Heterojunktio syntyy, kun kaksi eri kerrosta kiteisiä puolijohteita asetetaan yhteen tai kerrostetaan yhdessä vuorottelevien tai erilaisten kaistarakojen kanssa. Useimmiten kiinteissä sähkölaitteissa käytettyjä heterojunktioita voidaan muodostaa myös kahden puolijohteen välille, joilla on erilaiset ominaisuudet, kuten toinen, joka on kiteinen ja toinen metallinen. Kun sähkölaitteen tai -sovelluksen toiminta riippuu useammasta kuin yhdestä heterojunktiosta, ne asetetaan muodostamaan niin sanotun heterostruktuurin luomiseksi. Näitä heterorakenteita käytetään lisäämään eri sähkölaitteiden, kuten aurinkokennojen ja lasereiden, tuottamaa energiaa.
Heterojunktioita on kolmea eri tyyppiä. Kun nämä puolijohteiden väliset rajapinnat luodaan, ne voivat muodostaa niin sanotun hajautetun aukon, porrastetun raon tai rikkoutuneen raon. Nämä erityyppiset heterojunktiot riippuvat energiaraosta, joka syntyy tiettyjen puolijohdemateriaalien seurauksena.
Materiaalin tuottaman energian määrä liittyy suoraan heterojunktion luoman energiaraon kokoon. Energiakuilun tyyppi on myös tärkeä. Tämä energiarako koostuu erosta, joka on valenssikaistan, jonka toinen puolijohde tuottaa, ja toisen johtavan kaistan välillä.
Heterojunktiot ovat vakiona jokaisessa valmistetussa laserissa, koska heterojunktion tieteestä tuli standardi koko alalla. Heterojunction mahdollistaa lasereiden valmistuksen, jotka pystyvät toimimaan normaalissa huonelämpötilassa. Tämän tieteen esitteli ensimmäisen kerran vuonna 1963 Herbert Kroemer, vaikka siitä tuli laserteollisuuden standarditiede vasta vuosia myöhemmin, kun varsinainen materiaalitiede saavutti periaatteen.
Nykyään heterojunctions ovat olennainen osa jokaista laseria, CNC -koneiden laserleikkauksista DVD -elokuvia ja CD -levyjä lukeviin lasereihin. Heterojunctionsia käytetään myös nopeissa elektronisissa laitteissa, jotka toimivat erittäin korkeilla taajuuksilla. Esimerkki on suuren elektronin liikkuvuustransistori, joka toimii suurelta osin toiminnoistaan yli 500 GHz: n taajuudella.
Nykyään monien heterojunktioiden valmistus tapahtuu tarkalla prosessilla, jota kutsutaan CVD: ksi tai kemialliseksi höyrysaostamiseksi. MBE, joka tarkoittaa molekyylisäteen epitaksia, on toinen prosessi, jota käytetään heterojunktioiden valmistukseen. Molemmat prosessit ovat luonteeltaan erittäin tarkkoja ja erittäin kalliita suorittaa, etenkin verrattuna pääosin vanhentuneeseen puolijohdelaitteiden piivalmistusprosessiin, vaikka pii valmistus on edelleen laajalti suosittu muissa sovelluksissa.