[發明專利]感測元件

有效

• 申請號: 201811416477.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN110707175B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 游騰健
• 申請（專利權）人: 精準基因生物科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 羅英;臧建明

本發明提供一種感測元件，包括半導體基板、過濾結構以及感測結構。半導體基板具有樣品激發區以及光學感測區。光學感測區側向包圍樣品激發區于其中。過濾結構嵌設于半導體基板中，其中過濾結構配置于樣品激發區中且具有樣品容納部。樣品容納部適于容納樣品且接納激發光束。感測結構嵌設于半導體基板中，其中感測結構的至少一部分配置于光學感測區中，且感測結構至少側向包圍過濾結構。在激發光束沿著垂直于半導體基板的表面的方向傳遞至樣品容納部并激發樣品后，樣品適于發射信號光束，且感測結構適于感測信號光束。

技術領域

本發明涉及一種感測元件。

背景技術

在一般的熒光檢測系統中，樣品被激發光束激發以發射熒光。來自樣品的熒光透射到光傳感器，且光傳感器將熒光轉換為電信號。熒光檢測系統中的處理器分析電信號以得知樣品的信息。然而，由于熒光信號的光強度遠低于激發光束的光強度，當有不想要的雜散光產生時，可能會干擾熒光信號的感測結果。

發明內容

本發明提供一種具有高信噪比(signal-noise ratio，SNR)的感測元件。

本發明的實施例的一種感測元件，包括半導體基板、過濾結構以及感測結構。半導體基板具有樣品激發區以及光學感測區。光學感測區側向包圍樣品激發區于其中。過濾結構嵌設于半導體基板中，其中過濾結構配置于樣品激發區中且具有樣品容納部。樣品容納部適于容納樣品且接納激發光束。感測結構嵌設于半導體基板中，其中感測結構的至少一部分配置于光學感測區中，且感測結構至少側向包圍過濾結構。在激發光束沿著垂直于半導體基板的表面的方向傳遞至樣品容納部并激發樣品后，樣品適于發射信號光束，且感測結構適于感測信號光束。

在本發明的一實施例中，上述的感測結構包括第一摻雜半導體區以及至少兩個第二摻雜半導體區。第一摻雜半導體區至少側向包圍過濾結構。至少兩個第二摻雜半導體區嵌設于第一摻雜半導體區中，其中至少兩個第二摻雜半導體區的其中第一個位于過濾結構與至少兩個第二摻雜半導體區的其中第二個之間。

在本發明的一實施例中，上述的至少兩個第二摻雜半導體區的第一個環繞過濾結構，至少兩個第二摻雜半導體區的第二個環繞過濾結構與至少兩個第二摻雜半導體區的第一個。

在本發明的一實施例中，上述的第一摻雜半導體區與至少兩個第二摻雜半導體區形成至少兩個光傳感器的部分，且至少兩個光傳感器適于分別感測信號光束中具有不同波長的部分。

在本發明的一實施例中，上述的感測結構還包括至少兩個柵極以及至少兩個浮置擴散區，各個第二摻雜半導體區與各個浮置擴散區分別位于一個柵極的兩側。

在本發明的一實施例中，上述的至少兩個第二摻雜半導體區的第一個包括彼此分離的第一子區與第二子區，至少兩個第二摻雜半導體區的第二個包括彼此分離的第三子區與第四子區。

在本發明的一實施例中，上述的第一摻雜半導體區包覆過濾結構的側壁。

在本發明的一實施例中，上述的第一摻雜半導體區包覆過濾結構的底部表面。

在本發明的一實施例中，上述的感測元件還包括隔離結構，隔離結構側向包圍感測結構。

在本發明的一實施例中，上述的感測元件還包括信號干涉過濾器，信號干涉過濾器設置于過濾結構與半導體基板之間。

基于上述，在本發明的實施例的感測元件中，由于激發光束是沿著垂直于半導體基板的方向傳遞至樣品激發區來激發樣品，而光學感測區是側向包圍樣品激發區。換言之，光學感測區并不在激發光束的傳遞路徑上，因此位于光學感測區中的感測結構較不易受到激發光束的影響。如此一來，本發明的實施例中的感測元件可具有較高的信噪比。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為根據本發明的一實施例的感測元件的上視示意圖。