Rechtsprechung / BPatG / 2021
BPatG Beschluss vom 07.09.2021 – 23 W (pat) 6/20
23. Senat · ECLI:DE:BPatG:2021:070921B23Wpat6.20.0
BUNDESPATENTGERICHT
23 W (pat) 6/20 _______________________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
7. September 2021
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
…
betreffend die Patentanmeldung 10 2014 005 879.4
hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 7. September 2021 unter Mitwirkung des
Vorsitzenden Richters Dr. Strößner und der Richter Dr. Friedrich und Dr. Zebisch
sowie der Richterin Uhlmann
ECLI:DE:BPatG:2021:070921B23Wpat6.20.0
beschlossen:
1. Der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen
Patent- und Markenamts vom 17. Januar 2020 wird aufgehoben.
2. Es wird ein Patent erteilt mit der Bezeichnung „Vertikale
Halbleitervorrichtung“ und dem Anmeldetag 16. April 2014 auf der
Grundlage folgender Unterlagen:
Patentansprüche 1 bis 21 gemäß Hauptantrag eingereicht in
der mündlichen Verhandlung vom 7. September 2021,
Beschreibung Seiten 1, 5 bis 15, 17,19, 22, 23, eingereicht am
28. Februar 2020 als Anlage zur Beschwerdebegründung,
Seiten 2 bis 4, 16, 18, 20, 21 und 24 überreicht in der
mündlichen Verhandlung vom 7. September 2021,
12 Blatt Figuren 1 bis 12, eingegangen beim Deutschen
Patent- und Markenamt am 24. März 2015.
G r ü n d e
I.
Die vorliegende Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2014 005 879.4 und der
Bezeichnung „Vertikale Halbleitervorrichtung“ wurde am 16. April 2014 beim
Deutschen Patent- und Markenamt mit englischsprachigen Unterlagen eingereicht.
Gleichzeitig wurde Prüfungsantrag gestellt. Die Prüfungsstelle für Klasse H01L hat
im Prüfungsverfahren auf den Stand der Technik gemäß den Druckschriften
D1
D2
DE 10 2010 011 259 A1,
DE 10 2004 059 453 A1,
D3
US 2009 / 0 079 002 A1,
D4 WO 2013 / 105 350 A1 und
D4’
EP 2 804 214 A1 (als englische Übersetzung der D4)
verwiesen und im ersten Prüfungsbescheid vom 22. Juli 2014 ausgeführt, dass die
Halbleitervorrichtungen und das Verfahren der ursprünglichen unabhängigen
Ansprüche 1, 12 und 17 nicht neu seien hinsichtlich der Druckschriften D1 bzw. D2.
Mit Eingabe vom 19. März 2015 hat die Anmelderin einen geänderten
Anspruchssatz vorgelegt, zu dem die Prüfungsstelle im Ladungszusatz vom 8.
November 2019 ausgeführt hat, dass auch die Halbleitervorrichtungen sowie das
Verfahren der geänderten unabhängigen Ansprüche 1, 12 bzw. 17 nicht neu seien
hinsichtlich der Druckschriften D1 bzw. D2.
Als Reaktion darauf hat die Anmelderin mit Eingabe vom 23. Dezember 2019 zwei
Anspruchssätze als Haupt- und Hilfsantrag 1 eingereicht.
Zum Ende der am 17. Januar 2020 durchgeführten Anhörung, in der die
Prüfungsstelle die Druckschrift D4 als weiteren Stand der Technik und die
Anmelderin drei zusätzliche Anspruchssätze als Hilfsanträge 2 bis 4 vorgelegt
haben, hat die Prüfungsstelle die Anmeldung im Umfang des Hauptantrags und der
Hilfsanträge 1 bis 3 wegen fehlender Patentfähigkeit bezüglich Druckschrift D4
zurückgewiesen und auf Basis des Hilfsantrags 4 ein Patent erteilt.
Der am 17. Januar 2020 verkündete Beschluss ist der Anmelderin mit Anschreiben
vom 28. Januar 2020 am 31. Januar 2020 zugestellt worden.
Gegen diesen Beschluss richtet sich die am 28. Februar 2020 beim Deutschen
Patent- und Markenamt elektronisch eingegangene Beschwerde der Anmelderin, in
der sie ihre Beschwerde begründet und geänderte Anspruchssätze sowie eine
angepasste Beschreibung eingereicht hat.
In der mündlichen Verhandlung am 7. September 2021 hat die Anmelderin einen
neuen Anspruchssatz und weiter geänderte Beschreibungsseiten vorgelegt.
Sie beantragt:
1. den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen
Patent- und Markenamts vom 17. Januar 2020 aufzuheben;
2. ein Patent mit der Bezeichnung „Vertikale Halbleitervorrichtung“
und dem Anmeldetag 16. April 2014 auf der Grundlage folgender
Unterlagen zu erteilen:
Patentansprüche 1 bis 21 gemäß Hauptantrag, eingereicht in
der mündlichen Verhandlung vom 7. September 2021,
Beschreibung Seiten 1, 5 bis 15, 17,19, 22, 23, eingereicht am
28. Februar 2020 als Anlage zur Beschwerdebegründung,
Seiten 2 bis 4, 16, 18, 20, 21 und 24 überreicht in der
mündlichen Verhandlung vom 7. September 2021,
12 Blatt Zeichnungen, Figuren 1 bis 12, eingegangen beim
Deutschen Patent- und Markenamt am 24. März 2015.
Die in der mündlichen Verhandlung eingereichten selbständigen Ansprüche 1, 13
und 18 haben folgenden Wortlaut:
1. Vertikale Halbleitervorrichtung (100-400, 600-800), die Folgendes umfasst:
-
einen Halbleiterkörper (40) der Folgendes umfasst: eine erste
Oberfläche (101); eine zweite Oberfläche (102), die der ersten
Oberfläche gegenüber liegt; einen Rand (41), der sich in einer vertikalen
Richtung, die orthogonal zu der ersten Oberfläche ist, erstreckt; einen
aktiven Bereich (110); einen peripheren Bereich (120), der in einer
horizontalen Richtung, die parallel zu der ersten Oberfläche ist, zwischen
dem aktiven Bereich und dem Rand angeordnet ist; einen pn-Übergang
(14), der benachbart zur ersten Oberfläche angeordnet ist und sich von
dem aktiven Bereich in den peripheren Bereich erstreckt;
-
eine erste Metallisierung (10) auf der ersten Oberfläche (101) und eine
erste dielektrische Schicht (5) zwischen dem Halbleiterkörper (40) und
der ersten Metallisierung (10), wobei die erste Metallisierung (10) in
ohmschem Kontakt mit einem Halbleitergebiet (2a) im Halbleiterkörper
(40) ist,
wobei die Halbleitervorrichtung im peripheren Bereich (120) ferner Folgendes
umfasst:
-
ein erstes leitfähiges Gebiet (20, 21), das benachbart zur ersten
Oberfläche (101) angeordnet ist und von einem ersten Teil der ersten
Metallisierung (10) gebildet wird;
-
ein zweites leitfähiges Gebiet (22), das benachbart zur ersten Oberfläche
angeordnet ist und in horizontaler Richtung zwischen dem ersten
leitfähigen Gebiet (20, 21) und dem Rand (41) angeordnet ist und von
einem zweiten Teil der ersten Metallisierung (10) gebildet wird;
- wobei die erste dielektrische Schicht (5) zwischen dem Halbleiterkörper
und dem ersten leitfähigen Gebiet (20, 21) und dem zweiten leitfähigen
Gebiet (22) angeordnet ist, und wobei das erste leitfähige Gebiet (20, 21)
und das zweite leitfähige Gebiet (22) jeweils eine vertikale Ausdehnung
oberhalb der ersten dielektrischen Schicht (5) aufweisen, die mit einer
vertikalen Ausdehnung der ersten Metallisierung (10) oberhalb der
ersten dielektrischen Schicht (5) übereinstimmt; und
-
eine Passivierungsstruktur (6, 7) mit einer ersten und einer zweiten
Passivierungsschicht (6, 7), die
in einem vertikalen Querschnitt
Folgendes umfasst: einen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise das
erste leitfähige Gebiet (20, 21) bedeckt und durch einen von der ersten
und zweiten Passivierungsschicht (6, 7) gebildeten Stapel gebildet wird,
wobei die erste Passivierungsschicht (6) direkt das erste leitfähige
Gebiet (20, 21) bedeckt und die zweite Passivierungsschicht (7) auf der
ersten Passivierungsschicht (6) angeordnet ist, und einen zweiten
Abschnitt, der zumindest teilweise das zweite leitfähige Gebiet (22)
bedeckt und durch die zweite Passivierungsschicht (7) gebildet wird,
welche das zweite leitfähige Gebiet direkt bedeckt, sodass der erste
Abschnitt eine erste Dicke aufweist, die sich von einer zweiten Dicke des
zweiten Abschnitts unterscheidet.
13. Vertikale Halbleitervorrichtung (400, 500), die Folgendes umfasst:
-
einen Halbleiterkörper (40), der Folgendes umfasst: eine erste
Oberfläche (101); eine zweite Oberfläche (102), die der ersten
Oberfläche gegenüber liegt; einen Rand (41), der sich in einer vertikalen
Richtung, die orthogonal zu der ersten Oberfläche ist, erstreckt; einen
aktiven Bereich (110); einen peripheren Bereich (120), der in einer
horizontalen Richtung, die parallel zu der ersten Oberfläche ist, zwischen
dem aktiven Bereich und dem Rand angeordnet ist; einen pn-Übergang
(14), der zwischen einem ersten Halbleitergebiet (1) und einem zweiten
Halbleitergebiet (2) des Halbleiterkörpers (40) ausgebildet ist, wobei der
pn-Übergang (14) benachbart zur ersten Oberfläche angeordnet ist und
sich von dem aktiven Bereich in den peripheren Bereich erstreckt;
-
eine erste Metallisierung (10), die auf der ersten Oberfläche angeordnet
ist und sich in ohmschem Kontakt mit dem zweiten Halbleitergebiet (2)
befindet; und
-
eine zweite Metallisierung (11), die auf der zweiten Oberfläche
angeordnet ist,
wobei die Halbleitervorrichtung im peripheren Bereich ferner Folgendes
umfasst:
-
zumindest eine Feldplatte (20, 22), die auf der ersten Oberfläche (101)
angeordnet ist und eine vertikale Ausdehnung aufweist, die mit einer
vertikalen Ausdehnung der ersten Metallisierung (10) übereinstimmt;
und
-
eine Passivierungsstruktur (6,7), die die zumindest eine Feldplatte
vollständig bedeckt und an einer Oberfläche der zumindest einen
Feldplatte (22) eine variierende Dicke umfasst.
18. Verfahren zur Ausbildung einer vertikalen Halbleitervorrichtung (900), das
Folgendes umfasst:
- Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (40), der Folgendes umfasst: eine
erste Oberfläche (101); eine zweite Oberfläche (102), die der ersten
Oberfläche gegenüber liegt; einen aktiven Bereich (110); einen
peripheren Bereich (120), der den aktiven Bereich umgibt; einen pn-
Übergang (14), der benachbart zur ersten Oberfläche angeordnet ist und
sich von dem aktiven Bereich in den peripheren Bereich erstreckt;
- Ausbilden einer ersten dielektrischen Schicht (5) auf der ersten
Oberfläche;
- Ausbilden von mindestens zwei Feldplatten (20, 21, 22) in dem
peripheren Bereich auf der ersten dielektrischen Schicht (5) und
Ausbilden einer ersten Metallisierung (10) auf der ersten dielektrischen
Schicht (5), wobei das Ausbilden der zumindest zwei Feldplatten (20, 21,
22) und das Ausbilden der ersten Metallisierung (10) so erfolgt, dass die
mindestens zwei Feldplatten (20, 21, 22) jeweils eine vertikale
Ausdehnung oberhalb der ersten dielektrischen Schicht (5) aufweisen,
die mit einer vertikalen Ausdehnung der ersten Metallisierung oberhalb
der ersten dielektrischen Schicht (5) übereinstimmt;
- Abscheiden einer ersten Passivierungsschicht (6) auf den Feldplatten
(20, 21, 22); und
-
zumindest ein Reduzieren einer Dicke der ersten Passivierungsschicht
(6) zumindest in einem Abschnitt der Feldplatte (22), die dem Rand (41)
am nächsten ist, wobei die Dicke der ersten Passivierungsschicht so
reduziert wird, dass die erste Passivierungsschicht (6) auf der Feldplatte
(22), die dem Rand (41) am nächsten ist, dünner ist als auf einer anderen
Feldplatte (20, 21).
Hinsichtlich der abhängigen Ansprüche 2 bis 12, 14 bis 17 und 19 bis 21 sowie der
weiteren Unterlagen und Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II.
Die form- und fristgerecht erhobene Beschwerde der Anmelderin ist zulässig und
erweist sich nach dem Ergebnis der mündlichen Verhandlung vom 7. September
2021 auch als begründet. Sie führt zur Aufhebung des Beschlusses der
Prüfungsstelle für Klasse H01L vom 17. Januar 2020 und zur Erteilung des Patents
gemäß dem in der mündlichen Verhandlung gestellten Antrag (§ 79 Abs. 1 PatG i.
V. m. § 49 Abs. 1 PatG), denn die geltenden Patentansprüche sind zulässig (§ 38
bis 4 PatG).
Als Fachmann ist hier ein Physiker mit Hochschulabschluss und Erfahrung im
Bereich der Entwicklung von Halbleiterleistungsbauelementen zu definieren.
1.
Die Anmeldung betrifft vertikale Halbleitervorrichtungen mit einem aktiven
Bereich und einem peripheren Bereich, der eine Randabschlussstruktur aufweist
und den aktiven Bereich umgibt, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
Halbleitervorrichtungen wie MOSFETs oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate
(IGBTs) werden in zahlreichen Vorrichtungen bspw. als Schalter eingesetzt. Sind
sie als Leistungsbauelement für den Betrieb bei hohen Spannungen und/oder zum
Schalten starker Ströme ausgelegt, wird ein geringer Durchlasswiderstand Ron, eine
hohe Durchschlagsspannungen Ubd und/oder eine hohe Robustheit angestrebt.
Jedoch können sich die elektrischen Parameter und
insbesondere die
Durchschlagsspannung Ubd solcher Leistungshalbleitervorrichtungen aufgrund von
mobilen Ladungen (Ionen, geladene Moleküle), die aus dem Gehäuse oder von
außen in die Halbleitervorrichtung eindringen und/oder von korrodierenden
Metallelektroden verursacht werden, im Laufe des Betriebs ändern, indem sich
diese Ladungen an der energetisch günstigsten Position, bspw.
im
Randabschlussbereich, sammeln und dort die Verteilung des elektrischen Felds
drastisch verändern. Zwar gibt es für die Produktentwicklung standardisierte
Zuverlässigkeitstests, insbesondere den HTRB-Test (High Temperature Reverse
Bias, Hochtemperatursperrbetrieb) und den H3TRB-Test, bei dem das Bauelement
zusätzlicher Feuchte ausgesetzt ist, doch zeigt sich, dass viele Bauteile in diesen
Tests keine ausgewogene Robustheit gegenüber externen Ladungen einerseits und
feuchtigkeitsbedingter Korrosion andererseits aufweisen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Anmeldung als technisches Problem die Aufgabe
zugrunde, vertikale Halbleitervorrichtungen, die eine gute Robustheit sowohl
gegenüber externen Ladungen als auch hinsichtlich
feuchtigkeitsbedingter
Korrosion aufweisen, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren zur Verfügung
zu stellen, vgl. die Absätze [0001] bis [0003] der Beschreibung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die vertikalen Halbleitervorrichtungen der
selbständigen Ansprüche 1 und 13 sowie das Verfahren des Anspruchs 18.
Der grundlegende Schichtaufbau der vertikalen Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1 ist in der nachfolgend wiedergegebenen Fig. 1 der Anmeldung
dargestellt.
Diese zeigt eine vertikale Halbleitervorrichtung (100) mit:
· einem eine erste (101) und gegenüberliegende zweite Oberfläche (102)
aufweisendem Halbleiterkörper (40),
· einem sich in vertikaler Richtung orthogonal zur ersten Oberfläche
erstreckendem Rand (41),
· einem aktiven Bereich (110) und einem peripheren Bereich (120), der in
horizontaler Richtung parallel zur ersten Oberfläche zwischen dem aktiven
Bereich (110) und dem Rand (41) angeordnet ist,
· einem benachbart zur ersten Oberfläche (101) angeordneten und sich von
dem aktiven Bereich (110) in den peripheren Bereich (120) erstreckenden
pn-Übergang (14),
· einer ersten Metallisierung (10), die in ohmschem Kontakt mit einem
Halbleitergebiet (2a) im Halbleiterkörper (40) ist und auf der ersten
Oberfläche (101) mit einer ersten dielektrischen Schicht (5) zwischen dem
Halbleiterkörper (40) und der ersten Metallisierung (10) angeordnet ist,
· einem ersten leitfähigen Gebiet (20, 21) im peripheren Bereich (120), das
benachbart, in Fig. 1 durch die dielektrische Schicht (5) beabstandet zur
ersten Oberfläche (101) angeordnet ist und von einem ersten Teil der ersten
Metallisierung (10) gebildet wird,
· einem zweiten leitfähigen Gebiet (22) im peripheren Bereich (120), das
benachbart zur ersten Oberfläche sowie in horizontaler Richtung zwischen
dem ersten leitfähigen Gebiet (20, 21) und dem Rand angeordnet ist und von
einem zweiten Teil der ersten Metallisierung (10) gebildet wird, wobei die
erste dielektrische Schicht (5) zwischen dem Halbleiterkörper (40) und dem
ersten leitfähigen Gebiet sowie zwischen dem Halbleiterkörper (40) und dem
zweiten leitfähigen Gebiet (22) angeordnet ist und wobei das erste leitfähige
Gebiet (20, 21) und das zweite leitfähige Gebiet (22) jeweils eine vertikale
Ausdehnung oberhalb der ersten dielektrischen Schicht (5) aufweisen, die
mit einer vertikalen Ausdehnung der ersten Metallisierung (10) oberhalb der
ersten dielektrischen Schicht (5) übereinstimmt, und
· einer Passivierungsstruktur (6, 7) mit einer ersten und einer zweiten
Passivierungsschicht (6, 7), die in einem vertikalen Querschnitt Folgendes
umfasst:
o einen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise das erste leitfähige
Gebiet (20, 21) bedeckt und durch einen von der ersten und zweiten
Passivierungsschicht (6, 7) gebildeten Stapel gebildet wird, wobei die
erste Passivierungsschicht (6) direkt das erste leitfähige Gebiet (20,
21) bedeckt und die zweite Passivierungsschicht (7) auf der ersten
Passivierungsschicht (6) angeordnet ist,
o und einen zweiten Abschnitt, der zumindest teilweise das zweite
leitfähige Gebiet
(22)
bedeckt
und
durch
die
zweite
Passivierungsschicht (7) gebildet wird, welche das zweite leitfähige
Gebiet direkt bedeckt, sodass der erste Abschnitt eine erste Dicke
aufweist, die sich von einer zweiten Dicke des zweiten Abschnitts
unterscheidet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht der das erste leitfähige
Gebiet (20, 21) bedeckende erste Abschnitt der Passivierungsstruktur aus einer
unteren, dicken ersten Passivierungsschicht (6) und einer oberen, dünnen zweiten
Passivierungsschicht (7), wohingegen der das zweite leitfähige Gebiet (22)
bedeckende zweite Abschnitt der Passivierungsstruktur nur aus der oberen, dünnen
zweiten Passivierungsschicht
(7)
besteht. Als Materialen
für
die
Passivierungsschicht sind in Absatz [0062] SiO2, SiN, SiON und halbisolierender
diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC) genannt.
Der aktive Bereich (110) des
in Fig. 1 gezeigten Bauelements umfasst
Transistorzellen eines n-Kanal-DMOS mit auf der ersten Oberfläche (101)
angeordneten Gateelektroden (12) und Gatedielektrika (12a), wodurch ein
Kanalgebiet im Bodygebiet (2a) ausgebildet und der Stromfluss von der Source-
Metallisierung (10) über das Driftgebiet (1) und das Draingebiet (3) zur Drain-
Metallisierung (11) gesteuert werden kann.
Bei den Passivierungsstrukturen (6, 7) des Ausführungsbeispiels von Fig. 4 variiert
die Dicke der Passivierungsstruktur (6, 7) auf dem zweiten leitfähigen Gebiet (22)
derart, dass in einem inneren Randgebiet des zweiten leitfähigen Gebiets (22) die
Passivierungsstruktur (6, 7) dicker ist als in Gebieten, die näher am Chip-Rand (41)
liegen. Dies entspricht der Ausbildung nach dem selbständigen Anspruch 13.
Fig. 2 zeigt eine vertikale Halbleitervorrichtung, die mit dem Verfahren nach
Anspruch 18 herstellbar ist und bei der die Passivierungsstruktur eine dickere
Passivierungsschicht (6) auf den ersten leitfähigen Gebieten (20, 21) und eine
dünnere Passivierungsschicht (7) auf dem zweiten leitfähigen Gebiet (22) umfasst.
Wesentlich für die beanspruchten Halbleitervorrichtungen und das beanspruchte
Verfahren ist die Ausbildung der Passivierungsstruktur mit unterschiedlicher Dicke
im ersten und zweiten Abschnitt. So soll nach den Ausführungen in Absatz [0069]
der Beschreibung durch die Verwendung einer im Vergleich zu den inneren
leitfähigen Gebieten (20, 21) dünneren Passivierungsstruktur auf dem äußeren
leitfähigen Gebiet (22) eine gute Beständigkeit sowohl gegen das Eindringen
externer Ladungen als auch gegen durch Feuchtigkeit induzierte Schäden erzielt
werden.
2.
Der in der Verhandlung überreichte Anspruchssatz ist zulässig (§ 38 PatG), da
die beanspruchten Halbleitervorrichtungen und das beanspruchte Verfahren in den
ursprünglichen Unterlagen offenbart sind.
Anspruch 1 geht zurück auf den ursprünglichen Anspruch 1 und ist durch Aufnahme
von die Metallisierung und deren Dicke, die dielektrische Schicht und die
Passivierungsstruktur betreffenden Merkmalen konkretisiert, deren Offenbarung in
der ursprünglichen Anmeldung durch den Anspruch 3, die Absätze [0067], [0093]
und [0094] sowie die Figuren 1, 3 und 9 bis 12 gegeben ist. Zusätzlich wurde im
dritten Spiegelstrich der Begriff angrenzend durch benachbart ersetzt, da das zweite
leitfähige Gebiet (22) nicht an die erste Oberfläche angrenzt, sondern von dieser
durch die dielektrische Schicht (5) beanstandet ist. Der selbständige Anspruch 13
entspricht dem ursprünglichen Anspruch 12 und ist hinsichtlich der Dicke der
Metallisierung und der Feldplatten konkretisiert, was sich aus den Absätzen [0093]
und [0094] sowie den Figuren 4 und 9 bis 12 der ursprünglichen Anmeldung ergibt.
Der Verfahrensanspruch 18 geht zurück auf die ursprünglichen Ansprüche 17 und
18, wobei auch hier die Dicke der Metallisierung und der Feldplatten entsprechend
den Absätzen [0093] und [0094] sowie den Figuren 4 und 9 bis 12 der
ursprünglichen Anmeldung präzisiert ist. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 7, 9 bis
12 sowie 14 bis 17, 19 und 20 sind die angepassten ursprünglichen abhängigen
Ansprüche 2 bis 11, 13 bis 16, 19 und 20, wobei in Anspruch 11 die dritte
Metallisierung
(10) entsprechend dem ursprünglichen Absatz
[0035] als
Gateelektrode (12) konkretisiert wurde. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche 8
und 21 sind in den ursprünglichen Absätzen [0062] sowie [0093] und [0094]
offenbart.
3.
Die Lehren der Ansprüche 1, 13 und 18 sind für den Fachmann ausführbar (§
34 Abs. 4 PatG), da bereits deren Wortlaut mit den Zeichnungen ausreichend ist,
um dem Fachmann eine nacharbeitbare Lehre anzugeben und zudem
Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren 1, 4 und 9 bis 12 die
beanspruchte Anordnung sowie das zugehörige Herstellungsverfahren näher
beschreiben.
4.
Die gewerblich anwendbaren (§ 5 PatG) Halbleitervorrichtungen der
Ansprüche 1 und 13 und das Herstellungsverfahren nach Anspruch 18 sind
gegenüber dem ermittelten Stand der Technik neu (§ 3 PatG) und beruhen diesem
gegenüber auf einer erfinderischen Tätigkeit (§ 4 PatG) des Fachmanns, so dass
sie gegenüber diesem Stand der Technik patentfähig sind (§ 1 Abs. 1 PatG).
Die den nächstkommenden Stand der Technik darstellende Druckschrift D4
offenbart unter Bezugnahme auf die englische Übersetzung D4‘ in den Absätzen
[0018] bis [0022] der Beschreibung und der nachfolgend wiedergegebenen Figur 1
mit den Worten des Anspruchs 1 eine
vertikale Halbleitervorrichtung (semiconductor device 10, IGBT / vgl. Abs. [0018] mit
Figur 1), die Folgendes umfasst:
-
einen Halbleiterkörper
(semiconductor substrate 12) der Folgendes
umfasst: eine erste Oberfläche; eine zweite Oberfläche, die der ersten
Oberfläche gegenüber liegt; einen Rand (edge surface (outer periphal
surface) 12a), der sich in einer vertikalen Richtung, die orthogonal zu der
ersten Oberfläche ist, erstreckt; einen aktiven Bereich (active region 20);
einen peripheren Bereich (termination region 50), der in einer horizontalen
Richtung, die parallel zu der ersten Oberfläche ist, zwischen dem aktiven
Bereich (20) und dem Rand (12a) angeordnet ist; einen pn-Übergang (ptype body region 26, deep p-type region 52, n-type drift region 30), der
benachbart zur ersten Oberfläche angeordnet ist und sich von dem aktiven
Bereich (20) in den peripheren Bereich (50) erstreckt;
-
eine erste Metallisierung (emitter electrode 22 / vgl. Fig. 1; metal layer 76,
vgl. Fig. 6 mit Abs. [0028]) auf der ersten Oberfläche und eine erste
dielektrische Schicht (insulating layer 58) zwischen dem Halbleiterkörper
(12) und der ersten Metallisierung (22), wobei die erste Metallisierung (22)
in ohmschem Kontakt mit einem Halbleitergebiet (emitter region 24) im
Halbleiterkörper (12) ist (The emitter region 24 is ohmically connected to the
emitter electrode 22 / Abs. [0020]),
wobei die Halbleitervorrichtung im peripheren Bereich (50) ferner Folgendes
umfasst:
-
ein erstes leitfähiges Gebiet (electrode 54), das benachbart zur ersten
Oberfläche angeordnet
ist und von einem ersten Teil der ersten
Metallisierung (metal layer 76 / vgl. Fig. 6) gebildet wird;
-
ein zweites leitfähiges Gebiet (electrode 64), das benachbart zur ersten
Oberfläche angeordnet ist und in horizontaler Richtung zwischen dem
ersten leitfähigen Gebiet (54) und dem Rand (12a) angeordnet ist und von
einem zweiten Teil der ersten Metallisierung (metal layer 76 / vgl. Fig. 6)
gebildet wird;
- wobei die erste dielektrische Schicht (58) zwischen dem Halbleiterkörper
(12) und dem ersten leitfähigen Gebiet (54) und dem zweiten leitfähigen
Gebiet (64) angeordnet ist, und wobei das erste leitfähige Gebiet (54) und
das zweite leitfähige Gebiet
(64)
jeweils eine vertikale Ausdehnung
oberhalb der ersten dielektrischen Schicht (58) aufweisen, die mit einer
vertikalen Ausdehnung der ersten Metallisierung (22) oberhalb der ersten
dielektrischen Schicht (58) übereinstimmt; und
-
eine Passivierungsstruktur (insulating layer 60) mit einer ersten und einer
zweiten Passivierungsschicht, die
in einem vertikalen Querschnitt
Folgendes umfasst: einen ersten Abschnitt (der Bereich direkt oberhalb der
Elektrode 54), der zumindest teilweise das erste leitfähige Gebiet (54)
bedeckt und durch einen von der ersten und zweiten Passivierungsschicht
(6, 7) gebildeten Stapel gebildet wird, wobei die erste Passivierungsschicht
(6) direkt das erste leitfähige Gebiet (20, 21) bedeckt und die zweite
Passivierungsschicht
(7) auf der ersten Passivierungsschicht
(6)
angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt (der Bereich rechts von der
Elektrode 54), der zumindest teilweise das zweite leitfähige Gebiet (64)
bedeckt und durch die zweite Passivierungsschicht (7) gebildet wird, welche
das zweite leitfähige Gebiet direkt bedeckt, sodass wobei der erste
Abschnitt eine erste Dicke aufweist, die sich von einer zweiten Dicke des
zweiten Abschnitts unterscheidet.
Somit unterscheidet sich die Halbleitervorrichtung des Anspruchs 1 von der in
Druckschrift D4 beschriebenen Vorrichtung dadurch, dass die Passivierungsstruktur
nicht wie in Druckschrift D4 als durchgehende Schicht ausgebildet ist, sondern
einen Stapel aus einer ersten und einer zweiten Passivierungsschicht umfasst,
wobei im ersten Abschnitt die erste Passivierungsschicht direkt das erste leitfähige
Gebiet bedeckt und die zweite Passivierungsschicht auf der ersten
Passivierungsschicht angeordnet ist und wobei
im zweiten Abschnitt die zweite
Passivierungsschicht das zweite leitfähige Gebiet direkt bedeckt, so dass der erste
Abschnitt der Passivierungsschicht eine andere Dicke aufweist als der zweite
Abschnitt der Passivierungsschicht.
Weder in Druckschrift D4 noch in den Druckschriften D1 bis D3 findet der Fachmann
einen diesbezüglichen Hinweis. Zwar hatte die Prüfungsstelle im Ladungszusatz
vom 8. November 2019 die Figur 5 von Druckschrift D1 als relevant hinsichtlich des
damaligen Anspruchs 1 angeführt und dabei die Feldplatten 9c und 9b als erstes
und zweites leitfähiges Gebiet ausgelegt, doch steht die Druckschrift D1 aufgrund
der vorgenommenen Änderungen im geltenden Anspruch 1 betreffend die spezielle
Ausbildung der Passivierungsstruktur und die Präzisierung, dass das erste
leitfähige Gebiet und das zweite leitfähige Gebiet jeweils eine vertikale Ausdehnung
oberhalb der ersten dielektrischen Schicht aufweisen, die mit einer vertikalen
Ausdehnung der ersten Metallisierung oberhalb der ersten dielektrischen Schicht
übereinstimmt, der Halbleitervorrichtung des neuen Anspruchs 1 nicht mehr
patenthindernd entgegen. So sind die in den Figuren der Druckschrift D1 gezeigten
Feldplatten entgegen Anspruch 1 kein Teil der Metallisierung, sondern wie die
Gates aus Polysilizium gebildet, und sie haben auch eine andere vertikale
Ausdehnung als die Metallisierung (7a bis 7f).
In ihrem Zurückweisungsbeschluss hatte die Prüfungsstelle nicht die Elektrode (54)
von Druckschrift D4 als erstes leitfähiges Gebiet angesehen, sondern die Trench-
Elektroden (40b/Fig. 1 // 43b2/Fig. 23). Nach den Präzisierungen im geltenden
Anspruch 1 müssen das erste leitfähige Gebiet (20, 21) und das zweite leitfähige
Gebiet (22) aber
jeweils eine vertikale Ausdehnung oberhalb der ersten
dielektrischen Schicht (5) aufweisen, die mit einer vertikalen Ausdehnung der ersten
Metallisierung oberhalb der ersten dielektrischen Schicht (5) übereinstimmt, was bei
den Trench-Elektroden (40b, 43b2) nicht der Fall ist und dem Fachmann auch nicht
nahegelegt wird.
Für das Herstellungsverfahren des selbständigen Anspruchs 18 gelten obige
Ausführungen in entsprechender Weise. Insbesondere gibt der vorgelegte Stand
der Technik dem Fachmann keinen Hinweis, auf der ersten dielektrischen Schicht
mindestens zwei Feldplatten
in dem peripheren Bereich und eine erste
Metallisierung derart auszubilden, dass sie jeweils eine gleiche vertikale
Ausdehnung oberhalb der ersten dielektrischen Schicht aufweisen, sowie zusätzlich
eine Passivierungsschicht auf den Feldplatten abzuscheiden und die Dicke der
Passivierungsschicht zumindest in einem Abschnitt der dem Rand nächstliegenden
Feldplatte so zu reduzieren, dass sie dort dünner ist als auf einer anderen
Feldplatte.
Die Halbleitervorrichtung des selbständigen Anspruchs 13 wurde von der
Prüfungsstelle bereits als patentfähig angesehen. Sie umfasst als wesentliche
Merkmale zumindest eine Feldplatte, die auf der ersten Oberfläche angeordnet ist
und eine vertikale Ausdehnung aufweist, die mit einer vertikalen Ausdehnung der
ersten Metallisierung übereinstimmt, sowie eine Passivierungsstruktur, die die
zumindest eine Feldplatte vollständig bedeckt und an einer Oberfläche der
zumindest einen Feldplatte eine variierende Dicke umfasst. Für eine solche
Ausgestaltung einer vertikalen Halbleitervorrichtung gibt es in den Druckschriften
D1 bis D4 keine Anregung. Insbesondere stellt die dielektrische Schicht (16) von
Fig. 9A der Druckschrift D2 keine anspruchsgemäße Passivierungsschicht dar, da
sie die Feldplatte (15) nicht vollständig bedeckt.
Die Druckschrift D3 wurde von der Prüfungsstelle lediglich hinsichtlich der Merkmale
des ein Transistorherstellungsverfahren betreffenden ursprünglichen abhängigen
Anspruchs 19 eingeführt. Die Gegenstände der selbständigen Ansprüche 1, 13 und
kann
sie weder vorwegnehmen noch nahelegen, da sie keine
anspruchsgemäßen Passivierungsstrukturen offenbart.
Die Halbleitervorrichtungen der selbständigen Ansprüche 1 und 13 und das
Verfahren des Anspruchs 18 sind daher neu gegenüber den Druckschriften D1 bis
D4, und sie werden dem Fachmann durch diesen Stand der Technik auch nicht
nahegelegt, so dass sie patentfähig sind.
5.
Den selbständigen Ansprüchen 1, 13 und 18 können sich die Unteransprüche
2 bis 12, 14 bis 17 und 19 bis 21 anschließen, da sie die Vorrichtungen der
Ansprüche 1 bzw. 13 oder das Verfahren nach Anspruch 18 vorteilhaft weiterbilden.
Zudem sind in der geltenden Beschreibung mit Zeichnung die Gegenstände der
Ansprüche ausreichend erläutert.
6.
Bei dieser Sachlage war der angefochtene Beschluss der Prüfungsstelle für
Klasse H01L vom 17. Januar 2020 aufzuheben und das Patent im beantragten
Umfang zu erteilen.
III.
R e c h t s m i t t e l b e l e h r u n g
Gegen diesen Beschluss steht der Anmelderin
das Rechtsmittel der
Rechtsbeschwerde zu. Da der Senat die Rechtsbeschwerde nicht zugelassen hat,
ist sie nur statthaft, wenn einer der nachfolgenden Verfahrensmängel gerügt wird,
nämlich
1. dass das beschließende Gericht nicht vorschriftsmäßig besetzt war,
2. dass bei dem Beschluss ein Richter mitgewirkt hat, der von der
Ausübung des Richteramtes kraft Gesetzes ausgeschlossen oder
wegen Besorgnis der Befangenheit mit Erfolg abgelehnt war,
3. dass einem Beteiligten das rechtliche Gehör versagt war,
4. dass ein Beteiligter im Verfahren nicht nach Vorschrift des Gesetzes
vertreten war, sofern er nicht der Führung des Verfahrens
ausdrücklich oder stillschweigend zugestimmt hat,
5. dass der Beschluss aufgrund einer mündlichen Verhandlung
ergangen ist, bei der die Vorschriften über die Öffentlichkeit des
Verfahrens verletzt worden sind, oder
6. dass der Beschluss nicht mit Gründen versehen ist.
Die Rechtsbeschwerde ist
innerhalb eines Monats nach Zustellung des
Beschlusses
schriftlich durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als
Bevollmächtigten beim Bundesgerichtshof, Herrenstr. 45 a, 76133 Karlsruhe,
einzureichen oder
durch einen beim Bundesgerichtshof
zugelassenen Rechtsanwalt als
Bevollmächtigten in elektronischer Form.
Zur Entgegennahme elektronischer Dokumente ist die elektronische Poststelle des
Bundesgerichtshofs bestimmt. Die elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs
ist über die auf der
Internetseite www.bundesgerichtshof.de/erv.html
bezeichneten Kommunikationswege erreichbar. Die Einreichung erfolgt durch die
Übertragung des elektronischen Dokuments in die elektronische Poststelle.
Elektronische Dokumente sind mit einer qualifizierten elektronischen Signatur oder
mit einer fortgeschrittenen elektronischen Signatur zu versehen.
Dr. Strößner
Dr. Friedrich
Dr. Zebisch
Uhlmann