两种半导体材料可以形成交错式异质结，如图1所示。在平带条件下材料a的价带顶处于材料b的禁带中，价带偏移为ΔE_v，而材料a导带底的能级较高，偏移为ΔE_c。若这个材料组合ΔE_v>ΔE_c，则以材料a做p型掺杂的源区，材料b做低掺杂的沟道，并以正压偏置栅电极调控材料b的能带，可以获得电子导电主导的异质结隧穿场效应晶体管。电子导电主导的交错式异质结隧穿场效应晶体管在开态下的能级如图2所示。类似地，若ΔE_v<δE_c则以材料b做n型掺杂的源区，材料a做沟道，以负压偏置栅电极调控材料a，可以获得空穴导电主导的异质结隧穿场效应晶体管。

图1 交错式异质结能级的示意图

图2 电子导电主导的交错式异质结隧穿场效应晶体管在开态下的能级示意图

交错式异质结的特点在于，等效的禁带宽度E_geff比单一半导体材料的禁带宽度都小。根据能带间隧穿的理论，隧穿概率随禁带宽度减小而增强。当异质结满足隧穿条件且电场强度与同质结相等的条件下，制备的异质结隧穿场效应晶体管会比同质结隧穿场效应晶体管有更大的开态电流。此外，同质结晶体管中的双极型效应，则因漏区较大的禁带宽度而被抑制。因此，理论上讲高的开态电流和低的关态电流是交错式异质结隧穿场效应晶体管的优势。

电子导电主导的交错式异质结隧穿场效应晶体管可以基于：硅/锗（Ge/Si）异质结（E_geff=0.6电子伏），GaAs_0.35Sb_0.65/In_0.7Ga_0.3As异质结（E_geff=0.25电子伏），InAs/Al_0.45Ga_0.55Sb异质结（E_geff=0.04电子伏）等。空穴导电的隧穿场效应晶体管可以基于：砷化铟/硅（InAs/Si）异质结（E_geff=0.2电子伏）等。其中有报道的Ge/Si异质结隧穿场效应晶体管的亚阈值斜率为40毫伏/十进位，开态电流为0.4微安/微米。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料在异质结中有重要应用，一方面原因在于异质结的能带偏移可以由材料的组分进行调节，另一方面也可以根据前述原则寻找其他的材料组合实现交错式异质结隧穿场效应晶体管。