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？

来源：知乎haotao

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。

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