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原文传递带有保护衬垫的光检测设备及与其相关的方法

专利名称：	带有保护衬垫的光检测设备及与其相关的方法
摘要：	本申请涉及但不限于带有保护衬垫的光检测设备及与其相关的方法。提供了光检测设备和相关方法。该设备可以包括反应结构以用于包含具有相对高或低pH的反应溶液和产生光发射的多个反应位点。该设备可包括设备基座，该设备基座包括多个光传感器、耦合到光传感器的设备电路、以及阻挡激发光但允许光发射传递到光传感器的多个光导。设备基座还可以包括在每个光导和设备电路之间、围绕每个光导延伸的屏蔽层，以及相对于在每个光导和屏蔽层之间围绕每个光导延伸的反应溶液是化学惰性的保护层。保护层防止穿过反应结构和光导的反应溶液与设备电路相互作用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	伊鲁米那股份有限公司
发明人：	蔡秀雨;约瑟夫·弗朗西斯·平托;托马斯·A·贝克;特蕾西·海伦·冯
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201811565678.9
公开号：	CN109959639A
代理机构：	北京安信方达知识产权代理有限公司
代理人：	张瑞;杨明钊
分类号：	G01N21/63(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种设备，包括：反应结构，所述反应结构形成多个反应凹槽和至少一个反应位点，所述多个反应凹槽用于包含pH小于或等于约5或pH大于或等于约8的反应溶液，所述至少一个反应位点在用所述反应溶液处理后响应于入射激发光而产生光发射；和设备基座，所述设备基座被定位于所述反应结构下方，包括：多个光传感器；设备电路，所述设备电路电耦合到所述光传感器，以基于由所述光传感器检测到的光子而传输数据信号；多个光导，所述多个光导具有输入区域，所述输入区域接收所述激发光和来自至少一个对应的反应凹槽的所述光发射，所述多个光导从所述输入区域朝向至少一个对应的光传感器延伸到所述设备基座中并且包括至少一种过滤材料，所述至少一种过滤材料过滤所述激发光并允许所述光发射传递到所述至少一个对应的光传感器；屏蔽层，所述屏蔽层围绕每个光导延伸并被定位在每个光导和所述设备电路之间；和保护层，所述保护层围绕每个光导延伸并被定位在每个光导和所述屏蔽层之间，所述保护层防止穿过所述反应结构和所述光导的反应溶液与所述设备电路相互作用，其中，所述保护层相对于所述反应溶液是化学惰性的。 2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层邻接在所述设备基座内的所述多个光导。 3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备电路被设置在所述设备基座的介电材料层内，其中，所述屏蔽层被定位在所述保护层和所述介电材料层之间，并且其中，所述屏蔽层邻接所述介电材料层。 4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层还在所述设备基座的顶表面和所述反应结构的围绕所述多个反应凹槽延伸的间隙区域之间延伸。 5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述屏蔽层在所述设备基座的所述保护层和所述顶表面之间延伸。 6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层包括二氧化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。 7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层包括二氧化硅、氮氧化硅、一氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、硝基碳化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。 8.根据权利要求7的设备，其中，所述反应溶液的pH大于或等于约8。 9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反应溶液的pH小于或等于约5，并且其中，所述保护层包括碳化硅、碳氧化硅、硝基碳化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。 10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述屏蔽层包括氮化硅屏蔽层。 11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层包括液体不可渗透的阻挡层。 12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备电路包括互连的导电元件，并且所述保护层防止所述反应溶液氧化所述导电元件。 13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护层的厚度在约5纳米至约100纳米的范围内。 14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反应结构包括被固定到在所述多个反应凹槽中的每一个反应凹槽内的所述反应结构上的至少一个反应位点，并且其中，所述反应溶液可以在响应于所述入射激发光而产生光发射的所述至少一个反应位点处引发反应和/或形成反应产物。 15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述至少一个反应位点包括至少一种分析物，并且其中，所述反应溶液包括至少一种荧光标记分子。 16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备基座的所述设备电路形成互补金属氧化物半导体(CMOS)电路。 17.一种生物传感器，包括：根据权利要求1所述的设备；以及流动池，所述流动池被安装到所述设备上，所述流动池包括所述反应溶液和至少一个流动通道，所述至少一个流动通道与所述反应结构的所述多个反应凹槽流体连通，以将所述反应溶液引导到所述多个反应凹槽。 18.一种方法，包括：在设备基座内形成多个沟槽，所述设备基座包括多个光传感器和设备电路，所述设备电路电耦合到所述光传感器以基于由所述光传感器检测到的光子而传输数据信号，所述多个沟槽从所述设备基座的顶表面延伸并朝向至少一个对应的光传感器延伸；在所述设备基座上方沉积屏蔽层，使得所述屏蔽层至少在所述多个沟槽内延伸；在所述屏蔽层上方沉积保护层，使得所述保护层至少在所述多个沟槽内延伸；用至少一种过滤材料填充所沉积的保护层上方的所述多个沟槽，以形成多个光导，所述至少一种过滤材料过滤至少第一波长的光并允许第二波长的光穿过所述至少一种过滤材料到达所述至少一个对应的光传感器；和在所述多个光导和所述保护层上方形成反应结构，所述反应结构形成对应于至少一个光导的多个反应凹槽以及至少一个反应位点，所述多个反应凹槽用于包含pH小于或等于约5或pH大于或等于约8的反应溶液，所述至少一个反应位点在用所述反应溶液处理后响应于所述第一波长的入射激发光而产生所述第二波长的光发射，其中，所述保护层相对于所述反应溶液是化学惰性的。 19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述保护层包括二氧化硅、氮氧化硅、一氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、硝基碳化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合，并且其中，所述屏蔽层包括氮化硅屏蔽层。 20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述设备基座上方沉积所述屏蔽层还包括在所述设备基座的所述顶表面上方沉积所述屏蔽层，并且其中，在所述设备基座上方沉积所述保护层还包括在所述屏蔽层的在所述设备基座的所述顶表面上方延伸的部分上方沉积所述保护层。 21.根据权利要求18的方法，还包括使pH小于或等于约5或pH大于或等于约8的所述反应溶液在所述反应结构上方通过。
所属类别：	发明专利