東京高等裁判所 昭和６２年（行ケ）３２号 判決
一 請求の原因一ないし三の事実（特許庁における手続の経緯、本願考案の要旨及び本件審決の理由の要点）については、当事者間に争いがない。
二 本願考案について
成立に争いのない甲第七号証ないし第九号証によれば、本願明細書には、本願考案の目的、構成及び作用効果について、次のとおり記載されていることが認められる。
１ 目的
（一） 本考案は、超高速度、超広帯域で作動する輻射線検出用半導体装置に関する。（甲第七号証第二頁五行ないし六行）
（二） 従来の光検出部は第１図（本判決別紙本願考案図第１図）に示すような、たとえばｐ+ｎ-ｎ+フオトダイオードで行われている。フオトダイオードは、電極３、１の間に逆方向電圧を加え、動作層２に十分な強電界が加わるようにして使用される。１は通常低抵抗ｎ基板でその不純物密度は、1018～1020cm-3程度、ｎ-領域２はキヤリアが電界によつてドリフト走行する動作層で不純物密度は1013～1015cm-3程度、ｐ+領域は低抵抗領域で通常〇・五μｍ程度あるいはそれ以下といつたように極めて薄く設定され、その不純物密度は、1018～1021cm-3程度である。１´は領域１の電極で、３´は領域３の電極である。４は、通常フオトダイオードをパツケージにマウントするための取り出し用リード線である。ｐ+領域３は、光の吸収が殆んど起らないようにできる限り薄くしなければならず、また、面方向の抵抗が高くならないようにできる限り低抵抗であるように高不純物密度領域とされている。光は領域３の側から入射する。感度を高くするには、受光面を広くすることと、領域２の厚さｄが、半導体材料と入射光の波長で決まる吸収係数αの逆数に殆んど等しくする必要がある。一方、高速度にするためには、あまり受光面を大きくすることはできず（容量が大きくなつてしまう）、またｄもそれほど厚くすることはできない。（同第二頁一三行ないし第三頁一八行）
（三） 受光面を広くしようとして電極３を小さくすると、領域３の表面に沿つて流れる電流による電圧降下が顕著になつて動作層２に均一な電界が加わらなくなり、フオトダイオードの応答の直線性を悪くする原因となる。（同第四頁一一行ないし一五行）
（四） 又、従来構造の応答速度を悪くしていた他の原因は、細くて長い取り出し用リード線４のインダクタンスである。
インダクタンスを減少させるために、複数本のリード線を設けるなどの手段は取り入れられているが、このリード線のインダクタンスによつて、応答速度は殆んど決められている。（同第四頁一六行ないし第五頁二行）
（五） 故に取り出し用リード線をなくして、増幅素子を同一基板上に集積化することは高周波にとつて利点が生ずる。しかし、ｎ+基板の上に不純物1013～1016cm-3程度を含んだｎ-高抵抗層がフオトダイオードを製作するには必要となるため、たとえば、バイポーラトランジスタ（ＢＰＴ）を使用すると、上部がコレクタになり基板側がエミツタになり、ｎ-層が1012～1015cm-3程度であるため注入効率が悪くなり、……十分な利得を得ることは難かしい。又従来構造の五極管特性の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用すると、その特性上十分な変換コンダクタンスgmが得られず、充分な電流増幅が得られない他、出力インピーダンスが高くなり、回路設計上困難な問題がでてくる。（同第五頁三行ないし一九行）
（六） その点、静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ）であると製作上においても1012～1015cm-3程度の不純物を含んだ層上に作ることはむしろ望ましい上、充分な変換コンダクタンスgmが得られて、出力インピーダンスも小さいので、次第に入力インビーダンスの小さい発光ダイオードや半導体注入レーザダイオードなどを接続するときにはよい。（同第五頁末行ないし第六頁七行）
（七） 本考案は、透明電極をもつた輻射線検出部と静電誘導トランジスタの増幅素子を同一基板上に集積化し、高速度、高利得輻射線検出半導体装置を提供することを目的としている。（同第六頁八行ないし一一行）
２ 構成
（一） 本願考案の要旨（請求の原因二）記載の構成の採用
（二） 第２図は本考案における輻射線検出部の構造の一例である。５、５´６は第１図の１、１´、２と同様である。７は酸化錫（SnO2）やIn2O3などの透明電極であり、７´は金属電極、８はSiO2、Si3N4、Al2O3など、もしくはこれらを組み合せた絶縁層である。７が透明電極膜で、輻射線の吸収が殆んど起こらないので、層の厚さは吸収係数の方から殆んど制限されないので比較的厚くでき、半導体結晶時のシート抵抗と輻射線の透過特性から最適値を求めることができる。又受光面全面に電極をつけることができるので、受光面を広くとつても、動作層６全面に電界が均一になるため、フオトダイオードの応答の直線性が極めてよくなる。更に従来構造で応答速度を悪くしているのは細くて長い取り出し用リード線のインダクタンスであつたが、……本考案の構造だとフオトダイオードのまわりに効率を落とすことなく金属電極をつけることができ、細くて長いリード線をなくしてインダクタンスを非常に小さくすることができる。（同第六頁一四行ないし第七頁一七行）
（三） 第２図の構造では、７´と６の間の容量が大きくなり、高周波特性を悪くする。このため第３図に示すような構造の方が、さらに高周波特性はよくなる。……以上のような輻射線検出部を増幅素子を集積化することによつてさらに高周波化のみでなく、高利得化も可能となる。（同第七頁末行ないし第八頁一七行）
（四） 第４図には、フオトダイオード（もしくはアバランシエダイオード）に一段の静電誘導電界効果トランジスタ（ＳＩＴ）を用いた増幅回路を同じ基板上に作つた実施例を示す。ただし、フオトダイオードを含んだ等価回路は、第４図ｂの回路を使用していて、29（<省略>の誤りと認める。）はインダクタンス（高周波成分が電池のほうに入らないように保護）、30はフオトダイオード（あるいはアバランシエ・フオトダイオード）、31はカツプリングコンデンサ（ＳＩＴに左の直流の電圧をかけないようにする。ただし、高周波成分は十分に通すだけの容量）、32は抵抗、33はＳＩＴである。
第４図ａがその実際の構造の断面図を示している。
22は不純物密度1018～1020cm-3程度の低抵抗基板、23は不純物密度1012～1015cm-3程度の高抵抗層である。24が透明電極膜、27がSiO2やSi3N4などの絶縁膜、25がポリイミドなどの絶縁性樹脂、28がＳＩＴのゲートとなるｐ+領域（不純物密度1017～1021cm-3程度）、29がドレインとなるｎ領域である。ｎ+基板22はＳＩＴのソースになつている。……26の部分が第４図ｂのコンデンサ31に相当する。……ｎ+領域22、29、ｐ+領域28よりなるＳＩＴは、たとえばｐ+ｎ-接合の拡散電位だけでチヤンネルがピンチオフ遮断状態にあるようにそのゲート間隔が選定される。光が入射してゲート領域28に電流が流れ込むとゲート電位が上がつて次第に導通状態に変り、ドレインに電流が流れる。（同第八頁一七行ないし第一〇頁一七行、甲第八号証）
３ 作用効果
本考案は……透明電極を用いた輻射線検出部と静電誘導型トランジスタを組み合わせることにより、容易に同一基板上に集積化できその結果従来に比べ性能向上が図られる。……静電誘導型トランジスタは、ＦＥＴ、ＢＰＴに比べて高利得、高周波特性がよく、集積化された光中継器としても従来にない高性能のものとなる。（甲第七号証第一四頁一行ないし五行、甲第九号証）
三 取消事由について
１ 本願考案と対比するために引用した第四引用例に本件審決記載の技術的事項、すなわち「例えばヘテロ接合形であるホトダイオードの信号を、それと一体として形成されたバイポーラ・トランジスタによつて増幅するようにした複合形の半導体装置」が記載されていることについては当事者間に争いがない。
また、成立に争いのない甲第五号証によれば、第四引用例には、バイポーラトランジスタ２のコレクタ領域と、ヘテロ接合型ホトダイオード３のアノード領域とを共通のｎ型半導体基板１で構成し、該ホトダイオード３の他方の電極端子（酸化錫膜８）を基板表面で金属薄膜９を介してベース５に接続して、ベース・コレクタ間にヘテロ接合型ホトダイオード３を逆方向に接続したバイポーラトランジスタ２とホトダイオード３の集積化構造が示されている。
右事実によれば、第四引用例の記載は、輻射線検出半導体装置の検出信号をこれと一体として形成された（集積化された）トランジスタで増幅する技術のほかに、ホトダイオードとこの検出信号を増幅するトランジスタの集積化に際し、ホトダイオードの一電極と検出信号を増幅するトランジスタの一領域（例えばコレクタ）とを回路設計上共通接続とする場合に共通の半導体基板で構成すること及びホトダイオードとトランジスタとの所要の接続をリード線を使用しないで基板に被着した金属薄膜で接続することを教示しているが、本願考案の技術的思想とする透明電極をもつた輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタの増幅素子を同一基板に集積化し、集積化を容易にするとともに高速度、高利得の輻射線検出半導体装置を得ることについては何ら教示するところはない。
２ 一方、第五引用例に本件審決記載の技術的事項、すなわち、チヤンネル不純物密度が、例えば１×1013cm-3，１×1014cm-3程度である静電誘導トランジスタが記載されていることについては当事者間に争いがなく、成立に争いのない甲第六号証によれば、第五引用例には、そのほかgmが大で出力インピーダンスが小である等、本願考案が期待する静電誘導トランジスタの接続及び「集積回路にも用いられる」との集積化についての一般的記載があることが認められる。
３ ところで、本件審決が、本願考案と第四引用例との第二相違点の判断において、第五引用例の静電誘導トランジスタのチヤンネル領域の不純物濃度が第二引用例のシヨツトキー接合輻射線検出半導体装置の光電変換領域の不純物濃度と近似しているから、輻射線検出半導体装置としてシヨツトキー接合輻射線検出半導体装置を、増幅用トランジスタとして静電誘導トランジスタを採用して共通の半導体基板に形成することは、当業者がきわめて容易に想到できたことと認められると認定判断していることについては、前記のとおり、当事者間に争いがない。
しかしながら、輻射線検出半導体装置には、ホモ接合型、ヘテロ接合型、シヨツトキー接合型等の異なる構造を有するものがあり、同様に、トランジスタには、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ、静電誘導トランジスタ等の異なる構造を有するものがあることは当裁判所に顕著であるところ、これらの中から選択した輻射線検出半導体装置とトランジスタとを組み合わせて特定の電子回路を構成し、当該回路を集積回路として集積化する場合、多くの態様の集積化構造が生ずるものであり、輻射線検出半導体装置とトランジスタの構造が公知であつても、集積化構造が一意的に定まるものでもないことは明らかである。
また、前記二１（五）記載のとおり、「ｎ+基板の上に不純物1013～105cm-3程度を含んだｎ-高抵抗層がフオトダイオードを製作するには必要となるため、たとえば、バイポーラトランジスタ（ＢＰＴ）を使用すると、上部がコレクタになり基板側がエミツタになり、ｎ-層が1012～1015cm-3程度であるため注入効率が悪くなり、……十分な利得を得ることは難かしい。又従来構造の五極管特性の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用すると、その特性上十分な変換コンダクタンスgmが得られず、充分な電流増幅が得られない他、出力インピーダンスが高くなり、回路設計上困難な問題がでてくる」ことから、輻射線検出半導体装置の出力を増幅するトランジスタが、バイポーラトランジスタであるか静電誘導トランジスタであるかによつて輻射線検出半導体装置との関係で具体的な構造が異なることは当然である。したがつて、個別の半導体素子が公知であつたとしても、輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタとの集積化構造が公知でない以上、静電誘導トランジスタを採用するという根拠も存在しない。
また、第四引用例における、輻射線検出半導体装置と共通とする高抵抗基板のコレクタ領域を有するバイポーラトランジスタの一体化構造は、本願考案のような、輻射線検出半導体装置と共通する低抵抗基板のソース領域を有する静電誘導トランジスタの一体化技術とは異なり、他の引用例を参酌しても、本願考案は、第四引用例の一体化技術に基づき当業者がきわめて容易に想到し得るものとはいえない。
しかも、本願考案の電子回路（第４図ａ）と第四引用例記載の電子回路（第２図）とは、回路素子及びその接続関係も明らかに異なつており、本願考案の電子回路を集積回路で実現する場合、たとえ、個別の回路素子の構造が公知であつても、静電誘導トランジスタと輻射線検出半導体装置（受光素子）とを集積化することが各引用例から公知でない以上、これらの素子を共通基板に形成することは当業者に予測し得ないことであり、また、異なる半導体素子において、当該素子を構成する半導体領域の不純物濃度が近似しているだけでは、当該素子自体の構造が異なつており、いかなる集積化構造とするのか予測しがたいものであるといわざるを得ない。
４ 被告は、「輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタを共通の半導体基板に形成するためには、不純物密度を同一とすることが必要なことは周知の事柄であり、」と主張するが、前記のとおり、輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタとを共通の基板に形成することは、引用例により公知ではなく、ましてや、輻射線検出半導体装置及び静電誘導トランジスタの具体的構造が多様であるから、不純物密度を同一とすることが周知の事柄であるとしても、輻射線検出半導体装置及び静電誘導トランジスタを共通の半導体基板に形成するに際し、本願発明のように、両者の不純物密度を同一にすることが適宜可能であるとはいえない。したがつて、被告の右主張は理由がない。
５ また、被告は、「半導体装置を形成する際、装置の直列抵抗を低減させたり、良好なオーミツク特性を得るために、電極が設けられる基板側に高濃度不純物領域を形成することは、第一引用例の第１図、第４図、第三引用例の第１図、第五引用例の第６図、第８図、第９図などを見るまでもなく慣用されている事項であるから、シヨツトキー接合型の輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタを一体化するに際し、これらをｎ+基板上に一体形成することは、単なる設計上の事項にすぎないものと解するのが妥当である。」と主張している。
しかしながら、輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタとを同一の半導体基板上に形成することは公知ではなく、第一引用例の第１図、第４図、第三引用例の第１図、第五引用例の第６図、第８図、第９図におけるｎ+層は、個別半導体素子としての構成に必要不可欠のものであつて、他の半導体素子との集積化に利用される点については何ら示唆されていない。
さらに、本願考案のシヨツトキー接合型の輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタとの具体的な集積化構成は、各引用例からは予測し得ないものであるから、単なる設計上の事項にすぎないものとはいえない。
６ 被告は、「本願考案における静電誘導トランジスタは、その具体的な構造等の細部を記載したものではなく、原理的に図示され、かつ、説明されており、ソースからドレインに向かつて流れる多数キヤリヤの量をゲート電位により制御するという基本的な動作を表現したにすぎないと見るべきであり、原告が主張する、ゲートとドレインを基板の表面側に形成することによつて「高速動作の静電誘導トランジスタを実現」できる理由も、本願の明細書および図面の記載からは窺うことはできないから、本願考案のように、ソースを基板とし、ドレインとゲートを表面側に設けることと、ドレインを基板とし、ソースとゲートを表面側に設けることとが、格別異なる技術思想であるとは認められない。このことは、本願の出願変更の基礎となつた原特許出願の出願当初の明細書には、「29がソースとなるｎ+領域である。」と本願考案の構成とは逆の構成として説明されていたことからみても、肯定されることである。」と主張している。
しかしながら、本願考案の明細書及び図面には単なる原理的な説明に止まらず具体的な特性が記載されており、また、ゲートとドレインを基板の表面側に形成することの理由は、第４図ａの電子回路から明らかなように、シヨツトキー型ホトダイオードの一対の出力端子が静電誘導トランジスタのソースとゲートとに接続されるので、ドレインとゲートとを基板の表面側に設ければ、ホトダイオードのマイナス端子が高濃度基板を通じてソースに接続され、そのプラス端子が金属薄膜によつてゲートに接続されるが、ドレインを基板側に、ソースを基板の表面側に設ければ、ホトダイオードのマイナス端子を該ソースに接続するためには基板側からその表面側に長いリード線を設けなければならず、この長いリード線は高周波特性に悪影響を及ぼすことは、前記二１（三）記載のとおり明らかである。また、出願当初の明細書に「29がソースとなるｎ+領域である。」旨の記載があつたことは、当事者間に争いがないが、以上認定の通り、本願考案がドレインを基板側に、ソースを基板の表面側に設けることによる悪影響を避けることをも目的としていることをみれば、右記載が誤記であることは明らかであり、この点においても、被告の主張は理由がない。
したがつて、本願考案のように、ソースを基板とし、ドレインとゲートを表面側に設けることは、ドレインを基板とし、ソースとゲートを表面側に設けることに比べて技術的意義を有するものであり、また、第５引用例には、本願考案のようなソースを基板とし、ドレインとゲートを表面側に配置した静電誘導トランジスタの構成及びソースとドレインを相互に置換した構成については何も記載されていないから、これらソース、ドレイン及びゲートの構成を第五引用例に比して単なる装置の設計上の事項ということはできない。したがつて、被告の右主張は理由がない。
四 よつて、本件審決の取消しを求める原告の本訴請求は理由があるからこれを認容する。
〔編注１〕本願考案の要旨は左のとおりである。
第一導電型を有した高不純物濃度の半導体基板と前記半導体基板上に設けられた低不純物濃度の第一導電型の第一半導体層上に、少なくとも、輻射線検出半導体装置と静電誘導トランジスタを有し、輻射線検出半導体装置は、第一電極端子である前記半導体基板と、入射する輻射線の吸収係数の逆数の厚さと同程度かもしくは薄い厚さで主に光を吸収して、電子、正孔を生成する第一半導体層上に、第一半導体層との間にシヨツトキー障壁を形成する整流性を有する透明電極膜と前記透明電極膜の一部の上に、前記透明電極膜とオーミツク性を有する第二電極端子である金属とからなり、静電誘導トランジスタは、前記第一半導体層の一部に、第一導電型で高不純物濃度ドレイン領域と前記ドレイン領域の周囲に配した第一導電型と反対導電型の第二導電型を有した高不純物濃度ゲート領域と、前記輻射線検出半導体装置の第一電極端子と共通の前記半導体基板のソース領域からなり、輻射線検出器の第二電極端子と静電誘導トランジスタのゲート領域はコンデンサを介して接続され、輻射線入力を輻射線検出半導体装置で検出し、出力を静電誘導トランジスタのソース、ドレイン間で取ることを特徴とする半導体装置（別紙本願考案図参照）。
〔編注２〕本件における図面は左のとおりである。
別紙 本願考案図
<省略>
<省略>
別紙 第四引用例図
<省略>
別紙 第五引用例図
<省略>
<省略>
<省略>