Туннельные токи в лавинных гетерофотодиодах

Проведен теоретический анализ зависимости межзонного туннельного тока гетероструктуры с $p^{+}{-}n$-переходом в «широкозонном» слое от параметров используемых полупроводниковых материалов, уровней легирования «высокоомных» слоев и их толщин при напряжениях лавинного пробоя гетероструктуры. Показано, что туннельный ток, как правило, немонотонно зависит от концентрации легирующей примеси в «высокоомной» части «широкозонного» слоя. В наиболее практически интересном случае существует оптимальная концентрация этой примеси, при которой для заданных толщин слоев и уровня легирования «узкозонного» слоя туннельный ток достигает абсолютного минимума. Выведена простая формула для определения величины этой концентрации. Получено также аналитическое выражение для определения минимального значения туннельного тока. В реальных случаях перепад токов может составлять несколько порядков. Выяснено, что увеличение уровня легирования «узкозонного» слоя во многих случаях приводит к уменьшению туннельного тока. Показано, что при понижении уровня легирования «высокоомных» слоев гетероструктуры туннельный ток не обращается в нуль, а начиная с некоторой концентрации перестает зависеть от уровня легирования. Аналогичный эффект имеет место и для гомогенного $p^{+}{-}n$-перехода. Обсуждаются физические причины такого поведения туннельного тока при напряжениях лавинного пробоя.