本文在一个示例中阐述了一种设备，该设备包括：检测器表面；感测光电二极管的阵列，该感测光电二极管的阵列形成在半导体构造中，其中该半导体构造接收来自该检测器表面的光；和光分离结构，该光分离结构位于该检测器表面与该感测光电二极管的阵列中的感测光电二极管之间。
2、在一些多重测定中，具有可识别标记(例如，荧光标记)的未知分析物可在受控的条件下暴露于数千个已知探针。可将每个已知探针放入微孔板的对应孔中。观察孔内的已知探针和未知分析物之间发生的任何化学反应可有助于识别或揭示分析物的特性。此类方案的其他示例包括已知的dna测序过程，诸如边合成边测序(sbs)或循环阵列测序。
3、在一些荧光检测方案中，光学系统用于将激发光引导到荧光团(例如，荧光标记的分析物)上，并且还用于检测可从具有附着的荧光团的分析物发射的荧光发射光。然而，此类光学系统可能相对昂贵并且受益于更大的台面占有面积。例如，光学系统可包括透镜、滤光器和光源的布置。
4、在其他提出的检测系统中，流通池中的受控反应可由固态光传感器阵列(例如，互补金属氧化物半导体(cmos)检测器或电荷耦合设备(ccd)检测器)限定。这些系统不涉及用于检测荧光发射的大型光学组件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述光分离结构包括：第二半导体构造，所述第二半导体构造吸收所述激发光和所述发射光的光子；和电介质阻隔件，所述电介质阻隔件阻止由所述第二半导体构造中的光子吸收生成的电子到达所述感测光电二极管的阵列中的感测光电二极管。
>5.根据权利要求1...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述光分离结构包括：第二半导体构造，所述第二半导体构造吸收所述激发光和所述发射光的光子；和电介质阻隔件，所述电介质阻隔件阻止由所述第二半导体构造中的光子吸收生成的电子到达所述感测光电二极管的阵列中的感测光电二极管。
3.根据权利要求1中任一项所述的设备，其中所述光分离结构包括第二半导体构造和电介质阻隔件，所述第二半导体构造包含无机半导体材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述光分离结构包含促进无机半导体材料构造内的光子吸收和电子行进的材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述光分离结构包括：材料构造，所述材料构造吸收所述激发光和所述发射光的光子；和电介质阻隔件，所述电介质阻隔件阻止由所述材料构造中的光子吸收生成的电子到达所述感测光电二极管的阵列中的感测光电二极管，其中所述材料构造不含有机光过滤材料。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中所述光分离结构包含无机半导体材料。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述光分离结构不含有机过滤材料。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述光分离结构包括干涉反射器，所述干涉反射器具有第一材料和第二材料的交替层，所述第二材料相比所述第一材料具有更高的折射率。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述设备包括：导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述检测器表面的样本位点之间的栅格区段；和竖直延伸通孔，所述竖直延伸通孔连接至所述导电栅格，所述竖直延伸通孔延伸穿过所述光分离结构的高度。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的与所述光分离结构接触的一个或多个栅格区段。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段，并且其中向所述导电栅格施加电压偏置，使得所述导电栅格产生以及从所述光分离结构吸引电荷的电场。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括：金属栅格，所述金属栅格具有与所述光分离结构接触的设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段；电荷去除通孔，所述电荷去除通孔电连接至所述金属栅格并且延伸穿过所述光分离结构的高度；和金属化层，所述金属化层电连接至所述电荷去除通孔，其中所述金属化层一体地形成在电介质堆叠内，所述电介质堆叠具有一体地形成在其中的限定用于从所述感测光电二极管的阵列读出信号的读出电路的金属化，并且其中向所述金属栅格施加电压偏置，使得所述金属栅格产生从所述光分离结构吸引电荷的电场。
15.根据权利要求1至3以及8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段。
16.根据权利要求1至3以及8中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述光分离结构去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括：金属栅格，所述金属栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的与所述光分离结构接触的一个或多个栅格区段；电荷去除通孔，所述电荷去除通孔电连接至所述金属栅格并且延伸穿过所述光分离结构的高度；和金属化层，所述金属化层电连接至所述电荷去除通孔，其中所述金属化层一体地形成在电介质堆叠内，所述电介质堆叠具有一体地形成在其中的限定用于从所述感测光电二极管的阵列读出信号的读出电路的金属化，并且其中向所述金属栅格施加电压偏置，使得所述金属栅格产生从所述光分离结构吸引电荷的电场。
17.一种设备，所述设备包括：
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述第二半导体构造包含无机半导体材料。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的设备，其中所述第二半导体构造包含区别于所述半导体构造的材料的无机半导体材料。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的设备，其中所述半导体构造包含硅，并且其中所述第二半导体构造包含选自由以下项组成的组的无机半导体材料：si、a-si、ge和cds。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的设备，其中所述半导体构造由绝缘体上硅(soi)晶片的硅层的材料限定，其中所述第二半导体构造由所述soi晶片的体硅衬底的材料限定，并且其中所述电介质阻隔件由所述soi晶片的绝缘体的材料限定。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有大于所述激发光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有小于所述发射光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有大于所述激发光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度，并且其中包括吸收所述激发光和所述发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有小于所述发射光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
25.根据权利要求17至24中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有电介质阻隔件深度，所述电介质阻隔件深度被配置成使得在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述发射光的中心波长下的光子的百分比是在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述激发光的中心波长下的光子的百分比的约2倍或更多倍。
26.根据权利要求17至25中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有电介质阻隔件深度，所述电介质阻隔件深度被配置成使得在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述发射光的中心波长下的光子的百分比是在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述激发光的中心波长下的光子的百分比的约20倍或更多倍。
27.根据权利要求17至26中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有电介质阻隔件深度，所述电介质阻隔件深度被配置成使得在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述发射光的中心波长下的光子的百分比是在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述激发光的中心波长下的光子的百分比的约50倍或更多倍。
28.根据权利要求17至27中任一项所述的设备，其中包括所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构的尺寸被设计为以长于蓝色波长带中的光的吸收深度的电介质阻隔件深度为特征，所述电介质阻隔件深度短于红色波长带中的光的吸收深度。
29.根据权利要求17至28中任一项所述的设备，其中包括所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构的尺寸被设计为以长于绿色波长带中的光的吸收深度的电介质阻隔件深度为特征，所述电介质阻隔件深度短于所述红色波长带中的光的吸收深度。
30.根据权利要求17至29中任一项所述的设备，其中包括所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构的尺寸被设计为使得第一波长的激发光的光子的吸收深度小于所述电介质阻隔件的电介质阻隔件深度。
31.根据权利要求17至30中任一项所述的设备，其中包括所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构的尺寸被设计为使得第一组光分离结构区域具有第一电介质阻隔件深度，并且第二组光分离结构区域具有第二电介质阻隔件深度，所述第二电介质阻隔件深度小于第一阻隔件深度。
32.根据权利要求17至31中任一项所述的设备，其中所述第二半导体构造具有约1nm至约50.0μm的厚度，并且其中所述电介质阻隔件具有约1.0nm至约1000nm的厚度。
33.根据权利要求17至32中任一项所述的设备，其中所述设备包括竖直延伸的深沟槽隔离构造，所述竖直延伸的深沟槽隔离构造将具有所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构分离成光分离结构区域，其中所述光分离结构区域中的相应光分离结构区域与所述感测光电二极管的阵列中的一个感测光电二极管相关联。
34.根据权利要求17至33中任一项所述的设备，其中具有所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构具有小于发射光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
35.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中具有所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构具有大于激发光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度，并且其中具有所述第二半导体构造和所述电介质阻隔件的所述结构具有小于发射光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
36.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中所述设备包括：导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述检测器表面的样本位点之间的栅格区段；和电荷去除导体，所述电荷去除导体连接至所述导电栅格，所述电荷去除导体延伸穿过所述半导体构造。
37.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中所述设备包括用于从所述第二半导体构造去除电荷的电荷去除路径。
38.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述第二半导体构造去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段。
39.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述第二半导体构造去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的与所述第二半导体构造接触的一个或多个栅格区段。
40.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述第二半导体构造去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括导电栅格，所述导电栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的一个或多个栅格区段，并且其中向所述导电栅格施加电压偏置，使得所述导电栅格产生以及从所述第二半导体构造吸引电荷的电场。
41.根据权利要求17至34中任一项所述的设备，其中限定所述感测光电二极管的阵列的感测光电二极管设置在所述设备的像素位置处，其中所述设备包括用于从所述第二半导体构造去除电荷的电荷去除路径，其中所述电荷去除路径包括：金属栅格，所述金属栅格具有设置在所述设备的所述像素位置中的相应像素位置处的与所述第二半导体构造接触的一个或多个栅格区段；电荷去除通孔，所述电荷去除通孔电连接至所述金属栅格并且延伸穿过所述第二半导体构造的高度；和金属化层，所述金属化层电连接至所述电荷去除通孔，其中所述金属化层一体地形成在电介质堆叠内，所述电介质堆叠具有一体地形成在其中的限定用于从所述感测光电二极管的阵列读出信号的读出电路的金属化，并且其中向所述金属栅格施加电压偏置，使得所述金属栅格产生从所述第二半导体构造吸引电荷的电场。
42.根据权利要求17至18中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有大于所述激发光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度，并且其中包括吸收所述激发光和所述发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有小于所述发射光的中心波长的吸收深度的电介质阻隔件深度。
43.根据权利要求17至18中任一项所述的设备，其中包括吸收激发光和发射光的光子的所述第二半导体构造以及所述电介质阻隔件的所述结构具有电介质阻隔件深度，所述电介质阻隔件深度被配置成使得在所述半导体构造的在所述电介质阻隔件深度下方的高度处吸收的所述发射光的中心波长下的光子的百分比是在所述半导体构造的在所述电介质阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·埃玛迪，R·比拉，M·雷扎伊，C·赫瑟林顿，
申请(专利权)人：伊鲁米纳公司，
类型：发明
国别省市：
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