HEMTとは
HEMTは、High Electron Mobility Transistor（高電子移動度トランジスタ）の略で、2種類以上の元素から成る化合物半導体で構成された電界効果トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）の一種です。
HEMTは、性質の異なる2つの化合物をヘテロ結合させてpn接合を形成していることから、ヘテロ結合（Hetero-Junction）FETと呼ばれることもあります。
HEMTに使われる材料としては、GaAs（ガリウム砒素）、GaN（窒化ガリウム）、InP（リン化インジウム）などがあります。
HEMTには、シリコン系MOSFETと比べて電子の移動速度が速くノイズが少ないという特徴があります。
HEMTの使用用途
HEMTは、高速処理に優れ、低雑音であることから、衛生通信システム、光通信用高速デジタル回路、カーナビゲーションシステム、自動車用レーダー、携帯電話基地局システムなど、高周波数の通信用途に向いています。
特に携帯電話基地局システムは、シリコン系MOSFETなど従来のトランジスタでは第5世代の（5G）の高周波かつ広い周波数帯に対応できなくなっており、HEMTの重要性が非常に高い分野です。
また、HEMTは低消費電力で発熱量が低く、空冷ファンなどの設置を省略することが可能で、基地局システムの小型化・軽量化に貢献しています。
HEMTの原理
HEMTは電界効果トランジスタ（FET）の一種です。
FETは、ゲート電極に電圧（ゲート電圧）を印加することで電子の通り道であるチャネル領域に電解を発生させ、電子または正孔の量を制御してソース・ドレイン電極間に流れる電流（ソース・ドレイン電流）を制御します。
MOSFETでは、電圧を印加されたゲート電極直下のシリコン半導体と酸化膜との界面に空乏層が形成されます。ある程度大きなゲート電圧が印加されると、界面近傍がP-N反転状態になり、そこをチャネル領域として電流が流れます。
一方HEMTは、半絶縁層の上に薄い半導体障壁層があり、ゲート電極と障壁層がショットキー接触を形成する構造をしています。最も基本的なAlGaAs/GaAs系HEMTの場合、半絶縁層にはGaAs、障壁層にはAlGaAsが使われます。
AlGaAs層は非常に薄く、AlGaAs内部は完全に空乏状態になっていて、ここにチャネル層を形成することはできません。その代わり、自由電子はAlGaAsとGaAsとの界面に蓄積され、GaAs側に2次元電子ガスから成る薄いチャネル領域を形成します。
ゲート電極に電圧を印加すると、電界効果によって2次元電子ガス濃度が変化します。このときソース・ドレイン間に電圧を印加しておくと、電流が流れます。
HEMTのチャネル領域は不純物を極力なくした高純度のGaAs層なので、電子が不純物にぶつかることなく高速で移動することができ、雑音の発生も少なくなります。
参考文献
apmc-mwe.org/MicrowaveExhibition2010/program/tutorial2009/TL02-01.pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej1978/36/8/36_8_704/_pdf