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平成30年3月26日判決言渡
平成29年(行ケ)第10062号取消決定取消請求事件
口頭弁論終結日平成30年2月19日
判決
原告ローム株式会社
同訴訟代理人弁理士豊岡静男
廣瀬文雄
被告特許庁長官
同指定代理人深沢正志
飯田清司
須藤竜也
富澤哲生
真鍋伸行
主文
1特許庁が異議2016-700433号事件について平成29
年1月30日にした異議決定中,特許第5818959号の請求
項1及び3に係る部分を取り消す。
2訴訟費用は被告の負担とする。
事実及び理由
第1請求
主文第1項と同旨
第2事案の概要
1特許庁における手続の経緯等
(1)原告は,平成26年10月31日,発明の名称を「半導体デバイス」とする
特許出願(特願2010-121375号の分割出願である特願2013-237
035号の分割出願)をし,平成27年10月9日,その設定登録(特許第581
8959号。請求項数10。以下「本件特許」という。)を受けた(甲9)。
(2)Aは,平成28年5月16日,本件特許の請求項1ないし10に対して特許
異議の申立てをし,特許庁は,これを異議2016-700433号事件として審
理した。原告は,同年9月9日,請求項2,4,5の削除を含む本件特許の請求の
範囲の訂正を請求した(甲10。以下「本件訂正」という。)。
(3)特許庁は,平成29年1月30日,本件訂正を認めた上,「特許第5818
959号の請求項1,3に係る特許を取り消す。同請求項6ないし10に係る特許
を維持する。同請求項2,4及び5に係る特許についての特許異議の申立てを却下
する。」との別紙決定書(写し)記載の決定(以下「本件決定」という。)をし,
その謄本は,同年2月9日,原告に送達された。
(4)原告は,同年3月10日,上記決定のうち,特許第5818959号の請求
項1及び3に係る部分の取消しを求めて本件訴えを提起した。
2特許請求の範囲の記載
本件訂正後の特許請求の範囲請求項1及び3の記載は,以下のとおりである。以
下,請求項1に記載された発明を「本件発明1」,請求項3に記載された発明を「本
件発明3」といい,本件発明1及び本件発明3を併せて「本件発明」という。また,
その明細書(甲9)を,図面を含めて「本件明細書」という。なお,「/」は,原
文の改行箇所を示す(以下同じ。)。
【請求項1】SiCを主とする半導体材料で作成され,PN接合ダイオードを含
むSiCMOSFETと,/前記SiCMOSFETに並列に接続され,前記PN
接合ダイオードよりも動作電圧が低く,2つの端子を有するショットキーバリアダ
イオードと,/前記SiCMOSFETおよび前記ショットキーバリアダイオード
に接続された出力線と,/前記PN接合ダイオードのアノードを前記ショットキー
バリアダイオードのアノードに接続する第1のワイヤと,/前記ショットキーバリ
アダイオードの前記アノードを前記出力線に接続する第2のワイヤとを含み,/前
記第1のワイヤと前記第2のワイヤとが連続的に繋がっており,かつ平面視におい
て両ワイヤのなす角度が鈍角である,半導体デバイス。
【請求項3】前記ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間のインダク
タンスにより生じる逆起電力が2.0V以上である,請求項1に記載の半導体デバ
イス。
3本件決定の理由の要旨
(1)本件決定の理由は,別紙異議の決定書(写し)記載のとおりである。要する
に,本件発明は,下記引用例に記載された発明(以下「引用発明」という。)に基
づいて当業者が容易に発明をすることができたものであって,特許法29条2項の
規定により特許を受けることができないものであるから,取り消すべきものである,
というものである。
引用例:特開2010-27814号公報(甲1)
(2)本件決定が認定した引用発明,本件発明と引用発明との一致点,本件発明1
と引用発明との相違点,本件発明3と引用発明との相違点は,以下のとおりである。
ア引用発明
SiCを半導体材料とするSiCMOSFETと,SiCMOSFETに並列に
接続された2つの電極を有するSiCショットキーダイオードと,SiCMOSF
ETおよびSiCショットキーダイオードに接続された第2の配線パターンと,S
iCMOSFETの一の電極とSiCショットキーダイオードの一方の電極と第2
の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンドと,SiCMOSFETの一の電極とSi
Cショットキーダイオードの一方の電極とを繋ぐワイヤーボンドの部分と,SiC
ショットキーダイオードの一方の電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボン
ドの部分のなす角度が平面視において鈍角である,電力用半導体装置。
イ本件発明との一致点
SiCを主とする半導体材料で作成され,PN接合ダイオードを含むSiCMO
SFETと,/前記SiCMOSFETに並列に接続され,前記PN接合ダイオー
ドよりも動作電圧が低く,2つの端子を有するショットキーバリアダイオードと,
/前記SiCMOSFETおよび前記ショットキーバリアダイオードに接続された
出力線と,/前記PN接合ダイオードの一の電極を前記ショットキーバリアダイオ
ードの一方の電極に接続する第1のワイヤと,/前記ショットキーバリアダイオー
ドの前記一方の電極を前記出力線に接続する第2のワイヤとを含み,/前記第1の
ワイヤと前記第2のワイヤとが連続的に繋がっており,かつ平面視において両ワイ
ヤのなす角度が鈍角である,半導体デバイス。
ウ本件発明1との相違点
本件発明1においては,「前記PN接合ダイオードの一の電極」がアノードであ
り,かつ「前記ショットキーバリアダイオードの一方の電極」がアノードであるの
に対し,引用発明においては「前記PN接合ダイオードの一の電極」及び「前記ショ
ットキーバリアダイオードの一方の電極」がアノードかカソードか不明である点(相
違点1)。
エ本件発明3との相違点
(ア)相違点1
上記ウに同じ。
(イ)相違点2
本件発明3においては「前記ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間
のインダクタンスにより生じる逆起電力が2.0V以上である」のに対し,引用発
明においては前記逆起電力の値が不明である点。
4取消事由
(1)本件発明1の容易想到性の判断の誤り(取消事由1)
ア引用発明の認定の誤り
イ本件発明1との相違点1の認定・判断の誤り
ウ本件発明の課題及び効果の判断の遺脱
(2)本件発明3の容易想到性の判断の誤り(取消事由2)
第3当事者の主張
1取消事由1(本件発明1の容易想到性の判断の誤り)について
〔原告の主張〕
(1)引用発明の認定の誤り
ア引用例には,IGBT4とIGBT4に逆並列に接続されたダイオード5と
をワイヤーボンドにより配線パターンに接続する構成は記載されているが(【00
13】,【0014】,【0025】),MOSFETとMOSFETに並列に接
続されたショットキーダイオードの構成は記載されていないし,IGBT4とダイ
オード5との組合せを他の構成に変更した場合の具体的な構成は記載されていない。
【0032】では,電力用半導体素子として,IGBT4とダイオード5の組合せ
が用いられているが,IGBT4は還流ダイオードと共に使用しなければならない
ため,ダイオード5との組合せで使用される。したがって,IGBT4とダイオー
ド5の組合せが「電力用半導体素子」(【0032】)に該当し,「電力用半導体
素子は…MOSFETやショットキーダイオードでもよく」(【0032】)とは,
IGBT4とダイオード5の組合せを,MOSFETやショットキーダイオードに
置き換えてもよいことを意味する。そして,「MOSFETの場合は,ダイオード
が逆並列に接続されていなくても良い。」(【0032】)との記載から,当業者
は,電力用半導体素子としてMOSFETを採用した場合にはこれを単独で用い,
ダイオード5は不要である(例えば,甲19のようにMOSFETだけを電力用半
導体素子として使用すること)と理解する。MOSFETとダイオードが逆並列に
接続されることは自明な事項ではないし,引用例には,そのようにすることを必要
とする課題等の記載はない。
また,引用例には,三端子素子と二端子素子を組み合わせて用いるべき理由の記
載もなく,組み合わせて用いるべき特段の事情も見当たらない。
さらに,シリコンIGBTは耐圧200V以上で使用されるのに対し,シリコン
ショットキーダイオードは150V程度までしか使用できないこと(甲12,13)
からも,シリコンIGBTとシリコンショットキーダイオードを組み合わせること
はできないし,シリコンダイオードを還流ダイオードとして用いる場合には,シリ
コンMOSFETとシリコンダイオードとの組合せを用いることはできない(甲4)。
以上によれば,引用発明に「IGBTとダイオードのうちIGBTをMOSFE
Tに置き換えたものやダイオードをショットキーダイオードに置き換えたものを含
む」との認定は誤りである。
イ仮に引用発明として,IGBT4をMOSFETに,ダイオード5をショッ
トキーダイオードにそれぞれ置き換えたものを想到できたとしても,IGBT4と
ダイオード5との組合せをMOSFETとショットキーダイオードの組合せに置換
し,さらに,SiCMOSFETとSiCショットキーダイオードの組合せに置換
した場合,その接続態様がそのまま採用できるとはいえない。
シリコンIGBT,シリコンMOSFET,SiCMOSFETでは各々扱う耐
圧,電流量,スイッチング速度などが異なり,また,チップの大きさも異なる。さ
らに,シリコンダイオード,シリコンSBD,SiCSBDでも耐圧などが異なる。
電力用半導体素子の組合せを変更した場合には,それに合わせて接続方法も変わる
と考えられる。また,チップサイズが変わればそれに合わせてレイアウトも変わり,
ワイヤーボンディングで接続する場合はその角度も変わる。
引用発明における接続態様等は任意であり,少なくとも,実施の形態ごとに任意
に選択できることは明らかで,MOSFETの場合には,オン抵抗の低減やインダ
クタンスの低減のために,金属線(ボンディングワイヤ)に代わり,金属板(スト
ラップ)又はリボンによる接続が一般に使用されている。
したがって,仮に,引用発明として,IGBTをMOSFET,さらにSiCM
OSFETに置き換え,ダイオードをショットキーダイオード,さらにSiCショ
ットキーダイオードに置き換えたものを想到できたとしても,電力用半導体素子と
してSiCMOSFETとSiCショットキーダイオードを用いた場合にどのよう
に接続されるのかについて認定することはできないから,本件決定の認定は誤りで
ある。
ウ仮に,引用発明として,図1,図2のIGBT4をSiCMOSFETに,
ダイオード5をSiCショットキーダイオードに,それぞれ置き換えたものを認定
できるとしても,「IGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極とに
電気的に接続された第2の配線パターン3b」(【0014】)との記載によれば,
「SiCMOSFETのソース電極とSiCショットキーダイオードのカソード電
極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンド」と認定すべきである。
引用例図9のIGBTがnチャネルであることは,実施の形態1(【0014】)
のIGBTをnチャネルと認定する理由とはならず,むしろ,これがpチャネルで
あることを許容する記載である。【0014】の記載は,pチャネルIGBTに関
するものと考えれば,何ら矛盾なく解釈できるから,誤記の可能性を議論する余地
はなく,【0014】の記載は,pチャネルIGBTに関するものと解釈する他は
ない。
pチャネルIGBTをMOSFETに置き換えることを考えた場合,同じくp
チャネルMOSFETと置き換えるはずであるから,「その寄生ダイオードが上面
となり」というのは誤りである。pチャネルMOSFETにおいては,寄生ダイオ
ードはソース側がカソードとなっているのであるから,引用発明は,「SiCMO
SFETのソース電極(PN接合ダイオードのカソード電極)とSiCショットキ
ーダイオードのカソード電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンド」と認
定すべきである。
(2)本件発明1との相違点1の認定・判断の誤り
ア本件決定は,引用発明においては「前記PN接合ダイオードの一の電極」及
び「前記ショットキーバリアダイオードの一方の電極」がアノードかカソードか不
明である点を相違点と認定した。
しかし,引用例には,IGBT4のコレクタ電極とダイオード5のアノード電極
とに電気的に接続された第1の配線パターン3aには,第1の筒状外部端子連通部
8aが接合され,主回路であるIGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカソー
ド電極とに電気的に接続された第2の配線パターン3bには,第2の筒状外部端子
連通部8bが接続されるとの記載(【0014】)があり,本件決定は,引用発明
として「IGBTとダイオードの双方をMOSFETとショットキーダイオードに
置き換えたもの」を認定しているから,ダイオードと置き換えたショットキーダイ
オードは,アノードが下面に,カソードが上面に位置したものと解され,「SiC
ショットキーダイオードの一方の電極」はカソードと認定すべきである。
そして,引用発明においては「前記ショットキーバリアダイオードの一方の電極」
がカソードである点を,相違点と正しく認定した場合,IGBTと置き換えたSi
CMOSFETはpチャネルであることになるから,カソードをアノードに変更す
べき理由はなく,相違点の判断も誤りである。
イ本件決定は,技術常識によりMOSFETのソース電極側が寄生ダイオード
のアノードとなることを前提として,還流を流す際に,SiCMOSFETのソー
ス電極と並列に接続したSiCショットキーダイオードのアノード電極とを接続す
ることは,当業者が容易になし得ると判断した。
しかし,pチャネル型のSiCMOSFETでは,ソース電極側が寄生ダイオー
ドのカソードになるから,かかる技術常識は誤りである。
仮に,本件決定による相違点1の認定が正しいとした場合,引用発明は,SiC
MOSFETとSiCショットキーダイオードとの接続関係は不明ということにな
るところ,引用例には,SiCMOSFETとSiCショットキーダイオードとの
組合せは記載されておらず,この組合せを採用した場合にどのように配置して接続
するのかも記載されていないから,SiCショットキーダイオードをSiCMOS
FETと並列に接続して還流用に使用することが記載ないし示唆されているとはい
えず,引用発明のSiCショットキーダイオードが還流を流すものであることを前
提に,相違点を判断したことは誤りである。
(3)本件発明の課題及び効果の判断の遺脱
引用例には,pn接合ダイオードに電流を流さないとの本件発明の課題及び作用
効果について何ら記載されておらず,本件発明と引用発明との課題及び技術思想は
大きく異なる。
SiCMOSFETでは,寄生pn接合ダイオードに電流が流れるとオン抵抗が
増大するという課題があり,ショットキーバリアダイオードを並列接続してもpn
接合ダイオードに電流が流れてしまう現象が生じていたが,本件発明1の構成を採
用することによりこの課題を解決したものである。すなわち,第2のワイヤに寄生
するインダクタンスによって,pn接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧以上の
逆起電力が発生しても,pn接合ダイオードに電流は流れないという作用効果を奏
するのである。また,本件発明3においては,設計の自由度を高めることができる
作用効果を奏するとの技術的意義を有する。
本件発明は,新規な課題を解決したものであり,その作用効果は顕著なものであ
るところ,本件決定は,本件発明の課題及び作用効果についての判断を遺脱してお
り,この判断遺脱が本件決定の結論に影響を及ぼすことは明らかである。
〔被告の主張〕
(1)引用発明の認定の誤り
ア本件決定の引用発明の認定は,主として,引用例図1等に示されているIG
BT4とIGBT4に逆並列に接続されたダイオード5とをワイヤーボンドにより
配線パターンに接続する構成において,【0032】の記載に基づき,IGBT及
びダイオードをMOSFET及びショットキーダイオードに置き換えるものとして
認定したものである。
【0032】には,「本実施の形態では,電力用半導体素子に,IGBT4とダ
イオード5が用いられているが,電力用半導体素子は,これに限定されるものでは
なく,例えば,MOSFETやショットキーダイオードでもよく」と記載されてお
り,その後に「本実施の形態では,各電力用半導体素子間や電力用半導体素子と配
線パターンとの間の接続,すなわち,配線手段にワイヤーボンド7を用いている」
と記載されている。当該記載は総じて「電力用半導体素子」についての記載であり,
IGBT4とダイオード5とを個別に「各電力用半導体素子」と呼んでいるのであ
るから,「電力用半導体素子は」「MOSFETやショットキーダイオードでもよ
く」とは,IGBT4とダイオード5とで構成された回路全体を個別の電力用半導
体素子であるMOSFETに置き換える等の意味ではなく,IGBT4をMOSF
ETで置き換えてもよいし,ダイオード5をショットキーダイオードで置き換えて
もよい,という意味に解するのが自然である。
また,「MOSFETの場合は,ダイオードが逆並列に接続されていなくても良
い。」との記載(【0032】)から,IGBT4をMOSFETで置き換えた場
合は,ダイオード5又はダイオード5を置き換えたショットキーダイオードがMO
SFETに対して逆並列に接続されたものとなるところ,これを前提に「ダイオー
ドが逆並列に接続されていなくても良い」のであって,MOSFETの場合は,ダ
イオード5又はショットキーダイオードが接続されていてもいなくても良いことが
記載されているものと解するのが,自然な理解である。
【0013】,【0032】の記載に加え,トランジスタと逆並列に接続された
ダイオードが還流を流すものであることは技術常識であるから(乙1),IGBT
4とダイオード5との組合せがダイオード5に還流を流すためであることは,自明
である。したがって,本件決定で,IGBT4とダイオード5を組み合わせて用い
ることが記載されていることを前提として,IGBTとMOSFETとがスイッチ
ングを行う三端子素子である点で共通し,ダイオードとショットキーダイオードが
二端子素子である点で共通していることに鑑み,【0032】の記載が,IGBT
とダイオードのうちIGBTをMOSFETに置き換えたものやダイオードをショ
ットキーダイオードに置き換えたものを含むと解した上,引用発明を認定したこと
に誤りはない。
本件発明1の「前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとが連続的に繋がっており,
かつ平面視において両ワイヤのなす角度が鈍角である」に関し,本件明細書には,
その技術的意義の記載はない。
他方で,引用発明は,金属回路基板上における,電力用半導体素子,配線パター
ン,外部端子との接続手段といった「電力用半導体装置」を構成する各要素の配置
や構造に特徴を有するものであるといえるから,電力用半導体素子が「MOSFE
Tやショットキーダイオード」(【0032】)でもよい旨の記載は,電力用半導
体素子を置き換えても,技術的意義が損なわれないように,元の配置や構造を維持
することを前提とし,IGBT4とダイオード5との組合せをSiCMOSFET
とSiCショットキーダイオードの組合せに置換した場合,元の接続態様(ワイヤ
での接続,連続的に接続,鈍角など)をそのまま採用する趣旨である。
イ「電力用半導体素子の材料としては,一般的なシリコンのほかに,炭化珪素
(SiC)等のワイドバンドギャップ半導体でも良い。」(【0032】)との記
載についても,電力用半導体素子の材料を当該記載に従って変更しても元の配置や
構造を維持することを前提としている。
他方で,電力用半導体素子の材料をSiCに変更することで,チップサイズが比
較的小さくなることに伴い,ワイヤーボンドの配置を多少変化させることはあり得
るとしても,「SiCMOSFETの一の電極とSiCショットキーダイオードの
一方の電極とを繋ぐワイヤーボンドの部分と,SiCショットキーダイオードの一
方の電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンドの部分のなす角度のなす角
度が平面視において鈍角である」ことを回避すべき(角度を鋭角等にすべき)事情
は見当たらないから,チップサイズは,引用発明の認定を左右するものではない。
「配線手段にワイヤーボンド7を用いているが,この方法に限定されるものでは
ない。」(【0032】)との記載は,電力用半導体素子をMOSFETやショッ
トキーダイオードとする場合でも,配線手段にワイヤーボンド7を用いることを基
本としつつ,それに限定されないとする趣旨であると解するのが自然である。した
がって,本件決定が,「ワイヤーボンド」を含むものとして引用発明を認定したこ
とに誤りはない。
ウ「逆並列」(【0013】,【0032】)とは,並列に接続されたトラン
ジスタとダイオードを流れる電流の向きが互いに逆向きということである。引用例
図9でも,IGBTのエミッタの矢印から,逆並列に接続されていることが理解で
きる。
一方,トランジスタとダイオードを電流の向きが同じになるように並列に接続す
ると,トランジスタのオンオフにかかわらず,ダイオードを経由して電流が流れ続
けることになり,回路として機能しなくなるので,引用例において,「逆並列」の
他に「電流の向きが同じ並列」の接続が想定されていると理解することはできない。
引用例には,「IGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極とに電
気的に接続」して,これらを上面電極としてワイヤーボンド7で接続することが記
載されている(【0014】)ところ,IGBTのコレクタからエミッタの向きに
電流が流れることを前提とすると,IGBTの電流の向きとダイオードの電流の向
きが同じことを意味することとなり,この接続では回路として機能しない上,「逆
並列」という記載や図9と矛盾する。なお,一般にIGBTのゲート電極とエミッ
タ電極は上面に配置されることから,上記記載において,IGBT4のエミッタ電
極を上面電極とすることは正しいと考えられる一方,【0014】のダイオードの
「カソード電極」/「アノード電極」は,「アノード電極」/「カソード電極」の
誤記と考えられる。
【0014】の記載が誤記であるにせよ,本件決定の引用発明の認定においては,
ダイオードの極性を,アノード,カソードのいずれとも認定していないから,その
妥当性が左右されるものではなく,引用発明の認定に誤りはない。
(2)本件発明1との相違点1の認定・判断の誤り
引用例には,IGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極とを第2
の配線パターン3bに電気的に接続することが記載されており(【0014】,図
2),IGBT4とダイオード5をそれぞれSiCMOSFETとショットキーダ
イオードに置き換えた場合に,両者の電極を電気的に接続することが維持されるこ
とが明らかであるから,両者の電極の間には関連があるが,引用例の記載からはそ
れらの極性を特定することはできないため,本件決定は,引用発明の認定において,
SiCMOSFETの電極を「一の電極」とし,これに関連させてショットキーダ
イオードの電極を「一方の電極」としたものである。
他方で,引用例の「実施の形態1」の技術的意義は,電力用半導体素子の極性に
依存するものではないから,引用例の図2に,ダイオード5のカソードが上面に位
置するものが示されているからといって,ダイオード5をSiCショットキーダイ
オードに置き換えたものにおける上面に位置する「一方の電極」が必然的にカソー
ドであることにはならないし,引用例にSiCショットキーダイオードの配線手段
等が記載されていないからといって,当該「一方の電極」をアノードとすることが
困難であることにもならない。
相違点1の認定に関し,カソードとアノードを入れ替えることは,SiCショッ
トキーダイオードを裏返すだけで実現できることを考慮すると,引用発明のSiC
ショットキーダイオードの「一方の電極」を「カソード電極」と認定したところで,
ショットキーバリアダイオードのアノードに接続することは容易に導出されること
であって,容易想到という結論において変わるところはない。
また,SiCショットキーダイオードの上面がカソードであろうとアノードであ
ろうと,効果の点で変わりはない。
引用例には「IGBT4に逆並列に接続されたダイオード5」(【0013】)
及び「MOSFETの場合は,ダイオードが逆並列に接続されていなくても良い」
(【0032】)と記載されており,また,トランジスタと逆並列に接続されたダ
イオードが還流を流すものであることは技術常識であるから,引用発明の「SiC
MOSFETに並列に接続された2つの電極を有するSiCショットキーダイオー
ド」が還流を流すものであることは,自明である。
したがって,本件決定が,相違点1について,引用発明のSiCショットキーダ
イオードが還流を流すものであることを前提に,引用発明に,甲4発明の「MOS
FETとショットキーバリアダイオードを並列に接続して還流を流す際に,MOS
FETのソースとショットキーバリアダイオードのアノードを接続すること」を適
用することは当業者が容易になし得るものと判断したことに誤りはない。
また,pチャネル型のMOSFETが存在するとしても,甲3にはnチャネル・
パワーMOSFETが示されているから,ゲート電極とソース電極を上面に設ける
甲3周知技術を採用することは容易とした上で,甲3と同じnチャネル型のSiC
MOSFETについて,ソース電極とゲート電極を上面に設けたMOSFETを参
酌して,MOSFETのソース電極側が寄生ダイオードのアノードになるとした本
件決定の判断に矛盾や誤りがあるとはいえない。そもそも,電力用のMOSFET
ではnチャネル型が用いられるから(乙1),当業者は,「電力用半導体装置」で
ある引用発明のSiCMOSFETとしてはnチャネル型を想定するはずである。
(3)本件発明の課題及び効果の判断の遺脱
ア特許法29条2項の要件判断において,出願に係る発明の発明者を基準とし
て容易かどうかの判断が求められているものではないから,発明者が発見した課題
を考慮し,発明者が発明に至った思考過程を後追いして,それが容易かどうか判断
する必要は必ずしもない。
本件決定は,引用発明から出発して引用例に記載された示唆及び「還流を流す」
という機能を実現するために,甲4発明を採用すれば本件発明1が容易に導出でき
ることを論理付けた上で,その結果,本件発明1と同じ構成が容易に得られるもの
と判断し,効果については,引用発明に,本件明細書に記載されている本件発明1
の課題を解決できる効果が内在するものと解されることから「当業者が予測しうる
ものである」と判断したのであり,判断遺脱はない。
イ引用発明のSiCMOSFETは実質的に寄生ダイオードを含むものである。
引用発明のSiCショットキーダイオードは還流を流すものであるところ,Si
Cショットキーバリアダイオードのオン開始電圧は,SiCMOSFETの寄生ダ
イオードのオン開始電圧よりも低いから,SiCショットキーバリアダイオードに
印加される電圧がそのオン開始電圧に達して還流が流れる条件が成立しても,Si
CMOSFETの寄生ダイオードは,それに印加される電圧がそのオン開始電圧を
下回る限りはオフしたままであって電流が流れない。したがって,その間,SiC
MOSFETの一の電極とSiCショットキーダイオードの一方の電極とを繋ぐワ
イヤーボンドの部分には電流が流れず,当該電流により発生するワイヤのインダク
タンス分の逆起電力は発生しないから,SiCMOSFETとSiCショットキー
ダイオードには等しくSiCショットキーダイオードのオン開始電圧が印加される
だけである。
そして,このような,寄生ダイオードに電流が流れない状態は,SiCショット
キーダイオードの一方の電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンドの部分
のインダクタンスによってどの程度の逆起電力が発生するかにかかわらず維持され
る。
上記事項は,SiCショットキーダイオードの極性に関わらず成り立つものであ
って,SiCショットキーダイオードの一方の電極をカソードとしてもアノードと
しても,何ら変わるところがない。
以上によれば,ワイヤーボンドのインダクタンスによる逆起電力にかかわらずp
n接合ダイオードに電流は流れないという作用効果は,引用発明に内在するもので
ある。
2取消事由2(本件発明3の容易想到性の判断の誤り)について
〔原告の主張〕
引用例では,インダクタンスにより生じる逆起電力をどの程度にするかは何ら問
題となっておらず,起電力が2.0V以上になっても,pn接合ダイオードに電流
が流れるのを抑制できるとの知見についての記載もない。よって,仮に,MOSF
ETに寄生するpn接合ダイオードに電流が流れないようにしようとすると,起電
力が2.0V以下となるようにするはずである。本件決定は,本件発明3の技術的
意義を考慮することなく相違点2の判断を行っており,誤りである。
〔被告の主張〕
本件明細書には,「インダクタンスにより生じる起電力が2.0V以上の場合に,
この発明による実質的な効果が得られる」旨の記載があり(【0013】),「前
記ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間のインダクタンスにより生じ
る逆起電力が2.0V以上」であることの技術的意義は,「ショットキーバリアダ
イオードと前記出力線との間のインダクタンスにより生じる逆起電力」を,pn接
合ダイオードの順方向立ち上がり電圧以上とすることであるものと解される。
しかしながら,「ユニポーラデバイスと出力線との間のインダクタンス」を「イ
ンダクタンスL4」や「インダクタンスL6」として含む電力回路において,「全
てのMOSFET11~14がオフ状態」である際に「第2のPN接合ダイオード
12a」等に「電流が流れない」とされているものの,当該回路の電流経路には「電
源15」や「負荷16」といった他の電圧源(負荷については,そのインダクタン
スにより生じる逆起電力)も存在するから,「第2のPN接合ダイオード12a」
等に電流が流れるか否かは,「ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間
のインダクタンスにより生じる逆起電力」のみで決まるものではない。
したがって,「ユニポーラデバイスと出力線との間のインダクタンスにより生じ
る起電力」が「PN接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧」以上の場合に,「こ
の発明による実質的な効果が得られる」とは必ずしもいえないから,本件発明3の
「ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間のインダクタンスにより生じ
る逆起電力」の下限値である「2.0V」に,臨界的意義はないものと解される。
引用例には電源や負荷についての明記はないものの,引用発明の電力用半導体装
置が適用される電力回路は,当然,電源や負荷が接続されるものと解され,また,
引用例には,引用発明の「SiCショットキーダイオードの一方の電極と第2の配
線パターンとを繋ぐワイヤーボンドの部分」のインダクタンスをどの程度とすべき
かについて記載されていないものの,ワイヤーボンドの長さを確保する観点から,
ある程度大きな値とすることが許容されるものと解される。「インダクタンスによ
り生じる逆起電力」は電流変化量に依存し,電流変化量は電力用半導体装置が適用
される電力回路(電源や負荷)にも依存する(乙1)から,電源や負荷に関しての
限定がない引用発明の動作について,ワイヤーボンドのインダクタンスが比較的大
きいことから,逆起電力が「2.0V」といった特定の数値以上になることも想定
できる。
以上によれば,「ショットキーバリアダイオードと前記出力線との間のインダク
タンスにより生じる逆起電力」の下限値を「2.0V」とすることは,当業者が適
宜なし得たものである。
第4当裁判所の判断
1本件発明について
本件発明の特徴は,以下のとおりである(本文中に引用する本件明細書の図面は,
別紙1本件明細書図面目録記載のとおりである。)。
(1)利用分野
この発明は,インバータ回路,コンバータ回路等の電子回路に用いられる半導体
デバイスに関する。(【0001】)
(2)従来の技術及び課題
従来,MOSFETに寄生するPN接合ダイオード(ボディダイオード)に電流
が流れるのを防止するために,動作電圧がPN接合ダイオードより低いショットキ
ーバリアダイオードを,PN接合ダイオードに並列接続する回路構成が提案されて
いる。(【0003】,【0004】)
しかし,この回路構成においても,ショットキーバリアダイオードに電流が流れ
始めると,ショットキーバリアダイオードを通る電流経路の寄生インダクタンスに
より逆起電力が発生し,この逆起電力がショットキーバリアダイオードに並列接続
されているPN接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧に達すると,このPN接合
ダイオードに電流が流れてしまうという現象が生じる問題があった。(【0006】)
この発明の目的は,PN接合ダイオードに電流が流れるのを抑制できるように構
成された半導体デバイスを提供することである。(【0007】)
(3)課題を解決するための手段
この発明の第1の半導体デバイスは,PN接合ダイオードを含むMOSFETと,
前記MOSFETに並列に接続され,前記PN接合ダイオードよりも動作電圧が低
く,2つの端子を有するユニポーラデバイスと,前記MOSFETおよび前記ユニ
ポーラデバイスに接続された出力線と,前記PN接合ダイオードのアノードを前記
ユニポーラデバイスの一方の端子に接続する第1のワイヤと,前記ユニポーラデバ
イスの前記一方の端子を前記出力線に接続する第2のワイヤとを含んでいる。そし
て,前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとが連続的に繋がっており,かつ両ワイ
ヤのなす角度が鈍角である。(【0008】)
(4)作用及び効果
ユニポーラデバイスに電流が流れると,ユニポーラデバイスの一方の端子と出力
線との間のインダクタンスによって,逆起電力が発生する。しかし,PN接合ダイ
オードのアノードは第1のワイヤによってユニポーラデバイスの一方の端子に接続
されているため,PN接合ダイオード(MOSFET)には,ユニポーラデバイス
の動作電圧に相当する電圧がバイポーラデバイスにかかるに過ぎない。PN接合ダ
イオードの動作電圧は,ユニポーラデバイスの動作電圧より低いので,PN接合ダ
イオードに電流は流れない。このため,PN接合ダイオード(MOSFET)に結
晶欠陥部が存在していたとしても,結晶欠陥部が拡大するのを抑制できる。(【00
10】)
(5)実施形態
図1は,本発明の第1の実施形態に係るインバータ回路1を示す電気回路図であ
る。インバータ回路1は,第1のモジュール2と第2のモジュール3とを含み,第
1のモジュール2は,第1電源端子41と,第2電源端子43と,2つのゲート端
子44,45,と,出力端子42とを備え,モジュール2の第1電源端子41は第
1出力線17を介して電源15(直流電源)の正極端子に接続され,モジュール2
の出力端子42は第2出力線18を介して誘導性の負荷16が接続され,モジュー
ル2の第2電源端子43は第3出力線19を介して電源15の負極端子に接続され,
モジュール2のゲート端子44,45には制御ユニットが接続される。(【002
4】)
第1のモジュール2は,ハイサイドの第1のMOSFET11と,それに直列に
接続されたローサイドの第2のMOSFET12とを含み,MOSFET11,1
2は,第1のPN接合ダイオード(ボディダイオード)11aおよび第2のPN接
合ダイオード12aをそれぞれ内蔵している。各PN接合ダイオード11a,12
aのアノードは対応するMOSFET11,12のソースに電気的に接続され,そ
のカソードは対応するMOSFET11,12のドレインに電気的に接続されてい
る。(【0025】)
MOSFET11,12には,ユニポーラデバイスである第1のショットキーバ
リアダイオード21および第2のショットキーバリアダイオード22がそれぞれ並
列に接続されている。つまり,バイポーラデバイスであるPN接合ダイオード11
a,12aに,ユニポーラデバイスであるショットキーバリアダイオード21,2
2が並列に接続されている。(【0026】)
第1のMOSFET11のドレインは第1のモジュール2の第1電源端子41に
接続され,第1のショットキーバリアダイオード21のカソードは第1のMOSF
ET11のドレイン(第1のPN接合ダイオード11aのカソード)に接続され,
第1のMOSFET11のソース(第1のPN接合ダイオード11aのアノード)
は,接続金属部材31を介して,第1のショットキーバリアダイオード21のアノ
ードに接続され,第1のショットキーバリアダイオード21のアノードは,別の接
続金属部材32を介して,第1のモジュール2の出力端子42に接続されている。
つまり,第1のショットキーバリアダイオード21のアノードは,接続金属部材3
2を介して,第2出力線18に接続されている。接続金属部材31,32には,イ
ンダクタンスL1,L2がそれぞれ寄生している。(【0027】)
第1~第4のMOSFET11~14は,たとえば,SiCデバイスである。各
ショットキーバリアダイオード21~24の順方向立ち上がり電圧Vf1は,各P
N接合ダイオード11a~14aの順方向立ち上がり電圧Vf2より低く,各PN
接合ダイオード11a~14aの順方向立ち上がり電圧Vf2はたとえば2.0V
であり,各ショットキーバリアダイオード21~24の順方向立ち上がり電圧Vf
1はたとえば1.0Vである。(【0032】)
2取消事由1(本件発明1の容易想到性の判断の誤り)について
(1)引用発明の認定の誤りについて
ア引用例の記載
引用例には,おおむね,以下の事項が開示されている(本文中に引用する図面は,
別紙2引用例図面目録記載のとおりである。)。
(ア)技術分野
本発明は,生産性に優れたトランスファーモールドによる樹脂封止型の電力用半
導体装置に関し,特に,小型で大電流化を実現するとともに,信頼性に優れたトラ
ンスファーモールドによる樹脂封止型の電力用半導体装置に関する。(【0001】)
(イ)背景技術
大電流,高電圧で動作するとともに,動作に伴う発熱を外部に効率良く逃がす電
力用半導体装置として,放熱板となる金属板に絶縁層としてのセラミック板を介し
て配線パターンが形成された基板に電力用半導体素子を搭載し,シリコーンゲルを
介して熱硬化性樹脂で注型された電力用半導体装置がある。(【0002】)
(ウ)実施の形態1
図1は,本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置における回路基板上のト
ランスファーモールド樹脂を除いた状態の平面模式図である。
図2は,図1に示す電力用半導体装置において回路基板上にトランスファーモー
ルド樹脂がある状態でのA-A断面の模式図である。
図1と図2とに示すように,本実施の形態の電力用半導体装置100は,金属放
熱板1の一方の面に樹脂絶縁層2を設け,この樹脂絶縁層2における金属放熱板1
が接合された面と対向する面に配線パターンを設けて形成した金属回路基板が用い
られている。配線パターン上には,電力用半導体素子である,IGBT4とIGB
T4に逆並列に接続されたダイオード5とが搭載され,配線パターンとはんだ6等
により電気的に接続されている。また,IGBT4とダイオード5との上面電極は,
配線手段であるワイヤーボンド7により,対応する配線パターンと電気的に接続さ
れている。(【0013】)
配線パターンには筒状外部端子連通部が,配線パターンに対して略垂直に接合さ
れている。
具体的には,主回路であるIGBT4のコレクタ電極とダイオード5のアノード
電極とに電気的に接続された第1の配線パターン3aには,第1の筒状外部端子連
通部8aが接合され,主回路であるIGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカ
ソード電極とに電気的に接続された第2の配線パターン3bには,第2の筒状外部
端子連通部8bが接続され,制御回路であるIGBT4のゲート電極に電気的に接
続された第3の配線パターン3cには,第3の筒状外部端子連通部8cが接合され,
制御回路であるIGBT4のエミッタ電極のみと電気的に接続された第4の配線パ
ターン3dには,第4の筒状外部端子連通部8dが接合されている。(【0014】)
次に,配線パターン上の所定の場所に設けられた素子搭載部に電力用半導体素子
であるIGBT4およびダイオード5を,そして,配線パターン上の所定の場所に
設けられる筒状外部端子連通部接合部に筒状外部端子連通部を,各々はんだ6を用
いて接合する。具体的には,IGBT4とダイオード5と第1の筒状外部端子連通
部8aとは第1の配線パターン3aに,第2の筒状外部端子連通部8bは第2の配
線パターン3bに,各々接合する。そして,制御回路につながる第3の筒状外部端
子連通部8cと第4の筒状外部端子連通部8dとは,各々第3の配線パターン3c
と第4の配線パターン3dとに接合する。(【0024】)
そして,配線パターンとIGBT4との間,IGBT4とダイオード5との間,
ダイオード5と配線パターンとの間,の各間の導通が必要な箇所をアルミニウムの
ワイヤーボンド7で接続する。
次に,ワイヤーボンディングされた電力用半導体素子と筒状外部端子連通部とを
搭載した金属回路基板は,金型にセットされ,トランスファーモールド法により,
例えば,シリカ粉末が充填されたエポキシ樹脂系トランスファーモールド樹脂9で
封止して,電力用半導体装置を完成する。(【0025】)
本実施の形態では,電力用半導体素子に,IGBT4とダイオード5が用いられ
ているが,電力用半導体素子は,これに限定されるものではなく,例えば,MOS
FETやショットキーダイオードでもよく,またMOSFETの場合は,ダイオー
ドが逆並列に接続されていなくても良い。また,電力用半導体素子の材料としては,
一般的なシリコンのほかに,炭化珪素(SiC)等のワイドバンドギャップ半導体
でも良い。
また,本実施の形態では,各電力用半導体素子間や電力用半導体素子と配線パタ
ーンとの間の接続,すなわち,配線手段にワイヤーボンド7を用いているが,この
方法に限定されるものではない。
また,本実施の形態では,金属回路基板を用いているが,例えば,高熱伝導絶縁
層であるセラミック板と,セラミック板の一方の面に設けられた銅箔の配線パター
ンと,セラミック板の他方の面に設けられた銅箔の金属放熱板からなるセラミック
基板を用いても良い。(【0032】)
図1及び図2には,IGBT4の上面電極及びダイオード5の上面電極が,ワイ
ヤーボンド7を介して,第2の配線パターン3bに電気的に接続されていることが
記載されていると認められる。
図1には,IGBT4の上面電極とダイオード5の上面電極とを繋ぐワイヤーボ
ンド7の部分と,ダイオード5の上面電極と第2の配線パターン3bとを繋ぐワイ
ヤーボンド7の部分のなす角度が平面視において鈍角であることが記載されている
と認められる。
イ引用発明の認定について
(ア)引用例【0032】の「MOSFETの場合は,ダイオードが逆並列に接
続されていなくても良い」との記載から,MOSFETとダイオードとが逆並列に
接続されている構成が排除されると読むことはできず,引用例にはかかる構成を排
除するとの記載や示唆はない。よって,引用発明において,MOSFETとダイオ
ードとが逆並列に接続されている構成も許容されると解される。
そして,IGBTとSiCMOSFETとは,スイッチングを行う三端子素子で
ある点で共通しており,ダイオードとショットキーバリアダイオードは二端子素子
である点で共通していることに照らせば,【0032】には,IGBTとダイオー
ドを用いた電力用半導体素子の他に,SiCMOSFETを用いたもの,ショット
キーバリアダイオードを用いたもの,SiCMOSFETとショットキーバリアダ
イオードとを用いたものなどの形態についても,記載されていると認められる。
(イ)もっとも,引用例には,IGBT4とダイオード5との組合せに換えて,
SiCMOSFETとショットキーバリアダイオードとの組合せとする際に,IG
BTのどの電極とSiCMOSFETのどの電極とを対応付け,ダイオードのどの
電極とショットキーバリアダイオードのどの電極とを対応付けて置換するかについ
ては明記されていない。
しかし,引用例におけるIGBT4及びダイオード5の組合せは,「IGBT4
のコレクタ電極とダイオード5のアノード電極とに電気的に接続された第1の配線
パターン3a」がIGBT4とダイオード5の下面にあり,「IGBT4のエミッ
タ電極とダイオード5のカソード電極とに電気的に接続された第2の配線パターン
3b」が,IGBT4とダイオード5の上面をつなぐワイヤーボンド7と接続して
いることから(【0013】,【0014】,図1,2),IGBTの上面に配置
される電極がゲート電極とエミッタ電極で,下面に配置される電極がコレクタ電極
であり,上面に配置されるダイオードの電極がカソード電極で,下面に配置される
電極がアノード電極であると認められる。
また,IGBT4とダイオード5は逆並列に接続され(【0014】),ダイオ
ードに流れる順電流の向きは,下面に配置されたアノード電極から上面に配置され
たカソード電極への向きであることは,当事者間に争いがない。このことに鑑みる
と,IGBT4に流れる電流の方向は,上面に配置されたエミッタ電極から下面に
配置されたコレクタ電極の向きであると認められる。このように,エミッタ電極か
らコレクタ電極に向かって電流が流れるIGBTは,pチャネル型のIGBTであ
るから,引用例のIGBT4は,pチャネル型のIGBTであると解される。
引用例1では,IGBT4の上面のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極
とに電気的に接続された第2の配線パターン3bから,ワイヤーボンド7を介して,
IGBT4の下面のコレクタ電極とダイオード5のアノード電極とに電気的に接続
された第1の配線パターン3aに流れる電流を,制御回路であるIGBT4のゲー
ト電極に電気的に接続された第3の配線パターン3cに入力された信号に基づいて
スイッチングする動作が行われる(【0014】,【0024】,【0025】)。
そして,IGBT4とダイオード5との組合せを,SiCMOSFETとショット
キーバリアダイオードとの組合せに置き換える場合に,動作を異ならせる理由はな
いから,IGBT4については,上面にゲート電極とソース電極が配置され,下面
にドレイン電極が配置されるpチャネル型のSiCMOSFETで置き換え,ダイ
オード5については,上面にカソード電極が配置され,下面にアノード電極が配置
されるショットキーバリアダイオードで置き換えるようにすると考えられる。
pチャネル型のSiCMOSFETにおける電流の流れる向きは,ソース電極か
らドレイン電極への向きであるから,このSiCMOSFETに寄生するpn接合
ダイオードとSiCMOSFETとの接続は,SiCMOSFETのソース電極と
pn接合ダイオードのカソード電極とが接続され,SiCMOSFETのドレイン
電極とpn接合ダイオードのアノード電極とが接続されることになる。
したがって,このような置換えが行われる場合,第1のワイヤが接続されるpn
接合ダイオードの一の電極及びショットキーバリアダイオードの一方の電極はいず
れもカソード電極となると解される。
(ウ)以上によれば,引用例には,「SiCを半導体材料とするSiCMOSF
ETと,SiCMOSFETに並列に接続された2つの電極を有するSiCショッ
トキーダイオードと,SiCMOSFET及びSiCショットキーダイオードに接
続された第2の配線パターンと,SiCMOSFETのソース電極とSiCショッ
トキーダイオードのカソード電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンドと
を含み,SiCMOSFETのソース電極とSiCショットキーダイオードのカソ
ード電極とを繋ぐワイヤーボンドの部分と,SiCショットキーダイオードのカソ
ード電極と第2の配線パターンとを繋ぐワイヤーボンドの部分のなす角度が平面視
において鈍角である,電力用半導体装置。」との発明(以下「引用発明A」という。)
が記載されているものと認められる。よって,SiCMOSFETの一の電極とS
iCショットキーダイオードの一方の電極がいずれも不明であるとした本件決定の
認定には,誤りがあるというべきである。
ウ被告の主張について
被告は,「IGBT4のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極とに電気的
に接続」して,これらを上面電極としてワイヤーボンド7で接続する(【0014】)
との記載について,一般にIGBTのゲート電極とエミッタ電極は上面に配置され
ることから,IGBT4のエミッタ電極を上面電極とすることは正しいと考えられ
る一方,「ダイオード5のカソード電極」の「カソード電極」は「アノード電極」
の誤記と考えられ,「カソード電極」と認定することはできず,IGBT4とダイ
オード5を置き換えたSiCMOSFETとショットキーダイオードの電極の極性
は,引用例の記載から特定できない旨主張する。
しかし,①特開2004-6520号(甲29)の,実施例2のnチャネルIG
BT,実施例4のpチャネルIGBTが,いずれも,「MOSに比べ動作周波数は
低いものの高耐圧,大電流領域で使用される為,低オン電圧,低スイッチング損失
による素子寿命向上が可能となる」(【0029】,【0035】,図3,5)と
の記載,②特開平4-30476号(甲30)の「以上の実施例はnチャネルIG
BTについて述べたが,導電型を入れ換えたpチャネルIGBTでも同様に実施で
き,同様の効果を得ることができる」(3頁右下欄10~13行目)との記載,③
特開平6-69509号(甲31)の「前述の実施例では,Nチャネル型IGBT
について説明したが,本発明ではPチャネルを用いることもできる」(【0031】)
との記載,④特開平10-50993号(甲32)の「同実施形態にあっては,こ
の発明にかかる電流検出機能付き半導体装置をnチャネルIGBTに適用した場合
について示したが,pチャネルIGBTについても同様に適用できることは云うま
でもない」(【0040】)との記載にも照らすなら,IGBTには,コレクタ電
極からエミッタ電極に電流が流れるnチャネル型だけではなく,エミッタ電極から
コレクタ電極に電流が流れるpチャネル型も存在することが認められる。そうする
と,IGBT4のコレクタ電極とダイオード5のアノード電極が接続され,IGB
T4のエミッタ電極とダイオード5のカソード電極が接続される構成も存在する以
上,「ダイオード5のカソード電極」(【0014】)の「カソード電極」を「ア
ノード電極」の誤記と解することはできず,他に誤記と解すべき根拠はない。
そして,ダイオード5の極性がカソード電極である以上,IGBT4とダイオー
ド5を置き換えたSiCMOSFETとショットキーダイオードの電極の極性は認
定できるから,SiCMOSFETの一の電極とSiCショットキーダイオードの
一方の電極が不明であるとはいえず,被告の主張は採用できない。
(2)本件発明1と引用発明Aとの一致点及び相違点について
本件発明1と前記認定の引用発明Aとを対比すると,本件決定の認定した,本件
発明1と引用発明との一致点(前記第2の3(2)イ)と同様の点において一致すると
ともに,以下の点において,相違する。
本件発明1においては,「前記PN接合ダイオードの一の電極」がアノードであ
り,かつ「前記ショットキーバリアダイオードの一方の電極」がアノードであるの
に対し,引用発明Aにおいては「前記PN接合ダイオードの一の電極」及び「前記
ショットキーバリアダイオードの一方の電極」がカソードである点(相違点1’)。
(3)本件発明1の容易想到性について
ア容易想到性の判断
(ア)引用発明Aでは,第1のワイヤが接続されるpn接合ダイオードの一の電
極及びショットキーバリアダイオードの一方の電極は,いずれもカソード電極とな
る。
そして,引用例には,IGBT4とダイオード5との組合せを,SiCMOSF
ETとショットキーバリアダイオードとの組合せに置き換える場合,置換えの前後
で動作を異ならせる旨の記載や示唆はない。
また,引用発明Aは,「トランスファーモールド樹脂で封止した電力用半導体装
置には,主端子に大電流を流すことができるブスバーの外部配線が,ねじ止めやは
んだ付けで固定されるため,電力用半導体装置の組み立て時において,主端子部に
おおきな応力が働き,この応力により,主端子の外側面とトランスファーモールド
樹脂との接着面に隙間が発生したり,トランスファーモールド樹脂本体に微細なク
ラックが発生する等の不具合を主端子部に生じ,電力用半導体装置の歩留まりが低
くなり生産性が低下するとともに,信頼性も低下する」ことを課題とし,「トラン
スファーモールド樹脂により封止された電力用半導体装置であって,主回路に接続
される主端子に大電流を流すことのできる外部配線を接続しても,外部配線の接続
により主端子部に発生する不良を低減でき,歩留まりが高く生産性に優れるととも
に,信頼性の高い電力用半導体装置を提供すること」を目的とする発明であって(【0
007】,【0008】),この目的を達成することと,SiCMOSFETの型
や並列接続するショットキーバリアダイオードの接続方向を変更することは,無関
係である。
したがって,当業者が,引用発明Aにおいて,上記目的を達成するために,「前
記PN接合ダイオードの一の電極」及び「前記ショットキーバリアダイオードの一
方の電極」をカソード電極からアノード電極に変更する動機付けがあるとはいえな
いから,相違点1’に係る本件発明1の構成を当事者が容易に想到できたものであ
るとは認められない。
(イ)さらに,本件発明は,MOSFETに寄生しているpn接合ダイオードに
電流が流れると,MOSFETの結晶欠陥が拡大してデバイス特性が劣化し,特に,
SiCMOSFETでは,寄生pn接合ダイオードに電流が流れると,オン抵抗が
増大するという課題があったが,ショットキーバリアダイオードを並列接続しても
pn接合ダイオードに電流が流れてしまう現象が生じていることから(【0002】
~【0004】,【0006】),本件発明1の構成を採用し,第2のワイヤに寄
生するインダクタンスによって,pn接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧以上
の逆起電力が発生しても,pn接合ダイオードに電流が流れないようにする(【0
014】)との作用効果を奏するものである。
しかし,引用発明Aの課題及び目的は,前記(ア)のとおりであり,引用例には,
ダイオード5やワイヤーボンド7にインダクタンスが寄生することについての記載
や示唆はないことから,引用例に接した当業者が,引用発明Aに本件発明の作用効
果が期待されることを予想できたとはいえない。
(ウ)以上によれば,本件発明1を当業者が容易に想到できたとは認められない。
イ被告の主張について
(ア)被告は,SiCMOSFETの制御電極であるゲート電極と同じ面にある
電極をワイヤーボンドで繋ぐとの引用例の示唆や,「パワーMOSFETの構造と
応用分野」との文献(甲3)に記載された周知技術を考慮して,引用発明のMOS
FETのソース電極とSiCショットキーダイオードの一方の電極と第2の配線パ
ターンとを繋ぐことは当業者が容易になし得るとした本件決定に誤りはない旨主張
する。
甲3文献の図2-1及び図2-2には,パワーMOSFETにおいて,ソース電
極とゲート電極を上面に設けることが記載されており,「ソース電極とゲート電極
を上面に設けたMOSFET」は,周知技術であると認められる(以下「甲3周知
技術」という。)。また,甲3文献には,nチャネル型のMOSFETの開示があ
る。
しかしながら,甲3文献によっては,ゲート電極とソース電極とを上面に設ける
構造のMOSFETがnチャネル型であることに限定されるとはいえないから,ソ
ース電極をゲート電極とともに上面に設ける構造のpチャネル型のMOSFETが
否定されるものではない。
そして,前記の引用発明Aの課題及び目的(引用例【0007】,【0008】)
に照らすなら,引用発明Aの技術的意義は電力用半導体素子の極性に直接依存する
ものではないから,引用発明AのSiCMOSFETをゲート電極とソース電極と
を上面に設ける構造のnチャネル型のものとすることについての記載や示唆がある
とはいえない。
したがって,引用例に甲3周知技術を考慮しても,引用発明AのSiCMOSF
ETをゲート電極とソース電極とを上面に設ける構造のnチャネル型のものに変更
すべき動機付けはないから,被告の主張は採用できない。
(イ)被告は,引用発明のSiCMOSFETとSiCショットキーダイオード
は並列に接続して還流を流すものであるから,技術常識と特開2009-1831
15号公報(甲4)に開示された発明に基づき,SiCMOSFETのソース電極
とSiCショットキーダイオードのアノード電極を接続することは当業者が容易に
なし得るとした本件決定に誤りはない旨主張する。
甲4文献には,「SiCMOSFETをスイッチング素子として使用する場合は,
図3に示すように,SiCMOSFET(130)に並列にSiCSBD(132)
を接続して還流ダイオードとして使用する構成が検討されている。」(【0019】)
との記載があり,図3には,「SiCMOSFET130のソースとSiCSBD
132のアノードを接続すること」が記載されており,「SiCMOSFETとS
iCショットキーバリアダイオードを並列に接続して還流ダイオードとして使用す
る場合に,SiCMOSFETのソースとSiCショットキーバリアダイオードの
アノードを接続すること。」との発明(以下「甲4発明」という。)が記載されて
いることが認められる。
また,①甲4文献には,「SiCMOSFET(130)の寄生ダイオード(1
31)を還流ダイオードとして使用」(【0016】)すること,「SiCMOS
FET(130)の寄生ダイオード(131)と同じ構造のSiCpnダイオード」
(【0020】),「SiCMOSFET130のソース電極側が寄生ダイオード
131のアノードとなること」(図2)の記載があること,②特開2008-01
7237号公報(甲6)には,「SiC-FETに内在するダイオード(ボディダ
イオード)を還流ダイオードとして用いると,ボディダイオードによるバイポーラ
動作によりSiC半導体装置の結晶劣化が進行する」(【0002】),「SiC
-FET1のボディダイオード2」,「PN接合ダイオードに関するショックレー
モデル…及び電荷制御モデル…からSiC-FET1のボディダイオード2のON
開始電圧VBD_thを以下の式で示すことが出来る」(【0011】),SiC-FE
T1のソース電極側がボディダイオード2のアノードとなること(図1)の記載が
あることによれば,「SiCMOSFETはpn接合ダイオードを寄生ダイオード
として含み,SiCMOSFETのソース電極側が寄生ダイオードのアノードとな
るSiCMOSFETがあること」は,技術常識と認められる(以下「技術常識1’」
という。)。
しかしながら,MOSFETの構成が,ゲート電極とソース電極とを上面に設け
る構造に限定されることや,MOSFETがnチャネル型に限定されることの根拠
はないことは前記のとおりである。そうすると,pチャネル型のMOSFETに寄
生するpn接合ダイオードは,MOSFETのソース電極側がpn接合ダイオード
のカソード電極となるから,技術常識1’における「MOSFETのソース電極側
が寄生ダイオードのアノードとなる」との事項は,MOSFETの型を問わず妥当
するものとは解されない。
また,引用発明AのSiCMOSFETはpチャネル型であるところ,pチャネ
ル型のMOSFETではソース電極からドレイン電極の方向に電流が流れるから,
還流を流すためのショットキーバリアダイオードとSiCMOSFETとの接続は,
SiCMOSFETのソースとショットキーバリアダイオードのカソードとの接続
となる。そうすると,SiCMOSFETがpチャネル型である引用発明Aにおい
て,MOSFETのソースとショットキーバリアダイオードのアノードとを接続す
ることで,MOSFETと並列に接続したショットキーバリアダイオードに還流を
流すとの甲4発明の構成を適用する動機付けはないから,SiCMOSFETのソ
ース電極とショットキーバリアダイオードのアノード電極とを接続することを,当
業者が容易に想到することができたものとは認められない。
よって,被告の主張は採用できない。
(4)小括
以上によれば,本件発明1には進歩性が認められるから,取消事由1は理由があ
る。
3取消事由2(本件発明2の容易想到性の判断の誤り)について
(1)本件発明3と引用発明Aとの一致点及び相違点について
本件発明3と前記認定の引用発明Aとを対比すると,本件決定の認定した本件発
明3と引用発明との一致点(前記第2の3(2)イ)と同様の点において一致し,相違
点2(前記第2の3(2)エ(イ))と同様の点において相違するとともに,相違点1’
(前記2(2))において相違する。
(2)本件発明3の容易想到性について
前記2(3)のとおり,相違点1’に係る構成が容易に想到できない以上,相違点2
について検討するまでもなく,本件発明3には進歩性が認められるから,取消事由
2は理由がある。
4結論
以上のとおり,原告主張の取消事由1及び2はいずれも理由があるから,本件決
定のうち,特許第5818959号の請求項1及び3に係る部分は,取消しを免れ
ない。
よって,原告の請求を認容することとし,主文のとおり判決する。
知的財産高等裁判所第4部
裁判長裁判官髙部眞規子
裁判官古河謙一
裁判官関根澄子
別紙1本件明細書図面目録
別紙2引用例図面目録

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