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本发明公开了一种Mg扩散增强型GaN基HEMT器件及其制备方法和应用。本发明的Mg扩散增强型GaN基HEMT器件的组成包括衬底、GaN沟道层、超晶格结构层、P型Mg离子扩散势垒层、SiO2栅绝缘层、源金属电极、漏金属电极和栅金属电极,超晶格结构层由至少2个AlxGa1?xN层和至少2个AlyGa1?yN层交替层叠构成,0<x≤0.1,0.1≤y<1,且x≠y。本发明的Mg扩散增强型GaN基HEMT器件具有栅控能力强、阈值电压高、栅极漏电小等优点,且Mg离子掺杂难度低,适合进行大规模工业化应用。