
发明创造名称:半导体结构及其制造方法
外观设计名称:
决定号:194176
决定日:2019-11-06
委内编号:1F269399
优先权日:2014-07-10
申请(专利)号:201510252597.3
申请日:2015-05-18
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:王晓峰
合议组组长:张念国
参审员:李莹
国际分类号:H01L29/78,H01L21/336,H01L29/06,H01L21/02
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征属于本领域的公知常识,或者,该区别技术特征的一部分被另外的对比文件公开并产生了相同的技术效果、该区别技术特征的其余部分属于本领域的公知常识,即现有技术中给出了将上述区别技术特征应用到该作为最接近的现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的技术启示,在上述对比文件和本领域公知常识相结合的基础上得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510252597.3,名称为“半导体结构及其制造方法”的发明专利申请(下称“本申请”)。申请人为台湾积体电路制造股份有限公司。本申请的申请日为2015年05月18日,优先权日为2014年07月10日,公开日为2016年01月27日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年09月19日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是权利要求1-14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:申请日2015年05月18日提交的说明书第1-84段、说明书附图图1-10、说明书摘要、摘要附图,2018年07月03日提交的权利要求第1-20项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种半导体结构,包括:
衬底;以及
外延区域,部分地设置在所述衬底中,包括:
具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质;所述物质的浓度分布从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;和
多层结构,所述多层结构的每一层的所述物质的平均浓度均不同于其他层,所述多层结构包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面,并且所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至23%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至31%的所述物质的浓度;和
掺杂物。
2. 根据权利要求1所述的半导体结构,其中,从周期表的第四族元素中选择所述物质。
3. 根据权利要求1所述的半导体结构,其中,所述第一层的所述底部厚度为从10nm至20nm。
4. 根据权利要求1所述的半导体结构,其中,所述底部包括从5nm至20nm的垂直厚度。
5. 根据权利要求1所述的半导体结构,其中,所述第二层中的所述掺杂物包括从1.5E20/cm3至3E20/cm3的掺杂浓度。
6. 根据权利要求1所述的半导体结构,其中,所述第一层包括掺杂浓度低于1E19/cm3的掺杂物。
7. 根据权利要求1所述的半导体结构,还至少包括位于所述衬底上并且邻近所述外延区域的栅极和间隔件。
8. 一种半导体结构,包括:
栅极,位于衬底的顶部上;以及
外延区域,邻近所述栅极设置在漏极区域和源极区域的至少一个中,所述外延区域包括:
锗浓度分布,从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;以及
多层结构,包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面;并且
所述第一层中的平均锗浓度为从10%至23%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置在所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至31%的锗浓度。
9. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述第一层的所述底部厚度为从10nm至20nm。
10. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述底部包括从5nm至20nm的垂直厚度。
11. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述第二层包括从1.5E20/cm3至3E20/cm3的硼浓度。
12. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述第二层中的所述锗浓度包括梯度分布。
13. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述第一层还包括低于1E19/cm3的硼掺杂浓度。
14. 根据权利要求8所述的半导体结构,其中,所述第一层中的锗浓 度包括梯度分布,其中,最高浓度与最低浓度之间的差值为10%。
15. 一种用于制造半导体结构的方法,包括:
在衬底中形成凹槽;以及
形成外延区域,所述外延区域包括多层结构,所述多层结构具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质,包括:
通过原位生长形成邻近所述外延区域与所述衬底的界面的第一层,所述第一层的所述物质的平均浓度为从10%到23%,所述第一层包括底部厚度和横向厚度,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
通过原位生长操作在所述第一层上方形成第二层,所述第二层的底部具有从20%到31%的所述物质的浓度;和
在所述第一层和所述第二层中形成掺杂物。
16. 根据权利要求15所述的方法,其中,形成所述凹槽包括:通过湿蚀刻、干蚀刻或它们的组合来蚀刻所述衬底。
17. 根据权利要求15所述的方法,其中,形成所述外延区域包括:执行循环沉淀蚀刻操作、选择性外延生长或它们的组合。
18. 根据权利要求15所述的方法,其中,在所述第一层中形成掺杂物包括:利用选自由III-V族元素组成的组中的掺杂物,执行原位掺杂或离子注入操作。
19. 根据权利要求15所述的方法,其中,在所述第二层中形成掺杂物包括:使用硼执行原位掺杂或离子注入操作。
20. 根据权利要求15所述的方法,还包括:在所述第二层上方形成具有为所述第二晶格常数的覆盖层。”
驳回决定引用了如下对比文件:
对比文件1:US2013/0109144A1,公开日为2013年05月02日;
对比文件2:CN 103270597A,公开日为2013年08月28日。
其中,对比文件1为最接近的现有技术。
驳回决定指出:
独立权利要求1、8与对比文件1相比,区别技术特征均为:底部厚度与横向厚度比率为约2;所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至23%;底部,具有从20%至31%的所述物质的浓度。由此可以确定权利要求1、8相对于对比文件1实际解决的技术问题是:不增加源漏区串联电阻以及减小泄露电流以及增加驱动电流。然而,对比文件1公开了底部厚度大于横向厚度,而具体比率是本领域技术人员根据实际串联电阻需求,通过有限的试验能够得出的,不必付出创造性的劳动。此外,具体的浓度范围,是本领域技术人员通过有限的试验能够得出的,不必付出创造性劳动。在对比文件1的基础上结合上述公知常识从而得到权利要求1、8的技术方案,对于本领域的技术人员而言是显而易见的,权利要求1、8不具有突出的实质性特点与显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2-3、6-7、9、13的附加技术特征被对比文件1公开,权利要求4-5、10-11的附加技术特征是通过有限的试验能够获得的,权利要求12的附加技术特征被对比文件2公开,权利要求14的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分是通过有限的试验能够获得的,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2-7、9-14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定的“其他说明”部分还指出了权利要求15-20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12月20日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,将独立权利要求1、8和15中的第一层中的所述物质的平均浓度修改为从10%至20%、第二层底部的所述物质的浓度修改为从20%至27%。复审请求时新修改的权利要求1、8和15如下:
“1. 一种半导体结构,包括:
衬底;以及
外延区域,部分地设置在所述衬底中,包括:
具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质;所述物质的浓度分布从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;和
多层结构,所述多层结构的每一层的所述物质的平均浓度均不同于其他层,所述多层结构包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面,并且所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度;和
掺杂物。”
“8. 一种半导体结构,包括:
栅极,位于衬底的顶部上;以及
外延区域,邻近所述栅极设置在漏极区域和源极区域的至少一个中,所述外延区域包括:
锗浓度分布,从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;以及
多层结构,包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面;并且
所述第一层中的平均锗浓度为从10%至20%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置在所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至27%的锗浓度。”
“15. 一种用于制造半导体结构的方法,包括:
在衬底中形成凹槽;以及
形成外延区域,所述外延区域包括多层结构,所述多层结构具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质,包括:
通过原位生长形成邻近所述外延区域与所述衬底的界面的第一层,所述第一层的所述物质的平均浓度为从10%到20%,所述第一层包括底部厚度和横向厚度,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
通过原位生长操作在所述第一层上方形成第二层,所述第二层的底部具有从20%到27%的所述物质的浓度;和
在所述第一层和所述第二层中形成掺杂物。”
复审请求人在意见陈述中认为:对比文件1并未提及通过控制外延区域的Ge浓度分布可以获得最少量的泄露电流和最大量的驱动电流的最佳性能水平,也未给出相应的技术启示,因此,无法获得该权利要求中的数值范围。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月26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:权利要求1中的Ge浓度数值范围原本为“10%-40%”和“20-35%”,为了规避对比文件1公开的25%和35%而缩小为“10-23%”和“20-31%”。而权利要求1中原本的数值范围“10%-40%”和“20-35%”能够解决本申请的技术问题,并得到获得最少量的泄露电流和最大量的驱动电流的最佳性能水平的技术效果,对比文件1公开的25%和35%落入上述范围,同样能够获得最少量的泄露电流和最大量的驱动电流的最佳性能水平的技术效果。另外,本申请中并未记载复审请求人规避对比文件1修改后的数值范围有何更优的技术效果。23%与25%、31%与35%数值接近,是对比文件1公开的数值范围周边的参数,本领域技术人员容易得出相近的数值参数。再次,对比文件1虽未明确提及最大化驱动电流,但是在源漏区中掺入晶格常数大于沟道的Ge原子,这是本领域技术人员周知的应变硅技术。应变硅技术是本领域中的常规基础性技术手段,其目的是通过源漏区与沟道之间的晶格差,对沟道施加应力,从而提高沟道处的载流子迁移率,进而降低电阻最大化驱动电流。可见,应变硅技术的本质目的就是最大化驱动电流。对比文件1(参见第[0034]段)明确提及了减小泄露电流的技术效果,在此基础上,为了得到最佳的泄漏电流与驱动电流,通过有限的试验本领域技术人员能够得出修改后的数值范围。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。
合议组于2015年05月29日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。复审通知书指出:权利要求1、8、15与对比文件1相比,区别技术特征均为:底部厚度与横向厚度比率为约2;所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%;底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度。基于上述区别技术特征可以确定权利要求1、8、15相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何设置底部尺寸比例而不增加源漏区串联电阻以及如何设置物质浓度以减小泄露电流和增加驱动电流。首先,对比文件1公开了底部厚度大于横向厚度,虽然未公开上述权利要求中的厚度比率为2,但是,这样的具体比率的设置是本领域技术人员根据实际串联电阻需求,通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。其次,对于具体的物质浓度范围,对比文件1已经公开了第一外延层L1中Ge浓度为25%,第二外延层L2中Ge浓度为35%,在此基础上,本领域技术人员容易做到通过常规试验对上述浓度进行所需要的调整,例如调整至本申请的范围,这不必付出创造性劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。综上所述,在对比文件1的基础上结合上述公知常识从而得到权利要求1、8、15的技术方案,对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此,上述权利要求不具有突出的实质性特点与显著的进步,不具有专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-3、6-7、9、13、20的附加技术特征被对比文件1公开,权利要求4-5、10-11的附加技术特征是通过有限的试验能够获得的,权利要求12的附加技术特征被对比文件2公开,权利要求14的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分是通过有限的试验能够获得的,权利要求16的附加技术特征是本领域的公知常识,权利要求17-19的附加技术特征部分被对比文件1公开、部分属于公知常识,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2-7、9-14、16-20也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:首先,本申请中并未记载权利要求1中修改后的数值范围有何更优的技术效果,也即上述数值范围的调整并未产生意料不到的技术效果。对比文件1中公开的第一外延层L1和第二外延层L2的Ge浓度25%和35%与本申请权利要求1中的“10-20%”和“20-27%”数值范围相近,大小关系也相同,本领域技术人员容易做到在对比文件1的基础上根据实际需求在相近范围内调整Ge浓度范围,上述调整并不需要付出创造性劳动,产生的技术效果也是可以预料到的。其次,本申请和对比文件1都是涉及SiGe应变沟道技术,这是本领域技术人员熟知的技术领域。虽然对比文件1并未明确提及其目的是最大化驱动电流和最小化泄露电流,但是,这两个技术改进的目标是本领域技术人员普遍追求的,对于对比文件1的技术方案,本领域技术人员能够确切知晓其第一外延层L1和第二外延层L2的Ge浓度的设置能够增加的驱动电流和减少的泄露电流,而在其基础上进一步地调整数值范围以实现本领域普遍追求的技术改进目标,是本领域技术人员通过常规技术手段容易做到的,并不需要付出创造性劳动。
复审请求人于2019年07月12日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,在独立权利要求1和15中加入了“其中,所述外延区域具有从下面的层到上面的层单调增加的Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布”,在独立权利要求8“锗浓度分布”之后加入了“和硼掺杂浓度分布”。复审请求时新修改的权利要求1、8和15如下:
“1. 一种半导体结构,包括:
衬底;以及
外延区域,部分地设置在所述衬底中,包括:
具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质;所述物质的浓度分布从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;和
多层结构,所述多层结构的每一层的所述物质的平均浓度均不同于其他层,所述多层结构包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面,并且所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度;和
掺杂物,
其中,所述外延区域具有从下面的层到上面的层单调增加的Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布。”
“8. 一种半导体结构,包括:
栅极,位于衬底的顶部上;以及
外延区域,邻近所述栅极设置在漏极区域和源极区域的至少一个中,所述外延区域包括:
锗浓度分布和硼掺杂浓度分布,均从接近所述衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加;以及
多层结构,包括:
第一层,邻近所述外延区域与所述衬底的界面;并且
所述第一层中的平均锗浓度为从10%至20%,所述第一层包括:
底部厚度;和
横向厚度,
其中,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
第二层,设置在所述第一层上方,包括:
底部,具有从20%至27%的锗浓度。”
“15. 一种用于制造半导体结构的方法,包括:
在衬底中形成凹槽;以及
形成外延区域,所述外延区域包括多层结构,所述多层结构具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质,包括:
通过原位生长形成邻近所述外延区域与所述衬底的界面的第一层,所述第一层的所述物质的平均浓度为从10%到20%,所述第一层包括底部厚度和横向厚度,所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;和
通过原位生长操作在所述第一层上方形成第二层,所述第二层的底部具有从20%到27%的所述物质的浓度;和
在所述第一层和所述第二层中形成掺杂物,
其中,所述外延区域具有从下面的层到上面的层单调增加的Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布。”
复审请求人认为:本申请中外延区域的Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布由底层向上单调增加是具有相互关联的,而这种关联关系并未被对比文件1或对比文件2公开。
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
(一)、审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时提交了经过修改的权利要求第1-20项。经审查,上述修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定,因此,本复审决定所依据的文本为:申请日2015年05月18日提交的说明书附图图1-10、说明书摘要、摘要附图,2018年01月24日提交的说明书第1-84段,2019年07月12日提交的权利要求第1-12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。
如果一项权利要求要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征属于本领域的公知常识,或者,该区别技术特征的一部分被另外的对比文件公开并产生了相同的技术效果、该区别技术特征的其余部分属于本领域的公知常识,即现有技术中给出了将上述区别技术特征应用到该作为最接近的现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的技术启示,在上述对比文件和本领域公知常识相结合的基础上得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同,即:
对比文件1:US2013/0109144A1,公开日为2013年05月02日;
对比文件2:CN103270597A,公开日为2013年08月28日。
其中,对比文件1为最接近的现有技术。
权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1:权利要求1请求保护一种半导体结构,对比文件1公开了一种半导体结构,并具体公开了如下内容(参见说明书第[0022]-[0048]段,附图3-9):Si衬底1;以及第一外延层L1和第二外延层L2(上述两个外延层相当于权利要求1中的外延区域),部分地设置在所述衬底1中,其中外延层L1、L2的材料均为SiGe(相当于外延层具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质);第一外延层L1和第二外延层L2构成多层结构,其中第二外延层L2的Ge含量大于第一外延层L1的Ge含量(相当于Ge浓度分布从接近衬底的部分到逐渐远离衬底的部分单调增加,和多层结构的每一层的所述物质的平均浓度不同于其他层),所述多层结构包括:第一外延层L1(相当于第一层),邻近所述外延区域和衬底1的界面,并且第一外延层L1中的Ge平均浓度为25%,所述第一外延层L1包括底部厚度和横向厚度,其中底部厚度大于横向厚度;第二外延层L2(相当于第二层),设置在所述第一外延层L1上方,其同样包括底部,具有35%的Ge浓度;第二外延层L2和第一外延层L1还包括B(相当于掺杂物),第二外延层L2中的B浓度大于第一外延层L1中的B浓度,同时,由于第二外延层L2的Ge含量大于第一外延层L1的Ge含量,因此,外延区域具有从下面的层到上面的层单调增加的Ge浓度分布和B掺杂浓度分布。
权利要求1与对比文件1相比,区别技术特征为:底部厚度与横向厚度比率为约2;所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%;底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度。
基于上述区别技术特征可以确定权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是:如何设置底部尺寸比例而不增加源漏区串联电阻以及如何设置物质浓度以减小泄露电流和增加驱动电流。
首先,对比文件1公开了底部厚度大于横向厚度,虽然未公开该权利要求中的厚度比率为2,但是,这样的具体比率的设置是本领域技术人员根据实际串联电阻需求,通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。其次,对于具体的物质浓度范围,对比文件1已经公开了第一外延层L1中Ge浓度为25%,第二外延层L2中Ge浓度为35%,在此基础上,本领域技术人员容易做到通过常规试验对上述浓度进行所需要的调整,例如调整至本申请的范围,这不必付出创造性劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。综上所述,在对比文件1的基础上结合上述公知常识从而得到权利要求1的技术方案,对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此,该权利要求不具有突出的实质性特点与显著的进步,不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
2:权利要求2是权利要求1的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0026]-[0027]段)已公开了所述物质为Ge(选自第四族元素),可见权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
3:权利要求3是权利要求1的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0032]段)公开了:所述第一外延层L1的底部厚度为20nm(公开了权利要求3的数值范围的端点),可见,权利要求3的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
4:权利要求4-5是权利要求1的从属权利要求,底部的垂直厚度的具体数值以及第二层中掺杂物的浓度是本领域技术人员根据实际需求通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
5:权利要求6是权利要求1的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0032]段)公开了:第一外延层L1由第一亚外延层Lint和第二亚外延层LB组成,其中第一亚外延层Lint中掺杂物浓度为0,第二亚外延层LB的浓度为1E19/cm3,据此,本领域技术人员能够直接毫无疑义地推定第一外延层L1的掺杂浓度低于1E19/cm3。可见权利要求6的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
6:权利要求7是权利要求1的从属权利要求,对比文件1(参见附图9)还公开了包括位于衬底1上并且邻近所述第一外延层L1和第二外延层L2的栅极GT和间隔件22,可见权利要求7的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
7:权利要求8请求保护一种半导体结构,对比文件1公开了一种半导体结构,并具体公开了如下内容(参见说明书第[0022]-[0048]段,附图3-9):栅极GT,位于衬底1顶部上;以及第一外延层L1和第二外延层L2(上述两层外延层构成外延区域),第一外延层L1接近衬底,第二外延层L2位于第一外延层L1上,邻近所述栅极GT设置在源极区域和漏极区域中;外延层L1、L2的材料均为SiGe,第一外延层L1中的Ge的平均浓度为25%,第二外延层L2中的Ge浓度为35%,并且,第二外延层L2中的B浓度大于第一外延层L1中的B浓度(相当于外延区域包括锗浓度分布和硼掺杂浓度分布,均从接近衬底的部分到逐渐远离所述衬底的部分单调增加);以及,多层结构,包括第一外延层LS,邻近所述外延区域与衬底1的界面,并且并且第一外延层L1中的Ge平均浓度为25%,所述第一外延层L1包括底部厚度和横向厚度,其中底部厚度大于横向厚度;第二外延层L2(相当于第二层),设置在所述第一外延层L1上方,其同样包括底部,具有35%的Ge浓度。
权利要求8与对比文件1相比,区别技术特征为:底部厚度与横向厚度的厚度比率为约2;所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%;底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度。
基于上述区别技术特征可以确定权利要求8相对于对比文件1实际解决的技术问题是:如何设置底部尺寸比例而不增加源漏区串联电阻以及如何设置物质浓度以减小泄露电流和增加驱动电流。
首先,对比文件1公开了底部厚度大于横向厚度,虽然未公开该权利要求中的厚度比率2,但是,这样的具体比率的设置是本领域技术人员根据实际串联电阻需求,通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。其次,对于具体的物质浓度范围,对比文件1已经公开了第一外延层L1中Ge浓度为25%,第二外延层L2中Ge浓度为35%,在此基础上,本领域技术人员容易做到通过常规试验对上述浓度进行所需要的调整,例如调整至本申请的范围,这不必付出创造性劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。综上所述,在对比文件1的基础上结合公知常识从而得到权利要求8的技术方案,对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求8不具有突出的实质性特点与显著的进步,不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
8:权利要求9是权利要求8的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0032]段)还公开了:第一外延层L1的底部厚度为20nm(公开了权利要求9的数值范围端点),可见权利要求9的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
9:权利要求10-11是权利要求8的从属权利要求,底部的具体垂直厚度以及第二层具体硼浓度是本领域技术人员根据实际需求通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
10:权利要求12是权利要求8的从属权利要求,对比文件2公开了一种半导体结构(参见第[0022]-[0044]段,附图3),其包括衬里313(相当于第一层)和帽层318(相当于第二层)组成的外延区域,其中衬里313的Ge浓度被设置为分级的从与Si衬底兼容的低浓度逐渐到达高浓度,位于衬里313之上的帽层318的Ge浓度被设置为分级从与衬里313兼容的浓度到达高浓度(相当于第二层的锗浓度包括梯度分布),上述内容在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,都是减少外延层与衬底之间、外延层相互之间晶格失配,即对比文件2给出了将上述内容应用于对比文件1中解决其技术问题的技术启示。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和公知常识获得该权利要求请求保护的技术方案,这对于本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
11:权利要求13是权利要求8的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0032]段)公开了:第一外延层L1由第一亚外延层Lint和第二亚外延层LB组成,其中第一亚外延层Lint中掺杂物浓度为0,第二亚外延层LB的浓度为1E19/cm3,据此,本领域技术人员能够直接毫无疑义地推定第一外延层L1的掺杂浓度低于1E19/cm3。可见权利要求13的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
12:权利要求14是权利要求8的从属权利要求,对比文件2公开了一种半导体结构(参见说明书第[0022]-[0044]段,附图3),其包括衬里313(相当于第一层)和帽层318(相当于第二层)组成的外延区域,其中衬里313的Ge浓度被设置为分级的从与Si衬底兼容的低浓度逐渐到达高浓度(相当于第一层的锗浓度包括梯度分布),位于衬里313之上的帽层318的Ge浓度被设置为分级从与衬里313兼容的浓度到达高浓度,上述内容在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,都是减少外延层与衬底之间、外延层相互之间晶格失配,即对比文件2给出了将上述内容应用于对比文件1中解决其技术问题的技术启示。此外,最高浓度与最低浓度之间的具体差值,是本领域技术人员根据实际需求通过有限的试验能够得出的,不必付出创造性的劳动。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
13:权利要求15请求保护一种用于制造半导体结构的方法,对比文件1公开了一种用于制造半导体结构的方法,并具体公开了如下内容(参见说明书第[0022]-[0048]段,附图3-9):在Si衬底1中形成凹槽R;以及,形成外延区域SD,所述外延区域SD包括第一外延层L1和第二外延层L2(上述两层相当于多层结构),第一外延层L1和第二外延层L2均由SiGe形成(相当于多层结构具有大于所述衬底的第二晶格常数的第一晶格常数的物质),包括:通过原位生长形成邻近所述外延区域SD与衬底1的界面的第一外延层L1,所述第一外延层L1的Ge平均浓度为25%;通过原位生长操作在所述第一外延层L1上方形成第二外延层L2,所述第二外延层L2底部具有35%的Ge浓度;在所述第一外延层L1和所述第二外延层L2中均掺杂由B(掺杂物的下位概念);所述第一外延层L1包括底部厚度和横向厚度,其中底部厚度大于横向厚度;第二外延层L2和第一外延层L1还包括B(相当于掺杂物),第二外延层L2中的B浓度大于第一外延层L1中的B浓度,同时,由于第二外延层L2的Ge含量大于第一外延层L1的Ge含量,因此,外延区域具有从下面的层到上面的层单调增加的Ge浓度分布和B掺杂浓度分布。
权利要求15与对比文件1相比,区别技术特征为:所述底部厚度与所述横向厚度的厚度比率为2;所述第一层中的所述物质的平均浓度为从10%至20%;底部,具有从20%至27%的所述物质的浓度。
基于上述区别技术特征可以确定权利要求15相对于对比文件1实际解决的技术问题是:
如何设置底部尺寸比例而不增加源漏区串联电阻以及如何设置物质浓度以减小泄露电流和增加驱动电流。
首先,对比文件1公开了底部厚度大于横向厚度,虽然未公开该权利要求中的厚度比例2,但是,这样的具体比率的设置是本领域技术人员根据实际串联电阻需求,通过常规试验能够得出的,不必付出创造性的劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。其次,对于具体的物质浓度范围,对比文件1已经公开了第一外延层L1中Ge浓度为25%,第二外延层L2中Ge浓度为35%,在此基础上,本领域技术人员容易做到通过常规试验对上述浓度进行所需要的调整,例如调整至本申请的范围,这不必付出创造性劳动,这样的调整属于本领域的公知常识。综上所述,在对比文件1的基础上结合上述公知常识从而得到权利要求15的技术方案,对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求15不具有突出的实质性特点与显著的进步,不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
14:权利要求16是权利要求15的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0039]段)还公开了:采用干蚀刻和湿蚀刻的组合来蚀刻所述衬底1。然而,采用湿蚀刻或干蚀刻来蚀刻衬底形成源漏极凹槽,是本领域技术人员的常规选择,属于公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,权利要求16也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
15:权利要求17是权利要求15的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0040-[0041]段])还公开了:外延区域SD通过选择性外延生长形成。此外,循环沉淀蚀刻操作或者循环沉淀蚀刻与选择性外延组合来形成外延层,是本领域技术人员的常规选择,属于公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,权利要求17也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
16:权利要求18是权利要求15的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0040]段)还公开了:采用原位掺杂在第一外延层L1中掺杂B(选自由III-V族元素组成的组中的掺杂物的下位概念);此外,采用离子注入掺杂B是本领域技术人员的常用技术手段,属于公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,权利要求18也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
17:权利要求19是权利要求15的从属权利要求,对比文件1(参见说明书第[0046]段)还公开了:使用硼执行原位掺杂在第二外延层L2中形成掺杂物;此外,采用离子注入掺杂B是本领域技术人员的常用技术手段,属于公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,权利要求19也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
18:权利要求20是权利要求15的从属权利要求,在所述第二外延层L2上形成第三外延层L3,第三外延层L3的材料为Si(相当于在第二层上形成具有基本上为所述第二晶格常数的覆盖层)。可见权利要求20的附加技术特征已被对比文件1公开,因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)、对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:复审请求人答复复审通知书时增加的技术特征,已经被对比文件1公开,参见对权利要求1、8和15的评述。另外,对于复审请求人声称的本申请中外延区域的Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布由底层向上单调增加是相互关联的意见陈述,首先,权利要求1、8和15均仅限定了Ge浓度分布和硼掺杂浓度分布由底层向上单调增加这一特征,未明确限定其中的必然关联性,而其限定的单调增加这一特征已经被对比文件1公开;其次,本申请说明书中也仅公开了通过硼掺杂水平等因素来寻找Ge浓度水平的范围,并未明确公开它们之间的单调增加是相互关联的,并且,本领域技术人员也不能根据原申请文件的记载直接地、毫无疑义地得到这一特征。因此,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予接受。
基于上述工作,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月19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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