而当器件栅长缩短到亚微米尺度，短沟道效应随之出现，将严重影响器件的电学性能和稳定性，使器件的最大直流跨导（gm）下降、阈值电压（Vth）的负向漂移、输出特性曲线不饱和以及频率栅长乘积（ƒT·Lg）下降。
阈值电压Vth的负向漂移主要是由于漏致势垒降低效应（drain-induced barrier lowing，DIBL），器件沟道层在源区-沟道交界处和漏区-沟道交界处各存在一个势垒，在沟道长度较长时，二者互相独立，当沟道长度缩短到一定程度时，随着漏极电压增加时，将使源区-沟道交界处的势垒降低，使电子更容易越过源区-沟道交界处的势垒到达漏极，从而降低了器件的阈值电压。漏致势垒降低效应一般用DIBL值来表征，它是通过阈值电压随着漏极电压变化率来衡量漏致势垒降低效应的大小：
其中，Vds,sat表示当器件工作在饱和区时的漏极电压，Vds,linear表示当器件工作在线性区时的漏极电压；Vth,sat表示当漏极电压为Vds,sat时器件的阈值电压，而Vth,linear表示当漏极电压为Vds,linear时器件的阈值电压。
AlGaN/GaN HEMT的器件频率栅长乘积可由下式表示：
其中，tbar为AlGaN势垒层的厚度，Lg/tbar为器件的横纵比，A和B分别为拟合系数。
而由于AlGaN/GaN HEMT器件的栅极金属与AlGaN势垒为肖特基接触，当栅极工作电压为负偏压时，栅肖特基结在沟道的耗尽区会在沟道的栅极边沿向横向扩展。而当栅极长度Lg较长时，沟道肖特基结耗尽区横向扩展长度远小于器件的实际栅极长度Lg，可以忽略不计，器件的有效栅极长度Leff与实际栅极长度Lg相差不大。但随着器件栅极长度Lg的缩短，栅下耗尽区的横向扩展长度与实际栅极长度相比拟时，就变得不可忽略，使器件此时的有效栅极长度Leff大于器件的实际栅极长度Lg。而对于短沟道器件，器件的fT下式来表示：
其中，vavg是栅极下方沟道内电子的平均平均速度。综合式（2）和（3）可知，当栅极长度缩短到一定程度时候由于Leff大于实际栅极长度Lg，所以频率栅长乘积减小。
同时随着栅极长度的缩小，栅极对栅极下方沟道的控制能力减弱，更多的电子会从沟道下方的缓冲层泄漏到漏极，由于体GaN材料的电子迁移率远低于2DEG，所以会导致器件跨导下降，同时这些泄漏的电子也会使器件的输出特性不饱和。
在微波应用领域，目前抑制AlGaN/GaN HEMT短沟道效应的方法主要有增大器件的纵横比Lg/tbar和提高载流子的限域性。
为增大器件的纵横比，2011年Ostermaier等人提出了采用2nm厚度的InAlN薄势垒层来代替传统的AlGaN势垒层，虽然能够有效抑制短沟道效应，但是过薄的势垒层会造成2DEG浓度的减小，反而对直流和频率特性造成不好的影响。2009年Chung等人提出采用凹栅工艺来减小短沟道效应的影响，但是刻蚀栅槽同样会造成2DEG浓度的减小，而且对势垒层的刻蚀不可避免的会对器件造成机械损伤，同时刻蚀工艺的均一性并不稳定。
Dong Seup Lee等人在2011年提出用InGaN做背势垒层，通过拉高InGaN下方GaN缓冲层的能带，显着提高了载流子的限域性，达到抑制短沟道效应的效果，制作出ƒT为300GHz的InAlN/GaN HEMT器件，是背势垒和缓冲层之间存在晶格失配，会在缓冲层和沟道之间引入陷阱，也会导致诸如器件输出电流下降、电流崩塌和反应速度下降等现象。
因此，短沟道效应是AlGaN/GaN HEMT微波领域应用中亟待解决的问题。