Heterozłącze powstaje, gdy dwie różne warstwy krystalicznych półprzewodników są umieszczone w połączeniu lub ułożone razem z naprzemiennymi lub niepodobnymi przerwami wzbronionymi. Stosowane głównie w półprzewodnikowych urządzeniach elektrycznych, heterozłącza mogą również powstawać między dwoma półprzewodnikami o różnych właściwościach, na przykład jednym krystalicznym, a drugim metalicznym. Gdy funkcja urządzenia elektrycznego lub aplikacji urządzenia zależy od więcej niż jednego heterozłącza, są one umieszczane w formacji, aby stworzyć tak zwaną heterostrukturę. Te heterostruktury służą do zwiększania energii wytwarzanej przez różne urządzenia elektryczne, takie jak ogniwa słoneczne i lasery.
Istnieją trzy różne typy heterozłączy. Kiedy te interfejsy między półprzewodnikami są tworzone, mogą tworzyć tzw. Te różne typy heterozłączy zależą od luki energetycznej, która powstaje w wyniku zastosowania określonych materiałów półprzewodnikowych.
Ilość energii, jaką materiał może wytworzyć, jest bezpośrednio związana z rozmiarem przerwy energetycznej utworzonej przez heterozłącze. Nie bez znaczenia jest również rodzaj luki energetycznej. Ta przerwa energetyczna składa się z różnicy między pasmem walencyjnym wytwarzanym przez jeden półprzewodnik a pasmem przewodnictwa wytwarzanym przez drugi półprzewodnik.
Heterozłącza są standardem w każdym produkowanym laserze, ponieważ nauka o heterozłączach stała się standardem w całej branży. Heterozłącze pozwala na produkcję laserów, które mogą pracować w normalnej temperaturze pokojowej. Nauka ta została po raz pierwszy wprowadzona w 1963 r. przez Herberta Kroemera, chociaż nie stała się standardową nauką w branży wytwarzania laserów dopiero wiele lat później, kiedy rzeczywista nauka o materiałach dogoniła podstawową technologię.
Dzisiaj heterozłącza są istotnym elementem każdego lasera, od cięcia laserowego w maszynach CNC po lasery odczytujące filmy DVD i kompaktowe dyski audio. Heterozłącza są również stosowane w szybkich urządzeniach elektronicznych, które działają na bardzo wysokich częstotliwościach. Przykładem jest tranzystor o wysokiej ruchliwości elektronów, który działa w większości z częstotliwością ponad 500 GHz.
Produkcja wielu dzisiejszych heterozłączy odbywa się w precyzyjnym procesie określanym jako CVD lub chemiczne osadzanie z fazy gazowej. MBE, co oznacza epitaksję z wiązek molekularnych, to kolejny proces stosowany do wytwarzania heterozłączy. Oba te procesy są niezwykle precyzyjne z natury i bardzo drogie w realizacji, zwłaszcza w porównaniu z w większości przestarzałym procesem wytwarzania krzemu urządzeń półprzewodnikowych, chociaż wytwarzanie krzemu jest nadal szeroko rozpowszechnione w innych zastosowaniach.