发明创造名称：光电二极管以及制备方法、X射线探测基板
外观设计名称：
决定号：189001
决定日：2019-09-05
委内编号：1F285445
优先权日：
申请（专利）号：201610971511.7
申请日：2016-10-31
复审请求人：京东方科技集团股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：吕媛
合议组组长：钟翊
参审员：周江
国际分类号：H01L31/105，H01L31/18
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：最接近的现有技术中未公开也未启示权利要求所要解决的技术问题，未公开或未启示解决该技术问题的技术手段，本领域技术人员难以由最接近的现有技术所公开的技术方案推导出该权利要求所要保护的技术方案，且该技术方案带来了有益的技术效果，则该权利要求的技术方案相对于该最接近的现有技术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。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610971511.7，名称为“光电二极管以及制备方法、X射线探测基板”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为京东方科技集团股份有限公司。申请日为2016年10月31日，公开日为2017年01月04日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年02月20日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-6不符合专利法第22条第3款的规定。概括如下：1：权利要求1请求保护一种光电二极管，对比文件1（CN105866983A，公开日为2016年08月17日）公开了光电二极管，权利要求1和对比文件1相比，其区别在于：（1）本申请N型层朝向入射光，而对比文件1中P型层朝向入射光；本申请是硅二极管，对比文件是锗二极管；（2）所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；（3）所述颗粒结构位于所述N型硅层与所述I型硅层之间；（4）所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。上述区别特征或是本领域的惯用手段，或属于本领域技术人员的常规选择，因此，在对比文件1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不具备突出的实质性特点，不具备创造性。2：权利要求2请求保护一种X射线探测基板，对比文件1公开了一种光电器件，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。3：权利要求3请求保护一种光电二极管的制备方法，对比文件1公开了一种光电二极管的制备方法，权利要求3和对比文件1相比，其区别在于：（1）硅二极管；（2）所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；（3）所述颗粒结构位于所述N型硅层与所述I型硅层之间；以及具体的制备方法；（4）所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。上述区别特征或是本领域的惯用手段，或属于本领域技术人员的常规选择，因此，在对比文件1的基础上结合本领域技术人员的常规选择得到权利要求3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3不具备突出的实质性特点，不具备创造性。4：从属权利要求4-6中形成颗粒结构的具体工艺属于本领域技术人员的常规选择。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求4-6不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年10月31日提交的说明书第1-101段、说明书附图图1-图5、说明书摘要、摘要附图；2018年10月09日提交的权利要求第1-6项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种光电二极管，其特征在于，包括：沿入射光方向依次设置的N型硅层、I型硅层、P型硅层以及位于所述N型硅层与所述P型硅层之间的用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构；
其中，所述颗粒结构包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；
所述颗粒结构位于所述N型硅层与所述I型硅层之间；
所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。
2. 一种X射线探测基板，其特征在于，包括：权利要求1所述的光电二极管。
3. 一种光电二极管的制备方法，其特征在于，包括：
在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构和I型硅层；
在所述颗粒结构、所述I型硅层上形成P型硅层；
其中，所述颗粒结构包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；
在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构和I型硅层，包括：在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构，并在形成的颗粒结构上，通过构图工艺形成I型硅层；
所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构，包括：
通过磁控溅射工艺形成薄膜层，并对所述薄膜层进行退火工艺，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成的薄膜层的厚度范围为大于或等于5纳米，且小于或等于40纳米。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述退火工艺的温度范围为大于或等于200摄氏度，且小于或等于500摄氏度。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年06月05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全文替换页，包括权利要求第1-6项。复审请求人将独立权利要求1和3的技术特征“所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米”修改为“所述金属纳米颗粒的直径为大于或等于100纳米，且小于或等于150纳米”。复审请求人认为：（1）本申请中的光电二极管与对比文件1中的光电二极管的结构不同。对比文件1中的光电二极管沿入射光的方向，依次设置有P型硅层和N型硅层，而本申请修改后的权利要求1中的光电二极管则是沿入射光的方向，依次设置有N型硅层和P型硅层。（2）对比文件1未公开修改后的纳米颗粒的范围，本申请因此进一步提升光电转化效率，且可进一步减低I型硅层的厚度，同时避免了刻蚀I型硅层时的应力问题。
复审请求时新修改的权利要求1和3如下：
“1. 一种光电二极管，其特征在于，包括：沿入射光方向依次设置的N型硅层、I型硅层、P型硅层以及位于所述N型硅层与所述P型硅层之间的用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构；
其中，所述颗粒结构包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒的直径为大于或等于100纳米，且小于或等于150纳米；
所述颗粒结构位于所述N型硅层与所述I型硅层之间；
所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。”
“3. 一种光电二极管的制备方法，其特征在于，包括：
在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构和I型硅层；
在所述颗粒结构、所述I型硅层上形成P型硅层；
其中，所述颗粒结构包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒的直径为大于或等于100纳米，且小于或等于150纳米；
在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构和I型硅层，包括：在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构，并在形成的颗粒结构上，通过构图工艺形成I型硅层；
所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年06月12日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：P型层或者N型层朝向光入射方向均是本领域惯用的二极管形式，因此将对比文件1中的结构应用到N型层朝向入射光的硅光电二极管中对本领域技术人员来说是容易想到和实现的。对比文件1已经公开了本申请的核心构思，在N型层与所述P型层之间设置用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构。对比文件1公开了（参见说明书第54段）：所述金属纳米颗粒的平均直径为50nm。而表面等离子体激元共振的效果和纳米颗粒的材料，间距等因素均相关，根据材料、间距等的不同，选择合适大小的颗粒属于本领域技术人员的常规设计范畴。I层的厚度影响到器件的整体尺寸和光电转换效果，是制备对比文件1中的光电二极管时必须考虑的因素，且600-900nm范围的厚度是本领域惯常采用的本征层的厚度，例如专利文献CNl02629613A（公开日为2012年08月08日）的权利要求9中公开了光电二极管的本征非晶硅层的厚度为500-1500nm，专利文献CN104393092A（公开日为2015年03月04日）的权利要求15中公开了光电二极管的本征非晶硅层的厚度为500-1500nm，专利文献CN106057957A（公开日为2016年10月26日）权利要求7中公开了光电二极管的本征层的厚度为700nm。在对比文件1公开了在N型层与所述P型层之间设置用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构的情况下，本领域技术人员能够根据颗粒的影响以及实际需求在厚度和效果之间权衡，选择合适的I层厚度， 由此获得I层厚度在600-900nm范围内的技术方案是显而易见的。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年06月05日提出复审请求时提交了权利要求书全文替换页，包括权利要求第1-6项。经审查，上述修改文本符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定针对的文本是：复审请求人于申请日2016年10月31日提交的说明书第1-101段、说明书附图图1-图5、说明书摘要、摘要附图；2019年06月05日提交的权利要求第1-6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。
最接近的现有技术中未公开也未启示权利要求所要解决的技术问题，未公开或未启示解决该技术问题的技术手段，本领域技术人员难以由最接近的现有技术所公开的技术方案推导出该权利要求所要保护的技术方案，且该技术方案带来了有益的技术效果，则该权利要求的技术方案相对于该最接近的现有技术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。
本复审请求审查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：CN105866983A，公开日为2016年08月17日。
2.1关于独立权利要求1
独立权利要求1请求保护一种光电二极管，对比文件1公开了一种光电二极管（参见说明书第50-65段、附图2）：沿入射光方向依次设置的P型层3、I型层5、N型层4以及位于所述N型层与所述P型层之间的用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构；所述颗粒结构包括金属银纳米颗粒。
该独立权利要求与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）本申请N型层朝向入射光，而对比文件1中P型层朝向入射光；本申请是硅二极管，对比文件是锗二极管；（2）所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；（3）所述颗粒结构位于所述N型硅层与所述I型硅层之间；所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。基于上述区别技术特征，本申请所要解决的而技术问题在于：降低图形化I型硅层时的刻蚀难度，同时避免了刻蚀I型硅层时的应力问题。
对于区别技术特征（1)：硅或者锗均是本领域惯用的二极管材料，P型层或者N型层朝向光入射方向均是本领域惯用的二极管形式，因此将对比文件1中的结构应用到N型层朝向入射光的硅光电二极管中对本领域技术人员来说是容易想到和实现的。其用于光电二极管的光电转化的效果也是可以预料的。
对于区别技术特征（2)：对比文件1公开了（参见说明书第54段）：所述金属纳米颗粒的平均直径为50nm。而表面等离子体激元共振的效果和纳米颗粒的材料，间距等因素均相关，根据材料、间距等的不同，选择合适大小的颗粒属于本领域技术人员的惯用手段。
对于区别技术特征（3）：首先，对比文件1中（参见说明书第60段）公开的是：PIN光电二极管中，I层较厚，几乎占据了整个耗尽区，且是将银纳米颗粒2埋入本征锗1中，形成一种复合结构，而本申请中的颗粒结构是位于所述N型硅层和I型硅层之间，形成层状结构，即对比文件1与本申请中关于颗粒结构所在PIN光电二极管中的位置不同，所以得到的光电二极管的结构也是不相同的，因此对本征层的厚度的影响也不同。
第二，根据对比文件1的技术方案，将银纳米颗粒埋入本征锗中，利用银纳米颗粒的局域表面等离子体共振增强作用，增强锗在近红外波段的光电效应，改善的是本征层的光电转化效果。本申请是将颗粒结构设置在N型硅层后再在其上上设置I型硅层，通过设置的颗粒结构提升光电转换效率以后可以降低I型硅层的厚度，降低蚀刻难度，避免蚀刻时的应力问题，可见，对比文件1中的技术方案将银纳米颗粒埋入本征锗中，且I层较厚以提升光电转换效果，对比文件1没有再将颗粒结构设置在N型硅层和I型硅层之间的动机，也没有再在N型硅层和I型硅层之间设置颗粒结构的需要。可见对比文件1未公开也未启示本申请所要解决的问题，更未公开或启示解决该问题的技术手段。
第三，上述区别技术特征不属于本领域的公知常识，本领域技术人员难以由对比文件1的技术方案想到独立权利要求1的技术方案。该区别技术特征使得独立权利要求1的技术方案具有有益的技术效果，即通过颗粒结构提高光电二极管的光电转换效率，进而可以降低本征层的厚度，从而降低蚀刻难度，避免蚀刻时的应力问题。由此可知，本领域技术人员无法从对比文件1以及本领域的公知常识中得到技术启示，从而获得独立权利要求1的技术方案，并解决独立权利要求1实际所要解决的技术问题。
因此，独立权利要求1的技术方案相对于对比文件1以及本领域的公知常识结合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。
2.2关于独立权利要求2
独立权利要求2请求保护一种X射线探测基板，其引用独立权利要求1，在独立权利要求1的技术方案相对于对比文件1以及本领域的公知常识具备创造性的情况下，独立权利要求2也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3关于独立权利要求3
独立权利要求3请求保护一种光电二极管的制备方法，对比文件1公开了一种光电二极管的制备方法（参见说明书第50-65段、附图2）：沿入射光方向依次设置的P型层3、I型层5、N型层4以及位于所述N型层与所述P型层之间的用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构；所述颗粒结构包括金属银纳米颗粒。
该独立权利要求与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）形成的是N型硅层、I型硅层和P型硅层；（2）所述金属纳米颗粒的直径为大于50纳米，且小于或等于300纳米；（3）在形成的N型硅层上，形成用于产生表面等离子体激元共振的颗粒结构，并在形成的颗粒结构上，通过构图工艺形成I型硅层；所述I型硅层的厚度范围为大于或等于600纳米，且小于或等于900纳米。
基于上述区别技术特征，本申请所要解决的而技术问题在于：降低图形化I型硅层时的刻蚀难度，同时避免了刻蚀I型硅层时的应力问题。
对于区别技术特征（1)：硅和锗均是本领域惯用的光电二极管材料，用硅替换对比文件1中的锗材料对本领域技术人员来说是容易想到和实现的，其用于光电二极管的光电转化的效果也是可以预料的。
对于区别技术特征（2)：对比文件1公开了（参见说明书第54段）：所述金属纳米颗粒的平均直径为50nm。而表面等离子体激元共振的效果和纳米颗粒的材料，间距等因素均相关，根据材料、间距等的不同，选择合适大小的颗粒属于本领域技术人员的惯用手段。
对于区别技术特征（3）：首先，对比文件1公开了（参见说明书第60段）：PIN光电二极管中，I层较厚，几乎占据了整个耗尽区，且是通过离子注入将银离子注入到本征锗中得到复合结构，而本申请是在所述N型硅层上形成颗粒结构后再形成I型硅层，得到层状结构，即对比文件1与本申请中关于颗粒结构制备的方案的顺序不同，对本征层的厚度的影响也不同，最终得到的光电二极管的结构也是不相同的。
第二，根据对比文件1的技术方案，将银纳米颗粒埋入本征锗中，利用银纳米颗粒的局域表面等离子体共振增强作用，增强锗在近红外波段的光电效应，改善的是本征层的光电转化效果。本申请是将颗粒结构设置在N型硅层后再在其上上设置I型硅层，通过设置的颗粒结构提升光电转换效率以后可以降低I型硅层的厚度，降低蚀刻难度，避免蚀刻时的应力问题，可见，对比文件1中的技术方案将银纳米颗粒埋入本征锗中，且I层较厚以提升光电转换效果，对比文件1没有再将颗粒结构设置在N型硅层和I型硅层之间的动机，也没有再在N型硅层和I型硅层之间设置颗粒结构的需要。可见对比文件1未公开也未启示本申请所要解决的问题，更未公开或启示解决该问题的技术手段。
第三，上述区别技术特征不属于本领域的公知常识，本领域技术人员难以由对比文件1的技术方案想到独立权利要求3的技术方案。该区别技术特征使得独立权利要求3的技术方案具有有益的技术效果，即通过颗粒结构增加光电二极管的光电转化效率后，可以制备厚度较小的本征层，从而降低蚀刻难度，避免蚀刻时的应力问题。由此可知，本领域技术人员无法从对比文件1以及本领域的公知常识中得到技术启示，从而获得独立权利要求3的技术方案，并解决独立权利要求3实际所要解决的技术问题。
因此，独立权利要求3的技术方案相对于对比文件1以及本领域的公知常识结合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。
2.4关于从属权利要求4-6
从属权利要求4-6直接或间接引用独立权利要求3，在独立权利要求3的技术方案相对于对比文件1以及本领域的公知常识具备创造性的情况下，其从属权利要求4-6也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对驳回决定的相关意见和前置审查意见的评述
合议组认为：
第一：复审请求人在答复复审通知书时对权利要求书和说明书进行了修改，上述修改的内容能够从原说明书和权利要求书直接地、毫无疑义地确定，因此对权利要求书和说明书的修改符合专利法第33条的规定；
第二：该修改后的独立权利要求1和3的技术方案相对于对比文件1的现有技术存在多个区别技术特征，其中，区别技术特征（3）限定了与对比文件1不同的光电二极管结构和制备方法，虽然，颗粒结构所起的作用都是利用银纳米颗粒的局域表面等离子体共振增强作用，改善光电二极管的光电转化效果，但是颗粒结构所在光电二极管中的位置是不同的，对应的制备顺序也是不同的，对比文件1中将银纳米结构埋入了I型层中，得到是复合结构，而本申请是先设置颗粒结构后设置本征层，得到的是层结构，二者对所需要的I层的厚度的影响是不同的，本领域技术人员在对比文件1中的技术方案上没有动机也没有必要将复合结构改为层结构。
第三：该区别技术特征还能带来有益的技术效果，对比文件1的复合结构需要提升I层的厚度以提升光电转化效果，而本申请是通过设置的颗粒结构提升光电转换效率以后降低I型硅层的厚度，以降低蚀刻难度，避免蚀刻时的应力问题。因此，独立权利要求1-3及从属权利要求4-6的技术方案相对于对比文件1以及本领域的公知常识的结合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。
至于本申请相对于其他现有技术是否具备创造性，或者是否还存在其他实质性缺陷，皆留待原审查部门继续审查。
基于上述理由，合议组做出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年02月20日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在申请日2016年10月31日提交的说明书第1-101段、说明书附图图1-图5、说明书摘要、摘要附图，2019年06月05日提交的权利要求第1-6项的基础上对本申请继续进行审查。
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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