发明创造名称：半导体装置及其制造方法
外观设计名称：
决定号：192505
决定日：2019-10-14
委内编号：1F284184
优先权日：2010-07-30
申请（专利）号：201610065159.0
申请日：2011-01-14
复审请求人：台湾积体电路制造股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王磊
合议组组长：钟翊
参审员：周江
国际分类号：H01L21/205，H01L21/762，H01L29/04，H01L29/06
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征，其中一部分区别技术特征属于公知常识，另一部分区别技术特征既未被其它现有技术所公开，也不属于本领域的公知常识，且上述另一部分区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则该权利要求相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610065159.0，名称为“半导体装置及其制造方法”的发明专利申请（下称本申请）。其母案申请号为201110021186.5，母案申请日为2011年01月14日，申请人为台湾积体电路制造股份有限公司。本申请的分案申请递交日为2016年01月29日，优先权日为2010年07月30日，公开日为2016年05月11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年02月11日发出驳回决定，以权利要求1-9不符合专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件1（US2009/0039361A1，公开日为2009年02月12日）和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。权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：1)沟槽以及沟槽隔离区位于半导体基底内；2）凹口形状为倒梯型，且该倒梯型凹口具有一底部延伸于该倒梯型凹口侧壁的底端之间，该底部与该倒梯型凹口侧壁之间夹有一钝角；3）该倒梯型凹口自多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该倒梯型凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。上述区别技术特征（1）-（4）均为公知常识，因此权利要求1不具备创造性。从属权利要求2的附加技术特征在对比文件1中公开，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求3与对比文件1的区别技术特征在于：1)多个第一沟槽形成于半导体基底内并填入第一材料；第二沟槽位于半导体基底内，且形成于多个第一沟槽之间；2）该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角；3）其中至少一部分的该凹口至所述多个第一沟槽的一底面的下方，且该凹口的侧壁并未延伸至多个第一沟槽邻接于该第二沟槽的一侧面与多个第一沟槽的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。上述区别技术特征（1）-（4）均为公知常识，因此权利要求3不具备创造性。从属权利要求4的附加技术特征在对比文件1中公开，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求5与对比文件1的区别技术特征在于： 1)多个沟槽隔离区以及具有第一深度的沟槽形成于半导体基底内；2）该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角；3）该凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。上述区别技术特征（1）-（4）均为公知常识，因此权利要求5不具备创造性。从属权利要求6-9的附加技术特征属于公知常识，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：分案申请递交日2016年01月29日提交的说明书第1-42段，说明书附图图1-6，说明书摘要，摘要附图；2018年10月08日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种半导体装置，包括：
一半导体基底，具有多个沟槽隔离区，一沟槽及位于该沟槽下方的一倒梯型凹口，其中该沟槽形成于所述多个沟槽隔离区之间，该沟槽的侧壁包括所述多个沟槽隔离区且该倒梯型凹口延伸于所述多个沟槽隔离区的下方，该倒梯型凹口的侧壁具有(111)晶面取向，且该倒梯型凹口具有一底部延伸于该倒梯型凹口侧壁的底端之间，该底部与该倒梯型凹口侧壁之间夹有一钝角，该沟槽的深度与该倒梯型凹口的侧壁的长度比率等于或大于0.5，其中该倒梯型凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至所述多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该倒梯型凹口的侧壁并未延伸至所述多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与所述多个沟槽隔离区的该底面的交点；
一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。
2. 如权利要求1所述的半导体装置，其中该半导体基底具有(111)晶面取向。
3. 一种半导体装置，包括：
一半导体基底；
多个第一沟槽，形成于该半导体基底内并填入一第一材料；
一第二沟槽，位于该半导体基底内且形成于所述多个第一沟槽之间；
一凹口，位于该半导体基底内且位于该第二沟槽下方，该凹口的侧壁具有(111)晶面取向且该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角，该第二沟槽的深度大于或等于该 凹口侧壁的长度的一半，其中至少一部分的该凹口延伸至所述多个第一沟槽的一底面下方，且该凹口侧壁并未延伸至所述多个第一沟槽邻接于该第二沟槽的一侧面与所述多个第一沟槽的该底面的交点；
一三五族缓冲层，形成于该凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
一三五族外延层，形成于该第二沟槽及该凹口内，且位于该三五族缓冲层上，且该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。
4. 如权利要求3所述的半导体装置，其中该半导体基底具有(111)晶面取向。
5. 一种半导体装置制造方法，包括：
提供一基底；
在基底内形成多个沟槽隔离区；
实施一第一蚀刻，以在该基底内形成具有一第一深度的一沟槽；
实施一第二蚀刻，以在该基底内的该沟槽底部及所述多个沟槽隔离区之间形成一凹口，该第二蚀刻露出该基底的(111)晶面，顺着该基底的(111)晶面的侧壁具有一第二距离且该凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至所述多个沟槽隔离区的该底面的下方，该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角，且该凹口侧壁并未延伸至所述多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与所述多个沟槽隔离区的该底面的交点，该第一深度为该第二距离的0.5至0.75；
在该凹口上形成一三五族缓冲层，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
在该凹口内及该三五族缓冲层上外延成长一三五族材料，且该三五族材料由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成。
6. 如权利要求5所述的半导体装置制造方法，还包括在实施该第一蚀刻之前，在所述多个隔离区内填入一第一材料，其中该第一蚀刻包括各向同性蚀刻。
7. 如权利要求5所述的半导体装置制造方法，还包括在实施该第一蚀刻之前，在所述多个隔离区内填入一第一材料，其中所述多个隔离区的厚度大于该第一深度。
8. 如权利要求5所述的半导体装置制造方法，其中该基底包括硅块材且具有(001)表面取向。
9. 如权利要求5所述的半导体装置制造方法，其中至少使用氢氧化铵或氢氧化四甲基铵来实施该第二蚀刻。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年05月27日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的修改替换页，包括权利要求第1-9项，其中在原权利要求1，3，5中加入技术特征“该三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向”。复审请求人认为：对比文件1并未公开上述新加入的技术特征，其也不属于公知常识。通过如本申请修改后的权利要求1所述三五族外延层(1-100)面的设置，使得由(111)表面朝三五族外延层的(0001)方向延伸的穿越差排与(1-100)面相交时，穿越差排将转向朝(1-100)方向延伸直到接触沟槽隔离区的侧壁为止，借此使得三五族外延层的中央部分(位于凹口底部正上方的部分)不会出现穿越差排，进而可省略后续处理过程以简化工艺。复审请求时新修改的权利要求1，3，5如下：
“1. 一种半导体装置，包括：
一半导体基底，具有多个沟槽隔离区，一沟槽及位于该沟槽下方的一倒梯型凹口，其中该沟槽形成于所述多个沟槽隔离区之间，该沟槽的侧壁包括所述多个沟槽隔离区且该倒梯型凹口延伸于所述多个沟槽隔离区的下方，该倒梯型凹口的侧壁具有(111)晶面取向，且该倒梯型凹口具有一底部延伸于该倒梯型凹口侧壁的底端之间，该底部与该倒梯型凹口侧壁之间夹有一钝角，该沟槽的深度与该倒梯型凹口的侧壁的长度比率等于或大于0.5，其中该倒梯型凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至所述多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该倒梯型凹口的侧壁并未延伸至所述多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与所述多个沟槽隔离区的该底面的交点；
一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。
3. 一种半导体装置，包括：
一半导体基底；
多个第一沟槽，形成于该半导体基底内并填入一第一材料；
一第二沟槽，位于该半导体基底内且形成于所述多个第一沟槽之间；
一凹口，位于该半导体基底内且位于该第二沟槽下方，该凹口的侧壁具有(111)晶面取向且该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间， 且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角，该第二沟槽的深度大于或等于该凹口侧壁的长度的一半，其中至少一部分的该凹口延伸至所述多个第一沟槽的一底面下方，且该凹口侧壁并未延伸至所述多个第一沟槽邻接于该第二沟槽的一侧面与所述多个第一沟槽的该底面的交点；
一三五族缓冲层，形成于该凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
一三五族外延层，形成于该第二沟槽及该凹口内，且位于该三五族缓冲层上，且该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。
5. 一种半导体装置制造方法，包括：
提供一基底；
在基底内形成多个沟槽隔离区；
实施一第一蚀刻，以在该基底内形成具有一第一深度的一沟槽；
实施一第二蚀刻，以在该基底内的该沟槽底部及所述多个沟槽隔离区之间形成一凹口，该第二蚀刻露出该基底的(111)晶面，顺着该基底的(111)晶面的侧壁具有一第二距离且该凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至所述多个沟槽隔离区的该底面的下方，该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角，且该凹口侧壁并未延伸至所述多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与所述多个沟槽隔离区的该底面的交点，该第一深度为该第二距离的0.5至0.75；
在该凹口上形成一三五族缓冲层，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及
在该凹口内及该三五族缓冲层上外延成长一三五族材料，且该三五族 材料由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率，该三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年06月05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：虽然对比文件1没有公开上述技术特征，但是在对比文件1公开了三五族外延层的基础上，GaN是常见的三五族材料，选择GaN的晶体方向是本领域的常规设置，GaN形成于基底（111）表面上，由于基底和GaN晶向导致的缺陷必然会朝GaN的（0001）方向延伸，随着GaN的生长，差排的方向也是会发生变化是本领域的公知，当其与GaN的（1-100）面相交时，必然会将穿越差排的延伸方向改变至（1-100）方向，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
复审请求人在2019年05月27日提交复审请求时提交了权利要求书的修改替换页，包括权利要求第1-9项，经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定针对的文本为：复审请求人于分案申请递交日2016年01月29日提交的说明书第1-42段，说明书附图图1-6，说明书摘要，摘要附图；2019年05月27日提交的权利要求第1-9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。”
如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，上述区别技术特征既未被其它现有技术所公开，也不属于本领域的公知常识，且上述区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则该权利要求相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定所引用的对比文件相同，即：
对比文件1：US2013/0125968A1，公开日为2009年02月12日，其作为最接近的现有技术。
2.1权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种半导体装置。对比文件1公开了一种半导体装置，具体公开了以下内容（参见说明书第[84]、[102]-[115]段，附图5A-5B、14A-15D）：包括：半导体基底310，位于半导体基底310上的介电层1404，介电层1404具有多个开口1406，并由该多个开口1406分隔为多个分隔区，该多个开口1406形成于该介电层1404的多个分隔区之间，且该多个开口1406的侧壁1407包括介电层1404的该多个分隔区，半导体基底310具有一位于开口1406下方的凹口1410，该凹口1410延伸于介电层1404的多个分隔区的下方，该凹口1410的侧壁具有（111）晶面取向，开口1406的宽度为w1，长度为h1，h1/w1≥0.5，例如≥1，凹口1410的侧壁表面1412（1504）与水平面的夹角为57°，由此可以得出，h1与凹口1410的侧壁长度的比为≥0.54（落入沟槽的深度与该凹口的侧壁的长度比率等于和大于0.5的范围内），以及一三五族材料（对应一三五族外延层）外延生长于凹口1410及开口1406中，位错缺陷终止于凹口1410最低点以上的一定高度H1，且H1≤h1 d1，其中d1为凹口1410的最大深度（参见附图15A，即凹口1410的侧壁以及开口1406的一部分侧壁阻挡了位错生长）。
权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征包括：1)沟槽以及沟槽隔离区位于半导体基底内；2）凹口形状为倒梯型，且该倒梯型凹口具有一底部延伸于该倒梯型凹口侧壁的底端之间，该底部与该倒梯型凹口侧壁之间夹有一钝角；3）该倒梯型凹口自多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该倒梯型凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率；5）三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。基于上述区别技术特征，可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：1）通过将沟槽隔离区以及沟槽设置于半导体基底内，在保证沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果；2）提供一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案；3）通过调整凹口的设置位置来控制沟槽的位错阻挡效果；4）优化III-V族外延层的性能；5）利用GaN材料晶体特性消除线位错，提高外延层质量。
对于区别技术特征1），根据对比文件1公开的上述内容可知，具有位错阻挡效果的沟槽由介电层1404之间的开口1406形成，且介电层可位于不同半导体器件之间以进行隔离（参见说明书第94段以及附图8）；而在半导体集成电路制造工艺中，将隔离结构直接设置于半导体基底内的沟槽隔离工艺可以获得更好的隔离效果是本领域的公知常识。在此基础上，为了在保证沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果，本领域技术人员容易想到：将具有开口1406的介电层1404设置于半导体基底内，此时作为沟槽隔离结构的介电层1404与开口1406均位于半导体基底中。
对于区别技术特征2），由于本领域在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的常用方法为侧向外延生长方法，该方法中决定生长的关键因素为凹口的侧壁，而并非凹口底部的形状，且对比文件1与本申请中凹口均具有倾斜的侧壁，在此基础上，选择将凹口的形状设置为倒梯型还是V型是本领域技术人员根据开口宽度进行的常规设计，其仅提供了一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案，并未带来任何预料不到的技术效果，在设置为倒梯型的基础上，该倒梯型凹口的底部与该倒梯型凹口侧壁之间必然为钝角，属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征3），根据对比文件1公开的内容“位错缺陷终止于凹口1410最低点以上的一定高度H1，低于开口1406的最高点，且H1≤h1 d1”可知，只要凹口1410的深度和开口1406的长度满足上述关系即可保证位错阻挡效果，凹口1410的深度越深，位错缺陷的终止深度越深，越能保证位错阻挡效果。在此基础上，结合对于区别技术特征1）、2）的评述，本领域技术人员容易想到：将凹口1410的位置设置在介电层1404底面下方从而控制沟槽的位错阻挡效果。而选择将凹口1410的位置设置在两介电层1404底面之间的下方还是介电层1404的底面正下方（此时倒梯型凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点）是本领域技术人员根据凹口形状、开口宽度等影响因素所进行的常规选择。
对于区别技术特征4），在生长外延层之前，先生长一层缓冲层是本领域技术人员的常用技术手段，而使用五族的成长源和三族的前驱物形成三五族材料是本领域的常规设置，其必然有一个五族/三族比率，而本领域技术人员在三五族材料生长过程中设置其III/V比率是本领域技术人员的常用手段，通过有限的实验将其设置为缓冲层的比率小于外延层的比率，不需要付出创造性劳动。
对于区别技术特征5），对比文件1并未公开上述区别技术特征，且上述区别技术特征也不属于公知常识，而上述区别技术特征能够实现在外延GaN层的具体情况下，利用GaN材料的晶体特性实现消除线位错以提高外延质量的有益技术效果。
因此权利要求1请求保护的技术方案相对于对比文件1和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款关于创造性的规定。
2.2从属权利要求2直接引用权利要求1，在权利要求1具备创造性时，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权利要求3具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3请求保护一种半导体装置。对比文件1公开了一种半导体装置，具体公开了以下内容（参见说明书第[84]、[102]-[115]段，附图5A-5B、14A-15D）：包括：半导体基底310，位于半导体基底310上的介电层1404，介电层1404具有多个开口1406，且该介电层1404的材料可为二氧化硅，半导体基底310具有一位于开口1406下方的凹口1410，该凹口1410的侧壁具有（111）晶面取向，开口1406的宽度为w1，长度为h1，h1/w1≥0.5，例如≥1，凹口1410的侧壁表面1412（1504）与水平面的夹角为57°，由此可以得出，h1与凹口1410的侧壁长度的比为≥0.54，以及一三五族材料（对应一三五族外延层）外延生长于凹口1410及开口1406中，位错缺陷终止于凹口1410最低点以上的一定高度H1，且H1≤h1 d1，其中d1为凹口1410的最大深度（参见附图15A，即凹口1410的侧壁以及开口1406的一部分侧壁阻挡了位错生长）。
权利要求3与对比文件1相比，区别技术特征包括：1)多个第一沟槽形成于半导体基底内并填入第一材料；第二沟槽位于半导体基底内，且形成于多个第一沟槽之间；2）该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角；3）其中至少一部分的该凹口至所述多个第一沟槽的一底面的下方，且该凹口的侧壁并未延伸至多个第一沟槽邻接于该第二沟槽的一侧面与多个第一沟槽的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率；5）三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。基于上述区别技术特征，可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：1）在保证第二沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果；2）提供一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案；3）通过调整凹口的设置位置来控制第二沟槽的位错阻挡效果；4）优化III-V族外延层的性能；5）利用GaN材料晶体特性消除线位错，提高外延层质量。
对于区别技术特征1），根据对比文件1公开的上述内容可知，具有位错阻挡效果的沟槽由介电层1404之间的开口1406形成，且介电层可位于不同半导体器件之间以进行隔离（参见说明书第94段以及附图8）；而在半导体集成电路制造工艺中，将隔离结构直接设置于半导体基底内的沟槽隔离工艺可以获得更好的隔离效果是本领域的公知常识。在此基础上，为了在保证沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果，本领域技术人员容易想到：将具有开口1406的介电层1404设置于半导体基底内，将介电层1404作为沟槽隔离结构，此时开口1406即位于半导体基底中的多个介电层1404之间。而通过在半导体基底内先形成沟槽再填入材料的方法形成沟槽隔离结构是本领域技术人员的常用技术手段。
对于区别技术特征2），由于本领域在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的常用方法为侧向外延生长方法，该方法中决定生长的关键因素为凹口的侧壁，而并非凹口底部的形状，且对比文件1与本申请中凹口均具有倾斜的侧壁，在此基础上，选择将凹口的形状设置为具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间（如倒梯型）还是V型是本领域技术人员根据开口宽度进行的常规设计，其仅提供了一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案，并未带来任何预料不到的技术效果，在设置为倒梯型的基础上，该倒梯型凹口的底部与该倒梯型凹口侧壁之间必然为钝角，属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征3），根据对比文件1公开的内容“位错缺陷终止于凹口1410最低点以上的一定高度H1，低于开口1406的最高点，且H1≤h1 d1”可知，只要凹口1410的深度和开口1406的长度满足上述关系即可保证位错阻挡效果，凹口1410的深度越深，位错缺陷的终止深度越深，越能保证位错阻挡效果。在此基础上，结合对于区别技术特征1）、2）的评述，本领域技术人员容易想到：将凹口1410的位置设置在介电层1404底面下方从而控制沟槽的位错阻挡效果。而选择将凹口1410的位置设置在两介电层1404底面之间的下方还是介电层1404的底面正下方（此时倒锑型凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点）是本领域技术人员根据凹口形状、开口宽度等影响因素所进行的常规选择。
对于区别技术特征4），在生长外延层之前，先生长一层缓冲层是本领域技术人员的常用技术手段，而使用五族的成长源和三族的前驱物形成三五族材料是本领域的常规设置，其必然有一个五族/三族比率，而本领域技术人员在三五族材料生长过程中设置其III/V比率是本领域技术人员的常用手段，通过有限的实验将其设置为缓冲层的比率小于外延层的比率，不需要付出创造性劳动。
对于区别技术特征5），对比文件1并未公开上述区别技术特征，且上述区别技术特征也不属于公知常识，而上述区别技术特征能够实现在外延GaN层的具体情况下，利用GaN材料的晶体特性实现消除线位错以提高外延质量的有益技术效果。
因此权利要求3请求保护的技术方案相对于对比文件1和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款关于创造性的规定。
2.4从属权利要求4直接引用权利要求3，在权利要求3具备创造性时，权利要求4也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5权利要求5具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5请求保护一种半导体装置制造方法。对比文件1公开了一种半导体装置的制造方法，具体公开了以下内容（参见说明书第[84]、[102]-[115]段，附图5A-5B、14A-15D）：包括：提供一半导体基底310，在半导体基底310上形成介电层1404，通过RIE（对应第一刻蚀）在介电层1404中形成多个开口1406，此时，介电层1401由该多个开口1406分割为多个分隔区，执行湿法刻蚀，在半导体基底310形成一位于开口1406底部及多个分隔区之间的凹口1410，该凹口1410的侧壁具有（111）晶面取向（对应该第二刻蚀露出该基底的（111）晶向），开口1406的宽度为w1，长度为h1，h1/w1≥0.5，例如≥1，凹口1410的侧壁表面1412（1504）与水平面的夹角为57°，由此可以得出，h1与凹口1410的侧壁长度的比为≥0.54（介于0.5与0.75之间），以及在凹口1410及开口1406中外延生长一三五族材料（对应一三五族外延层）。
权利要求5与对比文件1相比，区别技术特征包括：1)多个沟槽隔离区以及具有第一深度的沟槽形成于半导体基底内；2）该凹口具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间，且该底部与该凹口侧壁之间夹有一钝角；3）该凹口自所述多个沟槽隔离区的一底面的上方延伸至多个沟槽隔离区的该底面的下方，且该凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点；4）一三五族缓冲层，形成于该倒梯型凹口内，该三五族缓冲层由一五族的第一成长源及一三族的第一前驱物形成，且该五族的第一成长源和该三族的第一前驱物具有一第一五族/三族(V/III)比率；以及一三五族外延层，形成于该沟槽及该倒梯型凹口内，且位于该三五族缓冲层上，该三五族外延层由一五族的第二成长源及一三族的第二前驱物形成，且该五族的第二成长源和该三族的第二前驱物具有一第二五族/三族(V/III)比率，其中该第一五族/三族(V/III)比率小于该第二五族/三族(V/III)比率；5）三五族外延层是由GaN制成，该三五族外延层具有(1-100)面，且该(1-100)面将穿越差排的延伸方向改变至(1-100)方向。基于上述区别技术特征，可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：1）通过将多个沟槽隔离区以及第一深度的沟槽设置于半导体基底内，在保证沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果；2）提供一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案；3）通过调整凹口的设置位置来控制沟槽的位错阻挡效果；4）优化III-V族外延层的性能；5）利用GaN材料晶体特性消除线位错，提高外延层质量。。
对于区别技术特征1），根据对比文件1公开的上述内容可知，具有位错阻挡效果的沟槽由介电层1404之间的开口1406形成，且介电层可位于不同半导体器件之间以进行隔离（参见说明书第94段以及附图8）；而在半导体集成电路制造工艺中，将隔离结构直接设置于半导体基底内的沟槽隔离工艺可以获得更好的隔离效果是本领域的公知常识。在此基础上，为了在保证沟槽位错阻挡效果的同时，获得更好的隔离效果，本领域技术人员容易想到：将具有开口1406的介电层1404设置于半导体基底内，此时作为沟槽隔离结构的介电层1404与开口1406均位于半导体基底中。
对于区别技术特征2），由于本领域在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的常用方法为侧向外延生长方法，该方法中决定生长的关键因素为凹口的侧壁，而并非凹口底部的形状，且对比文件1与本申请中凹口均具有倾斜的侧壁，在此基础上，选择将凹口的形状设置为具有一底部延伸于该凹口侧壁的底端之间（如倒锑型）还是V型是本领域技术人员根据开口宽度进行的常规设计，其仅提供了一种在半导体基底的凹口中外延生长III-V族材料的该凹口形状的可替换方案，并未带来任何预料不到的技术效果，在设置为倒梯型的基础上，该倒梯型凹口的底部与该倒梯型凹口侧壁之间必然为钝角，属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征3），根据对比文件1公开的内容“位错缺陷终止于凹口1410最低点以上的一定高度H1，低于开口1406的最高点，且H1≤h1 d1”可知，只要凹口1410的深度和开口1406的长度满足上述关系即可保证位错阻挡效果，凹口1410的深度越深，位错缺陷的终止深度越深，越能保证位错阻挡效果。在此基础上，结合对于区别技术特征1）、2）的评述，本领域技术人员容易想到：将凹口1410的位置设置在介电层1404底面下方从而控制沟槽的位错阻挡效果。而选择将凹口1410的位置设置在两介电层1404底面之间的下方还是介电层1404的底面正下方（此时倒锑型凹口的侧壁并未延伸至多个沟槽隔离区邻接于该沟槽的一侧面与多个沟槽隔离区的该底面的交点）是本领域技术人员根据凹口形状、开口宽度等影响因素所进行的常规选择。
对于区别技术特征4），在生长外延层之前，先生长一层缓冲层是本领域技术人员的常用技术手段，而使用五族的成长源和三族的前驱物形成三五族材料是本领域的常规设置，其必然有一个五族/三族比率，而本领域技术人员在三五族材料生长过程中设置其III/V比率是本领域技术人员的常用手段，通过有限的实验将其设置为缓冲层的比率小于外延层的比率，不需要付出创造性劳动。
对于区别技术特征5），对比文件1并未公开上述区别技术特征，且上述区别技术特征也不属于公知常识，而上述区别技术特征能够实现在外延GaN层的具体情况下，利用GaN材料的晶体特性实现消除线位错以提高外延质量的有益技术效果。
因此权利要求5请求保护的技术方案相对于对比文件1和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款关于创造性的规定。
2.6从属权利要求6-9直接引用权利要求5，在权利要求5具备创造性时，权利要求6-9也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对驳回决定以及前置审查意见的评述
对于驳回决定和前置审查意见，合议组认为：对比文件1中虽公开了涉及三五族材料，但其所述三五族材料1500为GaAs或InP，而上述GaAs或InP两种材料虽与GaN材料同属于三五族材料，但是上述两种材料为立方晶体结构，而本申请复审请求时提交的权利要求修改中特别强调了外延材料为GaN，而GaN虽也属三五族材料，但其晶体结构为六方晶结构，与对比文件1所述GaAs或InP晶体结构不同，在对比文件1专注于解决GaAs或InP材料的线位错缺陷的前提下，本领域技术人员在对比文件1的基础上难以实现针对GaN材料的线位错缺陷进行处理以提高GaN材料的外延质量，且由于六方晶GaN材料与对比文件1中所述立方晶的两种材料在晶体结构上有所不同，因此本领域技术人员不能从对比文件1中公开的消除立方晶材料线位错缺陷的技术方案中得到技术启示，获得利用六方晶体结构GaN中的(1-100)面将线位错的延伸方向改变至(1-100)方向，也即平行于侧壁的410，从而消除GaN材料中的线位错缺陷以提高外延质量的技术方案；另外，对比文件1中所公开的针对GaAs或InP材料消除线位错缺陷的技术方案并未使上述两种材料的线位错改变方向，而是保持线位错延伸方向直至其遇到绝缘材料侧壁而终止，但本申请技术方案则利用GaN材料中的(1-100)面将线位错方向改变以平行相应凹槽侧壁，由此使其沿平行于侧壁方向延伸直至其遇到绝缘材料侧壁而终止，采用此技术方案的另一优点在于：对绝缘材料侧壁高度的选择自由度提高，在线位错方向改变的情况下，其沿垂直于衬底表面方向的延伸距离缩短，使其相对于绝缘材料侧壁的高度在较低高度即能与绝缘侧壁相遇而终止，这就降低了绝缘材料侧壁的高度，由此降低成本并能使器件整体结构小型化。因此权利要求1-9相对于对比文件1和公知常识的结合具备创造性。
基于上述理由，合议组对驳回决定和前置审查意见不予支持。至于本申请是否还存在其它不符合专利法及实施细则的缺陷，留待原审查部门在后续程序中继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019 年02 月11 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复审请求人于分案申请递交日2016年01月29日提交的说明书第1-42段，说明书附图图1-6，说明书摘要，摘要附图；2019年05月27日提交的权利要求第1-9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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