(完整)半导体器件中的载流子寿命及其控制原理
半导体中非平衡少子载流子寿命长,led效率高_概述说明
半导体中非平衡少子载流子寿命长,led效率高概述说明1. 引言1.1 概述半导体材料在现代电子技术中扮演着重要的角色，尤其是半导体中非平衡少子载流子寿命长和LED效率高这两个特点。
非平衡少子载流子寿命指的是在半导体材料中，载流子的寿命相对较长且不会立即衰减至热平衡状态，这使得半导体器件能够以更高效率地传递电荷。
而LED（Light Emitting Diode）则是一种基于半导体发光原理的电子器件，具有高效率、低能耗、长寿命等优点。
1.2 文章结构本文将分为四个主要部分进行阐述。
首先，在第二部分“非平衡少子载流子寿命长”中，将定义和解释非平衡少子载流子寿命，并介绍其影响因素以及在实际应用中的意义。
然后，在第三部分“高效LED效率”中，将详细探讨LED的原理和工作机制，并介绍提高LED效率的关键技术以及其在实际应用中的发展前景。
最后，在第四部分“结论”中对全文进行总结，并提出进一步研究的方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨半导体中非平衡少子载流子寿命长和LED效率高这两个特点，并分析其在电子技术中的应用和意义。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解半导体器件中少子载流子寿命以及LED效率的相关概念，并对其产生深入的认识和了解。
同时，本文也旨在为进一步研究和开发高效的半导体器件提供一定的参考和借鉴。
2. 非平衡少子载流子寿命长:2.1 定义和解释:非平衡少子载流子寿命是指在半导体材料中，当注入电荷之后，在没有外加电场或电压的情况下，所存在的载流子（即电子和空穴）不再重新复合的时间。
寿命长表示非平衡少子在半导体中存在的时间较长。
2.2 影响因素:非平衡少子载流子寿命受到多个因素的影响。
其中包括材料属性、晶格缺陷、温度和注入载流子浓度等。
首先，材料的结晶质量和纯度直接影响着寿命长短。
较高质量和纯净度的材料通常具有更长的非平衡少子载流子寿命。
而晶格缺陷会提供额外的复合位置，并降低寿命。
其次，温度对于非平衡少子载流子寿命也有重要影响。
载流子寿命实验报告
一、实验目的1. 理解载流子寿命的概念及其在半导体器件中的应用；2. 掌握测量载流子寿命的原理和方法；3. 通过实验验证半导体材料载流子寿命的特性。
二、实验原理载流子寿命是指非平衡载流子在复合前的平均生存时间。
在半导体器件中，载流子寿命是影响器件性能的重要因素之一。
本实验采用光电导法测量半导体材料的载流子寿命。
光电导法是一种基于光电效应的测量方法，通过测量样品的光电导率随时间的变化，得到载流子寿命。
实验中，当样品受到光照时，非平衡载流子产生，导致样品的光电导率发生变化。
随着时间的推移，非平衡载流子逐渐复合，光电导率逐渐恢复到初始值。
通过测量光电导率随时间的变化，可以得到载流子寿命。
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、双灯太阳光模拟器、样品台、样品夹具、数字多用表、示波器等；2. 材料：硅单晶片、砷化镓单晶片、磷化铟单晶片等。
四、实验步骤1. 将样品放置在样品台上，调整样品与光电导仪的相对位置；2. 打开LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪，设置实验参数，如光照强度、光斑大小、测试时间等；3. 将双灯太阳光模拟器调至所需的光照强度，打开电源，使样品受到光照；4. 记录光电导率随时间的变化曲线；5. 关闭光照，等待样品恢复到初始状态；6. 重复实验步骤3-5，至少进行3次，以确保实验结果的可靠性；7. 分析实验数据，计算载流子寿命。
五、实验结果与分析1. 实验数据：（1）硅单晶片：载流子寿命约为1.2×10^-6s；（2）砷化镓单晶片：载流子寿命约为1.5×10^-6s；（3）磷化铟单晶片：载流子寿命约为2.0×10^-6s。
2. 结果分析：（1）从实验数据可以看出，硅单晶片的载流子寿命最短，砷化镓单晶片的载流子寿命次之，磷化铟单晶片的载流子寿命最长；（2）根据理论分析，载流子寿命与半导体材料的能带结构、缺陷密度等因素有关。
在本实验中，磷化铟单晶片的载流子寿命较长，可能是由于其能带结构有利于载流子的传输和复合；（3）实验结果表明，采用光电导法可以有效地测量半导体材料的载流子寿命。
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。
半导体材料中的能带结构和载流子输运机制
半导体材料中的能带结构和载流子输运机制半导体材料在现代科技中扮演着至关重要的角色，广泛应用于电子器件、光电子器件等领域。
要理解半导体材料的性质和性能，我们需要研究半导体材料中的能带结构和载流子输运机制。
一、能带结构能带结构是描述物质中电子能级分布的一种模型。
对于半导体材料来说，能带结构由价带和导带组成。
1. 价带：价带是能量较低的带，其中填满了电子。
在固体中，原子间的电子交互作用使得原子能级分裂成离散的能带，在固体中表现为连续的能量带。
价带中的电子处于较稳定的状态，不易被激发到导带。
2. 导带：导带是能量较高的带，其中没有电子。
当外界能量作用于原子或者晶格时，电子可获得足够的能量从价带跃迁到导带。
导带中的电子具有较高的能量，容易参与导电过程。
半导体的能带结构与金属和绝缘体有所不同。
金属中，价带与导带重叠，使得电子能够自由移动，导电性能好；而绝缘体中，价带与导带之间存在较大的能隙，电子能量不足以跃迁到导带，因此其导电性能很差。
半导体的能带结构介于金属和绝缘体之间，存在较小的能隙，能够通过适当的能量激发将电子从价带跃迁到导带，从而实现电子的导电。
二、载流子输运机制载流子是指电子和空穴，它们是半导体材料中的导电粒子。
载流子的输运过程影响着半导体材料的导电性能。
1. 电子输运：电子由外界电场驱动，从一个位置向另一个位置移动。
在半导体中，电子的输运通常分为漂移和扩散两种情况。
漂移是指电场作用下，电子沿着电场方向移动，与杂质或晶格碰撞，导致速度减小；扩散是指电子在浓度梯度作用下，从高浓度区域向低浓度区域扩散。
电子输运的基本原理可以用经典电动力学和半导体物理学中的牛顿第二定律和欧姆定律描述。
2. 空穴输运：空穴是电子跃迁到导带中留下的一个“空位”，在半导体材料中的移动过程也被称为空穴的输运。
空穴的运动类似于正电荷的运动。
当外界电场作用于半导体材料时，空穴会受到电场力的驱动，从一个位置移动到另一个位置。
空穴的输运过程中，同样存在漂移和扩散两种情况。
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。
有机半导体载流体产生原理、应用、机理
精细化学品与高新技术作业有机半导体材料是指电导率介于有机绝缘体和有机导体之间的一类有机化合物材料。
载流体是指电流载体。
载流子在不同学科中作不同解释。
在物理学中：载流子是指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如金属中的电子和溶液中的离子等。
在半导体物理学中：载流子是指电子流失导致共价键上留下的空位（空穴）也被视为载流子，所以半导体中有两种载流子，即电子和空穴。
另外，电解液中的正、负离子，放电气体中的离子等也是载流子。
无机半导体材料中的载流子只有电子和空穴两种，自由的电子和空穴分别在材料的导带和价带中传输。
相比之下，有机半导体材料中的载流子构成则要复杂得多。
首先，由于能稳定存在的有机半导体材料的能隙（即LUMO与HOMO的能级差）通常较大，且电子亲和势较低，大多数有机半导体材料是p型的，也就是说多数材料只能传导正电荷。
无机半导体材料中的正电荷（即空穴）是高度离域、可以自由移动的，而有机半导体材料中的正电荷所代表的则是有机分子失去一个电子（通常是HOMO能级上的电子）后呈现的氧化状态。
因此，在有机半导体材料中引入一个正电荷，必然导致有机分子构型的改变。
有机物受到热激发时，其中链段的构型发生相之间的转变，当不同的相在同一条分子链上存在时，在其接合处就会形成一个“畴壁”。
不同相之间的畴辟代表了一种被激发的能量状态，并且能在分子链上进行传递，我们把它定义为“孤子（Soliton）”。
孤子的形成，在有机物的HOMO和LUMO能级之间引入了一个新的能级。
对于中性的孤子来说，这个能级上有且只有一个电子，这个电子可以有两种不同的自旋状态；若孤子失去一个电子，则成为一个带正电荷的孤子（孤子能级上没有电子）；若孤子得到一个额外的电子，则成为一个带负电荷的孤子（孤子能级上有两个电子）。
带电荷的孤子倾向于与一个电中性的孤子结合，形成一个“极化（Polaron）”。
在未掺杂（亦称为“本征态”）的有机物里，只存在中性的孤子，没有电荷的载体，因此是一种绝缘体，不能导电。
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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。