本发明专利技术描述了与光子带隙光学奈米结构相关的设备及方法。此等光学奈米结构可展现禁止光子带隙或允许光子带隙，且可用于抑制(例如，阻断或衰减)第一波长下的辐射，同时允许透射第二波长下的辐射。光子带隙光学奈米结构的示例包括在一个、两个或三个维度中具有周期性或准周期性且在至少两个维度中具有结构变化的周期性及准周期性结构。此等光子带隙光学奈米结构可形成于包括光电二极管及被布置为分析由光电二极管接收的辐射的CMOS电路的集成装置中。置中。置中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于集成装置的光学奈米结构抑制器及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.
§
119(e)主张2019年6月19日根据代理人案号R0708.70061US00申请的名称为“OPTICAL NANOSTRUCTURE REJECTER FOR AN INTEGRATED DEVICE AND RELATED METHODS”的美国临时专利申请案62/863,635号的优先权，其特此以全文引用的方式并入本文中。
[0003]本专利技术涉及关于用光学奈米结构减少集成装置(integrated device)中的非想要辐射。
技术介绍
[0004]在用于分析样本的仪器区域中，微型芯片可用于平行分析大量分析物或试样(含于一个或多个样本内)。在一些情况下，将光学激发辐射递送至芯片上执行单独分析的多个离散位点。激发辐射可激发各位点处的试样、连接至试样的荧光团或参与了与试样相互作用的荧光团。响应于激发，可自位点发射辐射且可由传感器检测所发射辐射。自针对位点的所发射辐射获得的或缺少所发射辐射的信息可用于确定该位点处的试样的特征。
技术实现思路
[0005]描述了与光子带隙光学奈米结构相关的设备及方法。光学奈米结构可展现禁止光子带隙或允许光子带隙，且可用于抑制第一波长下的辐射(例如，阻断或衰减该辐射的大部分)，同时允许透射第二波长下的辐射。光子带隙光学奈米结构的示例包括在两个或三个维度中具有结构变化且在一个、两个或三个维度中具有周期性或准周期性的周期性及准周期性结构。光子带隙光学奈米结构可形成于集成装置中，所述集成装置包括光学传感器，诸如光电二极管、CCD光电二极管数组、CMOS光电二极管数组、影像传感器数组、荧光传感器数组等。在一示例实施例中，光子带隙光学奈米结构可与用于分析试样的仪器结合使用，其中光学检测用于分析由试样响应于递送至该试样的光学激发而发射的辐射。光子带隙光学奈米结构在此等情况下可适用于减少造成背景噪声的一个或多个波长带中的某些辐射，同时允许透射含有有用信号的波长带中的辐射，藉此改良信噪比(signal
‑
to
‑
noise ratio)。
[0006]一些实施例涉及一种集成装置，其包含具有第一表面的基板及形成于该基板上的多个像素。所述多个像素中的至少一些包含：反应室，其被配置为接收样本；传感器，其被配置为检测从该反应室发射的辐射；波导，其被配置为将激发辐射耦合至该反应室；以及光学奈米结构，其安置于该波导与该传感器之间。该光学奈米结构被图案化为包括在平行于该基板的该第一表面的平面中的结构变化且抑制在垂直于该第一表面的方向上入射于该光学奈米结构上的激发辐射的至少一部分。
[0007]在一些实施例中，所述结构变化至少在该平面的一个维度中为周期性或准周期性的。
[0008]在一些实施例中，该光学奈米结构展现光子带隙。
[0009]在一些实施例中，所述结构变化在该平面的两个维度中为周期性或准周期性的。
[0010]在一些实施例中，所述结构变化展现150nm与500nm之间的周期性。
[0011]在一些实施例中，该光学奈米结构在所述结构变化内不具有缺失或显著不同的周期性组件。
[0012]在一些实施例中，该光学奈米结构包含具有第一折射率的介电材料的第一多个离散区。
[0013]在一些实施例中，该介电材料的该第一多个离散区在该平面中展现100nm与300nm之间的宽度。
[0014]在一些实施例中，该光学奈米结构包含该介电材料的第二多个离散区，该介电材料的第一及第二离散区沿垂直于基板的第一表面的方向彼此隔开。
[0015]在一些实施例中，介电材料的第一及第二离散区沿平行于平面的方向彼此交错。
[0016]在一些实施例中，该介电材料的第一多个离散区由具有不同于该第一折射率的第二折射率的材料的区域分离。
[0017]在一些实施例中，该介电材料的第一多个离散区在垂直于该平面的方向上延伸。
[0018]在一些实施例中，该介电材料的第一多个离散区沿垂直于该基板的第一表面的方向展现100nm与300nm之间的高度。
[0019]在一些实施例中，该集成装置还包含安置于反应室与传感器之间的膜片。
[0020]在一些实施例中，该集成装置还包含安置于反应室与传感器之间的光学组件，该光学组件增大了发射辐射到传感器上的聚集。
[0021]在一些实施例中，该光学组件包含介电材料的圆盘，该介电材料对于相同波长的发射辐射具有与围绕该圆盘的材料的第二折射率不同的第一折射率。
[0022]一些实施例涉及一种操作集成装置所述的方法。该方法包含由在基板上形成的波导将激发辐射耦合至邻近该波导形成的反应室，该激发辐射具有第一波长；使来自反应室的发射辐射穿过光学奈米结构至传感器，其中光学奈米结构被图案化为包括在平行于该基板的第一表面的平面中的结构变化，且其中该发射辐射具有不同于第一波长的第二波长并且响应于激发辐射对反应室中的至少一个发射极的激发而产生；并且使用光学奈米结构抑制激发辐射的至少一部分。
[0023]在一些实施例中，方法还包含用基板上形成的传感器检测穿过光学奈米结构的发射辐射的至少一部分。
[0024]在一些实施例中，抑制该激发辐射的一部分包含致使激发辐射的所述一部分从光学奈米结构反射。
[0025]在一些实施例中，该第一波长在该光学奈米结构的光子带隙内。
[0026]在一些实施例中，该第二波长在该光学奈米结构的该光子带隙外部。
[0027]在一些实施例中，所述结构变化至少在该平面的一个维度中为周期性或准周期性的。
[0028]在一些实施例中，所述结构变化在该平面的两个维度中为周期性或准周期性的。
[0029]在一些实施例中，方法还包含使来自该反应室的发射辐射穿过膜片。
[0030]在一些实施例中，方法还包含使用膜片抑制该激发辐射。
[0031]在一些实施例中，方法还包含用位于反应室与光学奈米结构之间的介电圆盘聚集发射辐射。
[0032]一些实施例涉及一种用于制造集成装置所述的方法。该方法包含在具有第一表面的基板上形成多个像素，使得所述多个像素中的至少一些包含反应室及传感器；在多个像素中的至少一些中形成波导；且在波导与传感器之间在多个像素中的至少一些中形成光学奈米结构。形成光学奈米结构包含使第一介电材料图案化以包括在平行于基板的第一表面的平面中的结构变化。
[0033]在一些实施例中，使第一介电材料图案化包含在第一介电材料中形成周期性或准周期性图案。
[0034]在一些实施例中，使该第一介电材料图案化以包括结构变化包含蚀刻第一介电材料以在第一介电材料中形成空隙。
[0035]在一些实施例中，方法还包含用不同于第一介电材料的第二介电材料填充所述空隙。
[0036]在一些实施例中，该方法进一步包含在多个像素中的至少一些中形成波导的前执行平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成装置，其包含：基板，其具有第一表面；以及形成于所述基板上的多个像素，所述多个像素中的至少一些包含：反应室，其被配置为接收样本；传感器，其被配置为检测从反应室发射的发射辐射；波导，其被配置为将激发辐射耦合至反应室；以及光学奈米结构，其设置于所述波导与所述传感器之间，其中所述光学奈米结构被图案化为包括实质上平行于所述基板的第一表面的平面中的结构变化并且抑制在实质上垂直于所述第一表面的方向上入射于光学奈米结构上的所述激发辐射的至少一部分。2.根据权利要求1所述的集成装置，其中所述结构变化至少在所述平面的一个维度中为周期性或准周期性的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的集成装置，其中所述光学奈米结构展现光子带隙。4.根据权利要求1至3中任一项所述的集成装置，其中所述结构变化在所述平面的两个维度中为周期性或准周期性的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的集成装置，其中所述结构变化展现150nm与500nm之间的周期性。6.根据权利要求1至5中任一项所述的集成装置，其中所述光学奈米结构在所述结构变化内不具有缺失或显著不同的周期性组件。7.根据权利要求1至6中任一项所述的集成装置，其中所述光学奈米结构包含具有第一折射率的介电材料的第一多个离散区。8.根据权利要求7所述的集成装置，其中所述介电材料的第一多个离散区在所述平面中展现100nm与300nm之间的宽度。9.根据权利要求7或权利要求8所述的集成装置，其中所述光学奈米结构包含所述介电材料的第二多个离散区，所述介电材料的第一离散区和第二离散区沿垂直于所述基板的第一表面的方向彼此隔开。10.根据权利要求9所述的集成装置，其中介电材料的第一离散区和第二离散区沿平行于所述平面的方向彼此交错。11.根据权利要求7至10中任一项所述的集成装置，其中所述介电材料的第一多个离散区由具有不同于第一折射率的第二折射率的材料的区域分离。12.根据权利要求7至11中任一项所述的集成装置，其中所述介电材料的第一多个离散区在垂直于所述平面的方向上延伸。13.根据权利要求12所述的集成装置，其中所述介电材料的第一多个离散区沿垂直于所述基板的第一表面的方向展现100nm与300nm之间的高度。14.根据权利要求1至13中任一项所述的集成装置，还包含设置于所述反应室与所述传感器之间的膜片。15.根据权利要求1至14中任一项所述的集成装置，还包含设置于所述反应室与所述传感器之间的光学组件，所述光学组件增大了所述发射辐射到所述传感器上的聚集。16.根据权利要求15所述的集成装置，其中所述光学组件包含介电材料的圆盘，该介电...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿里，
申请(专利权)人：宽腾矽公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。