发明创造名称：一种发光二极管外延片及其制备方法
外观设计名称：
决定号：192517
决定日：2019-10-10
委内编号：1F287111
优先权日：
申请（专利）号：201610591135.9
申请日：2016-07-25
复审请求人：华灿光电（浙江）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：刘佳秋
合议组组长：章放
参审员：刘国梁
国际分类号：H01L33/04;H01L33/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求相较于最接近的现有技术存在区别技术特征，该区别技术特征既未被现有技术公开，也不属于本领域的公知常识，且该区别技术特征能够使得该权利要求的技术方案获得有益的技术效果，则该权利要求的技术方案相对于现有技术具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610591135.9，名称为“一种发光二极管外延片及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为华灿光电（浙江）有限公司。本申请的申请日为2016年07月25日，公开日为2016年11月09日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年03月04日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1、4请求保护的技术方案与对比文件1（CN104300047A 公开日2015年01月21日）所公开的内容相比，其区别在于：1）非掺杂GaN层与P型层之间形成有超晶格应力释放层，超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1；2）发光层与N型层之间形成有电流扩展层。上述区别技术特征属于本领域的常规技术手段。因此，权利要求1、4相对于对比文件1和公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-3、5-6的附加技术特征属于本领域的常规技术选择。因此权利要求2-3、5-6也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：
申请日2016年07月25日提交的说明书第1-74段、说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图；
2018年11月26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. 一种发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、超晶格应力释放层、P型层、电子阻挡层、多量子阱层、电流扩展层、N型层；所述超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，所述超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN层和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1。
2. 根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格应力释放层中各层的厚度为1～10nm。
3. 根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述电流扩展层为N型掺杂的AlGaN层。
4. 一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在衬底上生长缓冲层；
在所述缓冲层上生长非掺杂GaN层；
在所述非掺杂GaN层上生长超晶格应力释放层，所述超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，所述超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN层和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1；
在所述超晶格应力释放层上生长P型层；
在所述P型层上生长电子阻挡层；
在所述电子阻挡层上生长多量子阱层；
在所述多量子阱层上生长电流扩展层；
在所述电流扩展层上生长N型层。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超晶格应力释放层中各层的厚度为1～10nm。
6. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述电流扩展层为 N型掺杂的AlGaN层。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年06月17日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征至少包括：在非掺杂GaN层和P型层之间的超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN层和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1。基于上述区别技术特征，解决的技术问题是：如何配合P型层优先多量子阱层生长，提高P型层中掺杂的Mg的活化效率。对比文件2-7均未公开本申请的应力释放层，其所起的作用也与本申请中的超晶格应力释放层所起的作用不同。同时该特征不属于本领域的公知常识。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年07月02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：第一，为了减缓衬底与外延层之间的晶格失配、降低衬底与外延层之间的应力、提高外延层晶体质量，而在衬底与外延层之间设置应力释放层，这仅仅属于本领域的常规技术手段；对于现有技术中常规的外延层结构，即，在衬底上从下往上生长N型层、发光层、P型层的结构，在衬底与N型层之间设置应力释放层是常见的应力缓冲手段；与之相应，对于本申请中这种外延层结构，即，在衬底上从下往上生长P型层、发光层、N型层的结构，在衬底与P型层之间设置应力释放层也是本领域技术人员容易想到的应力缓冲手段，无需付出创造性劳动；第二，交替层叠的MgN层和GaN层，或者交替层叠的AlGaN层和GaN层，均属于常规的应力释放层结构，在现有技术中也均有广泛应用，例如，对比文件2（CN 103236477A，公开日2013年08月07日）和对比文件3（CN 103296161A，公开日2013月09月11日）均公开了AlGaN/GaN交替堆叠结构组成的超晶格作为应力缓冲层（参见对比文件2说明书第[0002]-[0025]段、对比文件3说明书第[0002]-[0014]段）；对比文件6（CN103165779A， 公开日2013年06月19日）公开了GaN/MgN/GaN缓冲层结构，用于缓解衬底与外延层之间的晶格失配、减少应力（参见说明书第[0002]-[0031]段）。所以，本领域技术人员容易想到将上述两种常规的应力释放层结构应用于对比文件1中，从而达到减少衬底与外延层之间的应力、提高外延层晶体质量和LED发光效率的技术效果 ，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。
决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人未提交修改文本，因此本复审决定针对的文本与驳回决定针对的文本相同，即：申请日2016年07月25日提交的说明书第1-74段、说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图；2018年11月26日提交的权利要求第1-6项。
（二）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。
如果权利要求相较于最接近的现有技术存在区别技术特征，该区别技术特征既未被现有技术公开，也不属于本领域的公知常识，且该区别技术特征能够使得该权利要求的技术方案获得有益的技术效果，则该权利要求的技术方案相对于现有技术具备创造性。
本复审请求审查决定与驳回决定引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN104300047A，公开日：2015年01月21日。
1、权利要求1请求保护一种发光二极管外延片。对比文件1公开了一种发光二极管外延结构，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0020]-[0031]段、附图1-2）：所述发光二极管外延结构包括衬底1、以及依次层叠在所述衬底1上的三明治结构缓冲层2-4、非掺杂GaN层5、P型接触层6、P型GaN层7、电子阻挡层8、多量子阱层9、N型GaN层10。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比，其区别在于：1）非掺杂GaN层与P型层之间形成有超晶格应力释放层，超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1；2）发光层与N型层之间形成有电流扩展层。该区别技术特征可以减少极化和应力，避免因电极极化导致Mg的掺杂效率降低，进一步提高P型层中掺杂的Mg的活化效率，有利于载流子的捕获和载流子在发光区的均匀分布，使电子和空穴在多量子阱层充分复合发光，由此提高了发光二极管的发光效率。因此“非掺杂GaN层与P型层之间形成有超晶格应力释放层，超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1”的技术特征使得权利要求1的技术方案获得了有益的技术效果。另外，上述区别技术特征不属于本领域的公知常识。因此权利要求1的技术方案相对于对比文件1和公知常识具有突出的实质性特点和显著的进步，因而相对于对比文件1和公知常识具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求4请求保护一种发光二极管外延片的制备方法。对比文件1公开了一种发光二极管外延结构的制备方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0020]-[0031]段、附图1-2）：在衬底1上生长三明治结构缓冲层2-4；在缓冲层2-4上生长非掺杂GaN层5；在非掺杂GaN层5上生长P型接触层6；在P型接触层6上生长P型GaN层7；在P型GaN层7上生长电子阻挡层8；在电子阻挡层8上生长多量子阱层9；在多量子阱层9上生长N型GaN层10。
权利要求4请求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比，其区别在于：1）非掺杂GaN层与P型层之间生长超晶格应力释放层，超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1；2）发光层与N型层之间生长电流扩展层。该区别技术特征可以减少极化和应力，避免因电极极化导致Mg的掺杂效率降低，进一步提高P型层中掺杂的Mg的活化效率，有利于载流子的捕获和载流子在发光区的均匀分布，使电子和空穴在多量子阱层充分复合发光，由此提高了发光二极管的发光效率。因此“非掺杂GaN层与P型层之间形成有超晶格应力释放层，超晶格应力释放层包括交替层叠的MgN层和GaN层，或者，超晶格应力释放层包括交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN和P型掺杂的GaN层，0＜x＜1”的技术特征使得权利要求4的技术方案获得了有益的技术效果。另外上述区别技术特征不属于本领域的公知常识。因此权利要求4的技术方案相对于对比文件1和公知常识具有突出的实质性特点和显著的进步，因而相对于对比文件1和公知常识具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、从属权利要求2-3、5-6是权利要求1、4的从属权利要求，在其引用的权利要求相对于对比文件1和公知常识具备创造性的情况下，这些权利要求相对于对比文件1和公知常识也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对驳回决定及前置审查意见的评述
在驳回决定和前置审查意见中，原审查部门认为：第一，为了减缓衬底与外延层之间的晶格失配、降低衬底与外延层之间的应力、提高外延层晶体质量，而在衬底与外延层之间设置应力释放层，这仅仅属于本领域的常规技术手段；对于现有技术中常规的外延层结构，即，在衬底上从下往上生长N型层、发光层、P型层的结构，在衬底与N型层之间设置应力释放层是常见的应力缓冲手段；与之相应，对于本申请中这种外延层结构，即，在衬底上从下往上生长P型层、发光层、N型层的结构，在衬底与P型层之间设置应力释放层也是本领域技术人员容易想到的应力缓冲手段，无需付出创造性劳动；第二，交替层叠的MgN层和GaN层，或者交替层叠的AlGaN层和GaN层，均属于常规的应力释放层结构，在现有技术中也均有广泛应用，例如，对比文件2和对比文件3均公开了AlGaN/GaN交替堆叠结构组成的超晶格作为应力缓冲层（参见对比文件2说明书第[0002]-[0025]段、对比文件3说明书第[0002]-[0014]段）；对比文件6公开了GaN/MgN/GaN缓冲层结构，用于缓解衬底与外延层之间的晶格失配、减少应力（参见说明书第[0002]-[0031]段）。所以，本领域技术人员容易想到将上述两种常规的应力释放层结构应用于对比文件1中，从而达到减少衬底与外延层之间的应力、提高外延层晶体质量和LED发光效率的技术效果 。
对此合议组认为，本申请的超晶格应力层位置设置在非掺杂GaN和P型层之间，并非在衬底和外延层之间，也不是仅将现有结构中的N型层或P型层互换，本申请相对现有技术的改进点在于在掺杂GaN层和P型层之间设置材料堆叠的超晶格应力释放层，该应力释放层具有提高p型层中掺杂的Mg活化效率的技术效果。对比文件1未公开该超晶格应力层，并且在掺杂GaN层和P型层之间设置材料堆叠的超晶格应力释放层用于提高p型层中掺杂的Mg活化效率并非本领域的公知常识，因此权利要求1-6相对对比文件1和公知常识具备创造性。
对比文件2是将高温GaN缓冲层（相当于本申请中的非掺杂GaN层）的结构改为交替层叠的高温AlGaN缓冲层和高温N-GaN缓冲层，而不是在高温GaN缓冲层和N型GaN层之间增设交替层叠的高温AlGaN缓冲层和高温N-GaN缓冲层。因此，对比文件2中交替层叠的高温AlGaN缓冲层和高温N-GaN缓冲层的设置位置与本申请中超晶格应力释放层不同。与本申请中交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN层和P型掺杂的GaN层（0＜x＜1）相比，掺杂方式不同，在对比文件2中，是先长N型GaN层，再长P型GaN层。可见，衬底与外延层之间的晶格失配、应力等主要影响的是N型GaN层，并不存在极化导致Mg的掺杂效率或者活化效率低的问题。
对比文件3是将层叠在衬底上的缓冲层的结构改为由多个GaN层及多个AlGaN层相互交替层叠的层叠结构，而不是在非掺杂GaN层和P型层之间增设由多个GaN层及多个AlGaN层相互交替层叠的层叠结构。因此，对比文件3中交替层叠的多个AlGaN层和多个GaN的设置位置与本申请中超晶格应力释放层不同。与本申请中交替层叠的P型掺杂的AlxGa1-xN层和P型掺杂的GaN层（0＜x＜1）相比，掺杂方式不同，对比文件3中由多个GaN层及多个AlGaN层相互交替层叠的层叠结构起到的作用是减小外延边缘波长与中心波长的差值，与本申请中通过超晶格应力释放层减小极化，配合P型层优先多量子阱层生长，提高P型层中掺杂的Mg的活化效率起到的作用完全不同。
对比文件6中粗化层3和氮化物材料层4位于下半导体层2和上半导体层5之间，与本申请中位于非掺杂GaN层和P型层之间的超晶格应力释放层的设置位置不同。而且对比文件6中氮化物材料层4为单层MgN复合物，并且粗化层3的多个突起穿过氮化物材料层4，因此粗化层3和氮化物材料层4的组合结构，与本申请中MgN层和GaN层交替层叠形成的超晶格应力释放层不同，对比文件6中是利用氮化物材料层的结构特征（多个突起穿过形成的纳米尺寸掩膜）降低GaN半导体层的差排缺陷，与本申请中通过超晶格应力释放层减小极化，配合P型层优先多量子阱层生长，提高P型层中掺杂的Mg的活化效率起到的作用不同。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年03月04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以下述文本为基础继续进行审批程序：
复审请求人于2016年07月25日提交的说明书第1-74段、说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图；
复审请求人于2018年11月26日提交的权利要求第1-6项。
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。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
