MESFET 熱穩(wěn)定性較差、漏電流較大、邏輯擺幅較小、抗噪聲能力較弱。隨著頻率、功率容限以及低噪聲容限需求的增加，砷化鎵 MESFET已經(jīng)達到了其設計上的極限，因為滿足這些需求需要更大的飽和電流和更大跨導的短溝道場效應器件。一般可以通過增加溝道摻雜濃度來實現(xiàn)。由于溝道區(qū)是對體半導體材料的摻雜而形成的，多數(shù)載流子與電離的雜質(zhì)共同存在。多數(shù)載流子受電離雜質(zhì)散射，從而使載流子遷移率減小，器件性能降低。

早在1960年，IBM公司的 Anderson 就預言在異質(zhì)結(jié)界面將存在電子的累積。1969年，Easki 和Tsu提出在禁帶寬度不同的異質(zhì)結(jié)結(jié)構中，離化的施主和自由電子是分離的。即，電子離開施主母體，由寬帶隙材料一側(cè)進入窄帶隙材料一側(cè)。這種分離減少了母體對電子的庫侖作用，提高了電子遷移率。1978年，美國貝爾實驗室的 Dingle 等人在調(diào)制摻雜的異質(zhì)材料中首次觀察到了載流子遷移率增高的現(xiàn)象。1980年，富士通公司的Hiyamize 等人率先采用這種結(jié)構，在調(diào)制摻雜 n-AIGaAs/GaAs 單異質(zhì)結(jié)結(jié)構的實驗中，證明了異質(zhì)界面二維電子氣(2DEG)的存在，而且具有很高的遷移率，成功研制出世界上第一只超高速邏輯器件—高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)。

高電子遷移率晶體管(HEMT)這一術語也由富士通(Fujitsu)公司提出，它是一種異質(zhì)結(jié)場效應晶體管(HFET)，又稱為調(diào)制摻雜場效應晶體管(MODFET)、二維電子氣場效應晶體管(2-DEGFET)、選擇摻雜異質(zhì)結(jié)晶體管(SDHT)等。HEMT 器件利用半導體異質(zhì)結(jié)構中電離雜質(zhì)與電子在空間能被分隔的優(yōu)點，并由此產(chǎn)生具有很高遷移率的所謂二維電子氣來工作，能夠工作于超高頻(毫米波)、超高速領域。圖1.13 給出一 HEMT場效應晶體管結(jié)構示意圖以及器件能帶結(jié)構圖 。