功率半导体器件及其制造方法-复审决定


发明创造名称:功率半导体器件及其制造方法
外观设计名称:
决定号:196308
决定日:2019-11-27
委内编号:1F271127
优先权日:2012-09-13
申请(专利)号:201310317077.7
申请日:2013-07-25
复审请求人:美格纳半导体有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘利芳
合议组组长:熊洁
参审员:孙学锋
国际分类号:H01L29/739,H01L21/331
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求相对于对比文件的区别特征为本领域的公知常识或者为本领域技术人员在该对比文件的基础上容易想到,则该权利要求相对于该对比文件及本领域公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201310317077.7、名称为“功率半导体器件及其制造方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为美格纳半导体有限公司,申请日为2013年07月25日,优先权日为2012年09月13日,公开日为2014年03月26日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年09月27日发出驳回决定,驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2018年05月14日提交的权利要求第1-20项;申请日提交的说明书第1-100段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。驳回决定中引用了一篇对比文件,即对比文件1:CN1402356A,公开日为2003年03月12日。驳回理由是:权利要求7-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。在驳回决定的“其他说明”部分还指出,权利要求1-6不具备创造性。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种功率半导体器件,所述功率半导体器件包括:
第一外延层,具有被抛光并化学蚀刻的表面;
集电极层,形成在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的表面中;以及
第二外延层,形成第一外延层的另一侧上,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度。
2. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,集电极层在集电极层的后侧中具有抛光表面。
3. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,第一外延层具有小于5%的范围内的电阻率离差,其中,第一外延层具有比第一外延层的初始厚度薄的厚度。
4. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,第二外延层具有与第一外延层的电阻率离差在相同范围的电阻率离差。
5. 如权利要求1所述的功率半导体器件,所述功率半导体器件还包括:
基极区域和源极区域,形成在第二外延层中;
栅极绝缘层和栅电极,形成在第二外延层上;
绝缘层,形成在栅电极上;以及
发射电极,形成在第二外延层上。
6. 如权利要求1所述的功率半导体器件,所述功率半导体器件还包括:
沟槽,具有距离第二外延层的表面的预设深度;
栅极绝缘层和栅电极,形成在沟槽中;
绝缘层,位于栅电极上;以及
发射电极,形成在第二外延层上。
7. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在基底上形成第一外延层;
在第一外延层上形成第二外延层;
在第二外延层形成在第一外延层上之后,完全去除基底以暴露第一外延层;
抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧以精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度;以及
在第一外延层中形成集电极层,
其中,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度。
8. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层用作场阻止层。
9. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层具有5μm至25μm的范围内的厚度。
10. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层具有小于5%的范围内的电阻率离差。
11. 如权利要求7所述的方法,其中,第二外延层具有与第一外延层的电阻率离差在相同的范围内的电阻率离差。
12. 如权利要求7所述的方法,其中,形成集电极层的步骤包括:
通过离子注入将P型杂质掺杂在第一外延层中;以及
通过执行退火工艺或烧烤工艺使P型杂质扩散。
13. 如权利要求7所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成基极区域和源极区域;以及
在第二外延层上形成栅极绝缘层、栅电极和发射电极。
14. 如权利要求7所述的方法,其中,在抛光之后化学蚀刻利用化学溶液。
15. 如权利要求14所述的方法,其中,化学溶液包括从由硫酸、硝酸和氢氟酸组成的组中选择的至少一种。
16. 如权利要求15所述的方法,其中,用于获得期望的蚀刻速率的化学溶液的重量百分比含量满足HF<><>
17. 如权利要求14所述的方法,其中,利用化学溶液通过化学蚀刻处理的第一外延层的表面粗糙度在10nm至100nm的范围内。
18. 如权利要求7所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成沟槽;
在沟槽中形成栅极绝缘层和栅电极;
在栅电极周围形成基极区域、源极区域、栅极绝缘层、栅电极和发射电极;以及
研磨基底和第一外延层,使得剩余第一外延层的部分厚度,从而形成场阻止层。
19. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在第一外延层的第一表面上形成第二外延层;
对第一外延层的第二表面抛光并化学蚀刻以精确控制第一外延层的厚度,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度;
通过在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的第二表面上注入离子形成集电极层,
其中,功率半导体器件是绝缘栅双极型晶体管。
20. 如权利要求19所述的方法,所述方法还包括下述步骤:在集电极层上通过沉积导电材料形成集电电极,
其中,绝缘栅双极型晶体管包括以下述顺序布置的第二外延层、第一外延层、集电极层和集电电极。”
驳回决定中认为:(1)权利要求7相对于对比文件1的区别技术特征在于:抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧以精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度。在研磨去除基底后,根据需要进一步抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧,减薄而使得剩余部分厚度并精确控制其厚度,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的公知常识得到权利要求7的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,其不具有突出的实质性特点,不具备创造性。(2)权利要求19相对于对比文件1的区别技术特征在于:对第一外延层的第二表面抛光并化学蚀刻以精确控制第一外延层的厚度,从而集电极在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的第二表面上离子注入形成。在研磨去除基底后,根据需要进一步抛光并化学蚀刻第一外延层的第二表面,减薄并精确控制其厚度,属于本领域技术人员的常规选择,此情形下,集电极层17即经由第一外延层的被抛光并化学蚀刻的第二表面上离子注入形成。因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求19的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,其不具有突出的实质性特点,不具备创造性。(3)从属权利要求8-18、20的附加技术特征被对比文件1公开或为在对比文件1基础上的常规选择,因此都不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月14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(共包括20项权利要求),其中仅对权利要求1作了修改,将其中的特征“第一外延层,具有被抛光并化学蚀刻的表面”修改为“第一外延层,具有被抛光并化学蚀刻的表面,用于精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度”。复审请求人认为:上述修改后的特征未在对比文件1中公开,且在对比文件1的基础上难以想到,因此,权利要求1相对于对比文件1具备创造性,基于类似理由,独立权利要求7、19也具备创造性,其余从属权利要求也都具备创造性。复审请求时提交的权利要求书如下:
“1. 一种功率半导体器件,所述功率半导体器件包括:
第一外延层,具有被抛光并化学蚀刻的表面,用于精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度;
集电极层,形成在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的表面中;以及
第二外延层,形成第一外延层的另一侧上,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度。
2. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,集电极层在集电极层的后侧中具有抛光表面。
3. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,第一外延层具有小于5%的范围内的电阻率离差,其中,第一外延层具有比第一外延层的初始厚度薄的厚度。
4. 如权利要求1所述的功率半导体器件,其中,第二外延层具有与第一外延层的电阻率离差在相同范围的电阻率离差。
5. 如权利要求1所述的功率半导体器件,所述功率半导体器件还包括:
基极区域和源极区域,形成在第二外延层中;
栅极绝缘层和栅电极,形成在第二外延层上;
绝缘层,形成在栅电极上;以及
发射电极,形成在第二外延层上。
6. 如权利要求1所述的功率半导体器件,所述功率半导体器件还包括:
沟槽,具有距离第二外延层的表面的预设深度;
栅极绝缘层和栅电极,形成在沟槽中;
绝缘层,位于栅电极上;以及
发射电极,形成在第二外延层上。
7. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在基底上形成第一外延层;
在第一外延层上形成第二外延层;
在第二外延层形成在第一外延层上之后,完全去除基底以暴露第一外延层;
抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧以精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度;以及
在第一外延层中形成集电极层,
其中,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度。
8. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层用作场阻止层。
9. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层具有5μm至25μm的范围内的厚度。
10. 如权利要求7所述的方法,其中,第一外延层具有小于5%的范围内的电阻率离差。
11. 如权利要求7所述的方法,其中,第二外延层具有与第一外延层的电阻率离差在相同的范围内的电阻率离差。
12. 如权利要求7所述的方法,其中,形成集电极层的步骤包括:
通过离子注入将P型杂质掺杂在第一外延层中;以及
通过执行退火工艺或烧烤工艺使P型杂质扩散。
13. 如权利要求7所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成基极区域和源极区域;以及
在第二外延层上形成栅极绝缘层、栅电极和发射电极。
14. 如权利要求7所述的方法,其中,在抛光之后化学蚀刻利用化学溶液。
15. 如权利要求14所述的方法,其中,化学溶液包括从由硫酸、硝酸和氢氟酸组成的组中选择的至少一种。
16. 如权利要求15所述的方法,其中,用于获得期望的蚀刻速率的化学溶液的重量百分比含量满足HF<><>
17. 如权利要求14所述的方法,其中,利用化学溶液通过化学蚀刻处理的第一外延层的表面粗糙度在10nm至100nm的范围内。
18. 如权利要求7所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成沟槽;
在沟槽中形成栅极绝缘层和栅电极;
在栅电极周围形成基极区域、源极区域、栅极绝缘层、栅电极和发射电极;以及
研磨基底和第一外延层,使得剩余第一外延层的部分厚度,从而形成场阻止层。
19. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在第一外延层的第一表面上形成第二外延层;
对第一外延层的第二表面抛光并化学蚀刻以精确控制第一外延层的厚度,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度;
通过在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的第二表面上注入离子形成集电极层,
其中,功率半导体器件是绝缘栅双极型晶体管。
20. 如权利要求19所述的方法,所述方法还包括下述步骤:在集电极层上通过沉积导电材料形成集电电极,
其中,绝缘栅双极型晶体管包括以下述顺序布置的第二外延层、第一外延层、集电极层和集电电极。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月23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中也记载了希望精确控制层的厚度,可见精确控制层的厚度是本领域的普遍需求,虽然其中没有披露进一步抛光并化学蚀刻第一外延层,然而,由于第一外延层42外延形成于基底41上,而外延初期的晶体质量通常不够优良,并且,经由抛光和化学蚀刻能够精确控制层的厚度,这为本领域技术人员所公知,在此基础上,本领域技术人员容易想到在研磨去除基底后,进一步执行抛光、化学蚀刻工艺,以除去外延初期生长的第一外延层42质量稍差的部分,使得第一外延层42的剩余部分晶体质量优良,并精确控制第一外延层的厚度在目标厚度如2μm,这属于本领域技术人员根据需要作出的常规选择。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2019年06月05日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-2、5-9、12-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其中关于独立权利要求1、7、19,复审通知书中指出:(1)权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征在于:第一外延层的表面被抛光并化学蚀刻而具有被抛光并化学蚀刻的表面,用于精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度;集电极层形成在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的表面中。对比文件1中已经公开了利用研磨工艺完全去除基底41以暴露第一N 外延层42,而且,对比文件1尽管未公开抛光并化学蚀刻该层,但对比文件1通篇多处公开了形成N 外延层42的厚度—即D3 D4—的具体取值。因此本领域技术人员从对比文件1公开内容中容易想到当外延生长出来的N 外延层42的厚度大于预定值时,需要将其减薄;而使用抛光和化学蚀刻的方式对外延层减薄是本领域公知的技术手段。相应地,对比文件1已经公开了集电极层17通过离子注入的方式形成在N 外延层42的表面,显然如果使用抛光和化学蚀刻的方式对外延层减薄,则集电极层自然形成在外延层的被抛光并化学蚀刻的表面中。因此,权利要求1的技术方案是本领域技术人员在对比文件1公开的内容的基础上结合本领域的公知常识容易得到的,其对本领域的技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点,不具备创造性。(2)权利要求7相对于对比文件1的区别技术特征在于:抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧以精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度。如权利要求1的创造性评述,对比文件1通篇多处公开了形成N 外延层42的厚度—即D3 D4—的具体取值。因此本领域技术人员从对比文件1公开内容中容易想到当外延生长出来的N 外延层42的厚度大于预定值时,需要将其减薄;而使用抛光和化学蚀刻的方式对外延层减薄是本领域公知的技术手段。因此,权利要求7的技术方案是本领域技术人员在对比文件1公开的内容的基础上结合本领域的公知常识容易得到的,其对本领域的技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点,不具备创造性。(3)权利要求19相对于对比文件1的区别技术特征在于:对第一外延层的第二表面抛光并化学蚀刻以精确控制第一外延层的厚度,从而集电极在第一外延层的被抛光并化学蚀刻的第二表面上离子注入形成。如权利要求1的创造性评述,对比文件1通篇多处公开了形成N 外延层42的厚度—即D3 D4—的具体取值。因此本领域技术人员从对比文件1公开内容中容易想到当外延生长出来的N 外延层42的厚度大于预定值时,需要将其减薄;而使用抛光和化学蚀刻的方式对外延层减薄是本领域公知的技术手段;而离子注入的方式形成集电极层也是本领域的公知常识。显然如果使用抛光和化学蚀刻的方式对外延层减薄,则集电极层自然形成在外延层的被抛光并化学蚀刻的表面中。因此,权利要求19的技术方案是本领域技术人员在对比文件1公开的内容的基础上结合本领域的公知常识容易得到的,其对本领域的技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
复审请求人于2019年07月10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(共包括14项权利要求),其中对原权利要求书作了如下修改:删除权利要求1-6;将权利要求7中的“抛光并化学蚀刻第一外延层的后侧以精确控制第一外延层的厚度,使得剩余第一外延层的部分厚度”改为“抛光第一外延层的后侧,使得剩余第一外延层的部分厚度;对第一外延层的后侧进行湿法蚀刻以减小第一外延层的表面粗糙度”;将权利要求19中的“对第一外延层的第二表面抛光并化学蚀刻以精确控制第一外延层的厚度,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度”改为“对第一外延层的第二表面抛光,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度;对第一外延层的第二表面进行湿法蚀刻以控制第一外延层的表面不平度或表面粗糙度”;将权利要求14、17中的“化学蚀刻”改为“湿法蚀刻”,将权利要求19中的“化学蚀刻的第二表面”改为“湿法蚀刻的第二表面”;并相应调整权利要求的序号和引用关系。
复审请求人新提交的权利要求书如下:
“1. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在基底上形成第一外延层;
在第一外延层上形成第二外延层;
在第二外延层形成在第一外延层上之后,完全去除基底以暴露第一外延层;
抛光第一外延层的后侧,使得剩余第一外延层的部分厚度;
对第一外延层的后侧进行湿法蚀刻以减小第一外延层的表面粗糙度;以及
在第一外延层中形成集电极层,
其中,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度。
2. 如权利要求1所述的方法,其中,第一外延层用作场阻止层。
3. 如权利要求1所述的方法,其中,第一外延层具有5μm至25μm的范围内的厚度。
4. 如权利要求1所述的方法,其中,第一外延层具有小于5%的范围内的电阻率离差。
5. 如权利要求1所述的方法,其中,第二外延层具有与第一外延层的电阻率离差在相同的范围内的电阻率离差。
6. 如权利要求1所述的方法,其中,形成集电极层的步骤包括:
通过离子注入将P型杂质掺杂在第一外延层中;以及
通过执行退火工艺或烧烤工艺使P型杂质扩散。
7. 如权利要求1所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成基极区域和源极区域;以及
在第二外延层上形成栅极绝缘层、栅电极和发射电极。
8. 如权利要求1所述的方法,其中,在抛光之后湿法蚀刻利用化学溶液。
9. 如权利要求8所述的方法,其中,化学溶液包括从由硫酸、硝酸和氢氟酸组成的组中选择的至少一种。
10. 如权利要求9所述的方法,其中,用于获得期望的蚀刻速率的化学溶液的重量百分比含量满足HF<><>
11. 如权利要求8所述的方法,其中,利用化学溶液通过湿法蚀刻处理的第一外延层的表面粗糙度在10nm至100nm的范围内。
12. 如权利要求1所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
在第二外延层中形成沟槽;
在沟槽中形成栅极绝缘层和栅电极;
在栅电极周围形成基极区域、源极区域、栅极绝缘层、栅电极和发射电极;以及
研磨基底和第一外延层,使得剩余第一外延层的部分厚度,从而形成场阻止层。
13. 一种制造功率半导体器件的方法,所述方法包括下述步骤:
在第一外延层的第一表面上形成第二外延层;
对第一外延层的第二表面抛光,第一外延层具有比第二外延层的掺杂浓度高的掺杂浓度;
对第一外延层的第二表面进行湿法蚀刻以控制第一外延层的表面不平度或表面粗糙度;
通过在第一外延层的被抛光并湿法蚀刻的第二表面上注入离子形成集电极层,
其中,功率半导体器件是绝缘栅双极型晶体管。
14. 如权利要求13所述的方法,所述方法还包括下述步骤:在集电极层上通过沉积导电材料形成集电电极,
其中,绝缘栅双极型晶体管包括以下述顺序布置的第二外延层、第一外延层、集电极层和集电电极。”
复审请求人认为:(1)权利要求1的技术方案中不仅通过抛光减小第一外延层的厚度,还对第一外延层的粗糙度进行控制;而对比文件1中仅公开了将外延层的厚度设定为预定值,当其厚度超过预定值时去除额外的厚度;对比文件1中没有公开权利要求1中的技术特征“对第一外延层的后侧进行湿法蚀刻以减小第一外延层的表面粗糙度”。权利要求1中使用湿法蚀刻工艺对第一外延层的后侧进行处理以减小其表面粗糙度,是为了防止表面粗糙导致封装或测试期间可能出现芯片破裂而进行的特定技术设计,并非本领域的公知常识。(2)现有湿法蚀刻工艺通常蚀刻掉5-10?m,而对比文件1中的n 型外延层42的厚度D3设定为仅约1?m,若对其施加湿法蚀刻工艺会将其整个去除,因此对比文件1中的n 型外延层42不需要也不能通过湿法蚀刻减小其表面粗糙度。

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
1、审查文本
复审请求人在2019年07月10日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文替换页(共包括14项权利要求),经审查,该修改符合专利法第33条、实施细则第61条第1款的相关规定,予以接受。因此,本通知书针对的文本为:2019年07月10日提交的权利要求第1-14项;申请日2013年07月25日提交的说明书第1-100段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。
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。
如果一项权利要求相对于对比文件的区别特征为本领域的公知常识或者为本领域技术人员在该对比文件的基础上容易想到,则该权利要求相对于该对比文件及本领域公知常识的结合不具备创造性。
本通知书所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN1402356A,公开日为2003年03月12日。
(1)关于权利要求1
权利要求1请求保护一种制造功率半导体器件的方法。对比文件1(CN1402356A,说明书第7页倒数第5行至第16页倒数第12行、附图1,10-11,13-14)中公开了一种制造功率半导体器件的方法,包括:在基底41上形成N 的外延层42(相当于第一外延层);在第一外延层42上形成N-的外延层43(相当于第二外延层);之后,利用研磨工艺完全去除基底41以暴露第一外延层42;将离子注入到第一外延层42被暴露的表面形成集电极层17(说明书第12页第13-24行、附图10);其中,第一外延层42具有比第二外延层43的掺杂浓度高的掺杂浓度。
该权利要求相对于对比文件1的区别技术特征在于:抛光第一外延层的后侧,使得剩余第一外延层的部分厚度;对第一外延层的后侧进行湿法蚀刻以减小第一外延层的表面粗糙度。基于此,权利要求1实际解决的技术问题为:选择合适的场阻止层参数、得到精确的厚度目标值。
关于上述区别技术特征:对比文件1中已经公开了利用研磨工艺完全去除基底41以暴露第一N 外延层42,对比文件1尽管未公开对该层先抛光再进行湿法蚀刻,但对比文件1通篇多处公开了形成N 外延层42的厚度——即D3 D4——的具体取值,因此本领域技术人员从对比文件1公开内容中容易想到当外延生长出来的N 外延层42的厚度大于预定的厚度目标值时,需要将其减薄至预定值。而抛光和湿法蚀刻(其为化学抛光方式)都是本领域公知的减薄层厚、减小表面粗糙度的技术手段,根据工艺条件及需求将不同抛光方式结合使用也是本领域常见的。在对比文件1的基础上,为得到精确的厚度目标值,本领域技术人员容易想到结合使用抛光和湿法蚀刻的方式,这并不需付出创造性的劳动。
因此,权利要求1的技术方案是本领域技术人员在对比文件1公开的内容的基础上结合本领域的公知常识容易得到的,其对本领域的技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
(2)关于权利要求2-3、6
对比文件1中公开了:第一外延层42用于IGBT器件的场缓冲层(相当于阻止层),厚度为2μm;通过将离子注入到第一外延层42背表面形成集电极层17(说明书第12页第13-24行)。对于本领域技术人员来说,根据需要,外延形成5-25μm的第一外延层42,再经由抛光并化学蚀刻其背表面以获得所需厚度如2μm,属于本领域的常规选择,在将离子注入到第一外延层42的背表面后,执行退火工艺或烧烤工艺来使得P型杂质扩散,属于本领域的常规手段。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-3、6不具备创造性。
(3)关于权利要求7
对比文件1中公开了:在第二外延层43中形成基极区域12和源极区域13;以及在第二外延层43上形成栅极绝缘层15、栅电极16和发射电极14(说明书第7页最后1段至第8页第1段、第12页第17-18行、附图1,10-11)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求7不具备创造性。
(4)关于权利要求8-12
对比文件1中公开了:在第二外延层43表面形成基极区域12;在第二外延层43表面上形成发射极电极14;在基极区域12表面形成源极区域13;在第二外延层43表面区域内形成沟槽51,在沟槽51内形成栅极绝缘层15和栅电极16;利用研磨法完全去除基底41以暴露第一外延层42(说明书第14页第15页第18-28行、附图13-14)。对于本领域技术人员来说,先形成沟槽栅电极,再在沟槽栅电极周围形成基极区域、源极区域、和发射电极,属于本领域的常规制作工艺;采用化学溶液进行湿法蚀刻,属于本领域的常规手段,由硫酸、硝酸和氢氟酸组成的组中选择的至少一种构成的重量百分比含量HF<><>
(5)关于权利要求13
权利要求13请求保护一种制造功率半导体器件的方法。
对比文件1(CN1402356A,说明书第7页倒数第5行至第16页倒数第12行、附图1,10-11,13-14)中公开了一种制造功率半导体器件的方法,包括:在基底41上形成N 的外延层42(相当于第一外延层);在第一外延层42上形成N-的外延层43(相当于第二外延层);之后,利用研磨工艺完全去除基底41以暴露第一外延层42;将离子注入到第一外延层42被暴露的表面形成集电极层17(说明书第12页第13-24行、附图10);其中,第一外延层42具有比第二外延层43的掺杂浓度高的掺杂浓度。
该权利要求相对于对比文件1的区别技术特征在于:对第一外延层的第二表面抛光,对第一外延层的第二表面进行湿法蚀刻以控制第一外延层的表面不平度或表面粗糙度,从而集电极在第一外延层的被抛光并湿法蚀刻的第二表面上离子注入形成。
关于上述区别技术特征:对比文件1中已经公开了利用研磨工艺完全去除基底41以暴露第一N 外延层42,对比文件1尽管未公开对该层先抛光再进行湿法蚀刻,但对比文件1通篇多处公开了形成N 外延层42的厚度——即D3 D4——的具体取值,因此本领域技术人员从对比文件1公开内容中容易想到当外延生长出来的N 外延层42的厚度大于预定的厚度目标值时,需要将其减薄至预定值。而抛光和湿法蚀刻(其为化学抛光方式)都是本领域公知的减薄层厚、减小表面粗糙度的技术手段,根据工艺条件及需求将不同抛光方式结合使用也是本领域常见的。在对比文件1的基础上,为得到精确的厚度目标值,本领域技术人员容易想到结合使用抛光和湿法蚀刻的方式,这并不需付出创造性的劳动。而离子注入的方式形成集电极层也是本领域的公知常识。显然如果使用抛光和湿法蚀刻的方式对外延层减薄,则集电极层自然形成在外延层的被抛光并湿法蚀刻的表面中。
因此,权利要求13的技术方案是本领域技术人员在对比文件1公开的内容的基础上结合本领域的公知常识容易得到的,其对本领域的技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
(6)关于权利要求14
对比文件1中公开了:在集电极层17上沉积Al等金属构成的集电电极25,其中,绝缘栅双极型晶体管以如下顺序布置:第二外延层43、第一外延层41、集电极层17和集电电极25(附图11、14)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求14也不具备创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
合议组认为:(1)在半导体领域,对层结构的表面粗糙度要进行控制,这是本领域的公知常识;除非特殊设计之处,否则,表面粗糙度要控制在可接受的小范围内,这是本领域的普遍追求。湿法蚀刻作为常见的化学抛光方式之一,其可减薄层厚、减小表面粗糙度,这也是本领域的公知常识。在对比文件1中已公开外延层的厚度目标值的基础上,为得到精确的厚度目标值,本领域技术人员容易想到结合使用研磨抛光和湿法蚀刻的方式,这并不需付出创造性的劳动。另外,本申请技术方案中的湿法蚀刻的目的即是为了得到精确的厚度目标值,在说明书【0072】段有明确记载:“通过额外的工艺,可以得到精确的厚度目标值…由于难于利用研磨工艺精确地调整厚度,所以执行额外的蚀刻工艺。由于化学溶液的蚀刻速率是已知的,因此能够通过利用湿法蚀刻工艺来精确地控制厚度。”(2)首先,对比文件1中n 型外延层42的厚度D3设定为约1?m,是处理后最终得到的层厚,而非处理前的层厚。其次,请求人声称湿法蚀刻工艺最少去除5?m,少于该值的层厚不能用湿法蚀刻工艺,该说法没有任何依据,合议组不予接受;至少在本申请的技术方案中可见,湿法蚀刻的精度可为nm级,例如说明书【0073】段记载了:“可以通过混合的化学溶液工艺将不平度或表面粗糙度(均方根(RMS))控制成10nm至100nm的范围”。

基于上述理由,合议组作出如下决定。

三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月27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,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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