更新时间：2022-08-25 13:57
少子，又称少数载流子，是指在N型半导体中，空穴称为少数载流子，简称少子。少子是半导体物理的概念。半导体材料中有电子和空穴两种载流子。如果在半导体材料中某种载流子占大多数，导电中起到主要作用，则称它为多子。反之，称为少子。少子浓度主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。
少子，即少数载流子，是半导体物理的概念。 它相对于多子而言。
半导体材料中有电子和空穴两种载流子。如果在半导体材料中某种载流子占少数，导电中起到次要作用，则称它为少子。如，在N型半导体中,空穴是少数载流子，电子是多数载流子；在P型半导体中，空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
多子和少子的形成:以硅为例，五价元素的原子有五个价电子，当它顶替晶格中的四价硅原子时，每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合，而余下的一个就不受共价键束缚，它在室温时所获得的热能足以使它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。出于该电子不是共价键中的价电子，因而不会同时产生空穴。而对于每个五价元素原子，尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子，但它束缚在晶格中，不能象载流子那样起导电作用。这样，与本征激发浓度相比，N型半导体中自由电子浓度增加了，而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大，其浓度反而更小了。
少子浓度主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。
即少数载流子寿命。光生电子和空穴从一开始在半导体中产生直到消失的时间称为寿命。载流子寿命就是指非平衡载流子的寿命。而非平衡载流子一般也就是非平衡少数载流子（因为只有少数载流子才能注入到半导体内部、并积累起来，多数载流子即使注入进去后也就通过库仑作用而很快地消失了），所以非平衡载流子寿命也就是指非平衡少数载流子寿命，即少数载流子寿命。
少子寿命的决定因素
不同半导体中影响少数载流子寿命长短的因素，主要是载流子的复合机理（直接复合、间接复合、表面复合、Auger复合等）及其相关的问题。
对于Si、Ge等间接跃迁的半导体，因为导带底与价带顶不在Brillouin区的同一点，故导带电子与价带空穴的直接复合比较困难（需要有声子等的帮助才能实现——因为要满足载流子复合的动量守恒），则决定少数载流子寿命的主要因素是通过复合中心的间接复合过程。从而，半导体中有害杂质和缺陷所造成的复合中心（种类和数量）对于这些半导体少数载流子寿命的影响极大。所以，为了增长少数载流子寿命，就应该去除有害的杂质和缺陷；相反，若要减短少数载流子寿命，就可以加入一些能够产生复合中心的杂质或缺陷（例如掺入Au、Pt，或者采用高能粒子束轰击等）。
对于GaAs等直接跃迁的半导体，因为导带底与价带顶都在Brillouin区的同一点，故决定少数载流子寿命的主要因素就是导带电子与价带空穴的直接复合过程。因此，这种半导体的少数载流子寿命一般都比较短。
当然，有害的杂质和缺陷将有更进一步促进复合、减短寿命的作用。
少子寿命对半导体器件的影响
对于主要是依靠少数载流子输运（扩散为主）来工作的双极型半导体器件，少数载流子寿命是一个直接影响到器件性能的重要参量。这时，常常采用的一个相关参量就是少数载流子扩散长度L（等于扩散系数与寿命之乘积的平方根），L即表征少数载流子一边扩散、一边复合所能够走过的平均距离。少数载流子寿命越长，扩散长度就越大。
对于BJT，为了保证少数载流子在基区的复合尽量少（以获得很大的电流放大系数），则必须把基区宽度缩短到少数载流子的扩散长度以下。因此，要求基区的少数载流子寿命越长越好。
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。
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。
少数载流子虽然数量少，但是它所产生的电流却不一定小，其主要原因就是它们能够产生很大的浓度梯度，从而可输运很大的电流。例如数百安培工作电流的SCR就是少数载流子工作的器件，所有BJT 就都是少数载流子工作的器件。相反，多数载流子工作的器件，其电流倒不一定很大。
少数载流子能够存储（积累），则对于器件的开关速度有很大影响；而多数载流子的电容效应（势垒电容）往往是影响器件最高工作频率的因素。