氮化镓本身的迁移率并不高，为什么把他叫做高电子迁移率晶体管（HEMT）呢？

因为有2DEG (Two Dimensional Electron Gas)。

基本HEMT结构由GaN / AlGaN异质结组成。异质结是两种不同半导体之间的一种特殊类型的结，即它是由具有不同带隙的两个半导体形成的结。

两种不同的半导体之间形成的异质结

通过将异质结分成两个分离的部分，我们可以很容易地分析和理解2DEG的形成。让我们假设以下是AlGaN层生长在GaN缓冲层上。该AlGaN生长层引起极化效应，导致AlGaN / GaN界面上的正电荷和AlGaN层顶部上的负电荷。这种不同电荷的区域导致在AlGaN层内部形成电场。接下来假设AlGaN / GaN界面和AlGaN表面是无限电荷的平面，因为AlGaN层厚度之间的比率非常小，其为几μm的量级和整个衬底的大侧面尺寸。

首先让我们分析在具有n掺杂AlGaN层的AlGaN / GaN异质结构中2Deg的形成。之前描述的极化使包括费米能级在内的能带向AlGaN / GaN界面倾斜。通过使用n掺杂的AlGaN作为电介质并在其上施加电压来制作简单的平面电容器，可以获得相同的能带倾斜效果。我们来定义电容器的负极和正极。由于施加的电压，电力作用在层中的自由电子上，迫使它们向正电极移动，由负电极留下正空间电荷。在此事件之后，费米水平再次持平。累积的负电子和固定的正空间电荷之间的内置电场减小了极化电场，使得倾斜的能带更平坦。

AlGaN的独立n掺杂层的能带（左），用作连接到电压源（中间）的平面电容器的电介质的相同层，在自由电子的传输之后产生弯曲的能带，在负的电荷上留下固定的正电荷 AlGaN电容器的电极（右）。

一旦考虑到与GaN层的连接，就会发生一件令人着迷的事情。因为GaN的费米能级低于AlGaN，所以累积的电子将从下部AlGaN层流到GaN层的顶部，形成所得的2DEG。当两种材料的费米能级相互对齐时，这种生长2DEG的过程将停止。

连接到GaN的n掺杂AlGaN的能带显示出不同的费米层和电子流到GaN材料（左），均衡费米能级之后的n掺杂AlGaN / GaN异质结构的整个能带显示得到的2Deg（右）。

在现实世界中，我们不需要n掺杂的AlGaN来产生2DEG。对于本征AlGaN，情况是不同的，因为材料中存在很少甚至没有自由电子。由于这一事实，前一种方法产生许多问题，很少或没有电子传输，尽管倾斜仍然存在，导致几乎没有能带弯曲。其次，可能发生GaN的费米能级高于AlGaN，导致极少或没有电子流入GaN。因此，不应该形成2DEG。但实际情况并非如此。