发明创造名称：一种提高光吸收率的量子阱红外探测器及其制作方法
外观设计名称：
决定号：194878
决定日：2019-11-13
委内编号：1F275135
优先权日：
申请（专利）号：201710499000.4
申请日：2017-06-27
复审请求人：上海集成电路研发中心有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张一文
合议组组长：张念国
参审员：孙重清
国际分类号：H01L31/101，H01L31/0352，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
：若复审请求人答复复审通知书时删除了驳回决定及复审通知书中指出的不具备创造性的权利要求，从而克服了驳回决定及复审通知书中所指出的缺陷，则应在修改文本的基础上撤回驳回决定。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710499000.4，名称为“一种提高光吸收率的量子阱红外探测器及其制作方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为上海集成电路研发中心有限公司。本申请的申请日为2017年06月27日，公开日为2017年09月19日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年12月28日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-8不符合专利法第22条第3款规定的创造性。其中，权利要求1请求保护一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其与对比文件1（JP特开平8-236801A，公开日1996年09月13日）的区别在于：还包括绝缘层，下电极通过绝缘层进行隔离；上、下电极欧姆接触层是经过离子注入形成；上电极欧姆接触层的水平截面面积等于所述上电极的水平截面面积，下电极欧姆接触层的水平截面面积小于量子阱单元的最下层的水平截面面积。基于该区别技术特征可以确定，本申请实际所要解决的技术问题是提高探测器性能。然而，对于本领域技术人员来说，为了便于引出下电极，需考虑到下电极需与硅衬底以及量子阱单元的其他层之间进行隔离，对比文件1已公开采用空间不接触的方式进行隔离（见附图4E），然而根据实际情况需要考虑到下电极的位置设置关系，如能顺利引出下电极即可，则可根据实际情况需要而还包括绝缘层以便于下电极与其它层之间进行隔离，这属本领域常规技术手段，并不需要付出创造性劳动；此外，对于本领域技术人员来说，离子注入是本领域常规方法，属公知常识，为了便于电极高效引出电流等，对于电极欧姆接触层如上、下电极欧姆接触层而采用离子注入的方法形成，这属本领域常规的技术手段，并不需要付出创造性劳动；此外，对于本领域技术人员来说，上、下电极欧姆接触层是为了便于上、下电极引出电流，则在考虑到上、下电极欧姆接触层能让上、下电极与量子阱单元的最上、下层能实现电连接的基础上，对于上、下电极欧姆接触层人水平截面面积的大小设置，可以根据实际情况需要而进行设置，这属本领域的常规设置，并不需要付出创造性劳动，即在考虑到上、下电极欧姆接触层能让上、下电极与量子阱单元的最上、下层能实现电连接的基础上，根据实际情况需要如再考虑到上电极欧姆接触层位于红外光入射一侧而其为不完全透明可能会存在遮挡部分入射光的情况下，而根据实际情况需要相应将上电极欧姆接触层的水平截面面积减小至仅等于上电极的水平截面面积且又不影响电流的引出，并还可以根据实际情况需要调整下电极欧姆接触层的水平截面面积如将其设置小于量子阱单元的最下层的水平截面面积等，这些都属本领域的常规技术手段，并不需要付出创造性劳动。由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求1所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-8直接或间接地从属于权利要求1，其附加技术特征或被对比文件1公开，或是本领域的常规选择，因此权利要求2-8不具备创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日2017年06月27日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-2；2018年10月18日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，包括硅衬底、量子阱单元、上电极、上电极欧姆接触层、下电极，下电极欧姆接触层和绝缘层，其中，所述上电极欧姆接触层位于所述量子阱单元的最上层中，且所述上电极欧姆接触层的水平截面面积等于所述上电极的水平截面面积；所述下电极欧姆接触层位于所述量子阱单元的最下层中，且所述下电极欧姆接触层的水平截面面积大于所述下电极的水平截面面积并小于所述量子经单元的最下层的水平截面面积；所述硅衬底表面为三角形凹槽，作为红外光的入射区域，所述量子阱单元沉积在所述硅衬底表面上，所述量子阱单元最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，且所述上电极欧姆接触层上方为上电极，所述量子阱单元最下层中经过离子注入形成所述下电极欧姆接触层，使得所述下电极的侧面通过所述下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，且所述下电极与所述硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过所述绝缘层进行隔离。
2. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述硅衬底的表面为(100)晶面。
3. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述硅衬底在碱性溶液中进行腐蚀，形成三角形凹槽。
4. 根据权利要求3所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述碱性溶液为EPW或KOH或NH4OH或TMAH。
5. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述上电极和下电极为Pt。
6. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述量子阱单元为GaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于GaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为GaAs层。
7. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述量子阱单元为InGaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于InGaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为InGaAs层。
8. 根据权利要求1所述的一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，所述量子阱单元为Si层和SixGe1-x层交替形成，其中，SixGe1-x层的厚度小于Si层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为Si层。
9. 一种制作权利要求1所述的提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，步骤如下：
S01：在硅衬底表面上生长一层绝缘层；
S02：以绝缘层为掩膜，将硅衬底放入碱性溶液中刻蚀，形成表面具有三角形凹槽的硅衬底，去除下电极所在位置以外的绝缘层；
S03：采用外延生长法在含有三角形凹槽的硅衬底表面生长量子阱单元；
S04：在量子阱单元的最上层边缘生长上电极，对位于上电极正下方的量子阱单元的最上层区域进行离子注入形成上电极欧姆接触层；
S05：刻蚀绝缘层上方的量子阱单元，停止于绝缘层，形成凹槽，并且凹槽的横截面积小于绝缘层的横截面积，先在位于量子阱单元最下层以上的凹槽四周沉积绝缘层，再在凹槽中填充下电极，对下电极与量子阱单元最下层的接触区域进行离子注入，形成下电极欧姆接触层，其中，下电极通过下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，下电极与所述硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过绝缘层进行隔离。
10. 一种制作权利要求1所述的提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，步骤如下：
S01：在硅衬底表面上生长一层绝缘层，并在绝缘层的边缘制作下电极；
S02：以绝缘层为掩膜，将硅衬底放入碱性溶液中刻蚀，形成表面具有三角形凹槽的硅衬底，去除下电极所在位置以外的绝缘层；
S03：采用外延生长法在含有三角形凹槽的硅衬底表面生长量子阱单元；
S04：在量子阱单元的最上层边缘生长上电极，对位于上电极正下方的量子阱单元的最上层区域进行离子注入形成上电极欧姆接触层；
S05：刻蚀下电极上方的量子阱单元，停止于下电极，形成凹槽，先在位于量子阱单元最下层以上的凹槽四周沉积绝缘层，再在凹槽中填充PAD，对下电极与量子阱单元最下层的接触区域进行离子注入，形成下电极欧姆接触层，其中，下电极通过下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，下电极与所述硅衬底 以及量子阱单元的其他层之间通过绝缘层进行隔离。”。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年02月28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全文替换页（共2页，10项权利要求），其中，将权利要求1中的“所述量子阱单元最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，且所述上电极欧姆接触层上方为上电极，所述量子阱单元最下层中经过离子注入形成所述下电极欧姆接触层”修改为“仅位于上电极下方的量子阱单元的最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，针对下电极与量子阱单元的最下层接触区域，采用离子注入形成所述下电极欧姆接触层”。复审请求人认为：第一次、第二次审查意见通知书以及驳回决定均没有给出权利要求9、10的理由，驳回不符合听证原则；权利要求9、10存在漏评，驳回不符合专利法实施细则第53条的规定；没有针对第二次审查意见通知书对权利要求1进行的实质性修改给出答复的机会，驳回不符合听证原则；权利要求1中上电极欧姆接触层和下电极欧姆接触层与量子阱单元的位置关系与对比文件1不同，而上电极欧姆接触层和下电极欧姆接触层的面积是根据其特殊位置以及实现的功能进行设定的，并不是常规技术，权利要求1中采用隔离层也是因为下电极欧姆接触层的位置与对比文件1不同，从而权利要求1具备创造性。复审请求时新修改的权利要求1如下：
“1. 一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其特征在于，包括硅衬底、量子阱单元、上电极、上电极欧姆接触层、下电极，下电极欧姆接触层和绝缘层，其中，所述上电极欧姆接触层位于所述量子阱单元的最上层中，且所述上电极欧姆接触层的水平截面面积等于所述上电极的水平截面面积；所述下电极欧姆接触层位于所述量子阱单元的最下层中，且所述下电极欧姆接触层的水平截面面积大于所述下电极的水平截面面积并小于所述量子经单元的最下层的水平截面面积；所述硅衬底表面为三角形凹槽，作为红外光的入射区域，所述量子阱单元沉积在所述硅衬底表面上，仅位于上电极下方的量子阱单元的最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，针对下电极与量子阱单元的最下层接触区域，采用离子注入形成所述下电极欧姆接触层，使得所述下电极的侧面通过所述下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，且所述下电极与所述硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过所述绝缘层进行隔离。”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03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，对比文件1中的上、下电极欧姆接触层44/43也是分别位于量子阱单元42的最上层和最下层中，对比文件1公开了下电极采用空间不与量子阱单元其他层接触和不与衬底直接接触的方式进行隔离，则可根据实际情况需要而还包括绝缘层以便于下电极与其它层之间进行隔离，且离子注入形成电极欧姆接触层并根据需要设置上、下电极欧姆接触层的水平截面面积是常规技术手段 ，因而坚持驳回决定。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2019年07月04日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-8相对于对比文件1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，其中，权利要求1要求保护一种提高光吸收率的量子阱红外探测器，其与对比文件1的区别在于“上电极欧姆接触层位于量子阱单元的最上层中，且上电极欧姆接触层的水平截面积等于上电极的水平截面面积，仅位于上电极下方的量子阱单元的最上层中经过离子注入形成上电极欧姆接触层；下电极欧姆接触层位于量子阱单元的最下层中，且下电极欧姆接触层的水平截面面积大于下电极的水平截面面积并小于量子阱单元的最下层的水平截面面积，针对下电极与量子阱单元的最下层接触区域，采用离子注入形成下电极欧姆接触层，使得下电极的侧面通过下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，且下电极与硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过绝缘层进行隔离”，但本领域技术人员在对比文件1的基础上结合公知常识可以得到权利要求1的技术方案，因此权利要求1不具备创造性，同理，从属权利要求2-8也不具备创造性。对于复审请求人提出的意见，合议组认为：对比文件1公开了三角形凹槽和相应的器件结构，与本申请的基本构思相同，而在量子阱单元的上方和下方形成电极属于公知常识，欧姆接触层的作用是实现金属电极和半导体层之间的良好接触，量子阱单元的层本身也是由半导体层构成，其起到与一般的半导体层相同的作用，且欧姆接触层只需要与电极的截面面积相匹配即可，对于上电极，只要能实现良好的接触，欧姆接触层的截面面积可以设置为与上电极的截面面积相等，对于下电极，为了实现与外界的连接以及避免与衬底直接电连接，容易使得欧姆接触层的水平截面面积“大于”下电极的水平截面面积并设置绝缘层进行隔离。
复审请求人于2019年08月06日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文替换页（共3页，14项权利要求）。其中，删除权利要求1-8，将权利要求9、10修改为不引用权利要求1并将权利要求9、10作为新的权利要求1、8，将权利要求2、4-7修改为引用权利要求1的权利要求2-7和引用权利要求8的权利要求9-14。复审请求人认为：权利要求1、8与对比文件1的探测器在上下电极的引出上完全不同，从而使得整个探测器的结构不同，具备创造性，而且权利要求1和8具有单一性。
复审请求人提交的权利要求书如下：
“1. 一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，步骤如下：
S01：在硅衬底表面上生长一层绝缘层；
S02：以绝缘层为掩膜，将硅衬底放入碱性溶液中刻蚀，形成表面具有三角形凹槽的硅衬底，去除下电极所在位置以外的绝缘层；
S03：采用外延生长法在含有三角形凹槽的硅衬底表面生长量子阱单元；
S04：在量子阱单元的最上层边缘生长上电极，对位于上电极正下方的量子阱单元的最上层区域进行离子注入形成上电极欧姆接触层；
S05：刻蚀绝缘层上方的量子阱单元，停止于绝缘层，形成凹槽，并且凹槽的横截面积小于绝缘层的横截面积，先在位于量子阱单元最下层以上的凹槽四周沉积绝缘层，再在凹槽中填充下电极，对下电极与量子阱单元最下层的接触区域进行离子注入，形成下电极欧姆接触层，其中，下电极通过下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，下电极与所述硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过绝缘层进行隔离。
2. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述硅衬底的表面为(100)晶面。
3. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述碱性溶液为EPW或KOH或NH4OH或TMAH。
4. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述上电极和下电极为Pt。
5. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为GaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于GaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为GaAs层。
6. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为InGaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于InGaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为InGaAs层。
7. 根据权利要求1所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为Si层和SixGe1-x层交替形成，其中，SixGe1-x层的厚度小于Si层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为Si层。
8. 一种制提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，步骤如下：
S01：在硅衬底表面上生长一层绝缘层，并在绝缘层的边缘制作下电极；
S02：以绝缘层为掩膜，将硅衬底放入碱性溶液中刻蚀，形成表面具有三角形凹槽的硅衬底，去除下电极所在位置以外的绝缘层；
S03：采用外延生长法在含有三角形凹槽的硅衬底表面生长量子阱单元；
S04：在量子阱单元的最上层边缘生长上电极，对位于上电极正下方的量子阱单元的最上层区域进行离子注入形成上电极欧姆接触层；
S05：刻蚀下电极上方的量子阱单元，停止于下电极，形成凹槽，先在位于量子阱单元最下层以上的凹槽四周沉积绝缘层，再在凹槽中填充PAD，对下电极与量子阱单元最下层的接触区域进行离子注入，形成下电极欧姆接触层，其中，下电极通过下电极欧姆接触层与量子阱单元的最下层连接，下电极与所述硅衬底以及量子阱单元的其他层之间通过绝缘层进行隔离。
9. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述硅衬底的表面为(100)晶面。
10. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述碱性溶液为EPW或KOH或NH4OH或TMAH。
11. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述上电极和下电极为Pt。
12. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为GaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于GaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为GaAs层。
13. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为InGaAs层和AlxGa1-xAs层交替形成，其中，AlxGa1-xAs层的厚度小于InGaAs层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下 层均为InGaAs层。
14. 根据权利要求8所述的一种制作提高光吸收率的量子阱红外探测器的方法，其特征在于，所述量子阱单元为Si层和SixGe1-x层交替形成，其中，SixGe1-x层的厚度小于Si层的厚度，且所述量子阱单元的最上层和最下层均为Si层。”。
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08月06日提交意见陈述书，同时提交了权利要求书的修改替换页（共3页，14项权利要求）。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。本复审决定所依据的审查文本为：申请日2017年06月27日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-2；2019年08月06日提交的权利要求第1-14项。
关于创造性
专利法第22条规定第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。
若复审请求人答复复审通知书时删除了驳回决定及复审通知书中指出的不具备创造性的权利要求，从而克服了驳回决定及复审通知书中所指出的缺陷，则应在修改文本的基础上撤回驳回决定。
驳回决定的驳回理由部分指出权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。复审请求人在提出复审请求时，将权利要求1中的“所述量子阱单元最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，且所述上电极欧姆接触层上方为上电极，所述量子阱单元最下层中经过离子注入形成所述下电极欧姆接触层”修改为“仅位于上电极下方的量子阱单元的最上层中经过离子注入形成所述上电极欧姆接触层，针对下电极与量子阱单元的最下层接触区域，采用离子注入形成所述下电极欧姆接触层”。经审查，合议组发出了复审通知书，指出修改后的权利要求1-8仍然不具备专利法第22条第3款规定的创造性。复审请求人在答复复审通知书时删除了权利要求1-8，因此，修改后的权利要求书中已不存在驳回决定及复审通知书所指出的不具备创造性的权利要求，驳回决定及复审通知书中所指出的缺陷已被克服。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出如下决定。至于本申请是否还存在其它不符合专利法及专利法实施细则的缺陷，均留待后续程序进行审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年 12月28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对本申请继续进行审查：申请日2017年06月27日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-2；2019年08月06日提交的权利要求第1-14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,请求人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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