Wie groß ist die PWM-Frequenz?

Ein Mosfet wird ja eigentlich leistungslos angesteuert, aber im Schaltmoment muss doch eine gewisse Ladung bewegt werden, um den Fet von voll sperrend auf voll leitend (oder umgekehrt) zu schalten. Denn das gate ist im Grunde nichts anderes als ein Kondensator, und mit dem Widerstand davor ein RC-Tiefpass, der den Schaltvorgang langsamer ablaufen lässt.
Und während der Umschaltzeit wirkt der Fet wie ein Widerstand! Daher ist dann die Verlustleistung sehr viel größer als im geschalteten Zustand.
Das Ziel ist es also, das Gate möglichst schnell umzuladen. Dazu ist ein großer Impulstrom nötig, den dein µC-Pin wahrscheinlich nicht liefern kann, und der durch den Widerstand nochmal begrenzt wird.

Du solltest erst mal den Widerstand deutlich verkleinern oder ganz weglassen. Er ist für die Funktion des Fets sowieso nicht notwendig, er soll nur dafür sorgen, dass weniger Funkstörungen entstehen, wenn der Fet zu schnell schaltet. Da du aber noch den Innenwiderstand des µC-Pins hast, dürfte das schon gegen solche Störungen reichen.
Außerdem steigen die Verluste mit der PWM-Frequenz, weil dann häufiger geschaltet wird. Also: Frequenz runter!

EDIT: Es ist zwar alles prinzipiell richtig, was ich bis jetzt geschrieben habe, aber der Fehler liegt woanders!
Du kannst mit deinem N-Fet den Motor nicht so anschließen. Die Last muss zwischen +12V und Drain angeschlossen sein, Source direkt an Masse.
So bekommt dein Motor nie die vollen 12V ab, und der Fet hängt irgendwo im ohmschen Bereich, wo er sich wie ein Widerstand verhält und kräftig heizt.