具有提供于半导体衬底上的光子晶体下部包覆层的光子装置-复审决定


发明创造名称:具有提供于半导体衬底上的光子晶体下部包覆层的光子装置
外观设计名称:
决定号:198845
决定日:2019-12-17
委内编号:1F288468
优先权日:2013-06-26
申请(专利)号:201480036559.8
申请日:2014-06-16
复审请求人:美光科技公司
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:徐健
国际分类号:H01L33/22
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,部分该区别技术特征被其他对比文件公开,该其他对比文件给出了结合的技术启示;同时其余的该区别技术特征属于本领域的公知常识,则该权利要求的技术方案不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201480036559.8,名称为“具有提供于半导体衬底上的光子晶体下部包覆层的光子装置”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为美光科技公司,申请日为2014年06月16日,优先权日为2013年06月26日,公开日为2016年03月09日,进入国家阶段日为2015年12月25日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年04月04日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-37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3(US2006093299A1 2006年05月04日)的区别技术特征为光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度。基于上述区别技术特征,权利要求1实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺。上述区别技术特征属于本领域的公知常识。因此,权利要求1相对于对比文件3和公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求4的部分附加技术特征在对比文件3中公开,部分特征在对比文件1(US2005054199A1 2005年03月10日)公开,并且作用相同。因此,权利要求4相对于对比文件3和对比文件1以及公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求22与对比文件3的区别技术特征为光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度;芯为结晶硅的连续区域形成。基于上述区别技术特征,权利要求22实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺。部分上述区别技术特征在对比文件1中公开,其他区别技术特征属于本领域的公知常识。因此,权利要求22相对于对比文件3和对比文件1以及公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求31与对比文件3的区别技术特征为光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度;沟槽填充氮化物或金属组成的群组材料。基于上述区别技术特征,权利要求31实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺。上述区别技术特征属于本领域的公知常识。因此,权利要求31相对于对比文件3和公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-3、5-21,23-30,32-37的附加技术特征或被对比文件3、对比文件1公开,或为公知常识,因此在它们引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2-3、5-21,23-30,32-37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:2015年12月25日提交的说明书第1-30段、说明书附图1-4、说明书摘要、摘要附图;2018年10月18日提交的权利要求第1-37项。 驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种集成式结构,其包括:
半导体衬底,其包括硅材料;
光学包覆物,其形成于所述衬底中,所述包覆物包括形成于所述硅材料中的多个间隔开的沟槽,其中所述沟槽填充有氧化物而形成布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体,且其中所述沟槽的深度(d)小于所述硅材料的厚度;及
波导,其包括芯,所述芯形成为所述光学包覆物上方的连续芯材料板并与所述硅材料及所述光学包覆物的所述氧化物直接接触。
2. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述氧化物包括二氧化硅。
3. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述芯包括半导体材料。
4. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。
5. 根据权利要求3所述的集成式结构,其中所述波导进一步包括所述芯的侧及上部表面上的额外包覆物。
6. 根据权利要求5所述的集成式结构,其中所述额外包覆物包括氧化物材料。
7. 根据权利要求6所述的集成式结构,其中所述氧化物材料包括二氧化硅。
8. 根据权利要求5所述的集成式结构,其中所述额外包覆物包括BPSG或PSG。
9. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述硅材料包括裸硅,且所述波导芯包括结晶硅。
10. 根据权利要求9所述的集成式结构,其中所述芯包括外延结晶硅。
11. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述衬底包括裸硅,且所述波导芯包括形成于所述光学包覆物上的外延结晶硅。
12. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括一维光子晶体。
13. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括二维光子晶体。
14. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括三维光子晶体。
15. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述衬底包括穿过其厚度的硅。
16. 根据权利要求1所述的集成式结构,其进一步包括集成于所述半导体衬底上的电子装置。
17. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光学包覆物形成布拉格反射体。
18. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述波导芯具有高度(h)及宽度(w),其中(w)>3h。
19. 根据权利要求18所述的集成式结构,其中所述光子晶体具有0.54um的平均周期(a)。
20. 根据权利要求18所述的集成式结构,其中(h)大约等于3.3um。
21. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述波导具有围绕约1310nm的中心波长±40nm的有效波长发射范围。
22. 一种集成式结构,其包括:
光学波导,其包括:
形成为硅衬底内的布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体的下部包覆物,其中所述光子晶体包括所述硅衬底内的间隔开的氧化物填充的沟槽,且所述氧化物填充的沟槽的深度(d)小于所述衬底的厚度,
由形成于所述下部包覆物上的外延结晶硅的连续区域形成的芯,其中所述芯与所述硅衬底及所述下部包覆物的所述氧化物填充的沟槽直接接触,及
形成于所述芯的侧上及上方的氧化物包覆物。
23. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述光子晶体是一维光子晶体。
24. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述光子晶体是二维光子晶体。
25. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述光子晶体是三维光子晶体。
26. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述衬底包括贯穿其厚度的硅。
27. 根据权利要求22所述的集成式结构,其进一步包括集成于所述衬底上的电子装置。
28. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括在光通过光导的方向上的多个连续单元晶胞,从而提供所述单元晶胞的平均周期(a)。
29. 根据权利要求28所述的集成式结构,其中(a)具有大约0.54um的值。
30. 根据权利要求22所述的集成式结构,其中所述光学波导具有横截面宽度w及高度h,其中w>3h。
31. 一种形成集成式结构的方法,其包括:
在硅衬底上形成布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体,其中通过在所述硅衬底内安置间隔开的沟槽来形成所述光子晶体,所述间隔开的沟槽的深度(d)小于所述衬底的厚度,且所述间隔开的沟槽填充有选自由氧化物、氮化物及金属组成的群组的材料;及
在所述光子晶体上方形成具有波导的光子装置,使得所述光子晶体用作所述波导的下部包覆物,其中所述波导包括由形成于所述下部包覆物上的连续芯材料板形成的芯,以使所述芯与所述衬底及所述下部包覆物的填充有材料的沟槽直接接触。
32. 根据权利要求31所述的方法,其中所述硅衬底包括贯穿衬底厚度的硅。
33. 根据权利要求31所述的方法,其中所述波导芯的材料包括结晶硅。
34. 根据权利要求31所述的方法,其中所述光子晶体包括一维光子晶体。
35. 根据权利要求31所述的方法,其中所述光子晶体包括二维光子晶体。
36. 根据权利要求31所述的方法,其中所述光子晶体包括三维光子晶体。
37. 根据权利要求31所述的方法,其进一步包括在所述硅衬底上形成电子装置。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年06月25日向国家知识产权局提出了复审请求,未修改申请文本。复审请求人认为: 对比文件1、3均为公开光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度。本领域技术人员没有动机在对比文件3的光子晶体层4和基板2之间省略包层以便在基板2上形成光子晶体层。上述特征不属于公知常识。
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,对比文件3公开了在硅材料上形成孔洞,并在孔洞中填充二氧化硅,形成光子晶体层,其与本申请的光学包覆物材料相同,结构类似,作用也与本申请中的光学包覆物作用相同。至于孔洞是否贯穿硅材料,审查员认为其为本领域技术人员的常规选择,本申请中沟槽深度小于硅材料的设置无法使本申请具有意想不到的技术效果 ,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。
合议组于2019 年09 月18 日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-37不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为:对比文件3已经公开本申请的发明点及主要技术方案框架,对比文件3公开了形成在光导芯5下方,并与之直接接触的光子晶体层4结构,其中光子晶体层4为硅材料,与本申请中的衬底材料相同,基于对比文件3公开内容的启示,本领域技术人员容易想到在相同材料形成的衬底上设置光子晶体结构,上述设置无需付出创造性劳动。对比文件3中用作光波导的有芯层5、披覆层3和6,本领域技术人员根据实际需要,仅利用芯层5和披覆层6也可实现一定的光波导作用,即如本申请中的光学结构。因此根据对比文件3对材料和结构的记载,在衬底上直接形成光子晶体层并不需要本领域技术人员付出创造性劳动。
复审请求人于2019年11月04日提交了意见陈述书和修改的权利要求书。将原权利要求4的附加技术特征加入到原独立权利要求1、22、31中,复审请求人认为:本领域技术人员没有动机在对比文件3的光子晶体层4和基板2之间省略包层以便在基板2上形成光子晶体层;对比文件1的覆盖层140不能等同于权利要求1中的光学包覆物,光学包覆物包括光子晶体;特征“沟槽深度小于硅材料的厚度”不属于公知常识。答复复审通知书时提交的权利要求第1-36项如下:
“1. 一种集成式结构,其包括:
半导体衬底,其包括硅材料;
光学包覆物,其形成于所述衬底中,所述包覆物包括形成于所述硅材料中的多个间隔开的沟槽,其中所述沟槽填充有氧化物而形成布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体,且其中所述沟槽的深度(d)小于所述硅材料的厚度;及
波导,其包括芯,所述芯形成为所述光学包覆物上方的连续芯材料板并与所述硅材料及所述光学包覆物的所述氧化物直接接触,
其中填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。
2. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述氧化物包括二氧化硅。
3. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述芯包括半导体材料。
4. 根据权利要求3所述的集成式结构,其中所述波导进一步包括所述芯的侧及上部表面上的额外包覆物。
5. 根据权利要求4所述的集成式结构,其中所述额外包覆物包括氧化物材料。
6. 根据权利要求5所述的集成式结构,其中所述氧化物材料包括二氧化硅。
7. 根据权利要求4所述的集成式结构,其中所述额外包覆物包括BPSG或PSG。
8. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述硅材料包括裸硅,且所述波导芯包括结晶硅。
9. 根据权利要求8所述的集成式结构,其中所述芯包括外延结晶硅。
10. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述衬底包括裸硅,且所述波导芯包 括形成于所述光学包覆物上的外延结晶硅。
11. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括一维光子晶体。
12. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括二维光子晶体。
13. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括三维光子晶体。
14. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述衬底包括穿过其厚度的硅。
15. 根据权利要求1所述的集成式结构,其进一步包括集成于所述半导体衬底上的电子装置。
16. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述光学包覆物形成布拉格反射体。
17. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述波导芯具有高度(h)及宽度(w),其中(w)>3h。
18. 根据权利要求17所述的集成式结构,其中所述光子晶体具有0.54um的平均周期(a)。
19. 根据权利要求17所述的集成式结构,其中(h)大约等于3.3um。
20. 根据权利要求1所述的集成式结构,其中所述波导具有围绕约1310nm的中心波长±40nm的有效波长发射范围。
21. 一种集成式结构,其包括:
光学波导,其包括:
形成为硅衬底内的布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体的下部包覆物,其中
所述光子晶体包括所述硅衬底内的间隔开的氧化物填充的沟槽,且所述氧化物填充的沟槽的深度(d)小于所述衬底的厚度,
由形成于所述下部包覆物上的外延结晶硅的连续区域形成的芯,其中所述芯与所 述硅衬底及所述下部包覆物的所述氧化物填充的沟槽直接接触,及
形成于所述芯的侧上及上方的氧化物包覆物,
其中填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。
22. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述光子晶体是一维光子晶体。
23. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述光子晶体是二维光子晶体。
24. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述光子晶体是三维光子晶体。
25. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述衬底包括贯穿其厚度的硅。
26. 根据权利要求21所述的集成式结构,其进一步包括集成于所述衬底上的电子装置。
27. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述光子晶体包括在光通过光导的方向上的多个连续单元晶胞,从而提供所述单元晶胞的平均周期(a)。
28. 根据权利要求27所述的集成式结构,其中(a)具有大约0.54um的值。
29. 根据权利要求21所述的集成式结构,其中所述光学波导具有横截面宽度w及高度h,其中w>3h。
30. 一种形成集成式结构的方法,其包括:
在硅衬底上形成布置为周期性或准周期性阵列的光子晶体,其中通过在所述硅衬底内安置间隔开的沟槽来形成所述光子晶体,所述间隔开的沟槽的深度(d)小于所述衬底的厚度,且所述间隔开的沟槽填充有选自由氧化物、氮化物及金属组成的群组的材料;及
在所述光子晶体上方形成具有波导的光子装置,使得所述光子晶体用作所述波导的下部包覆物,其中所述波导包括由形成于所述下部包覆物上的连续芯材料板形成的芯,以使所述芯与所述衬底及所述下部包覆物的填充有材料的沟槽直接接触,
其中填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平 均折射率。
31. 根据权利要求30所述的方法,其中所述硅衬底包括贯穿衬底厚度的硅。
32. 根据权利要求30所述的方法,其中所述波导芯的材料包括结晶硅。
33. 根据权利要求30所述的方法,其中所述光子晶体包括一维光子晶体。
34. 根据权利要求30所述的方法,其中所述光子晶体包括二维光子晶体。
35. 根据权利要求30所述的方法,其中所述光子晶体包括三维光子晶体。
36. 根据权利要求30所述的方法,其进一步包括在所述硅衬底上形成电子装置。 ”
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
复审请求人于2019年11月04日提交的权利要求第1-36项,经审查,所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此,本复审请求审查决定针对的文本是:复审请求人于2015年12月25日提交的说明书第1-30段、说明书附图1-4、说明书摘要、摘要附图;2019年11月04日提交的权利要求第1-36项。
(二)具体理由的阐述
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。
如果权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,部分该区别技术特征被其他对比文件公开,该其他对比文件给出了结合的技术启示;同时其余的该区别技术特征属于本领域的公知常识,则该权利要求的技术方案不具备创造性。
在本复审请求审查决定中引用驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件作为现有技术,即:
对比文件1:US2005054199A1,公开日为2005年03月10日;
对比文件3:US2006093299A1,公开日2006年05月04日。
独立权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种集成式结构。对比文件3公开了一种光导器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第62-72段,图1):光导器件包括硅衬底2,披覆层3,光子晶体层4,光子晶体层4由硅材料制成,在硅材料上形成孔洞41,在孔洞41中填充二氧化硅,在光子晶体层4上设置光导芯5,其中光导芯5为连续材料,与光子晶体层4中的硅材料板及孔洞41中填充的二氧化硅直接接触,光子晶体层4为二维光子晶体,其中孔洞41在硅材料基体上准周期排布。
由此可见,权利要求1与对比文件3相比,区别技术特征为:光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度,填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。基于上述区别技术特征,权利要求1实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺,避免光损耗,提高光导效率的作用。对比文件3公开了光子晶体层4采用与衬底2相同的硅材料,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容的启示,在简化结构、缩短工艺时容易想到直接在硅衬底上设置光子晶体层;此外,为了提高器件的可靠性,沟槽的深度小于硅材料的厚度为本领域技术人员根据实际需要进行的常规设置,无需付出创造性劳动。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导芯110的材料为Si,第一覆盖层140的材料为SiO2,其中第一覆盖层140的折射率低于波导芯110的折射率。基于对比文件1的启示,本领域技术人员容易想到使光子晶体层4的折射率小于光导芯5的折射率。由此可见,在对比文件3的基础上结合对比文件1以及公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求1不具备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。
2. 权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求2对权利要求1进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):孔洞41中填充二氧化硅。由此可见,权利要求2的附加技术特征已经被对比文件3公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3. 权利要求3,4不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求3,4分别对波导芯,额外包覆物进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光导芯5为氮化硅材料;在光导芯5的上表面和侧表面设置披覆层6。由此可见,权利要求3,4的附加技术特征已经被对比文件3公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3,4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4. 权利要求5-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求5-7分别对额外包覆物的材料进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):披覆层6的材料可以为二氧化硅。此外,BPSG、PSG等玻璃材料均为常用的包覆物材料,因此,选择上述材料作为额外包覆物为本领域技术人员根据实际需要进行的常规选择。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5-7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5. 权利要求8-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求8-10分别对衬底及芯的材料进行了进一步限定。对比文件1公开了一种波导器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第18-22段,图1):衬底101为硅材料,第一覆盖层140为二氧化硅,波导芯110为外延形成于第一覆盖层140上的结晶硅材料。由此可见,权利要求8-10的附加技术特征已经被对比文件1公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求8-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6. 权利要求11-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求11-13对光学包覆物的形式进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光子晶体层4为二维光子晶体,其中孔洞41在硅材料基体上准周期排布。此外,本领域技术人员根据实际需要选择一维光子晶体或三维光子晶体也不需要付出创造性劳动。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求11-13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7. 权利要求14不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求14对权利要求1进行了进一步限定。对比文件1还公开了(参见说明书第18-22段,图1):衬底101中的硅材料贯穿其厚度方向。由此可见,权利要求14的附加技术特征已经被对比文件1公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8. 权利要求15不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求15对权利要求1进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导器件还包括集成在一起MOS或CMOS电路。由此可见,权利要求15的附加技术特征已经被对比文件1公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9. 权利要求16不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求16对权利要求1进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光子晶体层4为二维光子晶体。根据对比文件3的启示,本领域技术人员容易想到采用一维光子晶体作为波导管的光学包覆物,其中布拉格反射体作为一种简单的一维光子晶体,也是本领域技术人员容易想到的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
10. 权利要求17-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求17-20分别对波导芯的尺寸进行了进一步限定,其附加技术特征未被对比文件3公开。然而,其尺寸限定均为本领域常规设置,且没有带来预料不到的技术效果。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求17-20也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
11. 权利要求21不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求21请求保护一种集成式结构。对比文件3公开了一种光导器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第62-72段,图1):光导器件包括硅衬底2,披覆层3,光子晶体层4,光子晶体层4由硅材料制成,在硅材料上形成孔洞41,在孔洞41中填充二氧化硅,在光子晶体层4上设置光导芯5,其中光导芯5为连续材料,与光子晶体层4中的硅材料板及孔洞41中填充的二氧化硅直接接触,在光导芯5的上表面和侧表面上设置由氧化物形成的披覆层6,光子晶体层4中孔洞41在硅材料基体上准周期排布。
由此可见,权利要求21与对比文件3相比,区别技术特征为:光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度;芯为结晶硅的连续区域形成,填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。基于上述区别技术特征,权利要求21实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺,避免光损耗,提高光导效率的作用。
对比文件1公开了一种波导器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第18-22段,图1):衬底101为硅材料。波导芯为结晶硅。波导芯110的材料为Si,第一覆盖层140的材料为SiO2,其中第一覆盖层140的折射率低于波导芯110的折射率。基于对比文件1的启示,本领域技术人员容易想到使光子晶体层4的折射率小于光导芯5的折射率。
对比文件3公开了光子晶体层4采用与衬底2相同的硅材料,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容的启示,在简化结构、缩短工艺是容易想到直接在硅衬底上设置光子晶体层。此外,为了提高器件的可靠性,沟槽的深度小于硅材料的厚度为本领域技术人员根据实际需要进行的常规设置,无需付出创造性劳动。因此,在对比文件3的基础上结合对比文件1以及公知常识得到权利要求21请求保护的技术方案,对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求21不具备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。
12. 权利要求22-24不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求22-24对光子晶体的形式进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光子晶体层4为二维光子晶体。本领域技术人员根据实际需要采用一维光子晶体和三维光子晶体也不需要付出创造性劳动。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求22-24也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
13. 权利要求25不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求25对权利要求21进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):衬底101中的硅材料贯穿其厚度方向。由此可见,权利要求25附加技术特征已经被对比文件1公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求25也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
14. 权利要求26不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求26对权利要求21进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导器件还包括集成在一起MOS或CMOS电路。由此可见,权利要求26的附加技术特征已经被对比文件1公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求26也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
15. 权利要求27不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求27对权利要求21进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光子晶体层4为二维光子晶体,在光导的光传播方向上具有多个连续准周期排列的二氧化硅单元晶胞。由此可见,权利要求27的附加技术特征已经被对比文件3公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求27也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
16. 权利要求28-29不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求28-29分别对波导芯的尺寸进行了进一步限定,对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导芯110具有高度和宽度。将宽度设置为大于高度的3倍,或将高度设置为3.3微米均为本领域技术人员根据实际需要进行的常规选择,无需付出创造性劳动。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求28-29也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
17. 权利要求30不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求30请求保护一种形成集成式结构的方法。对比文件3公开了一种光导器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第62-72段,图1):光导器件包括硅衬底2,披覆层3,光子晶体层4,光子晶体层4由硅材料制成,在硅材料上形成孔洞41,在孔洞41中填充二氧化硅,在光子晶体层4上设置光导芯5,其中光导芯5为连续材料,与光子晶体层4中的硅材料板及孔洞41中填充的二氧化硅直接接触,在光导芯5的上表面和侧表面上设置由氧化物形成的披覆层6,光子晶体层4中孔洞41在硅材料基体上准周期排布。
由此可见,权利要求30与对比文件3相比,区别技术特征为:光学包覆物形成于衬底中,沟槽的深度小于硅材料的厚度;沟槽填充氮化物或金属组成的群组材料,填充有氧化物的所述沟槽致使所述光学包覆物具有低于所述芯的折射率的平均折射率。基于上述区别技术特征,权利要求30实际所要解决的技术问题为如何简化光导器件结构,缩减工艺,避免光损耗,提高光导效率的作用。然而,对比文件3公开了光子晶体层4采用与衬底2相同的硅材料,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容的启示,在简化结构、缩短工艺是容易想到直接在硅衬底上设置光子晶体层。此外,为了提高器件的可靠性,沟槽的深度小于硅材料的厚度为本领域技术人员根据实际需要进行的常规设置,无需付出创造性劳动;填充氧化物、氮化物、金属组成的群组材料作为光子晶体,为本领域惯用技术手段。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导芯110的材料为Si,第一覆盖层140的材料为SiO2,其中第一覆盖层140的折射率低于波导芯110的折射率。基于对比文件1的启示,本领域技术人员容易想到使光子晶体层4的折射率小于光导芯5的折射率。因此,在对比文件3的基础上结合对比文件1和公知常识得到权利要求30请求保护的技术方案,对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求30不具备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。
18. 权利要求31-32不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求31分别对衬底的材料进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):衬底101中的硅材料贯穿其厚度方向。并且其在对比文件1中所起的作用与本申请相同,都是用作光学器件的衬底。由此可见,在对比文件3的基础上结合对比文件1和公知常识得到权利要求31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31不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求32对波导芯的材料进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导芯的材料为结晶硅。并且其在对比文件1中所起的作用与本申请相同,都是用作光学器件的波导芯。由此可见,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求32不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
19. 权利要求33-35不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求33-35对光子晶体的形式进行了进一步限定。对比文件3还公开了(参见说明书第62-72段,图1):光子晶体层4为二维光子晶体。基于对比文件3的启示,本领域技术人员容易想到采用一维光子晶体和三维光子晶体。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求33-35也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
20. 权利要求36不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求36对权利要求30进行了进一步限定。对比文件1公开了(参见说明书第18-22段,图1):波导器件还包括集成在一起MOS或CMOS电路。由此可见,权利要求36的附加技术特征已经被对比文件1公开并且起到相同的作用。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求36也不具备专利法第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
复审请求人认为:本领域技术人员没有动机在对比文件3的光子晶体层4和基板2之间省略包层以便在基板2上形成光子晶体层;对比文件1的覆盖层140不能等同于权利要求1中的光学包覆物,光学包覆物包括光子晶体;特征“沟槽深度小于硅材料的厚度”不属于公知常识。
合议组认为:对比文件3已经公开本申请的发明点及主要技术方案框架,对比文件3公开了形成在光导芯5下方,并与之直接接触的光子晶体层4结构,其中光子晶体层4为硅材料,与本申请中的衬底材料相同,基于对比文件3公开内容的启示,本领域技术人员容易想到在相同材料形成的衬底上设置光子晶体结构,上述设置无需付出创造性劳动。对比文件3中用作光波导的有芯层5、披覆层3和6,本领域技术人员根据实际需要,仅利用芯层5和披覆层6也可实现一定的光波导作用,即如本申请中的光学结构。因此根据对比文件3对材料和结构的记载,在衬底上直接形成光子晶体层并不需要本领域技术人员付出创造性劳动。
对比文件1公开了覆盖层140和光电盖层120的折射率低于芯的折射率,基于对比文件1的启示,本领域技术人员容易想到与盖层位置和作用相同的含有光子晶体的包覆物的折射率小于光导芯5的折射率。
为了提高器件的可靠性,沟槽的深度小于硅材料的厚度为本领域技术人员根据实际需要进行的常规设置,无需付出创造性劳动。因而,合议组对复审请求人的上述理由不予支持。
基于上述事实和理由,本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年04月04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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