Heterostruktur-Bauelemente sind vor allem aufgrund ihrer guten Hochfrequenzeigenschaften fixer Bestandteil der industriellen Elektronik. Die moderne Prozeßtechnik erlaubt es, geschichtete Halbleiterstrukturen mit genauen Schichtdicken und nahezu abrupten Übergängen zwischen den Schichten zu fertigen. Mit Epitaxieverfahren wie Molecular Beam Epitaxy (MBE) oder Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE) können Materialzusammensetzung, Dotierstoffkonzentration und Schichtdicke sehr genau kontrolliert werden. Es kommen vor allem III-V Halbleiterlegierungen mit schwach unterschiedlichen Kristallgitterkonstanten zum Einsatz, um die mechanische Spannungen an den Schichtübergängen gering zu halten. Damit werden die Eigenschaften des Halbleiters nur geringfügig durch mechanische Einflüsse verändert. Fehlstellen in der Kristallstruktur werden großteils vermieden. Der Einsatz unterschiedlicher Halbleitermaterialien erlaubt es, den Bandabstand zwischen Leitungs- und Valenzband gezielt zu beeinflussen und schafft damit eine zusätzliche Möglichkeit, die Eigenschaften eines Bauelements zu bestimmen. Als besonders erfolgreich hat sich der Heterostruktur-Feldeffekttransistor (HFET) erwiesen. Er nutzt die hohe Beweglichkeit der Elektronen in einem Kanal, bestehend aus einem Halbleitermaterial mit geringem Bandabstand, eingeschlossen zwischen Schichten mit großem Bandabstand. Die Simulation von HFETs ist Inhalt dieses Kapitels.
Die Modellierung der Grenzflächen zwischen den Schichten hat sich als wichtiger Punkt für die korrekte Simulation von HFETs erwiesen. Dementsprechend wurden Grenzflächenmodelle für thermionische Emission und thermionische Feldemission implementiert (s. Kapitel 5). Die komplexe Struktur von HFETs macht es jedoch schwierig, die Effekte der Grenzflächen isoliert zu betrachten. Für die Kalibrierung der Parameter der Grenzflächenmodelle wurde daher ein Heterostruktur-Varaktor simuliert, für den in [21] sowohl Simulationsergebnisse als auch Meßdaten vorgestellt wurden.