[发明专利]一种5G通信关键射频芯片材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种5G通信关键射频芯片材料的制备方法，包括如下步骤：将氮化镓晶片经过初步的切割、磨削、研磨处理后，进行精抛光处理，精抛光后对氮化镓晶片表面进行清洗剂洗涤，然后干燥，即得射频芯片材料。本发明制备得到的射频芯片材料具有更低的表面粗糙度，表面光滑呈原子台阶形貌，且无划痕、凹坑等表面缺陷，在5G、物联网、智能汽车等应用领域有望得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种5G通信关键射频芯片材料的制备方法。

背景技术

第五代移动通信技术(英语：5th generation mobile networks或5thgeneration wireless systems、5th-Generation，简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT-2020规范要求速度高达20Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。

与早期的2G、3G和4G移动网络一样，5G网络是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器(发射机和接收机)进行通信。收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。与现有的手机一样，当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线。

5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间)，低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入，但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商。

按照5G通信技术主产业链进行划分，主要应用关键材料可以分为器件材料、天线材料、光线传输材料和封装材料等4大类。

在5G通信技术中，需要大量的中高频器件，主要包含滤波器、功率放大器、低噪声放大器、射频开关等。化合物半导体材料是制备这些器件的核心关键材料。化合物基半导体材料主要包括砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等化合物半导体，具备禁带宽度大、电子迁移率高、直接禁带等性能，可以实现高频谱效率、大频率波处理、低延时响应等功能。化合物半导体材料未来将在5G、物联网、智能汽车等应用领域得到广泛应用。

氮化镓，分子式GaN，英文名称Gallium nitride，是一种氮(V)和镓(III)的III-V族化合物，直接带隙(Direct Bandgap)(直接跃迁型)的半导体材料，具有带隙宽(室温下，Eg＝3.39eV)、原子键强、导热率高、化学性能稳定(几乎不被任何酸腐蚀)、抗辐照能力强、结构类似纤锌矿、硬度很高等特点。GaN被誉为继第一代Ge、Si半导体材料，第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。