一种激光器及其制造方法与应用技术

本发明专利技术提出一种激光器及其制造方法与应用，包括：提供一激光器芯片，所述激光器芯片包括至少两个台型结构，相邻两个所述台型结构之间设置有切割道，且在每一所述台型结构内形成一发光孔；形成光学元件于所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；通过所述切割道进行切割，以形成多个所述激光器，所述激光器包括至少一个所述台型结构。本发明专利技术提出的激光器的制造方法可以减少激光器的厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器及其制造方法与应用
本专利技术涉及激光
，特别涉及一种激光器及其制造方法与应用。
技术介绍
直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)是以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。在三维感知(3DSensing)应用中，垂直腔面发射激光器通常还需要结合其他的光学元件进行工作，光学元件通常通过支架固定在光学元件上，因此光学模组的较厚，无法适用于小型化，超薄的电子设备中。在其他的现有技术中，光学元件可以通过沉积的方式固定在激光器芯片上，然后在光学元件压印出光学图案，但是在压印过程中可能会对激光器芯片造成损伤。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种激光器及其制造方法与应用，通过将光学元件集成在激光器芯片上，改善激光器的制造方法，减小激光器的厚度，也可以避免对激光器芯片造成损伤。为实现上述目的及其他目的，本专利技术提出一种激光器的制造方法，包括：提供一激光器芯片，所述激光器芯片包括至少两个台型结构，相邻两个所述台型结构之间设置有切割道，且在每一所述台型结构内形成一发光孔；形成光学元件于所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；通过所述切割道进行切割，以形成多个所述激光器，所述激光器包括至少一个所述台型结构；其中，所述光学元件通过粘结层设置在所述激光器芯片上，所述粘结层的厚度大于所述光学元件的厚度；其中，所述光学元件包括：第一材料层；第二材料层，位于所述第一材料层上；透明顶衬，位于所述第二材料层上；其中，所述第一材料层和所述第二材料层的折射率不同，所述第一材料层和所述第二材料层具有相互契合的光学图案，所述光学图案为非规则的起伏状。进一步地，所述台型结构位于所述衬底上，所述台型结构包括：第一反射层，所述第一反射层具有第一表面和第二表面；有源层，位于所述第一表面上；第二反射层，位于所述有源层上。进一步地，当所述激光器为正面结构时，所述光学元件位于所述第一反射层的所述第一表面上；当所述激光器为背面结构时，所述光学元件位于所述第一反射层的所述第二表面上。进一步地，当所述激光器为正面结构时，在形成所述光学元件之前，在所述第一反射层上形成至少一个通孔，所述通孔连通所述第一表面和所述第二表面；且所述台型结构上第一电极的位于所述通孔内。进一步地，在形成所述光学元件之后，还包括剥离所述衬底，并在所述第一反射层的第二表面上沉积第一电极，所述第二表面上的第一电极与所述通孔内的第一电极连接。进一步地，当所述激光器为正面结构时，所述激光器还包括第二电极，所述第二电极位于所述第一反射层的第一表面或第二表面上。进一步地，当所述激光器为背面结构时，在形成所述光学元件之前，还对所述衬底进行减薄处理。进一步地，当所述激光器为背面结构时，所述激光器还包括第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述台型结构上，所述第二电极位于所述第一反射层或支撑结构上。进一步地，本专利技术还提出一种激光器，包括：至少一个台型结构，所述台型结构内具有一发光孔；光学元件，设置在所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；其中，所述光学元件通过粘结层设置在所述激光器芯片上，所述粘结层的厚度大于所述光学元件的厚度；其中，所述光学元件包括：第一材料层；第二材料层，位于所述第一材料层上；透明顶衬，位于所述第二材料层上；其中，所述第一材料层和所述第二材料层的折射率不同，所述第一材料层和所述第二材料层具有相互契合的光学图案，所述光学图案为非规则的起伏状。进一步地，本专利技术还提出一种电子设备，包括：光发射模组，用于发射激光束，所述激光束经过目标物体反射形成反射光束；光接收模组，用于接收所述反射光束；其中，所述光发射模组包括至少一个激光器，所述激光器包括：至少一个台型结构，所述台型结构内具有一发光孔；光学元件，设置在所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；其中，所述光学元件通过粘结层设置在所述激光器芯片上，所述粘结层的厚度大于所述光学元件的厚度；其中，所述光学元件包括：第一材料层；第二材料层，位于所述第一材料层上；透明顶衬，位于所述第二材料层上；其中，所述第一材料层和所述第二材料层的折射率不同，所述第一材料层和所述第二材料层具有相互契合的光学图案，所述光学图案为非规则的起伏状。综上所述，本专利技术提出一种激光器及其制造方法，通过将粘结层设置在激光器芯片上，然后再将光学元件设置在粘结层上，激光器芯片发射的激光束通过光学元件出射，由此将光学元件集成在激光器芯片上。在本制造方法中光学元件不在通过其他结构设置在激光器芯片上，因此可以简化工艺制程，减少激光器的厚度。同时，由于激光器芯片内发光孔与光学元件的距离增加，所以打在光学元件上的光斑变大，光斑覆盖光学元件的微结构的数量变多，因此发射端远场的均匀性更好。同时，由于光学元件在固定在粘结层之前，已经形成光学图案，因此将光学元件固定在粘结层上时，不在需要对光学元件进行纳米压印，因此可以避免对激光器芯片的损伤。附图说明图1：本实施例提出的激光器的制造方法流程图。图2：步骤S1-S2对应的结构示意图。图3：步骤S3对应的结构示意图。图4：台型结构的结构示意图。图5：通孔的结构示意图。图6：第一电极的结构示意图。图7：粘结层和光学元件的结构示意图。图8：激光器的结构示意图。图9：激光器的另一结构示意图。图10：光学图案的另一示意图。图11：切割道的示意图。图12：图10的侧视图。图13：激光器的结构示意图。图14：激光器的另一结构示意图。图15：激光器的另一结构示意图。图16：激光器的另一结构示意图。图17：激光器的另一结构示意图。图18：激光器的另一结构示意图。图19：激光器阵列形成光斑的简要示意图。图20：激光器阵列形成光斑的另一简要示意图。图21：本实施例中电子设备的简要示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器的制造方法，其特征在于，包括：/n提供一激光器芯片，所述激光器芯片包括至少两个台型结构，相邻两个所述台型结构之间设置有切割道，且在每一所述台型结构内形成一发光孔；/n形成光学元件于所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；/n通过所述切割道进行切割，以形成多个所述激光器，所述激光器包括至少一个所述台型结构；/n其中，所述光学元件通过粘结层设置在所述激光器芯片上，所述粘结层的厚度大于所述光学元件的厚度；/n其中，所述光学元件包括：/n第一材料层；/n第二材料层，位于所述第一材料层上；/n透明顶衬，位于所述第二材料层上；/n其中，所述第一材料层和所述第二材料层的折射率不同，所述第一材料层和所述第二材料层具有相互契合的光学图案，所述光学图案为非规则的起伏状。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光器的制造方法，其特征在于，包括：
提供一激光器芯片，所述激光器芯片包括至少两个台型结构，相邻两个所述台型结构之间设置有切割道，且在每一所述台型结构内形成一发光孔；
形成光学元件于所述激光器芯片上，所述发光孔发射的激光束通过所述光学元件出射；
通过所述切割道进行切割，以形成多个所述激光器，所述激光器包括至少一个所述台型结构；
其中，所述光学元件通过粘结层设置在所述激光器芯片上，所述粘结层的厚度大于所述光学元件的厚度；
其中，所述光学元件包括：
第一材料层；
第二材料层，位于所述第一材料层上；
透明顶衬，位于所述第二材料层上；
其中，所述第一材料层和所述第二材料层的折射率不同，所述第一材料层和所述第二材料层具有相互契合的光学图案，所述光学图案为非规则的起伏状。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述台型结构位于所述衬底上，所述台型结构包括：
第一反射层，所述第一反射层具有第一表面和第二表面；
有源层，位于所述第一表面上；
第二反射层，位于所述有源层上。


3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，当所述激光器为正面结构时，所述光学元件位于所述第一反射层的所述第一表面上；当所述激光器为背面结构时，所述光学元件位于所述第一反射层的所述第二表面上。


4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，当所述激光器为正面结构时，在形成所述光学元件之前，在所述第一反射层上形成至少一个通孔，所述通孔连通所述第一表面和所述第二表面；且所述台型结构上第一电极的位于所述通孔内。


5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，在形成所述光学元件之后，还包括剥离所述衬底，并在所述第一反射层的第二表面上沉积第一电极，所述第二表面上的第一电极与所述通孔内的第一电极连接。


6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，当所述激光器为正面结构时，所述激光器还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，张成，刘嵩，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32