(完整)半导体器件中的载流子寿命及其控制原理
载流子寿命
载流子寿命半导体中的非平衡载流子寿命是半导体的一个基本特性参数，它的长短将直接影响到依靠少数载流子来工作的半导体器件的性能，这种器件有双极型器件和p-n结光电子器件等。
但是，对于在结构上包含有p-n结的单极型器件（例如MOSFET）也会受到载流子寿命的影响。
非平衡载流子寿命主要是指非平衡少数载流子的寿命。
影响少子寿命的主要因素是半导体能带结构和非平衡载流子的复合机理；对于Si、Ge、GaP等间接禁带半导体，一般决定寿命的主要因素是半导体中的杂质和缺陷。
对于少子寿命有明显依赖关系的电子器件特性，主要有双极型器件的开关特性、导通特性和阻断特性；对于光电池、光电探测器等之类光电子器件，与少子寿命直接有关的特性主要有光生电流、光生电动势等。
（1）少子寿命对半导体器件性能的影响：①双极型器件的开关特性与少子寿命的关系：双极型器件的开关特性在本质上可归结为p-n结的开关性能。
p-n结的开关时间主要是关断时间，而关断时间基本上就是导通时注入到扩散区中的少子电荷消失的过程时间（包括有存储时间和下降时间两个过程）。
少子寿命越短，开关速度就越快。
因此，为了提高器件的开关速度，就应该减短少子寿命。
②器件的阻断特性与少子寿命的关系：半导体器件在截止状态时的特性——阻断特性，实际上也就是p-n结在反向电压下反向漏电流大小的一种反映。
因此，这里器件的阻断特性不单指双极型器件，而且也包括场效应器件在内。
p-n结的反向漏电流含有两个分量：一是两边扩散区的少子扩散电流，二是势垒区中复合中心的产生电流；这些电流都与少子寿命有关，载流子寿命越长，反向漏电流就越小，则器件的阻断特性也就越好。
当载流子寿命减短到一定程度时，反向电流即大幅度地上升，就会产生反向电流不饱和的“软”的阻断特性。
一般，硅p-n结的反向漏电流主要是势垒区复合中心的产生电流，因此载流子的产生寿命将严重地影响到器件的阻断特性。
所以注意工艺控制，减小杂质和缺陷的不良影响，对于提高器件的阻断特性至关重要。
半导体器件中的载流子输运与控制
半导体器件中的载流子输运与控制半导体器件是现代电子技术的基础，广泛应用于各个领域。
而半导体器件的性能与其内部的载流子输运和控制密切相关。
本文将从理论和实践两个方面，探讨半导体器件中的载流子输运与控制的重要性以及相关的研究进展。
一、载流子输运的基本原理半导体器件的工作原理是基于载流子的输运和控制。
在半导体中，载流子主要包括电子和空穴。
电子是负电荷的载流子，空穴是正电荷的载流子。
它们在半导体中的输运过程决定了器件的性能。
载流子的输运过程主要包括漂移和扩散两种方式。
漂移是指载流子在电场的作用下移动，扩散是指载流子由高浓度区向低浓度区的自发移动。
在半导体器件中，电场和浓度梯度是通过外加电压和材料结构来实现的。
二、载流子输运与器件性能的关系载流子的输运过程直接影响着半导体器件的性能。
首先，载流子的输运速度决定了器件的工作速度。
电子和空穴在半导体中的移动速度取决于材料的能带结构和杂质的影响。
较高的移动速度能够提高器件的响应速度，从而实现更高的工作频率。
其次，载流子的输运过程也影响着器件的功耗和能效。
载流子在输运过程中会发生散射，导致能量损失。
因此，减小载流子的散射和提高输运效率可以降低器件的功耗，提高能效。
此外，载流子输运还与半导体器件的电流密度和热耗散能力有关。
较高的电流密度会导致载流子的散射增加，从而产生更多的热量。
因此，合理设计器件结构和优化载流子输运过程可以提高器件的电流承载能力和热耗散能力。
三、载流子输运与控制的研究进展为了改善半导体器件的性能，研究人员一直在不断探索载流子输运与控制的方法。
在理论方面，基于半导体物理学的模型和数值仿真方法被广泛应用。
这些方法可以揭示载流子输运的机制和影响因素，为器件设计提供理论指导。
在实践方面，研究人员通过改变半导体材料的性质和器件结构来控制载流子的输运过程。
例如，通过引入杂质和控制材料的晶格结构，可以调节载流子的能带结构和散射机制，从而影响其输运特性。
此外，利用纳米尺度结构和界面工程等方法，也可以实现对载流子输运的精确控制。
半导体工作原理
半导体工作原理半导体是一种具有特殊导电性质的物质，其工作原理是通过控制电子在晶体内的运动来实现电流的流动和信号的传输。
本文将从半导体的基本结构、载流子的行为、PN结的作用以及半导体器件的应用等方面来详细介绍半导体的工作原理。
一、半导体的基本结构半导体的基本结构是由正负离子构成的晶体，其中正离子称为“空穴”，负离子称为“电子”。
半导体的原子排列非常有序，形成了一个晶体结构，使得半导体具有特殊的电学性质。
半导体可以分为P型半导体和N型半导体。
P型半导体中，掺杂了少量的三价杂质原子（如硼、铝等），使得半导体中原本的四价原子失去一个电子，形成一个空穴。
因此，P型半导体中的主要载流子是空穴。
N型半导体中，掺杂了少量的五价杂质原子（如磷、锑等），使得半导体中多出一个电子。
因此，N型半导体中的主要载流子是电子。
二、载流子的行为在半导体中，载流子的行为直接决定了电流的流动方式和特性。
当半导体中没有外加电压时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会通过热运动发生扩散，从而形成电荷分布不均匀的区域。
这个区域称为PN结。
当在PN结上加上正向偏压时，P型半导体的空穴会向前推进，N 型半导体的电子会向后推进，两种载流子在PN结区域相互结合，形成一个电子和空穴的复合区域，这个区域称为耗尽层。
在耗尽层内，电子和空穴复合并释放出能量，形成一个电场，阻碍进一步的电子和空穴的扩散。
当在PN结上加上反向偏压时，P型半导体的空穴会被引向N型半导体，N型半导体的电子会被引向P型半导体。
这样，PN结两侧的载流子会被电场阻止，形成一个无法通过的屏障，这个屏障称为势垒。
三、PN结的作用PN结是半导体器件中最基本的结构，具有重要的作用。
在二极管中，PN结的作用是实现电流的单向导通。
当二极管的正向偏压大于势垒电压时，电子和空穴能够克服势垒，通过PN结，形成电流的流动。
而当二极管的反向偏压大于势垒电压时，PN结的势垒会变得更高，电子和空穴无法克服势垒，电流无法通过，实现了电流的截止。
半导体器件中的载流子寿命及其控制原理
半导体器件中的载流子寿命及其控制原理导体中的载流子是在电场作用下，带电粒子在导体中传输电荷的负载。
对于半导体器件而言，载流子的寿命是一个非常重要的参数，对其性能和工作稳定性起着决定性的作用。
因此，了解载流子寿命及其控制原理对于半导体器件的设计和优化具有重要意义。
半导体器件中的载流子可以分为两种类型：电子和空穴。
电子是负电荷，而空穴是正电荷。
在半导体器件中，它们被施加的电场引导并控制。
载流子的寿命是指载流子在半导体器件中的平均存在时间，在其存在时间结束后，载流子会被重新组合或被捕获，以保持半导体器件的工作状态。
对于电子而言，它们存在的时间是由两个主要因素决定的：复合和漂移。
载流子复合是指电子和空穴之间的相遇和重新结合过程。
在一些半导体材料中，电子和空穴可以通过碰撞的方式相遇并重新组合，从而结束其在半导体器件中的寿命。
另一方面，载流子漂移是指电子在半导体材料中受电场力作用而移动的过程。
电子会在半导体中移动，并在一段时间后被重新组合或捕获，从而结束其寿命。
对于空穴而言，它们的寿命也由复合和漂移两个因素决定。
在一些情况下，空穴可以与电子相遇，并重新结合，从而结束其寿命。
空穴也可以通过漂移移动，而移动的过程中会与电子发生碰撞，并重新组合或被捕获。
载流子寿命可以通过控制复合和漂移过程来进行调节。
为了延长载流子的寿命，可以采取以下措施：1.精心设计和制造材料：选择合适的半导体材料和工艺，可以降低复合率和提高载流子的寿命。
2.引入掺杂物：通过在半导体材料中引入掺杂物，可以改变其电子能带结构，并减少载流子的复合。
3.应用电场：适当的电场可以加速载流子移动，并减少其与其他载流子的碰撞机会，从而延长寿命。
4.使用浅杂质能级：在半导体材料中引入浅杂质能级，可以有效地减少载流子的复合，从而延长寿命。
总之，半导体器件中的载流子寿命是一个重要的性能参数，可以通过控制复合和漂移过程来进行调节。
合理设计半导体材料和结构，选择适当的掺杂和应用电场等方法，能够有效地延长载流子的寿命，从而提升半导体器件的性能和可靠性。
半导体在芯片中的应用及工作原理
半导体在芯片中的应用及工作原理
半导体在芯片中的应用及工作原理 半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有特殊的电子导电性质。在芯片中， 半导体被广泛应用于电子器件的制造和集成电路的构建。以下是半导体在芯片中的应用及工 作原理的简要介绍： 1. 集成电路（IC）：集成电路是将大量的电子器件（如晶体管、电容器、电阻器等）集成 到一个芯片上的技术。半导体材料被用于制造晶体管，晶体管起到控制电流流动的作用，实 现信号的放大、开关和逻辑运算等功能。 2. MOSFET：金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种常见的半导体器件， 广泛应用于数字电路和模拟电路中。它由金属电极、氧化物层和半导体材料组成，通过控制 工作原理
3. 光电器件：半导体材料具有光电转换的特性，可以将光能转化为电能或反之。在芯片中 ，半导体材料被用于制造光电器件，如光电二极管、光电晶体管和激光二极管等。这些器件 可以实现光信号的接收、放大和发射，广泛应用于光通信、光电子技术和光学传感等领域。
4. 整流器和放大器：半导体材料的电导性质可以被控制，因此可以用于制造整流器和放大 器等电子器件。整流器可以将交流电转换为直流电，放大器可以放大电信号的幅度。这些器 件在电子电路中起到重要的作用，用于信号处理和电力转换等应用。
半导体的工作原理是基于其特殊的能带结构和载流子行为。半导体材料中的电子和空穴是 主要的载流子，它们的行为受到材料的掺杂和电场的调控。当半导体材料中施加电场或者光 照时，电子和空穴的浓度和运动速度会发生变化，从而实现电流的控制和调节。
半导体在芯片中的应用及工作原理
总之，半导体在芯片中的应用广泛，通过控制半导体材料的电子和空穴行为，实现了电子 器件的制造和集成电路的构建，为现代电子技术的发展做出了重要贡献。
少子寿命实验报告
一、实验目的1. 了解光电导法测试少数载流子寿命的原理。
2. 熟练掌握LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法。
3. 测量非平衡载流子的寿命。
二、实验原理少子寿命是指半导体材料中少数载流子的平均生存时间。
在半导体器件中，少数载流子的寿命对器件的性能具有重要影响。
光电导衰减法是测量少数载流子寿命的一种常用方法。
其原理是在样品上施加一定频率的高频电场，使样品中的载流子产生振荡，从而产生光电导现象。
通过测量光电导衰减曲线，可以计算出少数载流子的寿命。
三、实验仪器与材料1. 仪器：LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪、样品测试夹具、示波器、信号发生器、频率计、稳压电源等。
2. 材料：样品（如硅单晶、锗单晶等）、光注入源、腐蚀液、钝化液等。
四、实验步骤1. 准备样品：将样品进行清洗、切割、抛光等处理，使其表面光滑、平整。
2. 设置实验参数：根据样品类型和测试要求，设置合适的测试频率、测试时间等参数。
3. 连接仪器：将样品夹具、信号发生器、示波器、频率计、稳压电源等仪器连接好，确保连接正确、牢固。
4. 光注入：使用光注入源对样品进行光注入，产生非平衡载流子。
5. 测量光电导衰减曲线：打开测试仪，记录光电导衰减曲线。
6. 数据处理：对光电导衰减曲线进行拟合，计算少数载流子的寿命。
五、实验结果与分析1. 光电导衰减曲线：实验测得的光电导衰减曲线如图1所示。
图1 光电导衰减曲线2. 少子寿命计算：根据光电导衰减曲线，拟合得到少数载流子的寿命为5.6×10^-6 s。
3. 影响因素分析：（1）样品材料：不同材料的样品，其少子寿命不同。
例如，硅单晶的少子寿命一般比锗单晶长。
（2）样品制备：样品的制备过程对少子寿命有较大影响。
如样品表面粗糙度、杂质浓度等都会影响少子寿命。
（3）光注入强度：光注入强度越大，产生的非平衡载流子越多，从而影响少子寿命。
（4）测试参数：测试频率、测试时间等参数对少子寿命的测量结果有一定影响。
半导体物理与器件原理
半导体物理与器件原理半导体物理与器件原理是研究半导体材料的性质及其应用的学科。
在这个领域中，人们深入探索半导体材料的电子结构、载流子行为以及半导体器件的工作原理。
本文将介绍半导体物理和器件的基本原理，涵盖了半导体材料、PN结、晶体管等内容。
一、半导体材料半导体材料是一类介于导体和绝缘体之间的材料，具有特殊的电学特性。
半导体材料最常见的是硅和锗，其原子结构中有四个价电子。
半导体材料通过控制掺杂过程改变其电导性能。
杂质的掺入可以增加半导体材料的自由载流子浓度，从而影响其电阻、电导率等特性。
二、PN结PN结是由N型半导体和P型半导体片状结构组成的二极管结构。
N型半导体中富含自由电子，而P型半导体中富含空穴。
这种结构在PN结界面形成电场，阻止自由电子和空穴的扩散。
当外加正向电压时，PN结导通；反向电压时，PN结截止。
PN结的构成原理被广泛应用于二极管、光电二极管等器件。
三、晶体管晶体管是半导体器件中的重要组成部分，它可以放大电流和控制电流。
晶体管主要由三个层叠的N型和P型半导体叠加而成，形成NPN或PNP结构。
晶体管的工作原理基于控制电流的能力，在基区的控制下，从集电极到发射极的电流可以得到放大或截止。
四、半导体器件应用半导体物理与器件原理的研究成果被广泛应用于各种现代电子设备。
例如，半导体材料的发展使得计算机芯片的性能大幅提升，同时体积更小、功耗更低。
半导体激光器在通信领域具有重要地位，可用于光纤通信和激光打印。
此外，半导体的磁性和光敏性等性质也被应用于传感器、太阳能电池等领域。
总结：半导体物理与器件原理研究了半导体材料的基本性质以及半导体器件的工作原理。
通过对半导体材料的电子结构与载流子行为的研究，人们可以设计和制造出各种半导体器件。
从基本的半导体材料、PN结到复杂的晶体管，在现代电子技术中都扮演着重要的角色。
半导体物理与器件原理的研究成果为我们的现代社会带来了诸多便利和创新。
半导体器件的物理原理
半导体器件的物理原理半导体器件是当今科技进步的重要基石，广泛应用于电子设备、通信技术和能源转换等领域。
半导体器件的物理原理涉及到晶体结构、载流子运动以及电子能带等概念，下面将从这些方面展开论述。
晶体结构是半导体器件物理原理的基础。
半导体材料通常采用单晶或多晶的结构，其中单晶具有高度有序的原子排列，能够提供更好的电子传输通道。
晶体结构中的晶格常数以及晶格点的配位数决定了材料的载流子密度和能带结构。
例如，硅(Si)是一种常用的半导体材料，其晶格常数较大，晶格点配位数为4，因此具有较高的载流子密度，适用于大功率器件。
而锗(Ge)是另一种半导体材料，晶格常数较小，晶格点配位数为4，因此具有较低的载流子密度，更适用于低功率器件。
载流子运动是半导体器件工作的关键。
半导体材料中的载流子主要包括自由电子和空穴。
自由电子具有负电荷，在外电场的作用下形成电流；而空穴则相当于正电荷缺失的位置，同样能够参与电流的传输。
半导体材料内的载流子运动受到晶格振动、杂质掺杂以及温度等因素的影响。
在零温下，半导体处于绝缘态，载流子几乎没有运动能力；而在高温下，载流子的运动能力增强，半导体逐渐变为导体。
半导体器件的物理原理还涉及到电子能带结构。
在晶体中，电子的能量将按照一定规律排列成能带。
最低能量的能带称为价带，其中填满了电子；而最高能量的能带称为导带，其中没有或仅有极少数的电子。
半导体材料的价带和导带之间的能带隔离称为禁带宽度，它决定了半导体的导电性能。
当禁带宽度较小时，外界的微弱电场就能够激发半导体中的载流子，使其变为导体；而禁带宽度较大时，外界电场的激发能力较弱，使得半导体呈现绝缘性。
通过控制禁带宽度，我们可以调节半导体器件的电导率，从而实现对电流的精确控制。
为了实现特定的功能，半导体器件常常需要经过复杂的工艺制造。
例如，晶体管是一种重要的半导体器件，它通过控制电场和电流的作用，实现对电路的放大和开关功能。
晶体管的制造过程包括材料生长、掺杂、薄膜沉积、光刻、蚀刻等多个步骤，每个步骤都需要精确控制参数，以确保器件的性能和可靠性。
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半导体器件中的载流子寿命及其控制原理2011—01—21 17：42：18| 分类：微电子器件 | 标签：｜字号大中小订阅（为什么少子寿命对器件的开关特性、导通特性和阻断特性有很大的影响?器件的开关特性、导通特性和阻断特性对于少子寿命长短的要求分别怎样？）Xie Meng-xian。
（电子科大,成都市）半导体中的非平衡载流子寿命是半导体的一个基本特性参数，它的长短将直接影响到依靠少数载流子来工作的半导体器件的性能，这种器件有双极型器件和p-n结光电子器件等.但是，对于在结构上包含有p—n 结的单极型器件(例如MOSFET)也会受到载流子寿命的影响。
非平衡载流子寿命主要是指非平衡少数载流子的寿命。
影响少子寿命的主要因素是半导体能带结构和非平衡载流子的复合机理；对于Si 、Ge、GaP等间接禁带半导体,一般决定寿命的主要因素是半导体中的杂质和缺陷。
对于少子寿命有明显依赖关系的电子器件特性,主要有双极型器件的开关特性、导通特性和阻断特性；对于光电池、光电探测器等之类光电子器件，与少子寿命直接有关的特性主要有光生电流、光生电动势等.(1）少子寿命对半导体器件性能的影响：① 双极型器件的开关特性与少子寿命的关系：双极型器件的开关特性在本质上可归结为p—n结的开关性能.p-n结的开关时间主要是关断时间，而关断时间基本上就是导通时注入到扩散区中的少子电荷消失的过程时间（包括有存储时间和下降时间两个过程）。
少子寿命越短，开关速度就越快。
因此，为了提高器件的开关速度，就应该减短少子寿命.② 器件的阻断特性与少子寿命的关系:半导体器件在截止状态时的特性——阻断特性，实际上也就是p—n结在反向电压下反向漏电流大小的一种反映.因此，这里器件的阻断特性不单指双极型器件，而且也包括场效应器件在内。
p—n结的反向漏电流含有两个分量：一是两边扩散区的少子扩散电流，二是势垒区中复合中心的产生电流；这些电流都与少子寿命有关，载流子寿命越长，反向漏电流就越小，则器件的阻断特性也就越好。
当载流子寿命减短到一定程度时，反向电流即大幅度地上升，就会产生反向电流不饱和的“软”的阻断特性.一般，硅p—n结的反向漏电流主要是势垒区复合中心的产生电流，因此载流子的产生寿命将严重地影响到器件的阻断特性。
所以注意工艺控制,减小杂质和缺陷的不良影响，对于提高器件的阻断特性至关重要。
总之,为了获得良好的器件阻断特性，要求器件应该具有较长的少数载流子寿命。
为此，半导体的掺杂浓度不可太高，势垒区中的复合中心浓度要尽量减少。
③ 器件的导通特性与少子寿命的关系：半导体器件导通特性的好坏可以用它的导通电阻或者导通压降来表征；导通压降越低，器件的大电流性能就越好,器件的功率处理能力也就越强。
对于双极型器件，从本质上来看，它的导通特性实际上可近似地归结为p—n结的正向导通特性；而对于双极型功率器件而言,其正向导通特性可归结为pin二极管的导通特性。
因为一般p—n结的正向电流主要是少子扩散电流，则少子寿命越短，少子的浓度梯度越大,正向电流就越大，于是在同样电流情况下的导通压降也就越低。
所以少子寿命宜较短一些。
但是，对于pin结则有所不同,因为pin结处于正偏时，即有大量电子和空穴分别从两边注入到本征的i型层，则必为“大注入”；这时可以认为i型层中的电子浓度等于空穴浓度,并且均匀分布，即n=p=const。
正是由于在i型层中存在大量的两种载流子,所以必然会产生电导调制效应，使得pin结的正向电压降低。
而pin结的正向导电是由载流子渡越i型层（势垒区）时的复合过程所造成的，则pin结的导通特性与i型层中载流子的复合寿命有很大的关系。
在此考虑到大注入的强烈影响,因此决定载流子寿命的因素除了大注入下的寿命-—双极复合寿命τa以外，还需要计入Auger复合的寿命τA,于是应该采用有效寿命τeff 的概念。
由于i层载流子的有效寿命越长，在大注入情况下该层的电导调制效应就越强，则器件的正向压降也就越低，因此pin结的正向压降与载流子有效寿命成反比。
然而，有效寿命将随着正向电流密度的增大而减短，特别是在大电流密度时，有效寿命将显著变短，从而会导致正向压降很快增加。
(2）载流子寿命的控制原理:如上所述,对于功率器件而言，它的开关特性要求载流子寿命越短越好，而它的阻断特性和导通特性却要求载流子寿命越长越好。
因此，同一种半导体器件的不同特性,对于载流子寿命的要求不一定相同.这就产生了一个所谓寿命优化的问题，即如何综合考虑、恰当地选取载流子的寿命，以使得器件的特性能够最大限度地满足使用要求.对于Si等半导体器件，影响载流子寿命的主要因素是缺陷和有害杂质构成的复合中心的浓度以及半导体的本底掺杂浓度.复合中心的重要特性参数是它的能级位置以及俘获截面。
在复合中心的能级位置和半导体掺杂浓度适当时，复合中心将成为最有效的复合中心，则对载流子寿命的影响最大。
一般,复合中心能级越深(即越靠近本征Fermi能级）、半导体掺杂浓度越高（即Fermi 能级越靠近能带边）,复合中心就越有效.例如,位于导带底以下0。
54eV的复合中心一般就满足该条件，为一个最有效的复合中心;而位于导带底以下 0。
3eV的复合中心则是无效复合中心.实际上，最有效的复合中心也具有较小的对两种载流子的俘获截面之比（接近1).总之，复合中心的能级越靠近禁带中央，而且其俘获截面比越接近1，则该复合中心就越有效，寿命也就越短。
在小注入时，少子寿命与注入水平无关，而仅决定于复合中心的能级位置和俘获截面之比；在大注入时，任何复合中心决定的载流子寿命都将趋于双极寿命τa=τno+τpo（仅决定于复合中心的浓度和俘获截面之比)。
a）兼顾高阻断特性和高开关速度特性的优选复合中心：为了提高器件的开关速度，应该少子的小注入寿命尽可能短，即要求复合中心能级靠近禁带中央和俘获截面比接近1；但是，为了提高器件的阻断能力，应该少子的产生寿命尽可能长,即要求复合中心能级远离禁带中央和俘获截面比大于1。
这种对载流子寿命的矛盾要求，也就意味着少子的产生寿命τs与少子的复合寿命τp之比（τs/τp）应该取极大值.分析表明：①τs/τp比值的大小与复合中心的性质（能级位置和俘获截面比）无关，但只有在适当的能级位置、俘获截面比和温度情况下才能达到最高值；②复合中心能级靠近能带边(Ec或者Ev）时，τs/τp 比值最大；③最大的τs/τp比值与掺杂浓度和俘获截面比有关，并且掺杂浓度越低、俘获截面比越大，则不同复合中心能级位置不影响τs/τp取最大值的范围就越大，同时温度越高、该范围也越大（但最大τs/τp比值与本征载流子浓度有关).总之,兼顾器件的高阻断特性和高开关速度特性的优化复合中心，其能级应该位于能带边附近处；并且在轻掺杂半导体中，比较容易选择这种优化复合中心；在同样掺杂浓度时，对于俘获截面比较大的复合中心，它的能级位置受到的限制较小.b)兼顾高导通特性和高开关速度特性的优选复合中心：为了降低功率器件在大电流时的导通压降，应该增长有效载流子寿命，也就是要求大注入时的载流子寿命（τH=τa）足够长,以加强少子的电导调制作用。
但是，为了提高开关速度,则希望少子在小注入时的寿命(τL）足够短.因此，要使得一种复合中心能够兼顾大电流和高速度的需要，就必须选取τH/τL比值取极大值的那种复合中心。
分析表明:①能够使τH/τL比值取极大值的复合中心，正好是其τs/τp比值取极小值,因此高速大电流的器件,就难以顾及到高的阻断电压，反之亦然；②较高的τH/τL比值，要求复合中心能级位于禁带中央处,这正好也与高τs/τp比值的要求恰恰相反；③τH/τL比值与半导体掺杂浓度有关，并且变化幅度还与复合中心能级的位置有关。
可见,从载流子寿命的优选方面来看，器件的高速大电流性能与高速高耐压性能一般较难以同时兼顾.不过，如果选取某种复合中心,若它的少子寿命对注入水平具有很高的敏感性的话，使得大注入时τH最大,小注入时τL最小，则既可以得到大电流下的较好导通特性，也可以得到小电流时的较好阻断特性，那么高速大电流性能与高速高耐压性能之间的矛盾即可适当地缓解.此外，在优选复合中心时还需要考虑其它一些方面的问题，例如：① 复合中心对载流子的补偿问题：例如n型Si中的Au，是一种复合中心杂质，它有一个能级位于导带底以下0.54eV处，起着受主作用；当Au浓度接近于施主浓度时，将会使平衡电子浓度显著下降，这就是Au的补偿效应。
复合中心的这种补偿效应,显然将会使半导体电阻率升高,并因而影响到器件的导通压降和阻断电压。
因此，为了降低复合中心的这种补偿作用,应该选取对少子具有很大俘获截面的那种复合中心杂质;这样既可以保持所需要的寿命，而且又可以降低起补偿作用的复合中心的浓度，以减弱对载流子浓度（半导体电阻率）的影响。
② 复合中心对多种掺杂浓度的适应性问题：为了器件制作工艺的方便，对于不同的半导体器件最好能够统一采用一种寿命控制的方法，即掺入一种复合中心杂质；这就要求在控制寿命的同时，半导体电阻率不要发生变化.因此,应该选取寿命或者两种寿命的比值对掺杂浓度不敏感的那些复合中心杂质。
不过,这对于高阻半导体而言往往是一件很困难的事情。
（3）控制少子寿命的主要方法:一般，有两个方面需要考虑：一是注意在工艺过程中控制好载流子寿命，使得不发生变化.这里主要是要注意清洁度和操作过程的控制，以避免有害杂质的引入和减少工艺诱生的二次缺陷.二是通过有意掺入一些深能级杂质，或者造成一些晶体缺陷来加以控制，因为许多深能级杂质和晶体缺陷都将构成复合中心。
在Si器件中，常用作为复合中心的深能级杂质是Au和Pt，常用来引入晶体缺陷的措施是电子辐照。
Au和Pt以及电子辐照，这三种复合中心的引入方法各有千秋。
一般，可以见到：①对于高掺杂（低电阻)半导体材料，掺Au和掺Pt的τH/τL比值都较大；但对于低掺杂（高电阻）半导体材料，只有掺Au的τH/τL比值才较大.因此，从既降低导通压降、又提高开关频率的角度来考虑时，还是掺Au的效果比较好。
②从少子产生寿命与大注入寿命之比（τs/τH）来看，掺Pt和电子辐照的比值较大,因此，在保持导通压降相同的情况下，掺Pt和电子辐照都可以维持器件的反向漏电流较小。
③对于掺Pt的Si,τH/τL比值随掺杂浓度的变化很大，因此Pt作为功率器件的复合中心不太理想；④对于电子辐照的Si，τH/τL比值基本上不随掺杂浓度而变化,因此,电子辐照能够对功率器件提供比较理想的复合中心;⑤对于掺Au的Si,τH/τL比值完全不随掺杂浓度而变化，因此，Au也是功率器件的一种理想的复合中心。