При идеальном контакте металла с полупроводником происходит диффузия электронов преимущественно из материала с меньшей работой выхода электронов в материал с большей работой выхода. Под работой выхода электронов будем понимать энергию, необходимую для перевода электрона с уровня Ферми на потолок верхней свободной зоны.
В результате диффузии электронов и перераспределения зарядов нарушается электрическая нейтральность прилегающих к границе раздела областей, возникает контактное электрическое поле и контактная разность потенциалов:
,
где 
и 
– работа выхода электронов соответственно из металла и из полупроводника.
Контактное электрическое поле на переходе металл-полупроводник сосредоточено практически только в полупроводнике, так как концентрация носителей заряда в металле значительно больше концентрации носителей заряда в полупроводнике (рис. 2.13). Перераспределение электронов в металле происходит в очень тонком слое, сравнимом с межатомным расстоянием.
В зависимости от типа электропроводности полупроводника и от соотношения работ выхода в полупроводнике может возникать обедненный, инверсный или обогащенный слой (рис. 2.13). Если работа выхода в металле меньше работы выхода в полупроводнике (<), то электроны с большей вероятностью будут переходить из металла в полупроводник. Это приводит к образованию в полупроводнике обедненного слоя, если полупроводник р-типа (рис. 2.13, а), или даже инверсного слоя, если << (рис. 2.13, б). Если полупроводник n-типа, то образуется обогащенный слой (рис. 2.13, в).
При противоположном соотношении работ выхода (>) в полупроводнике n-типа получается обедненный или инверсный слой, а в дырочном – обогащенный.
В обедненных слоях пространственный заряд формируется в результате нарушения компенсации заряда ионизированных примесей основными носителями, а в обогащенных – из-за накопления основных носителей заряда. Обогащенный слой обусловливает малое сопротивление приконтактной области полупроводника, по сравнению с со
противлением объема полупроводника. Поэтому такой переход не обладает выпрямляющими свойствами. При наличии обедненного или инверсного слоя переход металл-полупроводник обладает выпрямляющими свойствами, так как внешнее напряжение, падая в основном на высокоомном переходе, будет изменять высоту его потенциального барьера, изменяя условия прохождения носителей заряда через переход.
Выпрямляющие переходы металл-полупроводник называют переходами Шотки, по имени немецкого ученого В. Шотки, который первым получил основные математические соотношения для электрических характеристик переходов.
