一种射频前端模组、制备天线和滤波器的方法及装置

1.一种射频前端模组，包括：集成在同一基底材料上的同一侧的：一个以上天线、滤波器、功率放大器和低噪声放大器；其中，在所述基底材料上集成所述射频前端模组，用于通过简化射频前端模组的制备和封装，以减小其在便携式移动设备中的空间占用和组件之间的连接功耗；所述基底材料设置于一个晶圆上；所述天线包括：磁致伸缩层、及位于磁致伸缩层下方的第一压电层；第一压电层包含压电结构，设置为：压电结构在馈电的驱动下产生振动；磁致伸缩层由磁致伸缩材料构成，设置为：磁致伸缩材料在压电结构产生的振动下产生形变，以产生电磁波。 2.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述天线还包括：以基底材料作为衬底的第一底电极。 3.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述基底材料上集成有所述滤波器时，所述滤波器包括：第二压电层，以及第二底电极和/或第二顶电极。 4.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述磁致伸缩材料为绝缘材料，所述第一压电层和所述磁致伸缩层之间还包含第一顶电极。 5.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述天线的波段包括以下宽频波段：兆赫兹MHz到60吉赫兹GHz。 6.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述天线包括两个以上时，两个以上所述天线采用以下方式之一分布连接：串联、并联、或串联和并联相结合。 7.根据权利要求2所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一底电极为叉指电极或全电极。 8.根据权利要求4所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一顶电极为叉指电极或全电极。 9.根据权利要求3所述的射频前端模组，其特征在于，所述滤波器包括所述第二底电极时，所述第二底电极为叉指电极或全电极；所述滤波器包括所述第二顶电极时，所述第二顶电极为叉指电极或全电极。 10.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述基底材料包括以下之一：硅晶圆、包含绝缘体上硅（SOI）和碳化硅SiC。 11.根据权利要求1所述的射频前端模组，其特征在于，所述基底材料和所述第一压电层之间设置有绝缘层。 12.根据权利要求3所述的射频前端模组，其特征在于，所述基底材料和所述第二压电层之间设置有绝缘层。 13.根据权利要求1~12任一项所述的射频前端模组，其特征在于，所述射频前端模组还包括集成在所述基底材料上与所述天线同一侧的：射频开关和/或双工器。 14.根据权利要求1、2、7、8或11所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一压电层由以下压电材料制备：晶体薄膜或者陶瓷薄膜。 15.根据权利要求3、9或12所述的射频前端模组，其特征在于，所述第二压电层由以下压电材料制备：晶体薄膜或者陶瓷薄膜。 16.根据权利要求14所述的射频前端模组，其特征在于，所述压电材料包括：硅酸钛钡Ba 2 TiSi 2 O 8 、不同配比镁铌酸铅Pb（Mg 1-x Nb x ）O 3 、第一预设浓度的Sm掺杂不同配比镁铌酸铅Pb（Mg 1-x Nb x ）O 3 、不同配比镁铌酸铅钛酸铅yPb（Mg 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、第二预设浓度的Sm掺杂不同配比的镁铌酸铅钛酸铅yPb（Mg 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、不同配比锌铌酸铅钛酸铅yPb（Zn 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、不同配比锆钛酸铅PbZr x Ti 1−x O 3 （x=0~1）、不同配比钛酸铋钠和钛酸铋钾（1-x）Na 1/2 Bi 1/2 TiO 3 -xK 1/2 Bi 1/2 TiO 3 （x=0~1）、不同配比钛酸铋钠钛酸钡（1-x）Na 1/2 Bi 1/2 TiO 3 -xBaTiO 3 （x=0~1）、钛酸铋钠（Na 1/ 2 Bi 1/2 ）TiO 3 、氧化锌ZnO、氮化铝AlN、铌酸钠NaNbO 3 、铌酸钾KNbO 3 、钨酸钠NaWO 3 、聚偏氟乙烯PVDF、偏硼酸铋α-BiB 3 O 6 、铁酸铋BiFeO 3 、钛酸钡-钛酸钙和锆酸钡系化合物BaTiO 3 –CaTiO 3 –BaTiZrO 3 、不同配比镍钛酸铋和锆钛酸铅xBi（Ni 1/2 Ti 1/2 ）O 3 -（1-x）Pb（Zr 1/2 Ti 1/2 ）O 3 、钛酸铋BiTiO 3 、钛酸锶SrTiO 3 、磷酸钾GaPO 4 、硼酸锂Li 2 B 4 O 7 、化学计量比和同成分铌酸锂LiNbO 3 、α-二氧化硅α-SiO 2 、硅酸铝钙Ca 2 Al 2 SiO 7 、硼酸锌铋Bi 2 ZnB 2 O 7 、铝酸钇YAlO 3 、铬酸钇YCrO 3 、铁酸钇YFeO 3 、硅酸镓镧系列材料、稀土钙氧硼酸盐RECa 4 O（BO 3 ） 3 系列材料及稀土钙氧硼酸盐系列材料互掺材料。 17.根据权利要求15所述的射频前端模组，其特征在于，所述压电材料包括：硅酸钛钡Ba 2 TiSi 2 O 8 、不同配比镁铌酸铅Pb（Mg 1-x Nb x ）O 3 、第一预设浓度的Sm掺杂不同配比镁铌酸铅Pb（Mg 1-x Nb x ）O 3 、不同配比镁铌酸铅钛酸铅yPb（Mg 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、第二预设浓度的Sm掺杂不同配比的镁铌酸铅钛酸铅yPb（Mg 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、不同配比锌铌酸铅钛酸铅yPb（Zn 1-x Nb x ）O 3 -（1-y）PbTiO 3 （x，y=0~1）、不同配比锆钛酸铅PbZr x Ti 1−x O 3 （x=0~1）、不同配比钛酸铋钠和钛酸铋钾（1-x）Na 1/2 Bi 1/2 TiO 3 -xK 1/2 Bi 1/2 TiO 3 （x=0~1）、不同配比钛酸铋钠钛酸钡（1-x）Na 1/2 Bi 1/2 TiO 3 -xBaTiO 3 （x=0~1）、钛酸铋钠（Na 1/ 2 Bi 1/2 ）TiO 3 、氧化锌ZnO、氮化铝AlN、铌酸钠NaNbO 3 、铌酸钾KNbO 3 、钨酸钠NaWO 3 、聚偏氟乙烯PVDF、偏硼酸铋α-BiB 3 O 6 、铁酸铋BiFeO 3 、钛酸钡-钛酸钙和锆酸钡系化合物BaTiO 3 –CaTiO 3 –BaTiZrO 3 、不同配比镍钛酸铋和锆钛酸铅xBi（Ni 1/2 Ti 1/2 ）O 3 -（1-x）Pb（Zr 1/2 Ti 1/2 ）O 3 、钛酸铋BiTiO 3 、钛酸锶SrTiO 3 、磷酸钾GaPO 4 、硼酸锂Li 2 B 4 O 7 、化学计量比和同成分铌酸锂LiNbO 3 、α-二氧化硅α-SiO 2 、硅酸铝钙Ca 2 Al 2 SiO 7 、硼酸锌铋Bi 2 ZnB 2 O 7 、铝酸钇YAlO 3 、铬酸钇YCrO 3 、铁酸钇YFeO 3 、硅酸镓镧系列材料、稀土钙氧硼酸盐RECa 4 O（BO 3 ） 3 系列材料及稀土钙氧硼酸盐系列材料互掺材料。 18.根据权利要求1、2、7、8或11所述的射频前端模组，其特征在于，所述磁致伸缩材料包括：由一种以上非金属与一种以上金属合成的材料。 19.根据权利要求18所述的射频前端模组，其特征在于，所述磁致伸缩材料包括以下之一：铁酸钇金属合金Y 3 M 2 (FeO 4 ) 3 、铁镓硼合金Fe 1-x Ga x B（x=0-1）、镓锰合金Mn 3 Ga、镍锰合金Mn 3 Ni、硼铁钕合金Nd 2 Fe 14 B、CoFeO 4 、铁镍合金Ni 80 Fe 20 、镓铁合金Fe 80 Ga 20 、不同组分硼铁化钴 CoFeB、不同组分铁镓硼合金FeGaB、镓铁系列合金Fe 1-x Ga x （x=0-1）和不同组分铁钴硅硼合金FeCoSiB；其中，所述M包括：铁Fe、钴Co和镍Ni中的一种以上。 20.根据权利要求1、2、7、8或11所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一压电层具有以下一种以上振动模式：厚度振动模式、宽度和长度伸缩振动模式、水平剪切波振动模式和兰姆波振动模式。 21.根据权利要求3、9或12所述的射频前端模组，其特征在于，所述第二压电层具有以下一种以上振动模式：厚度振动模式、宽度和长度伸缩振动模式、水平剪切波振动模式和兰姆波振动模式。 22.一种制备天线的方法，包括：在基底材料衬底上图案化第一金属电极，获得第一底电极；在第一底电极上生成压电材料；在生成的压电材料上制备第一压电层；在制备的第一压电层上溅射预设厚度的磁致伸缩材料，生成磁致伸缩层；其中，所述天线为权利要求1~21任一项中的射频前端模组的组成，所述天线与以下一项或任意组合集成在同一基底材料上的同一侧：滤波器、射频开关、双工器、功率放大器和低噪声放大器；在所述基底材料上集成的所述射频前端模组，用于通过简化射频前端模组的制备和封装，以减小其在便携式移动设备中的空间占用和组件之间的连接功耗。 23.一种制备滤波器的方法、包括：在基底材料衬底上图案化第二金属电极，获得第二底电极；在第二底电极上生成压电材料；在生成的压电材料上制备第二压电层；其中，所述滤波器为权利要求1~21任一项中的射频前端模组的组成，所述滤波器与射频前端模组的中的天线集成在同一基底材料上的同一侧，与天线所在的同一基底材料上的同一侧，还包括以下一项或任意组合：射频开关、双工器、功率放大器和低噪声放大器；在所述基底材料上集成的所述射频前端模组，用于通过简化射频前端模组的制备和封装，以减小其在便携式移动设备中的空间占用和组件之间的连接功耗。 24.一种制备天线的装置，包括：第一图案化单元、第一生成单元、第一制备单元和溅射单元；其中，第一图案化单元设置为：在基底材料衬底上图案化第一金属电极，获得第一底电极；第一生成单元设置为：在第一底电极上生成压电材料；第一制备单元设置为：在生成的压电材料上制备第一压电层；溅射单元设置为：在制备的第一压电层上溅射预设厚度的磁致伸缩材料，生成磁致伸缩层；其中，所述天线为权利要求1~21任一项中的射频前端模组的组成，所述天线与以下一项或任意组合集成在同一基底材料上的同一侧：滤波器、射频开关、双工器、功率放大器和低噪声放大器；在所述基底材料上集成的所述射频前端模组，用于通过简化射频前端模组的制备和封装，以减小其在便携式移动设备中的空间占用和组件之间的连接功耗。 25.一种制备滤波器的装置，包括：第二图案化单元、第二生成单元和第二制备单元；其中，第二图案化单元设置为：在基底材料衬底上图案化第二金属电极，获得第二底电极；第二生成单元设置为：在第二底电极上生成压电材料；第二制备单元设置为：在生成的压电材料上制备第二压电层；其中，所述滤波器为权利要求1~21任一项中的射频前端模组的组成，所述滤波器与射频前端模组的中的天线集成在同一基底材料上的同一侧，与天线所在的同一基底材料上的同一侧，还包括以下一项或任意组合：射频开关、双工器、功率放大器和低噪声放大器；在所述基底材料上集成的所述射频前端模组，用于通过简化射频前端模组的制备和封装，以减小其在便携式移动设备中的空间占用和组件之间的连接功耗。