一种激光器及其制造方法与应用与流程

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种激光器及其制造方法与应用。

背景技术：

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。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明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，本发明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，本发明还提出一种激光器，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，本发明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，本发明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发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明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方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提出一种激光器的制造方法，包括：

s1：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；

s2：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；

s3：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。

如图2所示，在步骤s1-s2中，首先提供一激光器芯片10，该激光器芯片10可以包括至少两个台型结构，每个台型结构内设置有一个发光孔，发光孔用于出射激光束。在激光器芯片10的上表面形成有光学元件30，光学元件30可以通过粘结层20设置在激光器芯片10的上表面上。在激光器芯片10的下表面上设置有第一电极10a和第二电极10b，第一电极10a和第二电极10b间隔设置。

如图3所示，在步骤s3中，在激光器芯片10上设置有多条切割道(未显示)，所述切割道位于第一电极10a和第二电极10b之间。通过激光器进行切割，从而形成多个激光器100。

如图2-图3所示，在本实施例中，首先单独制作激光器芯片10和光学元件30，然后在将粘结层20将光学元件30固定在激光器芯片10上，然后在进行切割，形成激光器100。由于光学元件30是集成在激光器芯片10上的，因此可以减少激光器100的厚度。

如图2和图4所示，在形成激光器芯片10时，首先提供一半导体衬底101，然后在半导体衬底101上依次形成第一反射层102，有源层103和第二反射层104。

如图4所示，该半导体衬底101可以是任意适于形成垂直腔面发射激光器的材料，例如为砷化镓(gaas)。半导体衬底101可以是n型掺杂的半导体衬底，也可以是p型掺杂的半导体衬底，掺杂可以降低后续形成的电极与半导体衬底之间欧姆接触的接触电阻，在本实施例中，该半导体衬底101为n型掺杂半导体衬底。

在一些实施例中，半导体衬底101可以是蓝宝石衬底或其他材料衬底，或者至少半导体衬底101的顶面由硅，砷化镓，硅碳化物，铝氮化物，镓氮化物中的一种组成。

如图3-图4所示，在本实施例中，第一反射层102位于半导体衬底101上，第一反射层102可例如由包括algaas和gaas，或者高铝组分的algaas和低铝组分的algaas两种不同折射率的材料层叠构成，该第一反射层102可以为n型反射镜，该第一反射层102可以为n型的布拉格反射镜。

如图4所示，在本实施例中，有源层103位于第一反射层102上，该有源层103包括第一半导体层1031，有源区1032和第二半导体层1033。有源区1032位于第一半导体层1031和第二半导体层1033之间。图4中第一半导体层1031和第二半导体层1033包括一个单独的材料层，但是第一半导体层1031和第二半导体层1033均可包括两层以上的层。第一半导体层1031和第二半导体层1033可包括ingaas、gaas和algaas，其中第一半导体层1031可以为n-型掺杂，第二半导体层1033可以为p-型掺杂。在一些实施例中，第一半导体层1031和第二半导体层1033还可以包括其他的材料，这些材料具体不同的掺杂构造。在本实施例中，有源区1032也可以称为活性区，有源区1032内包括多个量子结构层，所述量子结构层具有带隙波长，所述量子结构层中的每一层发射工作波长的光。

如图4所示，在本实施例中，第二反射层104可包括由algaas和gaas，或者高铝组分的algaas和低铝组分的algaas两种不同折射率的材料层叠构成，第二反射层104可以为p型反射镜，第二反射层104可以为p型的布拉格反射镜。第一反射层102和第二反射层104用于对有源层103产生的光线进行反射增强，然后从第一反射层102或第二反射层104的表面射出。

如图4所示，在一些实施例中，第一反射层102或第二反射层104包括一系列不同折射率材料的交替层，其中每一交替层的有效光厚度(该层厚度乘以该层折射率)是四分之一垂直腔面发射激光器的工作波长的奇数整数倍，即每一交替层的有效光厚度为垂直腔面发射激光器的工作波长的奇数整数倍的四分之一。用于形成第一反射层102或第二反射层104交替层的合适介电材料包括钽氧化物，钛氧化物，铝氧化物，钛氮化物，氮硅化物等。用于形成第一反射层102或第二反射层104交替层的合适半导材料包括镓氮化物，铝氮化物和铝镓氮化物。然不限于此，在一些实施例中，第一反射层102和第二反射层104也可由其他的材料所形成。

如图4所示，在本实施例中，可以将第一反射层102，有源层103和第二反射层104定义为台型结构108，台型结构108之间具有沟槽107，在沟槽107内可以形成切割道。激光器通过切割道进行切割，即可将激光器分成两个子单元。当然，在一些实施例中，也可以将有源层103和第二反射层104定义为台型结构108。

如图4所示，在本实施例中，在台型结构108上还设置有导电接触层105，也就是说导电接触层105位于第二反射层104上，所述导电接触层105可作为后续工艺的光刻校准参比，从而制备精度较高的垂直腔面发射激光器，同时导电接触层105还可以作为后续第一电极的金属接触垫。其中，导电接触层105的材料可包括au金属、ag金属、pt金属、ge金属、ti金属及ni金属中的一种或组合，具体可根据需要进行选择。在本实施例中，导电接触层105的形状可例如为圆环状，在一些实施例中，导电接触层105的形状还可以为椭圆形环状，矩形环状，六边形环状，导电接触层105的形状可根据需要进行选择。导电接触层105可例如通过化学气相沉积的方法形成。

如图4所示，在形成台型结构108后，然后在第二半导体层1033内形成电流限制层106，该电流限制层106的一端与第二半导体层1033的侧壁连接，该电流限制层106的另一端延伸在第二半导体层1033内，以在第二半导体层1033中形成发光孔。可例如通过高温氧化高掺铝的方法形成电流限制层106。在本实施例中，由于第一反射层102的反射率大于所述第二反射层104的反射率，因此该激光器100为正面结构，也就是发光孔发射的激光束通过第二反射层104出射。

如图4所示，在一些实施例中，电流限制层106包括空气柱型电流限制结构，离子注入型电流限制结构，掩埋异质结型电流限制结构与氧化限制型电流限制结构的一种，本实施例中采用的是氧化限制型电流限制结构。

如图5所示，在形成台型结构108之后，首先在沟槽107内形成至少一个通孔109，图5中显示出一个通孔109。该通孔109贯穿第一反射层102，也就是说通孔109暴露出半导体衬底101。在本实施例中，可以将第一反射层102的上表面定义为第一表面，将第一反射层102的下表面定义为第二表面。有源层103可以位于第一反射层102的第一表面上。

如图6所示，在形成通孔109之后，首先在台型结构108上形成绝缘层110，绝缘层110基本覆盖台型结构108。在本实施例中，该绝缘层110从台型结构108的顶部延伸至第一反射层102的第一表面上。该绝缘层110还位于通孔109内，需要说明的是，绝缘层110位于通孔109的侧壁上，且绝缘层110未完全填充该通孔109。需要说明的是，在形成绝缘层110之后，还需要去除位于导电接触层105上的部分绝缘层110，从而使得导电接触层105可以连接后续形成的第一电极。绝缘层110的材料可以是氮化硅或氧化硅或其他绝缘材料，该绝缘层110的厚度可在100-300nm，该绝缘层110可以保护电流限制层106，在本实施例中，可例如通过化学气相沉积的方式形成该绝缘层110。

如图6所示，在形成绝缘层110之后，然后在绝缘层110上形成第一电极10a，第一电极10a与导电接触层105接触，第一电极10a沿着台型结构108的侧壁从导电接触层105延伸，然后延伸至通孔109内。从图6中可以看出，两个台型结构108的第一电极10a是连接的，也就是说两个台型结构108共用第一电极10a，因此可以同时点亮两个台型结构108。当然，在一些实施例中，两个台型结构108的第一电极10a也可以是分开的，例如在通孔109再次形成绝缘层110，该绝缘层110位于第一电极10a之间，由此将两个台型结构108的第一电极10a分开，从而实现两个台型结构108单独控制。当然，在一些实施例中，当台型结构108之间形成两个通孔109时，即可以将两个台型结构108的第一电极10a分开，从而实现两个台型结构108的独立控制。第一电极10a例如为p型电极，第一电极10a例如为阳极，第一电极10a的材料可以包括au金属、ag金属、pt金属、ge金属、ti金属及ni金属中的一种或组合。

如图7所示，在形成第一电极10a之后，将粘结层20固定在台型结构108上，该粘结层20位于第一反射层102的第一表面上，粘结层20的高度大于台型结构108的高度，也就是粘结层20覆盖台型结构108。在本实施例中，该粘结层20从第一反射层102上延伸，具体地，粘结层20的底部先与第一电极10a接触，然后填满沟槽107，然后在覆盖台型结构108的顶部，该粘结层20的顶部为平面结构。在本实施例中，该粘结层20的厚度可以为20-1000微米，例如为500微米。在粘结层20的顶部具有光学元件30，粘结层20的厚度大于光学元件30的厚度。该光学元件30包括第一材料层31，第二材料层32和透明顶衬33。第一材料层31位于粘结层20上，第二材料层32位于第一材料层31上，透明顶衬33位于第二材料层32上。第一材料层31的折射率低于第二材料层32的折射率，第一材料层31的折射率可以在1.0-2.0之间，第二材料层32的折射率可以在1.5-4.0之间。第一材料层31可以为低折射率的材料，例如为二氧化硅或氮化硅或聚合物。第二材料层32可以为低折射率的材料，例如为二氧化硅或氮化硅或聚合物。第一材料层31的厚度可以在20-1000微米之间，例如为30微米；第二材料层32的厚度可以在20-1000微米之间，例如为30微米。第一材料层31和第二材料层32的接触面具有相互契合的光学图案34，该光学图案34可以为非规则的起伏状，该光学图案34可以通过纳米压印或刻蚀工艺形成。在实施例中，该透明顶衬33可以为蓝宝石衬底，二氧化硅衬底或玻璃衬底等。该光学元件30可以为漫射器，折射光学元件，衍射光学元件，光栅结构，超结构或超表面的任一种或其组合。需要说明的，本实施例对粘结层20的折射率不作限制。

如图8所示，在将光学元件30固定在粘结层30上后，首先剥离半导体衬底101，暴露出第一反射层102的第二表面。然后在第一反射层102的第二表面上沉积绝缘层110，需要说明的是，第二表面上的绝缘层110与通孔109内的绝缘层110连接；然后再去除位于第二表面上对应于有源层103的区域，以及对应于通孔109区域；然后在进行沉积步骤，在第一反射层102的第二表面上第一电极10a和第二电极10b，其中，位于第一反射层102的第二表面上的第一电极10a与位于通孔109内的第一电极10a连接，且位于第一反射层102的第二表面的第一电极10a与第一反射层102之间存在绝缘层110。第二电极10b与第一反射层102直接接触。第二电极10b例如为n型电极，第二电极10b例如为阴极。第二电极10b的材料可以包括au金属、ag金属、pt金属、ge金属、ti金属及ni金属中的一种或组合。

如图8所示，在本实施例中，该激光器为正面结构，也就是说光学元件30位于出光区域上，激光束通过光学元件30出射。由于发光孔和光学元件30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。

如图9所示，本实施例还提出一种激光器，该激光器为背面结构。背面结构的激光器与正面结构的激光器的制造方法相似。该激光器的制造方法，首先提供一半导体衬底101，然后在半导体衬底101的下表面形成台型结构108，从而形成激光器芯片。该激光器芯片为背面结构，然后在半导体衬底101的上表面设置粘结层20，然后将光学元件30固定在粘结层20上，激光器芯片的发射的激光束从光学元件30出射。

如图9所示，在本实施例中，该激光器包括一半导体衬底101，在半导体衬底101的下表面形成第一反射层102，需要说明的是，将第一反射层102与半导体衬底101接触的表面定义为第二表面，将第一反射层102远离半导体衬底101的表面定义为第一表面。在第一反射层102的第一表面上设置有两个台型结构108，两个台型结构108之间还设置有支撑结构111。台型结构108包括有源层103和第二反射层104，有源层103包括第一半导体层1031，有源区1032和第二半导体层1032。在第二半导体层1032中设置有电流限制层106，通过电流限制层106定义出发光孔。在台型结构108还设置有第一电极10a，第一电极10a与台型结构108之间还设置有绝缘层110。在支撑结构111上还设置有第二电极10b，第二电极10b与第一电极10a之间通过绝缘层110绝缘开来。该支撑结构111的高度可以和台型结构108的高度一致。需要说明的是，支撑结构111的结构和台型结构108的结构相似，支撑结构111内的有源区未形成发光孔，因此支撑结构111不能发光。两个台型结构108上的两个第一电极10a是相互分开的，因此可以点亮任一个台型结构108。由于该激光器芯片为背面结构，因此发光孔发射的激光束通过半导体衬底101出射。

如图9所示，在本实施例中，首先对半导体衬底101进行减薄处理，然后在半导体衬底101的上表面设置有粘结层20，在粘结层20上设置光学元件30，粘结层20的厚度可以在20-1000微米，例如为60微米，粘结层20的厚度可以大于光学元件30的厚度。激光束可以通过粘结层20。光学元件30包括第一材料层31，第二材料层32和透明顶衬33。第一材料层31和第二材料层32的接触面形成光学图案34，光学图案34可以为非规则的起伏状。第一材料层31的折射率可以小于第二材料层32的折射率。在本实施例中，光学元件30通过粘结层20固定在半导体衬底101上，从而使得发光孔和光学元件30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。

如图8-图9所示，在本实施例中，图8中的激光器为正面结构，图9中的激光器为背面结构，图8-图9中的光学元件30均通过粘结层20固定在激光器芯片上。图8-图9中的激光器均包括两个台型结构108。

如图8-图9所示，在本实施例中，可例如通过纳米压印或刻蚀的方式在第一材料层31的顶部形成光学图案34。从图8-图9中可看出，光学图案34是非周期性的起伏状，且是非规则的起伏状。

如图10所示，在一些实施例中，光学图案34的形状还可以为规则起伏状，且光学图案34还是周期性的起伏状。例如图10中的光学图案为规则的弧形结构，且是周期性的弧形结构。

如图11-图12所示，本实施例还提出另一种激光器，每个激光器内包括一个台型结构108。从图中可以看出，在半导体衬底101上设置有多个台型结构108，且在台型结构108位于半导体衬底101的上表面101a上，在台型结构108之间还设置有切割道101c。切割道101c可以沿着第一方向和第二方向排列，第一方向可以为x方向，第二方向可以为y方向。当然，在一些实施例中，切割道101c还可以位于第二表面101b上。需要说明的是，图2中的切割道101c仅作为示意。在本实施例中，通过切割道101c切割之后，可以形成多个激光器，所述激光器可以为垂直腔面发射激光器。

如图13所示，本实施例还提出另一种激光器，该激光器包括一台型结构108，台型结构108包括第一反射层102，有源层103和第二反射层104。有源层103包括第一半导体层1031，有源区1032和第二半导体层1033。第一半导体层1031位于第一反射层102上，有源区1032位于第一半导体层1031上，第二半导体层1033位于有源区1032上。第二反射层104位于第二半导体层1032上。在有源区1032中还形成电流限制层106，通过电流限制层106定义出发光孔。

如图13所示，在本实施例中，在台型结构108上还设置有导电接触层105，导电接触层105位于第二反射层104上，在台型结构108上还设置有第一电极10a，第一电极10a从台型结构108的顶部延伸至第一反射层102上，第一电极10a与导电接触层105接触。在第一电极10a与台型结构108之间还设置有绝缘层110。在第一反射层102的第二表面上还设置有第二电极10b。

如图13所示，在本实施例中，由于第一反射层102的反射率大于第二反射层104的反射率，因此激光束从第二反射层102出射，因此该台型结构108是正面结构。

如图13所示，在台型结构108上还设置一粘结层20，粘结层20的底部与第一反射层102上的第一电极102接触，也就是说第一材料层31覆盖整个有源层103和第二反射层104。在粘结层20的上方还设置有光学元件30，该光学元件30包括第一材料层31，第二材料层32和透明顶衬33。第一材料层31位于粘结层20上，第二材料层32位于第一材料层31上，透明顶衬33位于第二材料层32上。在第一材料层31与第二材料层32接触的表面上具有光学图案34，光学图案34的形状为起伏状，具体地，光学图案34的形状是非规则的起伏状。在本实施例中，第一材料层31可以为低折射率的介电材料，第一材料层31的折射率可以在1.0-2.0之间，第一材料层31的材料可以为二氧化硅或氮化硅或聚合材料。发光孔发射的激光束可以通过第一材料层31出射，因此可以延长激光束的路径。第二材料层32可以为高折射率的介电材料。第二材料层32的折射率可以在1.5-4.0之间，第二材料层32的折射率可以小于第一材料层31的折射率。第二材料层32的厚度可以小于第一材料层31的厚度。所述第二材料层32的材料可以为二氧化硅或氮化硅或聚合物材料。所述第二材料层32还可以为一层或多层的结构。

如图13所示，在本实施例中，第二材料层32的下表面与光学图案34契合，因此也可以说光学图案34的形成第二材料层32的表面微结构。第二材料层32的微结构可以对激光束进行准直，光束整形(beamshaping)或者光束转向(beamsteering)等功能，进行实现远场分布，如平顶远场分布(flat-topdistribution)和点云分布(dotclouddistribution)。在形成第二材料层32之后，将第二材料层32上设置一个透明顶衬33，透明顶衬33用于保护第二材料层32。该透明顶衬33可以为蓝宝石衬底或玻璃衬底。在本实施例中，将第一材料层31，第二材料层32和透明顶衬33定义为光学元件30。在本实施例中，所述光学元件30可以为漫射器，折射光学元件，衍射光学元件，光栅结构，超结构，超表面的任意一种。需要说明的是，在形成该激光器时，首先在半导体衬底上形成台型结构，在形成光学元件之后，还需要剥离半导体衬底。该激光器的制造方法可以参阅图1。

如图14所示，本实施例还提出另一种激光器，图14中的激光器的结构与图13中的激光器的结构相近，区别在于：图14中的激光器未设置透明顶衬，且台型结构108设置在半导体衬底101的上表面上，第二电极10b位于半导体衬底101的下表面上。也就是说在形成该激光器时，未剥离半导体衬底101。

如图15所示，本实施例还提出另一种激光器，图15中的激光器的结构与图13中的激光器的结构相近，区别在于：第一电极10a与第二电极10b位于第一反射层102的同侧。

如图16所示，本实施例还提出另一种激光器，图16中的激光器的结构与图15中的激光器的结构相近，区别在于：图16中的激光器未设置透明顶衬，且台型结构108设置在半导体衬底101的上表面上，也就是说在形成该激光器时，未剥离半导体衬底101。

如图13-图16所示，在本实施例中，激光器为正面发射结构，也就是激光器发射的激光束通过光学元件30或第二材料层32出射。

如图17所示，本实施例还提出另一种激光器，在半导体衬底101的上表面形成台型结构108，且第一电极10a和第二电极10b均位于半导体衬底101的上表面。在半导体衬底101的下表面设置有粘结层20和光学元件30。

如图18所示，本实施例还提出另一种激光器，在半导体衬底101的上表面形成台型结构108，且第一电极10a和第二电极10b均位于半导体衬底101的上表面。在半导体衬底101的下表面设置有粘结层20和第一材料层31和第二材料层32。

如图17-图18所示，在本实施例中，该激光器为背面发射结构，激光器发射的激光束通过光学元件30或第二材料层32出射。需要说明的是，在将粘结层20固定在半导体衬底101上时，还需要对半导体衬底101进行减薄处理。同时，在形成第一电极10a时，第一电极10a完全覆盖台型结构108的顶部，且第一电极10a与导电接触层是一次成型的。

如图19-图20所示，图19-图20显示为激发激光器阵列的示意图。从图19和图20中可以看出，当激发激光器阵列时，发光孔发射的激光束经过第一材料层31出射，由于第一材料层31的存在，因此发光孔与光学图案的距离增加，也就是激光束的路径变长，因此打在光学图案的光斑变大，光斑覆盖光学图案的数量变多或面积变大，因此在发射端远场的均匀性更好。需要说明的是，图19中的激光器阵列为正面结构，图20中的激光器阵列为背面结构。

如图21所示，本实施例还提出一种电子设备40，该电子设备40包括一光发射模组41和光接收模组42。该光发射模组41内设置至少一个激光器，该激光器用于发射激光束，该激光器可以集成光学元件，该激光器的结构可以参考图7或图8或图13或图14。当激光束经过目标物体反射后，形成反射光束。该光接收模组42用于接收该反射光束，并形成感应信号。该电子设备40可以为三维感知设备。

综上所述，本发明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。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。