JPH021178A - 多結晶ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多結晶ダイオードに係わり、特に基板上の多結
晶シリコン層内に形成されるもので、順方向・逆方向と
もに使用可能な多結晶ダイオードに関する。

〔従来の技術〕

多結晶シリコン層内に形成されるダイオードは酸化膜に
よる絶縁分離が容易な為に、パワーＭＯＳトランジスタ
等の比較的高電圧を駆動する装置に内蔵され、サージ吸
収等の高い耐圧を要求される部分に使用されている。

ところで単結晶シリコン内にダイオードを形成する場合
、高い耐圧を得る為には高濃度に不純物を有するＰ型頭
域及びＮ型領域間に低濃度に不純物を有する低濃度領域
を形成Ｌ、その低濃度領域の幅を所定の耐圧を得るのに
必要な幅（これはその時に伸びる空乏層の幅により決ま
るが、数十■の耐圧の場合、１０μｍ以下である）に設
定している。このようなダイオードは、順方向で用いる
場合にも、低い順方向抵抗を持つ良好な特性を示す。こ
れは単結晶シリコンを用いる場合、キャリアのライフタ
イムが長く、低濃度領域の幅を越える数十μｍもの距離
までキャリア注入が起こるので、低濃度領域の幅の上限
値を特に意識して制限する必要がなく、その値を１０μ
ｍ程度以下にしておけば十分であり、順方向抵抗があま
り高くならないということに基づいている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、多結晶シリコン内に形成したダイオード
を順方向で用いる場合、多結晶シリコン内では粒界での
散乱やトラップの為にキャリアのライフタイムが極端に
短く、従って、高い耐圧を得る為に上述した単結晶シリ
コンにおける手法をそのまま適用すると、低濃度領域は
ほとんど抵抗となってしまい、しかも低濃度の多結晶シ
リコンは単結晶シリコンと比較して桁違いに抵抗が高い
のでダイオードの順方向抵抗は極めて高くなってしまう
。

例えば、特開昭５７−１４１９６２号公報にはそのよう
な構造を有する多結晶ダイオードが示されているが、標
準的な多結晶シリコン層の形成方法、即ち、ＬＰＧＶＤ
装置を用いてデポ温度６（１０）°Ｃ程度、圧力５０Ｐ
ａ程度の条件にて、ＳｉＨ。

の熱分解を行い、膜厚１（１０）０〜４（１０）０人程
度の多結晶シ程度ン層を堆積した場合には、その後にア
ニール処理を施したとしても、結晶の粒径は０．５μｍ
以下であり、キャリア拡散長は１μｍ以下となる。そし
て、このような膜質の多結晶シリコン層内に形成された
多結晶ダイオードにおいては、高い耐圧を得る為に低濃
度領域の幅を広くしていくと、低濃度領域内のキャリア
拡散長がその幅よりも短くなるような状態が生じてくる
ものであり、その結果、順方向抵抗が極めて高くなって
しまう。

そこで従来では高濃度に不純物を有するＰ型及びＮ型領
域が直接に接するダイオードを形成Ｌ、その場合、耐圧
が６Ｖ程度になるので高い耐圧を設定する為にそのダイ
オードを複数個直列接続している。しかしながら、この
ようにして形成されるダイオードにおいても、通常ダイ
オードを複数個接続することを考慮して１個当りの順方
向抵抗を決定しているので、全体として素子サイズが大
きくなり、又、順方向電流が流れ始めるまでの電圧■、
が上昇してしまうので、効率が悪くなるという問題があ
る。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであ
って、多結晶シリコン内に形成するダイオードにおいて
比較的高い耐圧、かつ低い順方向抵抗、低いｖＦを有す
るダイオードを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を達成する為に、本発明の多結晶ダイオード
は、 基板上に形成された多結晶シリコン層内に不純物を含ま
ないか、あるいは低濃度に含み、且つ所定の幅Ｗを有す
る第１の領域と、該第１の領域を隔てて対向Ｌ、それぞ
れＰ型、Ｎ型不純物を高濃度に含む第２、第３の領域、
該第２、第３の領域にそれぞれ電気接続する電極とを備
えた多結晶ダイオードであって、 前記第１の領域内におけるキャリア拡散長をＬ、前記多
結晶ダイオードが必要とされる耐圧に相当する電圧を印
加した時に生じる空乏層の幅をＷＤとした場合に、 ＷＤ≦Ｗ≦Ｌ 上式の関係を満たすように、前記第１の領域における前
記多結晶シリコン層のｎり質および前記所定の幅Ｗを設
定したことを特徴としている。

又、本発明の多結晶ダイオードの製造方法は、不純物を
含まないかあるいは低濃度に含む多結晶シリコン層のパ
ターンを基板上に形成する工程と、 前記多結晶シリコン層のキャリア移動度を大きくする工
程と、 前記多結晶シリコン層中の所定の幅を有する第１の領域
を隔てて対向する第２、第３の領域に、それぞれＰ型、
Ｎ型不純物を高濃度に導入する工程と、 前記第２、第３の領域にそれぞれ電気接続するようにし
て電極を形成する工程と を備えることを特徴としている。

〔作用］ そこで本発明によると、第１の領域の幅の下限値を必要
とされる耐圧に相当する電圧を加えた時に生じる空乏層
の幅に設定しているので、逆方向に電圧を印加した際に
バンチスルー現象は起きなくなり、必要とされるダイオ
ードの耐圧が確保される。又、その空乏層の幅よりも第
１の領域内でのキャリア拡散長の方が長くなるように、
例えば結晶の粒径を大きくして多結晶シリコン層の膜質
を調整すると共に、第１の領域の幅の上限値をそのキャ
リアの拡張長により設定しているので、第１の領域の幅
を越えるキャリア注入が起こり低い順方向抵抗となる。

しかも、Ｐ−Ｎ接合が１つである為に低いＶＦが得られ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例を用いて説明する。尚
、本実施例においては、１２Ｖ電源を有する自動車用と
して通常必要とされる耐圧１５〜２０Ｖのダイオードに
ついて説明する。

第１図は本発明の第１実施例のダイオードであり、同図
（ａ）にその断面図、同図（ｂ）にその平面図を示して
いる。図において、１は単結晶シリコン基板であり、そ
の主表面上には酸化シリコン（ＳｉＯ□）膜が形成され
る。３は酸化シリコン膜２上に選択的に形成される多結
晶シリコン層であり、その中には低濃度にＮ型不純物を
有する第１の領域３ａ、及び高濃度にＰ型不純物を有す
る第２の領域３ｂ、高濃度にＮ型不純物を有する第３の
領域３Ｃが形成されている。４は熱酸化膜、５は多結晶
シリコンより成るマスク、６は眉間絶縁膜、７は電極で
ある。ここで、第１図（ｂ）に示すように第１の領域３
ａの幅Ｗは０．７〜２．０μｍの範囲内の例えば１．５
μｍに設定されている。

次に本実施例によるダイオードの製造工程を第２図（ａ
）〜（ｄ）に示す断面図を用いて説明する。まず、第２
図（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板ｌの主表面
上に例えば１０５０°Ｃ：、、ｗｅＬＨｃｌの条件にて
熱酸化して１μｍ程度の酸化シリコン膜２を形成する。

引続き、その酸化シリコン膜２上にＬＰＣＶＤ法により
１．７５μｍの厚さに成膜した多結晶シリコン層３を形
成Ｌ、後の高温熱処理時における多結晶シリコン層３の
欠落を防止するために酸素雰囲気中において１１７０°
Ｃで熱処理を行い、多結晶シリコン膜３の表面にキャッ
プ酸化層２ａを形成Ｌ、そうした上でＮ２雰囲気中にお
いて１１７０°Ｃで熱処理を行い、多結晶シリコン層３
の結晶粒を大きくする。この時、多結晶シリコン層３の
結晶の粒径はこの高温熱処理工程により０．８μｍ程度
まで結晶成長する。その後、第２図（ｂ）に示すように
熱酸化あるいはＲＩＥ法によりエツチングを行い、多結
晶シリコン層３を膜厚７（１０）０人まで薄膜化する。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、その多結晶シリコン
層３に対してＲＩＥ法等によりフォトエツチングを行い
、所定の形状にする。そして、多結晶シリコン層３の表
面を熱酸化して熱酸化膜４を形成する。次にイオン注入
によりリン等のＮ型不純物を多結晶シリコン中の不純物
濃度が、ホール効果から濃度を測定した場合に１ｘｌＯ
Ｉｓ以下の例えば５　Ｘ　１０　ｌｔｈｃｍ−’程度に
なる様に注入する。尚、この濃度は本発明のいう第１の
領域の不純物濃度に相当するが、この濃度を１×１０′
８以下とした理由は、その値よりも高濃度になると抵抗
値が急激に小さくなり、かつ、耐圧が小さくなるからで
ある。

その後、第２図（Ｃ）に示すように、この上の所定の領
域に短冊状の多結晶シリコン層を形成Ｌ、その層を次に
説明するイオン注入工程におけるマスク５とする。次に
マスク５を用いてＢ（ボロン）等のＰ型不純物、Ｐ（リ
ン）等のＮ型不純物をそれぞれイオン注入して第２の領
域３ｂ、第３の領域３ｃを形成する。この第２、第３の
領域３ｂ。

３ｃ内は約Ｉ　Ｘ　１０　”〜１０　”ｃｍ−３の比較
的高濃度の不純物を有している。尚、通常のフォトレジ
ストを用いたアライメントによりイオン注入する場合に
は、誤差は±１．０μｍと比較的大きく、又、多結晶シ
リコン内における不純物の横方向の拡散から、第１の領
域３ａの幅を制御するのが困難であるが、本実施例のよ
うに、マスク５を用いてイオン注入する場合、不純物は
自己整合的（セルファライン）に拡散することになり、
誤差は±０．２μｍと小さくアライメント精度が向上Ｌ
、第１の領域３ａの幅を精度良く設定できる。その後、
導入した不純物の活性化のために、例えば１（１０）０
°ＣＮ２中で３０分はどアニールを行う。

次に、こうした上で第１図に示すように、例えばＢＰＳ
Ｃ；膜を約７（１０）０人堆・積Ｌ、層間絶縁膜６を形
成すると共に、この層間絶縁層６及び熱酸化膜４に多結
晶シリコン層３まで達する開口部を形成して、それぞれ
第２−の領域３ｂ、第３の領域３ｃに電気接続する電極
７ａ、７ｂを形成して本実施例のダイオードを構成する
。

そこで、次に本実施例による作用を説明する。

電極？ａ、Ｔｂ間に逆方向に電圧が印加された場合、第
１の領域３ａと第２の領域３ｂ間にて形成されるＰＮ接
合に空乏層が広がるが、両頭域の不純物濃度が２桁以上
達うので、その空乏層はほとんど第１の領域３ａ側に広
がる。ここで空乏層の幅が第１の領域３ａの幅Ｗより広
くなると第３の領域３ｃに接して、パンチスルー現象が
起こるので、空乏層の幅、即ちほぼ第１の領域３ａの幅
Ｗによってそのダイオードの耐圧が決定される。そこで
、本実施例では後述するように必要とされる耐圧（本例
の場合２０Ｖとする）に相当する電圧を印加した時に生
じる空乏層の幅（約０．７μｍ）よりも幅Ｗの方を広く
しているので、耐圧は第１の領域３ａによってのみ決定
され、耐圧１５〜２０■は確保される。

又、本実施例においては高温熱処理を行い、粒径を０．
８μｍ程度まで成長させているので、第１の領域３ａ内
においてはキャリア拡張長が２μｍになり、この値は前
記の空乏層の幅（約０．７μｍ）よりも長くなる。そし
て、約２〜３μｍのキャリア注入が起こるので、第１の
領域３ａの幅Ｗを２μｍ以下とすれば、この第１の領域
３ａの幅Ｗを越えるキャリア注入が起こることとなり、
何ら第１の領域３ａが抵抗として作用することがなく、
ダイオードの順方向抵抗が低くなる。さらに、従来技術
のようにダイオード（ＰＮ接合）を複数個直接接続する
ことなく、１つのＰＮ接合にて構成しているので■Ｆの
値も低くなる。

尚、以上の説明はダイオードの耐圧を１５〜２０■にす
るという目的に基づき成されているが、その耐圧を任意
に設定したい場合には以下のようにして第１の領域３ａ
の幅Ｗの下限値を設定すればよい。

つまり、幅Ｗの下限値を決定するのに考慮される空乏層
の幅Ｗｏは にて表されることがわかっており、必要とされる耐圧■
から求まる空乏層の幅ＷＤをその下限値とすれば良い。

尚、（１）式においてに、はシリコンの比誘電率であり
、多結晶の場合も単結晶の場合と同じであるとしてその
値を１１．９とする。ε。は真空の誘電率で８゜８５　
Ｘ　Ｉ　Ｏ−”　Ｆ　７ｃｍ、　ｑは素電荷で１．６　
ｘ　ｔ　０−１９Ｃ，ＮＡは第１の領域３ａの不純物濃
度である。又、耐圧■と不純物濃度ＮＡとは独立してい
ないので、次式 により求めることもできる。尚、（２）式においてＥ。

はＰＮ接合が降伏を起こす臨界電界であり、実験値に基
づいて計算することができる。そこで例えば上記実施例
の場合には２０Ｖの耐圧を狙いとすると空乏層の幅ＷＤ
は約０．７μｍとなるものである。

次に、幅Ｗの上限値を決定するのに考慮されるキャリア
の拡１１を長しは多結晶シリコン３の膜質により変化す
るものであり、実測すれば求めることができる。例えば
、ホール移動度を実測してキャリア注入を算出Ｌ、抵抗
値測定によりキャリア移動度μを算出する。そして、ア
インシュタインの関係式 μ＝　　　　　Ｄ、　　　　　　　　　・・・・旧・・
（３）ＫＴ より拡散係数り、を求める。尚、（３〕弐においてＫは
ボルツマン定数で、１．３８　ｘ　１０−”Ｊ　ＫＴは
絶対温度である。

又、ライフタイムτをキャリア減衰法等により実測する
か、次式 ％式％（４） より求める。尚、（４）弐においてｎｌは真性キャリア
濃度であり、ＷｂおよびＪ、はそれぞれ所定の逆方向バ
イアスを印加した時に生じる空乏層の幅および生成電流
密度であり、Ｗ、は式（１）から、Ｊ、はダイオードの
逆方向リーク電流から求める。

以上により、 Ｌ−Ｖ／Ｄ、τ　　　　　　　　　　・・・・旧・・（
５）の関係式を用いて（３）、　（４）式から求めたＤ
１１＋　　τを代入して、 により幅Ｗの上限値となるキャリア拡散長りを求める。

例えば上記実施例の場合にはμ＝１５０Ｃ１１１／Ｖ　
−５ｅｃ、Ｄ、＝４ｃｔＡ／ｓｅｃ　、　　ｒ＝０．１
　μｓｅｃであり、拡散長Ｌ＝２μｍとなる。

そこで、本発明によると、ダイオードの必要とされる耐
圧を確保する為に、上記（１）あるいは（２）式から第
１の領域の幅Ｗの下限値が設定され、又、順方向抵抗を
低くする為にまず上記（６）式において第１の領域内に
おけるキャリア拡散長しがこの下限値より長くなるよう
にキャリア移動度μを設定する必要があり、例えば多結
晶シリコン層の結晶の粒径を大きくすることにより達成
する。そうした上で、幅Ｗの上限値をこの時のキャリア
拡散長しより短くなるように設定すれば良いものである
。

これを式にして表わすと、 ＷＤ≦Ｗ≦Ｌ 上式の関係を満たすように、第１の領域における多結晶
シリコン層の膜質および幅Ｗを設定すれば良いのである
。

次に、本発明の第２実施例を第３図を用いて説明する。

上記第１実施例においては、第１の領域としてＮ型不純
物を有する領域３ａを形成しているが、本実施例ではＰ
型不純物を有する領域３ｄを形成する。本実施例の多結
晶ダイオードの製造方法は上記第１実施例の方法と同様
のもので良いが、本実施例においては第１の領域３ｄの
不純物濃度を２　Ｘ　１０１６ｃ＋ｎ−”としている。

第４図は、本実施例において第１の領域３ｄの幅Ｗを変
えて電流密度ＩＡ／ｃｒＡの場合のダイオードの順方向
電圧を測定したものである。第１の領域３ｄの不純物濃
度を２　Ｘ　１０　”ｃｍ−”にする場合にはキャリア
拡散長は約２．２μｍになるが、幅Ｗがこの２．２μｍ
より長くなると順方向電圧が高くなっており、キャリア
拡１１シ長が幅Ｗよりも小さくなる為に、順方向抵抗が
高くなっていることがわかる。

第５図は多結晶シリコン層の粒径とキャリア拡散長との
関係を示しており、図中丸プロットは上記（３）式にお
けるキャリア移動度（ホール移動度μ、）μをチャネル
移動度μｅｆｆより類推Ｌ、他のパラメータは実測して
求めた値であり、特にＡ点の値は上記第２実施例のダイ
オードの値である。又、三角プロットはライフタイムτ
が多結晶シリコン層の粒径に反比例すると仮定して丸プ
ロットの値からその比例定数を演算して、上記（５）式
から求めた値である。この図から粒径が大きくなればキ
ャリア移動度が大きくなり、キャリア拡散長が長くなる
ことがわかる。

次に、本発明の第３実施例を第６図の電気回路図を用い
て説明する。本実施例は上記第１実施例あるいは第２実
施例にて示した多結晶ダイオードを昇圧回路の逆流防止
用のダイオードとして使用した例である。図中１０．１
１．１２はインバータ、１３．１４はキャパシタンスで
あり、１５゜１６．１７は上述した多結晶ダイオードで
ある。

パルスが入力され昇圧動作が開始されると、ダイオード
１５〜１７の順方向に電流が流れるが、前述のように本
発明の多結晶ダイオードによると順方向抵抗が低いので
、ダイオードにて消費される電力が少なくてすみ、昇圧
された電圧を効率良く出力端子に出力することができる
。さらに、ダイオードの耐圧を第１の領域の幅Ｗにより
任意に設定できるので、逆流防止が可能である。このよ
うに本発明の多結晶ダイオードを昇圧回路に使用するこ
とは、高い耐圧、かつ低い順方向抵抗のおかげで極めて
有効である。尚、本実施例のように昇圧回路に多結晶ダ
イオードを使用する場合には、過渡的な電圧印加を考慮
して耐圧は電源電圧の２倍以上を要求されるので、自動
車用としては一般に３０Ｖ以上の耐圧が要求され、第１
の領域の幅を約１．５〜２μ【ｎの間に設定する必要が
ある。

次に、本発明の第４実施例を第７図を用いて説明する。

本実施例はその製造工程に特徴があり、同一基板上に上
述の多結晶ダイオード１（１０）とＭＯ３ＦＥＴ２０Ｑ
及びキャパシタンス３（１０）を同時形成した例である
。その製造工程を順次説明すると、まずＮ−型Ｓｉ基板
２０内にＰ−型拡散領域２１を形成Ｌ、Ｎ−型Ｓｔ基板
２０の主表面上にフィールド酸化膜２２を形成する。そ
の上に多結晶シリコン［２３，２４のパターンを形成す
る。

キャパシタンス３（１０）形成予定領域のフィールド酸
化膜２２を部分的に除去する。ゲート酸化膜を形成した
後、多結晶シリコン層２３．２４内にそれぞれ低濃度の
Ｐ型、Ｎ型不純物を導入する。そして、多結晶シリコン
２３．２４上の所定領域およびキャパシタンス３（１０
）形成予定領域の酸化膜上に多結晶シリコンＪ’Ｗ２５
．２６．２７を形成する。多結晶シリコン［２５，２６
をマスクとして多結晶シリコン層２３内にはＭＯ３ＦＥ
Ｔ２（１０）のソース・ドレイン領域となるＮ°型領領
域２３ａ２３ｂを形成Ｌ、多結晶シリコン層２４内には
高濃度に不純物を導入したＰ゛型領領域２４ａＮ”型領
域２４ｂを形成する。１（１０）０°Ｃにて熱処理を行
い、各領域の不純物を拡散して活性化を行う。

そして、層間絶縁膜となるＢＰＳＧ膜２８膜形８Ｌ、最
後に各領域に接続するＡ　１．電極２９を形成する。

本実施例によると、多結晶ダイオード１（１０）のＰ°
型領領域２４ａびＮ°型領領域２４ｂ形成する為にマス
クとして使用する多結晶シリコン層２６をＭＯ３ＦＥＴ
２（１０）のゲート電極となる多結晶シリコン層２５及
びキャパシタンス３（１０）の一方の電極となる多結晶
シリコン層２７と同時に形成できるので、工程の簡略化
が計れる。

以上、本発明を上記実施例を用いて説明したが、本発明
はそれに限定されることなく、その主旨を逸脱しない限
り種々変形可能であり、例えば以下のようにしてもよい
。

■多結晶シリコン層３を形成する基板としては半導体基
板を用いる事なく絶縁性基板を用いてもよい。

■第１の領域は、第２、第３の領域に対してその不純物
濃度が低濃度であるか、不純物を含まなければよく、Ｉ
型（真個）領域としてもよい。

又、本発明でいう多結晶シリコン層は、第１の領域内に
少なくとも１つの粒界が存在するものを意味する。

■上記第１実施例においては、多結晶シリコン層３の結
晶を大粒径化する方法として、特願昭６２−７０７４１
号に示されている方法、即ち、膜厚を０．５μｍ以上と
して、その後に高温熱処理を施す処理を行っているが、
大粒径化する方法としてはこの他にレーザーアニールあ
るいは固相成長等の方法であっても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によると、多結晶シリコン層の
膜質を調整して、必要とされる耐圧に相当する空乏層の
幅よりもキャリア拡散長を長くすると共に、第１の領域
の幅をキャリア’ＩＪｊ１敗長、および必要とされる耐
圧に相当する電圧を印加した時に生じる空乏層の幅によ
り設定しているから、比較的高い耐圧が得られ、且つ低
い順方向抵抗、低い■、にすることができる。又、本発
明によるダイオードは素子サイズが小さく集積化に適す
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第１実施例の多結晶
ダイオードを示す断面図及び平面図、第２図（ａ）〜（
ｄ）は第１図の実施例の製造工程を説明する為の断面図
、第３図は本発明の第２実施例の多結晶ダイオードを示
す断面図、第４図は第１の領域の幅とダイオードの順方
向電圧との関係を示す特性図、第５図は粒径とキャリア
拡散長との関係を示す特性図、第６図は本発明の第３実
施例の昇圧回路の電気回路図、第７図は本発明の第４実
施例を説明する為の断面図である。 ｌ・・・単結晶シリコン基板、２・・・酸化シリコン膜
。 ３・・・多結晶シリコン層、３ａ、３ｄ・・・第１の領
域。 ３ｂ・・・第２の領域、３ｃ・・・第３の領域、５・・
・マスク、１５．１６，１７，１（１０）・・・多結晶
ダイオード、２（１０）・ＭＯＳＦＥＴ、３（１０）・
・・キャパシタンス。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ほか１名） （ｂ） 第１図 １−・単７帖轟シソコシＪ！薙 ２　−　ｅ＆４仁シックニ臘 ３−９）８晶シソコシ層 ）　冨１Φ錆、戚 ３ｂ　第２０釦成 ３Ｃ・冨３の窄ｉＫ ５・　マスク （ａ） 第３図 第１゜領域の惺Ｗ（μｍ） 第 図 傳１Ｌ了ｊ辷　（，４１ｍ） 第 図 第 図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された多結晶シリコン層内に不純物
   を含まないか、あるいは低濃度に含み、且つ所定の幅Ｗ
   を有する第１の領域と、該第１の領域を隔てて対向し、
   それぞれＰ型、Ｎ型不純物を高濃度に含む第２、第３の
   領域、該第２、第３の領域にそれぞれ電気接続する電極
   とを備えた多結晶ダイオードであって、 前記第１の領域内におけるキャリア拡散長をＬ、前記多
   結晶ダイオードが必要とされる耐圧に相当する電圧を印
   加した時に生じる空乏層の幅をＷ＿０とした場合に、 Ｗ＿０≦Ｗ≦Ｌ 上式の関係を満たすように、前記第１の領域における前
   記多結晶シリコン層の膜質および前記所定の幅Ｗを設定
   したことを特徴とする多結晶ダイオード。
2. （２）基板上に形成された多結晶シリコン層内に不純物
   を含まないか、あるいは低濃度に含み、且つ所定の幅Ｗ
   を有する第１の領域と、該第１の領域を隔てて対向し、
   それぞれＰ型、Ｎ型不純物を高濃度に含む第２、第３の
   領域、該第２、第３の領域にそれぞれ電気接続する電極
   とを備えた多結晶ダイオードであって、 ▲数式、化学式、表等があります▼≦Ｗ≦▲数式、化学
   式、表等があります▼ （ここで、Ｋ＿Ｓはシリコンの比誘電率、ε＿０は真空
   の誘電率、ｑは素電荷、Ｎ＿Ａは前記第１の領域の不純
   物濃度、Ｖは前記ダイオードが必要とされる耐圧、Ｋは
   ボルツマン定数、Ｔは絶対温度、μはキャリア移動度、
   ｎ＿ｉは真性キャリア濃度、Ｗ＿ｂは所定電圧を印加し
   た時に生じる空乏層の幅、Ｊ＿ｓは前記所定電圧を印加
   した時の生成電流密度である。） 上式の関係を満たすように、前記第１の領域における前
   記多結晶シリコン層のキャリア移動度μおよび前記所定
   の幅Ｗを設定したことを特徴とする多結晶ダイオード。
3. （３）前記多結晶シリコン層のキャリア移動度μの設定
   は、上記関係式を満たすように前記多結晶シリコン層の
   結晶の粒径を設定したものである請求項２記載の多結晶
   ダイオード。
4. （４）前記第１の領域の不純物濃度を１×１０＾１＾６
   ｃｍ＾−＾３以下とし、前記第２、第３の領域の不純物
   濃度を１×１０＾２＾０〜１０＾２＾１ｃｍ＾−＾３に
   設定した請求項１〜３のいずれかに記載の多結晶ダイオ
   ード。
5. （５）不純物を含まないかあるいは低濃度に含む多結晶
   シリコン層のパターンを基板上に形成する工程と、 前記多結晶シリコン層のキャリア移動度を大きくする工
   程と、 前記多結晶シリコン層中の所定の幅を有する第１の領域
   を隔てて対向する第２、第３の領域に、それぞれＰ型、
   Ｎ型不純物を高濃度に導入する工程と、 前記第２、第３の領域にそれぞれ電気接続するようにし
   て電極を形成する工程と を備えることを特徴とする多結晶ダイオードの製造方法
   。
6. （６）前記キャリア移動度を大きくする工程は、前記多
   結晶シリコン層の結晶の粒径を大きくする工程である請
   求項５記載の多結晶ダイオードの製造方法。
7. （７）前記多結晶シリコン層を形成する工程は、多結晶
   シリコン層の不純物濃度が１×１０＾１＾６ｃｍ＾−＾
   ３以下になるように形成する工程であり、前記Ｐ型、Ｎ
   型不純物を導入する工程は、前記第２、第３の領域に不
   純物濃度が１×１０＾２＾０〜１０＾２＾１ｃｍ＾−＾
   ３になるように不純物を導入する工程である請求項５及
   び６のいずれかに記載の多結晶ダイオードの製造方法。
8. （８）前記Ｐ型、Ｎ型不純物を導入する工程は、前記第
   １の領域上に形成された短冊状の層をマスクとしてイオ
   ン注入法により自己整合的に不純物を注入する工程であ
   る請求項５〜７のいずれかに記載の多結晶ダイオードの
   製造方法。
9. （９）前記Ｐ型、Ｎ型不純物を導入する工程は、前記第
   １の領域上に絶縁層を介して形成された短冊状の多結晶
   シリコン層をマスクとしてイオン注入法により自己整合
   的に不純物を注入する工程であり、しかも該マスクとし
   て使用する多結晶シリコン層は、同一基板上に形成され
   るＦＥＴのゲート電極と同時に形成されるものである請
   求項５〜８のいずれかに記載の多結晶ダイオードの製造
   方法。
10. （１０）前記Ｐ型、Ｎ型不純物を導入する工程において
    、前記第１の領域の前記所定の幅の下限値は、前記多結
    晶ダイオードが必要とされる耐圧に相当する電圧を印加
    した時に生じる空乏層の幅により設定し、前記結晶の粒
    径を大きくする工程は、前記所定の幅よりも前記第１の
    領域内におけるキャリア拡散長が長くなるような粒径に
    する工程である請求項５〜９のいずれかに記載の多結晶
    ダイオードの製造方法。