BPatG Beschluss vom 22.07.2004 – 23 W (pat) 11/03

BUNDESPATENTGERICHT

23 W (pat) 11/03

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

22. Juli 2004

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

… 6.70

betreffend das Patent 40 10 570

hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 22. Juli 2004 unter Mitwirkung des Vorsitzenden

Richters Dr. Tauchert sowie der Richter Dr. Gottschalk, Knoll und Lokys

beschlossen:

Die Beschwerde der Einsprechenden wird zurückgewiesen.

G r ü n d e

I

Das Patent 40 10 570 (Streitpatent) wurde beim Deutschen Patent- und Markenamt am 2. April 1990 eingereicht und unter Berücksichtigung des Standes der

Technik gemäß den Entgegenhaltungen

1) Fachaufsatz von P. Glasow, G. Ziegler: "SiC-UV-Photodetectors" SPIE Bd 868 (1987) Seiten 40 bis 45,

2) US-Patentschrift 3 504 181 und

3)

europäische Offenlegungsschrift 0 177 918

erteilt, wobei die Patenterteilung am 19. Februar 1998 veröffentlicht wurde.

Gegen das Patent hat die Einsprechende Einspruch erhoben und den Widerruf

des Patents in vollem Umfang beantragt.

Sie stützte ihr Begehren auf die Entgegenhaltungen 1) und 2) sowie auf das

4) Fachbuch von R. Müller: "Bauelemente der Halbleiter-

Elektronik" 3. Auflage, Springer-Verlag Berlin (1987)

Seiten 19 und 20.

Die Patentabteilung 33 des Deutschen Patent- und Markenamts hat durch

Beschluß vom 8. November 2002 das Patent gemäß Hilfsantrag vom

2. März 2000 beschränkt aufrechterhalten, weil die Gegenstände der erteilten

Patentansprüche 1 und 3 sich in naheliegender Weise aus den Entgegenhaltungen 1) und 2) ergäben.

Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Einsprechenden.

Sie stützt ihre Beschwerde auf den Hinweis, daß gemäß Entgegenhaltung 2)

ebenfalls Edelgase (Argon) in die Oberfläche des SiC-Körpers eindiffundiert werden, so daß sich das Verfahren nach Patentanspruch 1 und die Anordnung nach

Patentanspruch 3 aufgrund eines bloßen Nacharbeitens der Lehren der Entgegenhaltungen 1) und 2) ergäben und daher diese Lehren nicht auf einer erfinderischen

Tätigkeit beruhen würden.

In der mündlichen Verhandlung stellt die Einsprechende den Antrag,

den Beschluß der Patentabteilung 33 des Deutschen Patent-

und Markenamts vom 8. November 2002 aufzuheben und

das Patent zu widerrufen.

Im Beschwerdeverfahren verteidigt die Patentinhaberin ihr Patent mit der

beschränkten Fassung aus dem Einspruchsverfahren und stellt den Antrag,

die Beschwerde zurückzuweisen.

Die geltenden unabhängigen Patentansprüche 1 und 3 haben folgenden Wortlaut:

"1. Verfahren zur Überwachung einer Feuerungsanlage,

insbesondere eines Ölbrenners, bei dem zum Erfassen des

Strahlungsspektrums einer Flamme der Feuerungsanlage in

einem Bereich der Wellenlänge von 220 nm bis 350 nm ein

Strahlungsdetektor aus Siliziumkarbid verwendet wird mit

einem Substrat (2) aus Siliziumkarbid und einer auf dem

Substrat (2) angeordneten Epitaxieschicht (4), die mit einer

n-leitenden Dotierungsschicht (6) versehen ist, an deren

Oberfläche

eine

edelgasimplantierte Rekombinationszone (10) gebildet ist."

"3. Anordnung zum Erfassen von Strahlung einer Flamme

in einem Wellenlängenbereich von 220 nm bis 350 nm mit

einem Strahlungsdetektor aus Siliziumkarbid, der ein Substrat (2) aus Siliziumkarbid und eine auf dem Substrat abgeschiedene p-leitende Epitaxieschicht (4) aus Siliziumkarbid

der 6H-Modifikation umfaßt, wobei die Epitaxieschicht (4) mit

einer n-leitenden Dotierungsschicht (6) versehen ist, an

deren Oberfläche eine edelgasimplantierte Rekombinationszone (10) gebildet ist."

Bezüglich der Unteransprüche 2 und 4 bis 8 und weiterer Einzelheiten wird auf

den Akteninhalt verwiesen.

II

1) Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Feuerungsanlagen, insbesondere von Ölbrennern, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Strahlungsdetektor für ultraviolette Strahlung.

Ein sicherer Betrieb von Feuerungsanlagen mit fossilen Brennstoffen, insbesondere Ölfeuerungsanlagen, ist wesentlich abhängig von der Stabilität des Verbrennungsprozesses. Wird ein ungewolltes Erlöschen der Flamme nicht angezeigt, so

können größere Mengen von unverbrannten Brennstoff der Brennkammer zugeführt werden und die Rückzündung kann eine Explosion auslösen. Es sind deshalb entsprechende Überwachungseinrichtungen vorgesehen, die akustische

Geräte, Fernseher oder auch Strahlendetektoren enthalten können. Die Lichtstrahlung der Brennerflamme wird jedoch im allgemeinen von einer aus der Atmosphäre kommenden Strahlung sowie von der Wärmestrahlung der heißen Kammerwände überlagert. Ferner besteht vor allem im Ultraviolett-Bereich die Gefahr,

daß das Licht benachbarter Flammen durch gasförmige Brennstoffanteile, beispielsweise Ölnebel, gestreut und dadurch das Signal verfälscht wird.

Bei Flammensensoren mit einer gasgefüllten Röhre als UV-Strahlungsdetektor

liegt das Empfindlichkeitsmaximum bei etwa 180 bis 200 nm, d.h. es liegt gerade

in dem Spektralbereich, in dem das Signal durch Streustrahlung an Ölnebeln

besonders beeinflußt wird. Bei derartigen Flammensensoren sind Alterungserscheinungen nicht ausgeschlossen.

Ferner existieren Flackersensoren mit mindestens zwei Siliziumdioden, die einen

durch von diesen Sensoren ausgehenden Sicht-Linien definierten, relativ kleinen

Flammenbereich gemeinsam erfassen. Diese Anordnung erfordert jedoch einen

verhältnismäßig großen Aufwand.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung als technisches Problem die Aufgabe

zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung von Feuerungsanlagen anzugeben,

das eine Früherkennung einer im Verlöschen befindlichen Flamme ermöglicht und

bei dem sowohl ein störender Einfluß von Streulicht als auch der Einfluß von

Tageslicht auf die Überwachung ausgeschlossen ist. Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens soll eine hohe Wärmebeständigkeit haben und somit dicht

an die spezielle Flamme einer Flammenreihe herangebracht werden können. Ferner soll die Anordnung über längere Zeit möglichst wartungsfrei betrieben werden

können und eine Beeinflussung durch benachbarte Flammen ausgeschlossen

sein. Außerdem soll die Anordnung durch eine kurze Ansprechzeit als Flackersensor dienen und damit durch Vergleich von Flackersignal und Durchschnittsintensität eine Früherkennung einer im Verlöschen befindlichen Flamme möglich sein,

vgl. Spalte 1, Zn 48 bis 64 der Patentschrift.

Dieses Problem wird durch die Merkmale der beschränkt aufrecherhaltenen

Patentansprüche 1 und 3 gelöst.

Dem Patentanspruch 1 zufolge wird ein Verfahren zur Überwachung von Feuerungsanlagen vorgeschlagen, bei dem das Strahlungsspektrum einer Flamme in

einem Wellenlängenbereich von 220 nm bis 350 nm durch Verwendung eines

Strahlungsdetektors aus Siliziumkarbid erfaßt wird, wobei dieser Strahlungsdetektor

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ein Substrat (2) aus Siliziumkarbid und

einer auf dem Substrat (2) angeordneten Epitaxieschicht (4),

die mit einer n-leitenden Dotierungsschicht (6) versehen ist,

an deren (6) Oberfläche eine edelgasimplantierte Rekombinationszone (10) gebildet ist,

wobei es hier wesentlich darauf ankommt, daß die Rekombinationszone durch

Implantation von Edelgasen erzeugt wird.

2) Die Gegenstände der verteidigten, geltenden beschränkten Patentansprüche 1 und 3 sind in dem Patent offenbart. Diese Ansprüche gehen auf die erteilten

Patentansprüche 1 und 3 zurück, wobei die Implantation von Edelgasen zur

Erzeugung der Rekombinationszone in Spalte 3, Zn 9 bis 11 der Patentschrift ihre

Stütze findet.

Die übrigen geltenden Patentansprüche 2 und 4 bis 8 entsprechen den erteilten

Patentansprüchen.

Sämtliche Patentansprüche sind auch ursprünglich offenbart. Die geltenden

Patentansprüche 1 und 3 gehen auf eine Zusammenfassung der ursprünglichen

Patentansprüche 1 und 2 zurück, wobei die edelgasimplantierte Rekombinationszone in Spalte 3, Zn 9 bis 11 der zugehörigen Offenlegungsschrift bzw. auf Seite 5, 1. Abs. der ursprünglichen Beschreibung offenbart ist.

Die geltenden Patentansprüche 2, 5 und 7 beinhalten Fakultativmerkmale der

ursprünglichen Ansprüche 1, 3 und 4. Die geltenden Ansprüche 4, 6 und 8 entsprechen den ursprünglichen Ansprüchen 3, 4 und 5 in dieser Reihenfolge.

3) Das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Anordnung gemäß Patentanspruch 3 sind neu (§ 3 PatG), weil keine der Entgegenhaltungen ein Verfahren

bzw. eine Anordnung offenbart, bei dem bzw. bei der ein Strahlungsdetektor aus

Siliziumkarbid (SiC) verwendet wird, in dessen n-leitender Dotierungsschicht der

auf das Substrat abgeschiedenen Epitaxieschicht eine edelgasimplantierte

Rekombinationszone gebildet ist, um die Empfindlichkeit des Strahlendetektors im

kurzwelligen Strahlungsbereich zu begrenzen.

4) Das Verfahren gemäß geltendem Patentanspruch 1 und die Anordnung

gemäß geltenden Patentanspruch 3 sind für den Fachmann, hier einem berufserfahrenen, mit der Entwicklung von Strahlungsdetektoren zur Erfassung der Strahlung

in Feuerungsanlagen,

insbesondere mittels SiC-Detektoren, befaßten

Diplom-Physiker oder Diplom-Ingenieur der Fachrichtung Elektrotechnik, jeweils

mit Hochschulabschluß, durch die Entgegenhaltungen 1) und 2) auch nicht nahegelegt.

Die Entgegenhaltung 2) offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung (combustion control) einer Feuerungsanlage (multiburner furnance), bei

dem zum Erfassen des Strahlungsspektrums einer Flamme der Feuerungsanlage

in einem Bereich der Wellenlänge 220 nm bis 350 nm ein Strahlungsdetektor aus

Siliziumkarbid verwendet wird, dessen Empfindlichkeitsbereich zwischen 200 nm

und 400 nm liegt, vgl. dort Anspruch 1 und 8 sowie die Figur 19 mit zugehöriger

Beschreibung in Spalte 8, Z 28 bis Spalte 10, Z 14 iVm der Figur 16.

Nach dem dortigen Anspruch 1 iVm Spalte 3, Zn 24 bis 27 und Spalte 6, Zn 70 bis

73 kann der SiC-Strahlungsdetektor aus einem p-leitenden Substrat mit einer flachen n-dotierten Schicht bestehen. Der dortige Strahlungsdetektor weist jedoch

keine Epitaxieschicht auf dem Substrat auf.

Gemäß den Ausführungsbeispielen wird dort hingegen von einem n-leitenden (gegebenenfalls stickstoffdotierten) SiC-Substrat (body of sicon carbide 30) ausgegangen, das mittels Siliziumoxid (layer of silicon oxide 34) maskiert und in das

dann eine zentrale Vertiefung geätzt wird, um nach Entfernung der Maske das mit

einer Vertiefung versehene Substrat (30) allseitig mit Aluminium bis zu einer Tiefe

von 8 µm zu dotieren und somit eine p-leitende Oberfläche (layer of p-type conductivity 36) zu erzeugen. Anschließend wird das mit einer Vertiefung versehene

Substrat an der Oberfläche derart plan mittels Oxidations- und Ätzschritten abgetragen, daß eine flache, höchstens 1 µm dicke p-dotierte SiC-Schicht zurückbleibt,

vgl. dort Figuren 1 und 3 bis 6 mit zugehöriger Beschreibung in Spalte 3, Z 62 bis

Spalte 5, Z 35 und Spalte 7, Zn 4 bis 57.

Bei der Dotierung mittels Aluminium als p-Dotierstoff wird ein Trägergas aus 95 %

Argon und 5 % Wasserstoff verwendet, wobei dieses Gas über Reinst-Aluminium

bei 1.300 oC bis 1.400 oC geleitet und auf die Oberfläche des SiC-Substrats, das auf 1.900 oC aufgeheizt ist, gerichtet wird. Es trifft zu, wie die Einsprechende in

ihrer Beschwerdebegründung vom 13. Januar 2003 vorträgt, daß bei dieser Aluminium-Diffusion auch Argon in den SiC-Kristall eindiffundiert, weil nennenswerte Diffusion in Siliziumkarbid bei Temperaturen von 1.400 oC bis 2.000 oC erfolgt, vgl.

gutachtlich die in der Entgegenhaltung 2) explizit genannte US-Patentschrift

3 082 126 Spalte 1, Zn 28 bis 33.

Auch bei den anschließenden Abtragschritten der p-dotierten Zone von 8 µm auf

weniger als 1 µm wird bei den Oxidationsschritten feuchtes Argon (wet argon) über die p-leitende SiC-Oberfläche bei ca. 1.200 oC geleitet. Bei diesen Oxidschritten ist eine Diffusion von Argon in das SiC-Substrat ausgeschlossen, einerseits weil die Oxidschicht als Diffusionsbarriere wirkt und andererseits weil die Temperaturen von 1.200 oC des SiC-Substrats für eine nennenswerte Diffusion zu

niedrig liegen.

Der Argumentation der Einsprechenden, daß aufgrund der Diffusionsdotierung des

n-leitenden SiC-Substrats (30) mit Aluminium in einer Argonatmosphäre gemäß

der Entgegenhaltung 2) auch das eindiffundierte Argon Rekombinationszentren für

die kurzwellige Strahlung darstelle, kann aus zweierlei Gründen nicht gefolgt werden.

Erstens diffundiert auch das Trägergas Argon beim Diffusionsdotieren mit Argon in

das SiC-Substrat, jedoch bleibt es unbekannt, wie tief das Argon in das Substrat

eindiffundiert, da lediglich eine Diffusionstiefe von 8 µm für Aluminium angegeben

wird, so daß es fraglich bleibt, wieviel Argon nach dem Abtragen der aluminiumdotierten Schicht von 8 µm auf weniger als 1 µm noch in dem Substrat verbleibt.

Die Einsprechende blieb in der mündlichen Verhandlung den Nachweis, daß

Argon leichter in das SiC-Substrat eindiffundiert als Aluminium, schuldig.

Zweitens kommt es bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und der Anordnung gemäß Patentanspruch 3 wesentlich darauf an, daß Edelgase zur Bildung

der Rekombinationszonen (10, 13) nicht durch Diffusion, sondern durch Ionenimplantation gebildet werden, um gezielt Gitterstörstellen als Rekombinationszentren

in diesen Zonen (10, 13) zu bilden, vgl. die Erläuterungen in der Beschreibung zur

Erzeugung der Rekombinationszone (13) für den langwelligeren Strahlungsbereich gemäß Spalte 3, Zn 23 bis 43.

Einen derartigen Hinweis entnimmt der Fachmann der Entgegenhaltung 2) nicht.

Die Entgegenhaltung 1) (Fachaufsatz der Erfinder) offenbart anhand der dortigen

Figuren 1, 2 und 5 eine Anordnung (SiC-UV-Photodiode) zum Erfassen von Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 250 nm bis 450 nm mit einem Strahlungsdetektor aus Siliziumkarbid, der ein Substrat (SiC 1) aus Siliziumkarbid und eine

auf dem Substrat (1) abgeschiedene Al-dotierte, d.h. p-leitende Epitaxieschicht

(epitaxial layer growth (LPE) Al doped 2) aus Siliziumkarbid der 6H-Modifikation (implanted n+p-junction on 6H-SiC / Seite 41, vorle Abs., 1. Satz sowie Seite 44,

Abschnitt "Conclusion") umfaßt, wobei die Epitaxieschicht (2) mit einer n-leitenden

Schicht (nitrogen implantation 5), an deren n-leitenden Oberfläche eine sehr

schmale, oberflächenhafte Rekombinationszone (surface recombination effects /

Seite 41 Mitte; surface recombination velocity / Seite 43 le Abs. bzw. Seite 44

Abs. 2) vorhanden ist.

Der Fachmann erhält auch aus dieser Entgegenhaltung 1) keinen Hinweis, an der

Oberfläche der n-leitenden Dotierungsschicht (5) eine edelgasimplantierte Rekombinationszone, wie es gemäß Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 3 vorgesehen ist, auszubilden.

Es mag sein, daß der Einsatz des SiC-Strahlungsdetektors nach Entgegenhaltung 1) bei dem Verfahren gemäß Entgegenhaltung 2) für den Fachmann naheliegend sei, da es sich hierbei um einen Einsatz von weiterentwickelten SiC-Strahlungsdetektoren bei der Überwachung von Feuerungsanlagen handelt.

Für den Fachmann ist es aber schon nicht naheliegend, die bei der p-Dotierung

mittels Diffusion von Aluminium offenbarten Maßnahmen gemäß Entgegenhaltung 2) auf eine mittels Stickstoff dotierte n-leitfähige Schicht in der p-leitenden

Epitaxieschicht gemäß Entgegenhaltung 1) zu übertragen.

Der Fachmann hatte auf jeden Fall weder Veranlassung noch einen Hinweis aus

den Entgegenhaltungen 1) und 2), an der Oberfläche der n-leitenden Dotierungsschicht (5) gemäß Entgegenhaltung 1) zusätzlich noch eine edelgasimplantierte

Rekombinationszone gemäß Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 3 auszubilden.

Da die weiteren im Prüfungsverfahren und im Einspruchsverfahren genannten

Entgegenhaltungen von den vorstehend abgehandelten Druckschriften weiter

wegliegen, vermögen diese Entgegenhaltungen ebenso wenig, dem Fachmann

einen Hinweis auf die Lehren der Patentansprüche 1 und 3 zu vermitteln.

5) Die in der mündlichen Verhandlung abgegebene Teilungserklärung ist wirksam, da eine Erklärung des bloßen Inhalts, das Patent werde geteilt, eine wirksame Teilungserklärung

ist

(vgl. Bundespatentgericht GRUR 2004, 317,

Abschnitt II 1. "Programmartermittlung"). Es besteht auch kein "Schwebezustand"

dahingehend, daß nach Abgabe der Teilungserklärung im Einspruchsverfahren

eine Entscheidung über das Stammpatent zunächst nicht möglich ist, denn ein

"Schwebezustand" besteht lediglich im Hinblick auf das Entstehen der Teilanmeldung (a.a.O.).

Dr. Tauchert

Dr. Gottschalk

Knoll

Lokys

Fa