧化硅层38（即介质材料），所述二氧化硅层38还包括对应所述第一P型掺杂区域的第一通孔39与对应所述第二P型掺杂区域的第二通孔39。而当器件表面具有P型外延层时，为了防止短路，而在所述P型外延层上形成氧化层，这是本领域技术人员的惯用手段。对比文件1进一步公开了所述瞬态电压抑制器还包括贯穿所述N型外延层的沟槽37，所述沟槽将所述N型外延层划分为所述第一部分与所述第二部分，所述二氧化硅还填充至所述沟槽。而当器件具有P型外延层和氧化层时，该沟槽必然也贯穿该P型外延层和氧化层，所述二氧化硅也填充该处的沟槽，并且该沟槽必然将所述P型外延层划分为两个部分。
对此，合议组认为：（1）在本领域中为了防止该损伤使得欧姆接触的效果不佳，通常在注入区上面或附近添加导电性良好的金属或多晶硅，而不是如权利要求1所要求保护的技术方案那样“在离子注入形成的P型掺杂区域表面再形成一层P型外延层”，在离子注入形成的P型掺杂区域表面再形成一层P型外延层，还能防止N型外延层102上的电流击穿氧化层105而漏电（参见本申请说明书第0050段），因此，“在离子注入形成的P型掺杂区域表面再形成一层P型外延层”并不为本领域技术人员的惯用技术手段；（2）首先，没有证据表明上述区别技术特征为本领域的公知常识。如果本领域技术人员把该区别技术特征应用到对比文件1中，在对比文件1中P型掺杂区34的上表面也形成如本申请的一层P型外延层，这样在对比文件1中的101或102上通入电流后，电流就会从P型掺杂区342或341通过加入的P型外延层直接流入P型掺杂区341或342，而使对比文件1中的器件没有击穿电压，从而失去TVS器件原有防止瞬态高压对电子器件造成破坏的作用，因此，本领域技术人员即使把区别技术特征把该技术特征应用到对比文件1中也得不到本申请权利要求1所保护的技术方案。因此，对比文件1并没有给出将上述区别技术特征应用到对比文件1来解决上述技术问题的任何技术启示，且上述区别技术特征也不是本领域的惯用技术手段。
并且由于上述区别技术特征的存在，使得权利要求1的技术方案具有以下有益的技术效果：提高了器件性能，降低了器件寄生电容，器件面积小，工艺难度低，降低了器件制造成本（参见说明书第0026段）。
因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域惯用技术手段具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于权利要求4
独立权利要求4请求保护一种瞬态电压抑制器的制作方法，对比文件1公开了一种TVS器件(即瞬态电压抑制器) 的制作方法，并公开了（参见说明书第19-23段，附图2-12）该方法包括：在重掺杂P型硅衬底31生长一层轻掺杂N型外延层32，该轻掺杂N型外延层为10-25μm；用光刻胶掩膜开出N型掺杂区域窗口，进行N型掺杂离子注入，形成N型掺杂区33；用光刻胶掩膜开出P型掺杂区域窗口34，进行P型掺杂离子注入，在N型掺杂区33 P型形成掺杂区341和外延层32上方形成P型掺杂区342；沉积一层1.5-2μm的二氧化硅膜作为刻蚀超深隔离沟槽的硬掩膜35；在硬掩膜35上进行光刻和二氧化硅腐蚀，刻蚀出两条定位隔离沟槽窗口36，该定位沟槽窗口36作为步骤F中刻蚀超深隔离沟槽37的参照位置；该定位沟槽窗口36作为刻蚀超深隔离沟槽的参照位置，在隔离沟槽窗口36处的外延层32上刻蚀超深隔离沟槽37一直延伸到P型衬底31，超深隔离沟槽37的深度为15-25μm；用二氧化硅膜填充步骤D中形成的如图3所示的左、中右超深隔离沟槽371、372、373；刻蚀接触孔39；金属布线40，形成接口IO1连接的D2、Z1，和接口IO2连接的D1、Z2双向电压完全对称带有超深沟槽超低漏电的TVS器件，构成产品。所述的二氧化硅膜采用等离子体增强化学汽相沉积方法成型。之后还包括清除硬掩膜的步骤。
因此，权利要求4与对比文件1的区别技术特征在于：在所述N型外延层、所述第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域上的P型外延层；在所述P型外延层上形成第二氧化层；利用第二光刻胶作为掩膜，刻蚀所述第二氧化层形成沟槽蚀刻窗口，去除第二光刻胶；通过所述沟槽蚀刻窗口对所述P型外延层及所述N型外延层进行沟槽蚀刻，所述N型外延层被沟槽分成间隔设置的第一部分与第二部分；其中，所述P型衬底与所述第一部分构成第一二极管，所述P型衬底与所述第二部分构成第二二极管，所述第一部分还与所述第一P型掺杂区域构成与所述第一二极管对接的第三二极管，所述第二部分还与所述第二P型掺杂区域构成与所述第二二极管对接的第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的负极相连；在所述沟槽蚀刻窗口中、所述沟槽中及所述第二氧化层上形成介质材料；所述介质材料还延伸至所述P型衬底中。
根据上述区别技术特征，确定权利要求4相对于对比文件1所实际解决的技术问题是：如何改进电路性能，降低制造成本。
如上述第1点中的评述所述，对比文件1并没有给出将上述区别技术特征应用到对比文件1来解决上述技术问题的任何技术启示，且上述区别技术特征也不是本领域的惯用技术手段。
并且上述区别技术特征还具有以下有益的技术效果：提高了器件性能，降低了器件寄生电容，器件面积小，工艺难度低，降低了器件制造成本（参见说明书第0026段）。
因此，权利要求4相对于对比文件1和本领域惯用技术手段具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.关于权利要求2-3、5-6
权利要求2-3是独立权利要求1的从属权利要求，权利要求5-6是独立权利要求4的从属权利要求，在独立权利要求1、4相对于对比文件1和惯用技术手段具备创造性的前提下，从属权利要求2-3、5-6相对于对比文件1和惯用技术手段也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于驳回和前置意见
针对前置意见，合议组认为：如果本领域技术人员把该区别技术特征应用到对比文件1中，在对比文件1中P型掺杂区34的上表面也形成如本申请的一层P型外延层，这样在对比文件1中的101或102上通入电流后，电流就会从P型掺杂区342或341通过加入的P型外延层直接流入P型掺杂区341或342，而使对比文件1中的器件没有击穿电压，从而失去TVS器件原有防止瞬态高压对电子器件造成破坏的作用，因此，本领域技术人员即使把区别技术特征把该技术特征应用到对比文件1中也得不到本申请权利要求1所保护的技术方案。因此，对比文件1并没有给出将上述区别技术特征应用到对比文件1来解决上述技术问题的任何技术启示，且上述区别技术特征也不是本领域的惯用技术手段。因此，前置意见中陈述的理由不成立。
本复审决定仅针对驳回理由及证据进行了审查，至于本申请是否还存在其他不符合专利法及实施细则有关规定的缺陷，均留待后续程序继续审查。
基于上述理由，本案合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年01月31日对第201710564654.0号发明专利申请作出的驳回决定。
由国家知识产权局原审查部门以申请日提交的说明书第1-51段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2019年04月16日提交的权利要求第1-6项为基础，继续审查程序。
复审请求人对本决定不服的，可根据专利法第41条第2款的规定，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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